大廟隧道超欠挖控制

王虎良，武玉清

(1.邯鄲市光太公路工程有限公司;2.邯鄲市交通運輸局)

大廟隧道超欠挖控制

王虎良1，武玉清2

(1.邯鄲市光太公路工程有限公司;2.邯鄲市交通運輸局)

結合具體工程實例，在對超欠挖成因分析的基礎上，提出防止超欠挖的相關措施以及隧道超欠挖出現后的處理方案。

隧道;超欠挖;成因;處理

1 引言

隨著公路山嶺隧道建設規模的加大，目前在洞身鉆爆開挖過程中由爆破造成的超欠挖問題比較普遍;它對隧道的施工進度和施工成本有著不容忽視的影響;在嚴重超欠挖時，對隧道受力穩定和施工期以及運營期的安全影響巨大。隧道的超欠挖問題雖然不可避免，但通過采取相關工程措施，能控制在規范規定的一定的范圍之內;同時顯著提高隧道表面平整度和降低超欠挖對后續工序如噴射混凝土、掛設土工布和防水板等的不利影響。

大廟隧道位于隆化縣茅荊壩國家級自然保護區內，呈西北-東南走向，設計兩條分離式單行曲線隧道，隧道左線訖始里程樁號ZK4+565～ZK10+200，長5 635 m，其中本合同段內隧道左線訖始里程樁號 ZK7+250～ZK10+200，長2 950 m，隧道右線訖始里程樁號 K4+555～K10+200，長5 645 m，其中本合同段內隧道右線訖始里程樁號K7+250～K10+200，長2 950 m，屬特長隧道。14合同段左線洞門采用偏壓式，右線洞門采用端墻式，燈光照明，機械通風。洞身開挖主要工程數量:左線明洞V級圍巖9 m、V級圍巖366 m、IV級圍巖427 m、III級圍巖2 148 m;右線明洞V級圍巖12 m、V級圍巖404 m、IV級圍巖357 m、III級圍巖2 177 m。在前期施工中，洞身開挖超欠挖問題比較嚴重，經過施工技術人員多方努力，超欠挖得到了有效控制。

2 影響超欠挖的主要因素

2.1 鉆孔精度

鉆孔對隧道超欠挖(h表示超欠挖高度)的影響主要是周邊眼的外插角θ、開口位置(開口位置與設計輪廓線的距離)e和鉆孔深度L，其關系如下:h=e+Ltan(θ/2)°

超欠挖的大小與鉆孔深度、開口位置及鉆桿外插角的大小基本成正比關系，開口位置和鉆孔深度較易控制，外插角相對不易控制，取決于鉆爆操作工的技術水平。此外，淺孔爆破有利控制超欠挖;通常炮眼深度小于3.5 m。而拱頂范圍內的仰角、兩側邊墻外插角和底板下插角均應控制在2°～5°范圍內。

2.2 爆破技術

爆破技術對超欠挖影響很大，主要涉及爆破方法、爆破方式、爆破參數、裝藥結構和炮眼的堵塞質量等。

光面爆破比普通爆破在控制超欠挖方面效果理想，所用炸藥爆速低、密度小、爆力大。炸藥的直徑要根據爆破參數中的不耦合系數(一般為1.25～2.0);如采用間隔裝藥，裝藥量以裝藥長度的平均線裝藥密度計(一般為0.1～0.3 kg)，過大則容易破壞光爆壁、過小則爆不動巖石，應根據巖體性質、鉆孔參數和炸藥類別綜合考慮。

無論采用電雷管起爆，還是非電雷管起爆，均應選用高精度的毫秒雷管，并且保證起爆成功。在不耦合系數較大時，應綁扎一根導爆索，以免由于間隙效應導致爆轟中斷。

2.3 施工管理

隧道洞身開挖過程中，建立一個比較完整的質量保證體系、確保指令信息和現場反饋及時有效，對作業過程進行全方位嚴格管理非常必要。管理的核心是，把諸多的因素置于可控狀態，根據圍巖實際類別和工人操作水平采取不同的合適的施工方案做到動態設計、動態施工。

