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(fù)式楔形掏槽。 周邊眼爆破材料采用5號塑料普通導(dǎo)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(dǎo)爆管復(fù)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(fù)測，超挖位置進行復(fù)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(dǎo)。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(xué)。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(dǎo)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(dǎo)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?？梢酝ㄟ^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(fēng)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(fēng)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(xué),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(dǎo)報,2007(22