硬巖質(zhì)隧道超欠挖對(duì)造價(jià)的影響及控制超欠挖的技術(shù)措施

車(chē)正偉

（貴州省交通建設(shè)工程造價(jià)管理站，貴州 貴陽(yáng) 550003）

0 引言

我國(guó)地域遼闊各地自然條件差異很大，公路隧道所穿越山體的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件復(fù)雜多變，涉及到地質(zhì)、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、維修管理等方面。隨著隧道的飛速建設(shè)和社會(huì)的進(jìn)步，隧道施工中的問(wèn)題也日益突出。人們對(duì)勞動(dòng)環(huán)境改善、勞動(dòng)強(qiáng)度降低、生活水平提高，收入增加的要求越來(lái)越強(qiáng)烈，用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，由此對(duì)隧道工程的施工技術(shù)問(wèn)題提出了新的要求。

1 硬巖質(zhì)隧道超欠挖技術(shù)對(duì)造價(jià)的影響

在隧道施工時(shí)常出現(xiàn)一些質(zhì)量問(wèn)題，超欠挖的危害有很多。以下為一些常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題：在臺(tái)階開(kāi)挖時(shí)，擴(kuò)挖下半斷面時(shí)開(kāi)挖面控制較差，中部常出現(xiàn)超挖較多，而墻腳則出現(xiàn)欠挖較嚴(yán)重。采用臺(tái)階或分部開(kāi)挖時(shí)，下半斷面擴(kuò)挖的縱囊簸離過(guò)大，接長(zhǎng)的鋼架拱腳沒(méi)有支撐在穩(wěn)定基巖上，拱腳懸空，暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成拱頂下沉量過(guò)大，甚至出現(xiàn)塌方。而在超挖嚴(yán)重的區(qū)域使用擋板、雜物，則容易造成初期支護(hù)與圍巖脫離，形成空洞，這些都是超欠挖帶來(lái)的嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題。

從造價(jià)控制的角度分析超挖與欠挖對(duì)工程的影響，超挖對(duì)隧道造價(jià)產(chǎn)生的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)欠挖。雖然欠挖的影響比超挖小，但同樣不容忽視。通常隧道施工采用了補(bǔ)炮鉆孔的方法處理欠挖的情況，因?yàn)槭┕挝豢紤]到采用輔助設(shè)施會(huì)花費(fèi)更多的人力、物力。但實(shí)際情況卻恰恰相反，很多施工單位在采用補(bǔ)炮鉆孔通常會(huì)爆下超過(guò)欠挖量幾倍的巖石，這樣導(dǎo)致人工和材料產(chǎn)生過(guò)度消耗，造價(jià)成本的提高。每延米隧道超挖計(jì)量如表1所示。

表1 每延米隧道超挖計(jì)量表

由表1可知：開(kāi)挖量對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生的影響很大，在徑向超挖值很小的情況下，都會(huì)產(chǎn)生很大的土方量。在投標(biāo)階段如果預(yù)算沒(méi)有考慮到超挖量的影響，這就會(huì)給施工企業(yè)帶來(lái)很大的利潤(rùn)風(fēng)險(xiǎn)。所以造價(jià)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在編制工程投標(biāo)預(yù)算時(shí)，應(yīng)充分利用國(guó)家各個(gè)部門(mén)的范圍標(biāo)準(zhǔn)，并且在標(biāo)價(jià)投標(biāo)中給予充分的考慮。

2 隧道超欠挖的因素與處理措施

根據(jù)筆者的工作經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隧道在鉆爆法施工中，影響超欠挖的因素可歸納為以下幾點(diǎn)：測(cè)量放線、鉆孔精度、爆破技術(shù)、地質(zhì)條件變化等等。目前，爆破設(shè)計(jì)主要是采用經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。在開(kāi)挖過(guò)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(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇開(kāi)挖方法：圍巖地質(zhì)條件是客觀存在的，是確定爆破參數(shù)的主要依據(jù)。在選擇一個(gè)合適的快挖施工方法時(shí)，要根據(jù)工程的實(shí)際情況，并結(jié)合地質(zhì)條件變化，選擇最經(jīng)濟(jì)、最理想的設(shè)計(jì)和施工方案，甚至要綜合多種方案，因而這也是一個(gè)受多種因素影響的動(dòng)態(tài)的擇優(yōu)過(guò)程。隧道常見(jiàn)主要開(kāi)挖方法對(duì)比分析如表2所示。

