王虎良，武玉清

(1.邯鄲市光太公路工程有限公司;2.邯鄲市交通運(yùn)輸局)

大廟隧道超欠挖控制

王虎良1，武玉清2

(1.邯鄲市光太公路工程有限公司;2.邯鄲市交通運(yùn)輸局)

結(jié)合具體工程實(shí)例，在對(duì)超欠挖成因分析的基礎(chǔ)上，提出防止超欠挖的相關(guān)措施以及隧道超欠挖出現(xiàn)后的處理方案。

隧道;超欠挖;成因;處理

1 引言

隨著公路山嶺隧道建設(shè)規(guī)模的加大，目前在洞身鉆爆開(kāi)挖過(guò)程中由爆破造成的超欠挖問(wèn)題比較普遍;它對(duì)隧道的施工進(jìn)度和施工成本有著不容忽視的影響;在嚴(yán)重超欠挖時(shí)，對(duì)隧道受力穩(wěn)定和施工期以及運(yùn)營(yíng)期的安全影響巨大。隧道的超欠挖問(wèn)題雖然不可避免，但通過(guò)采取相關(guān)工程措施，能控制在規(guī)范規(guī)定的一定的范圍之內(nèi);同時(shí)顯著提高隧道表面平整度和降低超欠挖對(duì)后續(xù)工序如噴射混凝土、掛設(shè)土工布和防水板等的不利影響。

大廟隧道位于隆化縣茅荊壩國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，呈西北-東南走向，設(shè)計(jì)兩條分離式單行曲線(xiàn)隧道，隧道左線(xiàn)訖始里程樁號(hào)ZK4+565～ZK10+200，長(zhǎng)5 635 m，其中本合同段內(nèi)隧道左線(xiàn)訖始里程樁號(hào) ZK7+250～ZK10+200，長(zhǎng)2 950 m，隧道右線(xiàn)訖始里程樁號(hào) K4+555～K10+200，長(zhǎng)5 645 m，其中本合同段內(nèi)隧道右線(xiàn)訖始里程樁號(hào)K7+250～K10+200，長(zhǎng)2 950 m，屬特長(zhǎng)隧道。14合同段左線(xiàn)洞門(mén)采用偏壓式，右線(xiàn)洞門(mén)采用端墻式，燈光照明，機(jī)械通風(fēng)。洞身開(kāi)挖主要工程數(shù)量:左線(xiàn)明洞V級(jí)圍巖9 m、V級(jí)圍巖366 m、IV級(jí)圍巖427 m、III級(jí)圍巖2 148 m;右線(xiàn)明洞V級(jí)圍巖12 m、V級(jí)圍巖404 m、IV級(jí)圍巖357 m、III級(jí)圍巖2 177 m。在前期施工中，洞身開(kāi)挖超欠挖問(wèn)題比較嚴(yán)重，經(jīng)過(guò)施工技術(shù)人員多方努力，超欠挖得到了有效控制。

2 影響超欠挖的主要因素

2.1 鉆孔精度

鉆孔對(duì)隧道超欠挖(h表示超欠挖高度)的影響主要是周邊眼的外插角θ、開(kāi)口位置(開(kāi)口位置與設(shè)計(jì)輪廓線(xiàn)的距離)e和鉆孔深度L，其關(guān)系如下:h=e+Ltan(θ/2)°

超欠挖的大小與鉆孔深度、開(kāi)口位置及鉆桿外插角的大小基本成正比關(guān)系，開(kāi)口位置和鉆孔深度較易控制，外插角相對(duì)不易控制，取決于鉆爆操作工的技術(shù)水平。此外，淺孔爆破有利控制超欠挖;通常炮眼深度小于3.5 m。而拱頂范圍內(nèi)的仰角、兩側(cè)邊墻外插角和底板下插角均應(yīng)控制在2°～5°范圍內(nèi)。

2.2 爆破技術(shù)

爆破技術(shù)對(duì)超欠挖影響很大，主要涉及爆破方法、爆破方式、爆破參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)和炮眼的堵塞質(zhì)量等。

