隧道超欠挖原因及有效控制策略

楊朋濤

摘要：隧道開挖施工中出現(xiàn)隧道超欠挖的問題，不僅會對施工經(jīng)濟、施工進度以及美觀等造成影響，同時還可能危及施工安全。本文探討了隧道超欠挖原因及有效控制策略。

關(guān)鍵詞：隧道；超欠挖；原因；控制策略

超欠挖的現(xiàn)象在隧道工程中是無法避免的，但是在隧道施工過程中，可以看到通過合理的方法可以減小超欠挖所帶來的影響。同時加強現(xiàn)場管理能力，從而把超欠挖的現(xiàn)象以及影響減到最小，同時使得施工效率更高且更安全。減少工程的成本，為企業(yè)爭取最大的經(jīng)濟效益。

一、隧道超欠挖的原因分析

1、地質(zhì)原因

在隧道施工中，地質(zhì)原因也是造成隧道超欠挖的重要原因，受到了圍巖的裂隙、節(jié)理等非主觀因素影響。具體說來，隧道圍巖有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級，全隧均采用復(fù)合式襯砌，具體可細分為二次襯砌、防水隔離及初期支護，其中的Ⅲ～Ⅴ級圍巖采用曲墻加仰拱結(jié)構(gòu)形式，由于圍巖存在明顯的軟弱夾層、裂隙等，使得施工較為困難。基于圍巖不沿周邊炮孔的切割線破壞的現(xiàn)狀，會在一定程度上破壞結(jié)構(gòu)面，最終造成難控制的超欠挖，隧道施工中，一方面是由于自身能力所限， 缺乏對隧道內(nèi)部地質(zhì)條件及相應(yīng)施工的認識和及早發(fā)現(xiàn)，也沒有采取針對性的措施去對其進行預(yù)防和加固，最后，在檢測方面，因為存在不真實及不及時性，使得一些問題沒有得到及時的解決。

2、測量放樣

結(jié)合隧道的施工設(shè)計及施工過程來看，由于控制點的不正確，會造成放樣錯誤，最終形成了超欠挖，此原因外，因為測量操作的失誤，也會形成超欠挖，且這種失誤一旦出現(xiàn)，其下一循環(huán)在前一循環(huán)欠挖未處理的基礎(chǔ)上，及有可能再次出現(xiàn)欠挖的現(xiàn)象，這勢必會影響到隧道整個施工的進行和成本。

3、爆破技術(shù)

在隧道施工中， Ⅴ級圍巖以人工配合機械開挖為主，有時也輔以弱爆破， 而Ⅲ、Ⅳ級圍巖開挖采用光面爆破，通過此種方式來控制超欠挖，結(jié)合其實際實施情況來看，由于弱裂爆破技術(shù)還處于摸索階段，缺乏完整理論的推廣，除此之外， 雖然光面爆破已經(jīng)在全國范圍內(nèi)取得了推廣應(yīng)用，但其涉及到的爆破參數(shù)選擇方面存在很大的不確定性，一般都是根據(jù)施工人員的經(jīng)驗去確定相關(guān)參數(shù)，這種方式的運用過程中，由于缺乏專業(yè)爆破技術(shù)人員的參與，極易產(chǎn)生超欠挖難以控制的因素，影響了隧道施工的進行。

4、 超前支護施工質(zhì)量差

隧道施工中，進行超前支護可以有效減少超挖，更能保證施工的安全性，對隧道施工意義重大。結(jié)合隧道的施工情況來看，其施工超前支護時大多難以保證施工質(zhì)量， 這其中具體有注漿不飽滿、鋼管間距不均以及角度控制不合理等， 這種情況的存在，顯然難以控制超欠挖， 除此之外，此施工中， 隧道開挖后，沒有及時初噴，出現(xiàn)了長時間的圍巖暴露情況，并引發(fā)了其脫落和掉塊，這些現(xiàn)象都對超挖的控制有一定的影響。

5、 斷面檢測

隧道施工過程中，一般都需要進行二次襯砌前斷面檢測和洞深開挖斷面檢查，綜合隧道的施工來看，因為存在的開挖后敷衍了事， 未對每循環(huán)進尺進行斷面檢查，形成了超欠挖，另外，隧道施工中還存在對發(fā)現(xiàn)的超欠挖部分放任不管或沒及時處理現(xiàn)象， 在后續(xù)施工中，沒有按照規(guī)定頻率進行認真抽查，一些層段的還出現(xiàn)了未檢查的情況，對填寫的內(nèi)業(yè)資料更是蒙混過關(guān)，不深挖細節(jié)。

二、隧道超欠挖的有效控制策略

1、根據(jù)圍巖地質(zhì)條件和爆破效果，進行爆破參數(shù)調(diào)整

圍巖地質(zhì)條件是客觀存在的也是多變的，而因為其是確定爆破參數(shù)的主要依據(jù)之一，所以要及時準確地去根據(jù)數(shù)據(jù)來做出參數(shù)的調(diào)整。在隧道施工中，圍巖地質(zhì)條件是不斷變化的，時常有軟弱夾層、溶洞等不良地質(zhì)情況出現(xiàn)，這也造成了地質(zhì)的不穩(wěn)定并增長了超欠挖情況。在開挖過程中，隨著圍巖節(jié)理裂隙的變化，鉆孔位置和角度、周邊孔的參數(shù)等也應(yīng)進行相應(yīng)的調(diào)整。

