軟巖隧道施工中超挖問題的處理探究

李 榮

(貴州陸通公路工程監理有限責任公司)

0 引言

在隧道施工中，隧道開挖是隧道施工的關鍵工序挖是隧道施工中的關建工序。超挖過多會對人們的安全以及施工成本產生嚴重的影響。因而在隧道施工中，必須加強對超挖現象產生的原因進行分析，做好超挖現象的預防和控制，保證施工安全和進度。

1 工程概況

某隧道工程距離所在縣的縣城較近，并且交通十分便利。該隧道設計的行車速度為60 km/h，為雙向4車道分離式特長隧道。隧道左線起止里程K0+110～K4+948，長4 838 m;右線起止里程K0+100～K4+944.000，長4 844 m。隧道左右線均為直線隧道，且為單向縱坡，縱坡均為1.5%。隧道最大埋深左線約540 m，右線約530 m。隧道采用新奧法技術施工。針對本隧道工程，勘查設計院給出的圍巖類別為中硬巖、軟巖。根據公路隧道施工技術規范 JTG F80/1-2004要求中硬巖允許超挖值，拱腳、墻腳以上1 m內嚴禁欠挖，中硬巖、軟巖超挖拱部最大25 cm，平均15 cm;邊墻、仰拱、隧底平均10 cm。目前隧道開挖存在局部超挖較大、爆破成形較差、炮痕率未達到規范要求、每一循環爆破后接薦不吻合、以及錯位偏差較大的情況。

2 超挖的概念及允許值

在隧道的開挖過程中都是根據設計的隧道的開挖輪廓線為基準線進行開挖的，但是如果在開挖的過程中超過了這條基準線，那么在基準線之外的部分就被成為超挖的部分。不同圍巖地質條件下的允許超挖值規定見表1。

表1 允許超挖值 cm

3 隧道超挖現場產生的原因

(1)未嚴格按照光面爆破鉆孔，隧道周邊眼成型差，鉆孔深度不一致，孔底不在同一平面內導致掌子面開挖不齊。

(2)現場施工隊值班隊長分工不明確導致責任劃分不明，且責任心不強。

(3)員工責任心不強，未按照測量放線施工;裝藥量不符合設計及規范要求;鉆孔定位時不扶氣腿，導致炮孔外插角過大，爆破后超挖。

(4)鉆孔沒有隨圍巖條件變化而改變。

(5)起爆順序、拒爆導致局部超挖。

(6)掌子面作業環境潮濕、風筒由于開挖距離過大而造成風的損耗率大掌子面空氣質量差且噪聲過大導致員工無法專心作業，想提前下班，導致作業質量差，影響爆破效果。

(7)施工技術交底不清楚，未詳細到放線定孔位、鉆孔、爆破設計情況。

經過調查發現，本工程產生超挖現象的主要原因是掌子面噪聲大、濕度大、空氣質量不高，作業人員無法專業工作;照搬爆破圖表;未嚴格采用光面爆破;作業人員基礎知識差;責任心差;作業人員分工不明確。

4 如何控制隧道超挖現象

4.1 做好開挖斷面以及開挖輪廓線的確定

開挖斷面由分部土木總工程師或主管施工的技術人員確定并進行交底，其他人員不得擅自更改。如確實需要調整時，應經總工程師或工程部長同意后，方可進行調整。擅自更改開挖斷面者(包括不按測量組所畫輪廓線施作者)，將對其罰款1 000.00元/次，如造成大超等質量事故，將追究其責任。開挖輪廓線的確定，其構成尺寸為隧道凈空+二襯厚度+初期支護厚度+預留變形量，在此基礎上我們還應該根據圍巖情況，現場爆破效果，開挖班的交流信息，測量人員及時的進行著開挖尺寸的變動，以便更好地控制超挖。由于斷面為多圓心多曲線斷面，我們畫弧方法采取五寸臺法，為了更加便于開挖班工作，斷面變曲線位置我們加密為25 cm一個開挖點。在爆破施工之前，應該將周邊孔的位置測定出來，根據周邊孔的位置來對輪廓線進行確定和放樣，并在開挖掌子面外，找準隧道中線，用水平儀定出該斷面處高程，以確定周邊孔的第一炮孔，從第一炮孔用垂球吊至地面，確定一橫坐標點，并定出縱坐標點(即拱部輪廓線周邊孔位置)，利用紅漆將確定出來的縱坐標標出來。之后，為了保證測量工作的準確性和有效性，必須要對其進行抽查，在抽查的結果都符合要求的情況下，才能夠判斷其測量是準確的，這樣才能夠保證炮孔的位置的準確。

