隧道超欠挖原因分析及控制措施

楊柳+耿占勇+唐海軍

摘要： 在鉆爆法掘進隧道時，嚴重的超欠挖將影響隧道的施工成本和長期安全穩定，然而，鉆爆法掘進隧道的超欠挖又是不可避免的，但是通過采取一些措施，可以將超欠挖值控制在一個較小的水平。本文在分析和總結超欠挖產生的原因及其危害的基礎上，結合蘭州南繞城高速公路建設項目實際，就如何加強隧道超欠挖控制，減少混凝土超方進行了深刻的原因分析且提出了具體對策，以便指導現場施工。

Abstract： In the drilling and blasting excavation of tunnels， serious overbreak will affect the construction cost of the tunnel and the long-term safety and stability. However， it is inevitable on the drilling and blasting excavation of tunnel overbreak， but the overbreak value is controled at a smaller level by taking some measures. The author has analyzed and summarized in the dig over the cause and harms， and made a deep super concrete reason analysis on how to strengthen the tunnel overbreak control and reduce the party by combing Lanzhou south highway construction project， and put forward countermeasures to guide the construction site.

關鍵詞： 隧道；超欠挖；控制措施

Key words： tunnel；over and under excavation；control measures

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）32-0170-02

0 引言

在隧道開挖施工過程中，隧道超欠挖現象不可避免，這不僅造成了人力、機械、財力的巨大消耗，而且還降低了圍巖穩定性、降低了工程質量，延誤了工程進度。有的甚至影響人身安全，超挖部分回填大量混凝土，影響工程的經濟效益和社會效益[1]。

因此，嚴格控制隧道超欠挖是隧道工程施工質量控制及成本控制的重點。

1 隧道超欠挖原因分析

公路隧道超欠挖是以隧道輪廓線為依據，超過開挖輪廓線為超挖部分，侵入開挖輪廓線為欠挖部分，隧道超挖不僅造成棄渣方量增多，增加機械燃料費用，而且增加了襯砌混凝土方量，導致施工成本增加，而且會導致山體圍巖應力集中，影響圍巖穩定性，為以后施工及隧道運行留下安全隱患[2]。隧道欠挖會導致二襯厚度不足，不滿足設計要求，以后整改時會造成巨大人力、財力、物力的浪費。故在隧道施工過程中我們要加強隧道超欠挖控制，減少隧道超挖，杜絕隧道欠挖。

1.1 爆破方法及爆破參數選擇不合理

目前，我國光面爆破及預裂爆破技術雖日趨成熟[3]，但由于每個隧道圍巖狀況都不一樣，故在爆破參數選擇上要根據實際情況選擇合理的爆破參數。施工人員不按設計的裝藥結構裝藥，錯誤地認為只要加大藥量就可以提高炮眼利用率，就能得到較好的爆破效果，從而產生超挖。為了使超挖得到有效控制又盲目地減少裝藥量，從而又導致了欠挖。爆破網路連接不規范，使得爆破未能按設計的次序起爆，導致局部欠挖。在隧道爆破過程中爆破能量越大，超挖產生的可能性越大，快速、高強度、高密度的爆破方式都能導致巖體的破壞，高強度系數導致超挖，低強度系數導致欠挖。

1.2 隧道輪廓線放樣不準確

測量技術人員對開挖輪廓線及爆破點位置、間距放樣的準確性決定了爆破效果，測量技術人員責任心不強，每次測量未進行復核，換手測量，不能夠根據地質情況選擇合適的炮眼間距及炮眼深度。測量技術人員對開挖輪廓線及爆破點位置、間距放樣的準確性決定了爆破效果。

1.3 施工管理存在漏洞

施工人員質量意識較差，對隧道超欠挖未能高度重視。項目部管理疏漏，未對全線施工進行科學管理，對實際施工中超欠挖檢查力度不足，對檢查有問題的部分未能及時整改。

2 隧道超欠挖具體控制措施

成貴鐵路1分部隧道共3座，全長4.7公里，項目質量及成本控制的重點也是隧道工程，在隧道施工中嚴格控制隧道超欠挖，對混凝土超方控制進行了有效控制。

本項目隧道混凝土超方部位主要是初支超挖混凝土超方及仰拱超挖混凝土超方，分部測量班在加強隧道超欠挖控制，減少隧道混凝土超方控制時主要以初支及仰拱控制為主。

2.1 選擇合理爆破方法及參數

為了有效控制隧道超欠挖，本項目根據每個隧道的圍巖情況進行了不同的開挖方法，根據圍巖變化情況隨時調整爆破參數。興隆坪隧道為硬質巖層，巖體較完整，開挖時選擇光面爆破，且對周邊眼間距、炮孔深度、炮孔直徑進行了反復爆破實驗總結。

