隧道洞身開挖施工中的超欠挖原因分析

1、隧道洞身開挖施工中的超欠挖原因分析摘要：本文主要分析了隧道超欠挖的基本情況，重點介紹了隧道超欠挖的成因， 并制定針對性的控制技術(shù)，其不僅可以確保開挖各個工序的有效銜接，而且還可 以有效降低超挖現(xiàn)象的發(fā)生，確保隧道工程施工的順利進行。關(guān)鍵詞：隧道；超欠挖；控制技術(shù)1工程概況某隧道是1座分離式的4車道隧道，位于河南省濟源市王屋鎮(zhèn)西坪村附近，起 止樁號左線為 ZK38+903ZK40+452，全長 1549m，右線為 YK38+939ZK40+501， 全長1562m。道路等級為山嶺區(qū)，設(shè)計行車速度80km/h，最大埋深約370m。設(shè) 計III級圍巖長度占全隧總長的73%。鉆孔開挖過程中容易出現(xiàn)塊狀

2、掉落，因而造 成開挖輪廓不圓順，局部出現(xiàn)大量的超、欠挖現(xiàn)象，施工形象不好，成本高。由于開挖輪廓的不平順，造成隧道洞身局部應(yīng)力集中,易造成局部坍塌掉塊，甚 至出現(xiàn)塌方，嚴重危及隧道施工安全、影響工程施工工期1。同時大量超欠挖的出 現(xiàn)，也造成施工成本的增加2。例如，平均線性超挖30cm，半徑R=6.0m的半圓, 超挖面積為5.79m2,每延米超挖量5.79m3。1562m長度的隧道超挖量 =1562x5.79=9043m3，如采用同等級混凝土回填1m3混凝土按460元成本計算，則 增加施工直接成本9043x460=4159780元=4.16x106元。如何實現(xiàn)開挖面平順，保證 施工安全、質(zhì)量，減少

3、成本，要從爆破開挖做起，需要技術(shù)人員細心、認真分析數(shù) 據(jù),及時歸納總結(jié)、改進施工工藝技術(shù)。2光面爆破流程光面爆破采用非電毫秒雷管微差起爆，周邊眼采用不耦合間隔裝藥方式，其 余炮眼采用連續(xù)裝藥，富水地段選用乳化防水炸藥，掏槽眼采用復式楔形掏槽。 周邊眼爆破材料采用5號塑料普通導爆索，非電毫秒雷管起爆，采用低爆速、低 密度高爆力炸藥。炮泥堵塞,導爆管復式網(wǎng)路連接，全斷面一次起爆。光面爆破參 數(shù)現(xiàn)場設(shè)計、動態(tài)調(diào)整。同一類圍巖經(jīng)試爆取得的技術(shù)參數(shù)，作為初步依據(jù)，每 一循環(huán)爆破作業(yè)均需有經(jīng)驗的爆破工程師根據(jù)上一循環(huán)的爆破效果以及本循環(huán)圍 巖的特征進行適當調(diào)整，選擇一組最佳技術(shù)參數(shù)。上一循環(huán)是下一循環(huán)的預(yù)

4、設(shè)計 和試爆破。力爭參數(shù)做到優(yōu)化設(shè)計。光面爆破設(shè)計工藝流程如圖1所示。光面爆破施工工藝流程：測量放樣一標出孔位一鉆孔一技術(shù)員檢查一裝藥連線 起爆一斷面掃描超欠挖。3臺階光面爆破法臺階法光面爆破炮眼布置如圖2所示，炮眼藥量分配如表1所示。4隧道施工中采取的應(yīng)對措施及成效為了降低爆破對周邊輪廓原狀的擾動，使爆破輪廓更齊整，則將周邊眼采用 “321321間斷、段錯、跳躍式裝藥法，即周邊眼從兩邊向中間依次裝藥3段、2 段、1段，依次類推，將其它周邊眼均按著321321循環(huán)排列裝藥，其他掏槽 眼、輔助眼、底板眼等鉆孔眼均按設(shè)計位置及用量進行對稱、交錯裝藥布置，部 分特殊巖層周邊輪廓采用臨時增加空心眼的方

5、式以增加預(yù)裂爆破效果，這樣通過 對周邊眼裝藥方式的優(yōu)化調(diào)整，減少了炸藥用量的約50% （總用量約10%），有 效降低了施工成本，節(jié)能、環(huán)保、高效，同時更大大降低了爆破對周邊巖層的沖 擊能量及較大能量的擾動，使掌子面爆破的輪廓面更加規(guī)則、平順，不至于對周 邊巖層過多的擾動、震動及破壞，同時減少了爆破后找頂、清理附渣的工作量， 節(jié)約了有效作業(yè)時間，降低了掉塊找頂施工的安全隱患，安全性得以提高，爆破 效果和爆破質(zhì)量均得到了有效保障，加快了后續(xù)工序的循環(huán)作業(yè)時段，縮短了有 效工期。同時依據(jù)動態(tài)檢測隧道斷面情況，動態(tài)調(diào)整炮眼工藝布局。爆破出完渣 后，測量組人員立即對開挖輪廓進行全斷面掃描，并在現(xiàn)場填寫超