3 超欠挖預防措施

3.1 提高放線和鉆孔精度

在每次爆破前，測定周邊眼的位置，其他孔眼根據炮孔設計圖，由周邊眼的位置來確定放線。周邊眼鉆孔沿隧道設計輪廓線上的間距誤差不得大于5 cm，周邊眼外斜率不得大于5 cm/m，孔底不得超出開挖斷面輪廓線10 cm、最大不超過15 cm，輔助眼至周邊眼的排距誤差不得大于5 cm，炮孔深度超過2.5 m時輔助眼與周邊眼采取相同的斜率。由于隧道施工歷年來形成的“寧超勿欠”的觀點，致使隧道開挖輪廓線被人為地放大5～10 cm，造成超挖量占正常超挖總量的40% ～50%;因此，在施工中要嚴格按照設計的周邊輪廓線放線、嚴禁人為地放大周邊眼開挖輪廓線。

3.2 提高裝藥和炮眼堵塞質量

裝藥質量直接影響爆破效果和超欠挖量，尤其是周邊眼的裝藥。對于涌水段的裝藥可采用:一是鉆孔泄水，將炮眼內的涌水減小;二是將藥卷綁在小鋼筋(或竹片)上，連同小鋼筋(或竹片)一并送入孔內。之后要認真堵塞炮泥，在孔口松緊適宜堵塞炮泥長度不小于25 cm。

3.3 斷面輪廓檢查和信息反饋

工程技術人員現場目測開挖斷面的規整度和儀器測量超欠挖的數值，之后分段做總體評價。信息反饋方面，要求每次放炮后技術人員到掌子面了解本次爆破超欠挖情況，并對圍巖進行觀測做好地質素描，據此調整爆破參數和爆破工藝;出完渣后，測量人員進洞測量，在掌子面周邊用紅漆以“-”、“+”符號標記超、欠挖，并標明超欠挖的數值，以便提醒下一循環鉆孔做相應調整。

3.4 建立嚴格的施工管理制度

(1)必須采用光面爆破技術，堅持斷面輪廓檢查和信息反饋°

(2)在滿足“技術上可行、經濟上合理”的要求下，應優先考慮采用操作簡單且精度高、性能良好的鉆孔機械、測量放線儀器、斷面監測儀(全站儀或激光隧道斷面儀)以及爆破器材等。

(3)嚴格控制斷面的測量放線精度，特別是要避免隨意放大或縮小斷面的現象，嚴格執行設計的預留沉降量。

(4)嚴格控制鉆孔精度，重點控制周邊眼的外插角、開口誤差和炮眼在斷面上的均勻分布。

(5)嚴格控制裝藥量，并保證正確的起爆順序。

(6)強化施工組織管理，推行工序標準化作業，經常加強作業人員業務素質和提高責任心的有關教育和培訓。

(7)建立質量責任制度，定期考核、量化打分，實行質量獎懲制度，從經濟上刺激和激勵施工人員，最大限度地調動其積極性，做到施工現場“人人關心超欠挖、人人努力控制超欠挖”的全員參與、全方位、全過程超欠挖控制良好氛圍。

4 超欠挖處理措施

超挖量在10～30 cm之間的，處理時先用噴射混凝土將其大致噴平，最后再進行噴錨作業。超過50 cm的較大超挖，首先在超挖巖體表面噴一層10 cm厚的混凝土，噴完后盡快安裝鋼拱架，在超挖較大的凹面設置鋼架加背板支護，在鋼架上設置模板進行模噴，超挖內部無法填實的部位，預先預埋壓漿關，待原設計初期支護施作完畢后，自外向內壓漿填實空腔。

小的欠挖，采用風鎬處理以達到設計的開挖輪廓線;大的欠挖，需要重新鉆孔裝藥放炮。

5 結語

經過工程技術人員和現場施工人員的不懈努力，大廟隧道在中、后期施工中超欠挖得到了有效控制，顯著減少了超挖引起的浪費火工品、多裝渣、多運輸和因必要處理而增加的相應費用，欠挖減少、相應的處理也隨之減少;施工進度得到加快，施工成本降低，經濟效益良好;多次得到業主表彰，社會效益顯著。

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1008-3383(2013)03-0087-01

2012-12-06

王虎良(1978-)，男，陜西周至人，工程師，從事公路施工工作。