2.2 加強作業人員技術培訓

測量控制是超欠挖機的基礎，提高測量技術是控制隧道超欠挖主要措施之一。每月定期舉行測量人員及爆破技術人員技術培訓及經驗交流活動，提高自身業務水平。對新上崗的爆破人員進行崗前培訓，并組織熟練鉆工及爆破人員進行經驗交流，通過崗前培訓使司鉆人員均熟練掌握炮孔深度、角度、間距等技術，提高工人的技術水平，培養一批高水平的操作人員，且充分調動工人工作熱情和責任心。當隧道巖層發生變化時邀請相關專家及技術人員對爆破參數進行討論修正。endprint

本項目測量人員加強對隧道超欠挖檢測，對超欠較大部位進行原因分析，查明原因，對癥下藥，使隧道超欠能有效可控。

2.3 強化施工管理

良好的施工管理和組織，對減少超欠挖有著十分重要的意義。隧道超欠挖問題不僅是技術問題，還是施工管理問題，只有建立一套嚴格的施工管理制度，才能保證技術的順利實施。本項目在實際施工中采用雙控制，一是施工隊要高度重視隧道超欠挖的重要性，在每月工程計價時，隧道混凝土超方量和計價款掛鉤，若混凝土超方方量超過預計目標則對施工隊進行嚴厲處罰，若超欠挖能有效控制則加大對施工隊獎勵力度，這種管理制度的實行加強了施工隊伍的自控意識，有效地杜絕了隧道超欠挖。二是項目部測量隊加大檢查力度，定時對開挖輪廓線及炮眼進行檢查，對開挖輪廓斷面進行掃描，及時發現問題，解決問題。建立質量責任制，實行質量獎懲制度，并以預先制訂的各項作業方法和作業質量標準為準則，經常檢查各項作業質量。建立及時準確的信息反饋系統，保證超欠挖的信息及時反饋給現場施工人員，以便及時調整施工方法和施工步驟，將超欠挖值控制在規范范圍之內。

3 加強混凝土超方控制

隧道超欠挖控制的重要目的之一就是要減少混凝土超方，為工程項目施工減少成本支出。

3.1 選擇合理的預留變形量

隧道預留變形量選擇要充分了解已經施工完成初期支護段的圍巖情況，特別是需要注意圍巖變形情況，詳細測量，方便以后施工中預留變形量的控制。施工中加強監控量測，根據實際監測數據確定合理的預留變形量，預留變形量的選擇要反復論證，既要滿足工程施工經濟合理的要求，又要確保施工安全。

本項目黃陵坡隧道地下水中等發育，洞身多處淺埋巖層層理產狀較平緩，節理裂隙發育，隧道開挖后拱頂圍堰穩定性差。經過對前期初支沉降觀測統計，拱頂沉降較大、而收斂值卻很小。最后在測量過程中把斷面圖進行了調整。拱頂以下2m范圍內預留變形量為15cm，而拱腰以下預留變形量為10cm，在施工過程中，項目根據巖層變化情況，及時對預留變形量進行修正。在滿足施工質量的前提下盡量使預留變形量最小，為項目節約成本支出。

3.2 加強考核制度

定期對隧道混凝土超方進行考核，查明超方原因，明確超方部位，明確工作責任，加大懲罰力度對癥下藥，避免同樣錯誤再次出現。

4 結束語

隧道開挖中的超欠問題及隧道混凝土超方問題是一個較為普遍的問題，它對隧道施工進度和成本、安全有不容忽視的影響，加強超欠挖的研究和預防是一個亟待解決的問題，這對提高工程質量、加快施工進度、保證施工安全、節省施工成本有直接關系。施工中結合地質條件的前提下，通過提高測量技術、加強施工管理和組織等措施可以有效減少超欠挖的目的。

參考文獻：

[1]張運良，曹偉，等.水平層狀巖體隧道超欠挖控制爆破技術[J].鐵道科學與工程學報，2010（5）.

[2]劉冬.隧道超欠挖成因及其控制技術[J].地下空間與工程學報，2007（12）.

[3]李小龍.公路隧道爆破掘進超欠挖的原因分析及施工對策[J].資源環境與工程，2011（2）.endprint