2、 提高鉆孔精度

在光面爆破中，鉆孔產(chǎn)生的超挖量遠大于爆破產(chǎn)生的超挖量，因此提高鉆孔精度是減少隧道超欠挖的重要途徑之一。鉆孔應(yīng)嚴格按照爆破方案進行，掏槽孔根據(jù)爆破方案采取一定的傾角。但在實際施工中，由于受鉆孔機械或人為的影響，或多或少的會形成一定的外插角，這就使得爆破容易出現(xiàn)誤差從而造成超欠挖的情況發(fā)生，在這方面應(yīng)該盡量提高鉆孔機械的穩(wěn)定性，雖然說人為和機械的誤差是難免的，但提高精度盡量規(guī)避還是有可能的。

3、 提高測量放線精度

控制超欠挖主要是控制好開挖輪廓線的精度，盡量減小其誤差。在進行測量放樣前應(yīng)首先熟悉設(shè)計文件，掌握設(shè)計開挖斷面各部位的尺寸，同時考慮預(yù)留沉落量和變形量，應(yīng)該盡量提高器械的穩(wěn)定性從而減小誤差。

4、采用合理的裝藥結(jié)構(gòu)

具體實施中， 應(yīng)結(jié)合工作面的巖性、炮眼深度與方向以及炸藥品種等進行對應(yīng)光面的選擇， 最終使得整個爆破取得良好的效果， 同時也要保證光面爆破裝藥結(jié)構(gòu)易于操作。后續(xù)施工中， 對出現(xiàn)的水平眼淺眼掘進爆破， 采用的裝藥結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)以單空氣柱裝藥結(jié)構(gòu)為注， 其炸藥裝于炮孔底部； 對于隧道施工中的垂直炮眼， 根據(jù)其特點， 應(yīng)在裝藥底部或上部放置一根細長木條， 這樣， 對應(yīng)采用水柱或空氣柱裝藥結(jié)構(gòu)；對于水平眼深眼掘進爆破， 結(jié)合隧道施工的具體情況來看， 應(yīng)當(dāng)采用炸裝藥里外預(yù)留空氣柱、藥裝于炮孔中部的裝藥結(jié)構(gòu)， 通過此一系列措施， 讓隧道施工中的爆破施工取得良好效果， 有效地控制超欠挖處于規(guī)定范圍內(nèi)， 促進施工的有效發(fā)展。

5、控制周邊眼裝藥量

新時期的工程建設(shè)中， 在隧道的爆破方面， 對于周邊眼裝藥量的有效控制， 能借此實現(xiàn)對隧道超欠挖的控制。結(jié)合隧道的具體施工看來， 其周圍巖石的節(jié)理發(fā)育程度等與周邊眼的裝藥量有關(guān)， 為達到控制的目的， 最為主要的便是提前探測開挖工作面對應(yīng)的巖石破碎程度及性質(zhì)等， 在此基礎(chǔ)上選擇合適的光爆層厚度、孔間距以及炸藥品種， 使得隧道施工中， 根據(jù)其相應(yīng)參數(shù)確定最佳的裝藥量， 對超欠挖進行控制。

6、采用合理爆破技術(shù)

爆破技術(shù)主要指爆破方法、爆破參數(shù)、爆破器材和裝藥方法等，采取不同的爆破方法、爆破參數(shù)、爆破器材和裝藥方法均對爆破超欠挖產(chǎn)生不同程度的影響。通過對普通爆破效果和光面爆破效果進行比較發(fā)現(xiàn)，光面爆破明顯優(yōu)于普通爆破。光面爆破能最大限度地使開挖面符合設(shè)計輪廓線，同時減輕對圍巖的擾動。按"新奧法"原則施工，實行光面爆破或預(yù)裂爆破等控制爆破措施是控制超欠挖的有效方法。

7、加強施工管理

良好的施工管理，對減少隧道超欠挖具有十分重要的意義。應(yīng)建立以工序質(zhì)量為控制目標(biāo)的管理體系，把責(zé)任層層分解落實到每一個人，加強各級管理的基礎(chǔ)工作，落實責(zé)任、嚴格制度、消滅違章，制定施工、管理、操作檢查考核標(biāo)準；從經(jīng)濟上刺激和激勵施工人員，最大限度地調(diào)動其積極性，對測量、鉆眼和爆破設(shè)計，要有措施，有操作細則，有制度，崗位責(zé)任到人，有檢查辦法，有獎懲辦法，要指定專人抓這項工作，使之形成制度，抓出成效；還應(yīng)做到及時檢測，有問題能夠及時反饋，保證測量、鉆孔和爆破設(shè)計等工序之間的銜接和呼應(yīng)。

總而言之，超欠挖是隧道工程施工中的常見問題之一，對工程施工進度、施工質(zhì)量以及施工成本有著嚴重影響。分析該問題的影響因素，一定要從多方面角度進行考慮，結(jié)合問題影響因素，有針對性的選擇控制措施，切實避免超欠挖現(xiàn)象發(fā)生，確保隧道工程施工質(zhì)量。

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