4.2 提高鉆孔技術水平

在鉆孔施工中，對超挖情況的影響主要有以下幾個方面。一是開口位置;二是鉆孔深度;三是周邊炮孔的外插角，三者分別使用e、L以及θ表示。它們之間的關系可以運用公式(1)進行表示。

從公式(1)上可以看出，超挖梁會隨著鉆孔深度以及周邊炮孔外插角度的增大而增大。鉆孔深度以及周邊炮孔外插角度的具體取值需要根據鉆孔施工人員的技能水平以及鉆孔中所采取的鉆機的性能進行確定。因而，要向對鉆孔深度以及周邊炮孔外插角度進行有效的控制，不僅要提高鉆機的性能，還需要加強對鉆孔施工人員的專業技能的培養。在上述公式中，可以看出，開口位置時一個獨立的參數，只有其變成負數時，超挖量才會隨著它減小。也就說說，可以使得開口位置變成負數，那么就可以有效的額控制超挖的情況。

4.3 合理確定眼距，提高裝藥質量和炮孔口堵塞質量

對于需要采用爆破開挖的，根據巖石的級別、軟硬等情況，軟巖控制在0.33～0.50 m，眼距允許偏差為5 cm，眼底不應超開挖斷面輪廓線10 cm。

裝藥前先用竹片、導爆管或電雷管按設計裝藥量和間隔距離綁扎成藥串，將周邊孔的裝藥量呈線形分布。炮孔裝藥后，必須認真堵塞炮泥，堅持斷面檢測及信息反饋。在開挖放炮后，必須要及時的對爆破的情況進行全面的了解，這樣才能夠為下一階段的施工提供有效的參考和解決措施。

4.4 監測掌子面圍巖的變化情況

掌子面圍巖的變化情況，對超挖的影響也相當重要，這就需要技術人員能力和工作，經常去第一現場查看圍巖情況與鉆爆人員經常交流，了解巖層的變化情況，并且及時的查閱超前地質預報結果，自己組員也根據圍巖情況每5 m做一次地質素描，以便及時的掌握圍巖變化情況制定出新的開挖方案。

4.5 強化施工組織管理

在隧道施工中，為了保證工程施工質量，必須加強施工組織管理，可以建立一個質量管理體系，對隧道施工過程進行全面的管理和監督，加強施工人員的培訓，并且加強對施工過程的檢查，并且對施工過程以及施工方法進行嚴格的控制，將超挖量控制在合理的范圍內。本隧道施工存在著圍巖類型變化大，且不同巖性頻繁交替出現的現象。隧道內地質條件復雜多變是客觀存在的，施工中應加強地質超前預報，準確探明前方圍巖類型，隨圍巖條件變化及時調整鉆爆參數。通過采用合理的施工方法和施工工藝，并輔以先進的精密儀器，來達到控制隧道超挖的目的。

4.6 召開質量技術會議

召開質量技術會議，對所有施工人員進行技術業務方面的培訓，學習隧道施工規范對洞身開挖的要求，學習外插角θ、開口位置e和鉆孔深度L，超挖高度h的關系。改變工人寧超勿欠的傳統觀念，努力提高鉆爆人員的操作水平和責任心。

4.7 超挖時的處理

初噴混凝土后，盡快安設鋼筋網，在鋼筋網上吊裝模板進行模噴或用部分混凝土澆注，超挖內部無法填實的部位，預先預埋壓漿管，待澆筑的混凝土達到強度后，從外向內壓漿。欠挖時的處理，重新鉆孔放炮，以確保開挖的輪廓線達到設計及規范要求，保證襯砌斷面的厚度和不侵入限界。

5 結語

綜上所述，在隧道開挖施工中，影響隧道產生超挖現象的因素是比較多的。必須嚴格抓住這些影響因素進行控制，精心組織，科學施工，確保隧道創優目標的實現。并且在施工過程中根據施工圖紙和規范要求，采取相應的量測方法，建立復核制度，保證隧道中線、高程、開挖斷面的幾何尺寸符合設計要求，避免超欠挖。對現場作業人員進行技術培訓、指導施工，從而有效的控制超挖現象的產生。

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