表2 隧道常見(jiàn)主要開(kāi)挖方法對(duì)比分析

在掘進(jìn)過(guò)程中圍巖情況是不斷變化的，在每茬炮后應(yīng)由地質(zhì)工程師鑒定工作面圍巖的變化。每茬炮爆破后，應(yīng)認(rèn)真分析這一茬炮的爆破效果，并結(jié)合圍巖的變化情況，對(duì)一茬炮的爆破設(shè)計(jì)做出相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整，情況分為以下三種：

a）炮孔周?chē)梢?jiàn)爆破裂隙，有較大超挖，這說(shuō)明藥量偏高；

b）爆破后光爆孔出現(xiàn)凹面，說(shuō)明抗線太小或者光爆層過(guò)厚；

c）爆破后出現(xiàn)破碎圈，說(shuō)明炸藥線分布過(guò)于集中或耦合系數(shù)選擇不當(dāng)。

3 案例分析

本工程為橫穿X湖底下連接X(jué)X路和XX路的明挖淺埋式隧道，道路全長(zhǎng)1.25km，為城市I級(jí)主干道，計(jì)算行車(chē)速度50km/h。其中主線隧道長(zhǎng)879m，立交匝道道路長(zhǎng)1938m，匝道隧道長(zhǎng)474m。主要建設(shè)內(nèi)容包括隧道工程、道路工程、排水工程、征地拆遷及附屬照明工程、綠化工程、交通設(shè)施工程等。工程中K1+22.1工作面圍巖整體性較好，為弱風(fēng)化的大理巖，下部有少量地下水滲出，為II級(jí)圍巖。施工單位進(jìn)行開(kāi)挖爆破后效果為：殘孔率達(dá)70%、孔底殘留100cm左右。究其原因，主要是由于巖石較完整，掏槽部分巖體未完全爆出，拱頂出現(xiàn)超挖現(xiàn)象。

實(shí)施“新奧法”技術(shù)是減少超欠挖的有效措施，“新奧法”的基本原則“控制爆破、及時(shí)支護(hù)、監(jiān)控量測(cè)”均與隧道超欠挖的控制有著直接的關(guān)系，其中的“控制爆破”更是隧道超欠挖控制的要點(diǎn)。根據(jù)地質(zhì)條件，在下一循環(huán)HD12+135．5處的爆破設(shè)計(jì)中做出調(diào)整：在兩排掏槽孔中間再增加一排掏槽孔，加大拱頂周邊孔的間距，在底部增加一排輔助孔，炮孔布置如圖1所示。HD12+135．5處調(diào)整后爆破效果為：孔痕率達(dá)到83%、孔底殘留5~9cm，鉆孔深度2．8m，實(shí)際進(jìn)尺2.5m，爆破效果較好?？梢?jiàn)經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析上一循環(huán)的爆破效果，并結(jié)合圍巖的變化情況，及時(shí)修正鉆爆設(shè)計(jì)參數(shù)，能夠在下一循環(huán)中達(dá)到良好的爆破效果。

圖1 隧道開(kāi)挖炮孔布置簡(jiǎn)圖

在施工過(guò)程中要完全消除超欠挖是不可能的，所以需采用不同技術(shù)措施進(jìn)行保障。強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)施工管理和組織，重視開(kāi)挖質(zhì)量良好的施工管理和組織，對(duì)減少超欠挖具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。在隧道超欠挖施工控制中，應(yīng)當(dāng)建立一個(gè)比較完善、系統(tǒng)的質(zhì)量保證體系。隧道工程施工需按照“抓住重點(diǎn)、攻克難點(diǎn)、快速掘、均衡生產(chǎn)、技術(shù)創(chuàng)新、確保工期”的原則組織施工，對(duì)作業(yè)全過(guò)程及相關(guān)因素實(shí)行嚴(yán)格科學(xué)的管理。采用先進(jìn)的科技成果和施工方法，促使隧道施工水平再上新臺(tái)階。組建測(cè)量監(jiān)控小組，對(duì)施工各個(gè)階段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，做到信息及時(shí)反饋，確保施工的安全和施工質(zhì)量。現(xiàn)場(chǎng)施工管理和組織，應(yīng)堅(jiān)持以下基本原則：必須嚴(yán)格控制鉆孔精度，重點(diǎn)是控制周邊孔的外插角、開(kāi)孔偏差以及炮眼在斷面分布的均勻性；在滿(mǎn)足技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用操作簡(jiǎn)單且精度高、有良好性能的鉆孔機(jī)械、測(cè)量放線儀器、斷面檢測(cè)儀器以及爆破器材等；必須采用控制爆破（光面爆破、預(yù)裂爆破等），通過(guò)工程類(lèi)比和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，優(yōu)化爆破參數(shù)設(shè)計(jì)；嚴(yán)格控制重要爆破作業(yè)質(zhì)量，特別是要控制裝藥量，并保證正確的起爆順序；應(yīng)嚴(yán)格控制斷面的測(cè)量放線精度，特別是避免隨意放大或縮小斷面的現(xiàn)象；必須做到及時(shí)檢測(cè)和及時(shí)反饋；必須強(qiáng)化施工組織管理，推行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，并經(jīng)常加強(qiáng)作業(yè)人員文化和責(zé)任心的教育和約束等。

4 結(jié)語(yǔ)

鉆爆法隧道施工超欠挖雖然是不可避免的，但是可以控制在一定的水平之內(nèi)。從隧道施工總體上考慮，針對(duì)其中存在的問(wèn)題加以簡(jiǎn)要的分析與探討，提出了處理常見(jiàn)問(wèn)題的一些方法?？刂瞥吠诩夹g(shù)研究中，首先應(yīng)改變“寧超勿欠”的傳統(tǒng)觀點(diǎn)，樹(shù)立“少超少欠”的觀點(diǎn)。采用合理的爆破方法，將因超欠挖造成的工程成本增加控制在一定的水平之內(nèi)。

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