光面爆破比普通爆破在控制超欠挖方面效果理想，所用炸藥爆速低、密度小、爆力大。炸藥的直徑要根據(jù)爆破參數(shù)中的不耦合系數(shù)(一般為1.25～2.0);如采用間隔裝藥，裝藥量以裝藥長(zhǎng)度的平均線(xiàn)裝藥密度計(jì)(一般為0.1～0.3 kg)，過(guò)大則容易破壞光爆壁、過(guò)小則爆不動(dòng)巖石，應(yīng)根據(jù)巖體性質(zhì)、鉆孔參數(shù)和炸藥類(lèi)別綜合考慮。

無(wú)論采用電雷管起爆，還是非電雷管起爆，均應(yīng)選用高精度的毫秒雷管，并且保證起爆成功。在不耦合系數(shù)較大時(shí)，應(yīng)綁扎一根導(dǎo)爆索，以免由于間隙效應(yīng)導(dǎo)致爆轟中斷。

2.3 施工管理

隧道洞身開(kāi)挖過(guò)程中，建立一個(gè)比較完整的質(zhì)量保證體系、確保指令信息和現(xiàn)場(chǎng)反饋及時(shí)有效，對(duì)作業(yè)過(guò)程進(jìn)行全方位嚴(yán)格管理非常必要。管理的核心是，把諸多的因素置于可控狀態(tài)，根據(jù)圍巖實(shí)際類(lèi)別和工人操作水平采取不同的合適的施工方案做到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工。

3 超欠挖預(yù)防措施

3.1 提高放線(xiàn)和鉆孔精度

在每次爆破前，測(cè)定周邊眼的位置，其他孔眼根據(jù)炮孔設(shè)計(jì)圖，由周邊眼的位置來(lái)確定放線(xiàn)。周邊眼鉆孔沿隧道設(shè)計(jì)輪廓線(xiàn)上的間距誤差不得大于5 cm，周邊眼外斜率不得大于5 cm/m，孔底不得超出開(kāi)挖斷面輪廓線(xiàn)10 cm、最大不超過(guò)15 cm，輔助眼至周邊眼的排距誤差不得大于5 cm，炮孔深度超過(guò)2.5 m時(shí)輔助眼與周邊眼采取相同的斜率。由于隧道施工歷年來(lái)形成的“寧超勿欠”的觀(guān)點(diǎn)，致使隧道開(kāi)挖輪廓線(xiàn)被人為地放大5～10 cm，造成超挖量占正常超挖總量的40% ～50%;因此，在施工中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的周邊輪廓線(xiàn)放線(xiàn)、嚴(yán)禁人為地放大周邊眼開(kāi)挖輪廓線(xiàn)。

3.2 提高裝藥和炮眼堵塞質(zhì)量

裝藥質(zhì)量直接影響爆破效果和超欠挖量，尤其是周邊眼的裝藥。對(duì)于涌水段的裝藥可采用:一是鉆孔泄水，將炮眼內(nèi)的涌水減小;二是將藥卷綁在小鋼筋(或竹片)上，連同小鋼筋(或竹片)一并送入孔內(nèi)。之后要認(rèn)真堵塞炮泥，在孔口松緊適宜堵塞炮泥長(zhǎng)度不小于25 cm。

3.3 斷面輪廓檢查和信息反饋

工程技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)開(kāi)挖斷面的規(guī)整度和儀器測(cè)量超欠挖的數(shù)值，之后分段做總體評(píng)價(jià)。信息反饋方面，要求每次放炮后技術(shù)人員到掌子面了解本次爆破超欠挖情況，并對(duì)圍巖進(jìn)行觀(guān)測(cè)做好地質(zhì)素描，據(jù)此調(diào)整爆破參數(shù)和爆破工藝;出完渣后，測(cè)量人員進(jìn)洞測(cè)量，在掌子面周邊用紅漆以“-”、“+”符號(hào)標(biāo)記超、欠挖，并標(biāo)明超欠挖的數(shù)值，以便提醒下一循環(huán)鉆孔做相應(yīng)調(diào)整。

3.4 建立嚴(yán)格的施工管理制度

(1)必須采用光面爆破技術(shù)，堅(jiān)持?jǐn)嗝孑喞獧z查和信息反饋°

(2)在滿(mǎn)足“技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理”的要求下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用操作簡(jiǎn)單且精度高、性能良好的鉆孔機(jī)械、測(cè)量放線(xiàn)儀器、斷面監(jiān)測(cè)儀(全站儀或激光隧道斷面儀)以及爆破器材等。