6、欠挖原始記錄， 根據(jù)超欠挖測量數(shù)據(jù)，適度調(diào)整下一循環(huán)的周邊炮眼外插角及間距。在鋪設(shè)二襯 防水板之前，由測量組進行第二次斷面復測，超挖位置進行復噴平整，欠挖位置 進行處理，以保證二襯有效厚度，方能鋪裝二襯防水板鋪設(shè)及進行后續(xù)二襯澆筑 作業(yè)。5隧道超欠挖的控制措施5.1規(guī)范和優(yōu)化工程設(shè)計圖紙，推進施工工藝的完善隧道施工的圖紙是關(guān)系到整個工程的結(jié)構(gòu)以及質(zhì)量，有效的對圖紙進行檢查 和審核，為后期的施工過程提供正確的指導。并且設(shè)計圖紙的設(shè)置應(yīng)該對隧道工 程的各部分進行全面的考慮和分析，確保設(shè)計的數(shù)據(jù)的準確性以及設(shè)計結(jié)構(gòu)與實 際的施工條件的協(xié)調(diào)性。并且在將施工圖紙的理念進行具體的實施時，在發(fā)展不 符合的地

7、方進行有效的優(yōu)化，讓整個工程更加的合理科學。另一方面，對于隧道 施工的工藝質(zhì)量也應(yīng)該得到有效的改善和提升，推進隧道施工效率的提升。在具 體的隧道施工中應(yīng)該積極引用先進的施工技術(shù)，能夠更加有效的確保圍巖的穩(wěn)定 性。5.2規(guī)范和控制施工的步距，加強對施工的動態(tài)監(jiān)測在隧道施工中合理有效的施工步距可以讓的施工更加安全，并且對于圍巖的 承載力和穩(wěn)定性以及隧道的安全性有效的保障。并且施工工作人員也應(yīng)該有效的 對自身的施工行為和范圍進行規(guī)范，保證自身施工的安全性。作為隧道施工的監(jiān) 管部分來講，也應(yīng)該對施工步距進行有效的規(guī)范和監(jiān)管，對超出施工距離的工程 進行有效的阻止，對于施工的技術(shù)和質(zhì)量也有效的監(jiān)管。在施工

8、中對新奧法的應(yīng) 用，對隧道施工的檢測情況進行有效的監(jiān)控，對技術(shù)系統(tǒng)所記載和反應(yīng)的數(shù)據(jù)進 行有效的分析和記載，確保隧道施工的準確性和質(zhì)量。這樣的動態(tài)檢測可以對支 護情況以及圍巖的情況進行監(jiān)督，一旦發(fā)生不尋常變化檢測人員就能及時的發(fā)現(xiàn)， 從而采取積極的應(yīng)對措施。5.3隧道洞身開挖控制中導洞以及左右洞是洞身開挖施工的主要組成部分。在成洞面的施工完成后 就可以進行中導洞的開挖，以設(shè)計要求的距離通過施循環(huán)進尺來開挖，成型并通 過檢查后進行混凝土澆筑。然后進行錨桿孔的定位并進行鉆孔施工，在清理完成 孔就可以進行水泥砂漿的注入。最后在通過U型鋼筋進行插接，強化拱架的對接。 而左右洞的開挖施工是在中墻混凝土澆

9、筑施工完工之后進行，只要其強度達到了 71%是就可以開挖左右洞。可以通過兩臺階分布平行的方式來進行左右洞的開挖 施工。測量放線的工作必須在進行仰坡和明洞的施工之前展開，確保邊仰坡和明 洞的坡頂線放線準確，并進行截水溝位置的確定。在施工中應(yīng)該通過自上往下和 分層開挖的方式來進行，分層的過程要嚴格參照相關(guān)的設(shè)計要求。同時，要減少 邊仰坡的裸露時間，并采取相關(guān)的防護措施。根據(jù)現(xiàn)場施工可以通過增加防護面 積和支護強度來強化邊坡防護。另外，通過挖掘機來進行土方的開挖作業(yè)，并與 人工刷坡相配合;而軟石可以通過風鉆打眼，在用小藥量進行松動爆破開挖;還應(yīng) 該在合適的位置設(shè)置沉降量測點來監(jiān)測，保障邊仰坡的穩(wěn)定性。結(jié)束語：本工程隧道施工中，通過采用的光面爆破控制技術(shù)進一步優(yōu)化了以往的光面 爆破技術(shù)，隧道開挖拱部成型圓順，安全及超欠挖均得以有效保證。此技術(shù)不僅 解決了因超欠挖造成的后續(xù)施工困難，減少了施工成本的投入，而且大幅降低了 隧道施工安全風險，提升了現(xiàn)場施工管控能力，加快了節(jié)段施工循環(huán)工期，創(chuàng)造 了良好的社會經(jīng)濟效益參考文獻：王明年，潘曉馬,張成滿，等.鄰近隧道爆破振動響應(yīng)研究J.巖土力學,2004(3):412-424.趙建軍，祁超賢，王娟平.坑道超欠挖的成因與控制措施J.科技咨詢導報,2007(22