(3)嚴(yán)格控制斷面的測(cè)量放線(xiàn)精度，特別是要避免隨意放大或縮小斷面的現(xiàn)象，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)的預(yù)留沉降量。

(4)嚴(yán)格控制鉆孔精度，重點(diǎn)控制周邊眼的外插角、開(kāi)口誤差和炮眼在斷面上的均勻分布。

(5)嚴(yán)格控制裝藥量，并保證正確的起爆順序。

(6)強(qiáng)化施工組織管理，推行工序標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，經(jīng)常加強(qiáng)作業(yè)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)和提高責(zé)任心的有關(guān)教育和培訓(xùn)。

(7)建立質(zhì)量責(zé)任制度，定期考核、量化打分，實(shí)行質(zhì)量獎(jiǎng)懲制度，從經(jīng)濟(jì)上刺激和激勵(lì)施工人員，最大限度地調(diào)動(dòng)其積極性，做到施工現(xiàn)場(chǎng)“人人關(guān)心超欠挖、人人努力控制超欠挖”的全員參與、全方位、全過(guò)程超欠挖控制良好氛圍。

4 超欠挖處理措施

超挖量在10～30 cm之間的，處理時(shí)先用噴射混凝土將其大致噴平，最后再進(jìn)行噴錨作業(yè)。超過(guò)50 cm的較大超挖，首先在超挖巖體表面噴一層10 cm厚的混凝土，噴完后盡快安裝鋼拱架，在超挖較大的凹面設(shè)置鋼架加背板支護(hù)，在鋼架上設(shè)置模板進(jìn)行模噴，超挖內(nèi)部無(wú)法填實(shí)的部位，預(yù)先預(yù)埋壓漿關(guān)，待原設(shè)計(jì)初期支護(hù)施作完畢后，自外向內(nèi)壓漿填實(shí)空腔。

小的欠挖，采用風(fēng)鎬處理以達(dá)到設(shè)計(jì)的開(kāi)挖輪廓線(xiàn);大的欠挖，需要重新鉆孔裝藥放炮。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員和現(xiàn)場(chǎng)施工人員的不懈努力，大廟隧道在中、后期施工中超欠挖得到了有效控制，顯著減少了超挖引起的浪費(fèi)火工品、多裝渣、多運(yùn)輸和因必要處理而增加的相應(yīng)費(fèi)用，欠挖減少、相應(yīng)的處理也隨之減少;施工進(jìn)度得到加快，施工成本降低，經(jīng)濟(jì)效益良好;多次得到業(yè)主表彰，社會(huì)效益顯著。

［1］中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.公路隧道施工技術(shù)規(guī)范(JTG F60-2009)［S］.北京:人民交通出版社，2009.

［2］中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.公路隧道施工技術(shù)細(xì)則(JTG/T F60-2009)［S］.北京:人民交通出版社，2009.

［3］洪開(kāi)榮.山區(qū)高速公路隧道施工關(guān)鍵技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2011.

［4］王夢(mèng)恕.中國(guó)隧道及地下工程修建技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2010.

［5］錢(qián)東升.公路隧道施工技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［6］關(guān)寶樹(shù).隧道施工要點(diǎn)集［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［7］王建宇.隧道工程的技術(shù)進(jìn)步［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2004.

［8］郭陜?cè)?論我國(guó)隧道和地下工程技術(shù)的研究和發(fā)展［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2004，(增刊):1-6.

［9］陳建勛.全國(guó)工程試驗(yàn)檢測(cè)人員考試用書(shū)-隧道［M］.北京:人民交通出版社，2010.

［10］ 全國(guó)一級(jí)建造師執(zhí)業(yè)資格考試用書(shū)編寫(xiě)委員會(huì).公路工程管理與實(shí)務(wù)(第二版)［M］.北京:中國(guó)建筑工程出版社，2007.

U445

C

1008-3383(2013)03-0087-01

2012-12-06

王虎良(1978-)，男，陜西周至人，工程師，從事公路施工工作。