公路隧道水平巖層施工超欠挖控制技術(shù)

白皓　韓鵬飛

摘 要：在公路隧道施工中，發(fā)生水平巖層的超欠挖是必不可免的問題。該文通過對超欠挖現(xiàn)象發(fā)生的原因進(jìn)行總結(jié)，提出水平巖層施工時可用的超欠挖控制技術(shù)，能有效降低此類現(xiàn)象帶來的不良影響。

關(guān)鍵詞：公路隧道 水平巖層 超欠挖 控制

中圖分類號：U455 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（b）-0077-01

在公路隧道施工時，經(jīng)常發(fā)生的超欠挖問題給施工帶來進(jìn)度、質(zhì)量、成本等方面的不良影響。對超欠挖如何進(jìn)行控制是施工中必然要考慮到的問題，只有通過控制技術(shù)盡量減少此類現(xiàn)象的發(fā)生，才能保證施工的順利、有序開展。從而保證施工在工期內(nèi)高質(zhì)量的完成，達(dá)到施工目標(biāo)。

1 超欠挖的相關(guān)規(guī)定與影響

1.1 超欠挖規(guī)定

2005年，我國交通部發(fā)布了《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》。規(guī)定中對公路隧道施工中發(fā)生的超欠挖現(xiàn)象做出了明確規(guī)定：部位圍巖級別ⅠⅡ～Ⅳ Ⅴ～Ⅵ，拱部平均線性開挖10 15 10，最大超挖20 25 15，邊墻線性超挖10，10，10，仰拱、隧底平均線性開挖10，最大超挖25。當(dāng)石質(zhì)堅硬完整且?guī)r石抗壓強(qiáng)度大于30MPa并確認(rèn)不影響襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和強(qiáng)度時，允許巖石個別凸出部分（每1m2不大于0.1m2）凸入襯砌斷面，錨噴支護(hù)時凸入不大于30mm，襯砌時不大于50mm，拱腳、墻腳以上1m內(nèi)嚴(yán)禁超挖。適用于炮眼深度不大于3.0m的隧道。炮眼深度大于3.0m時，可根據(jù)實際情況另行規(guī)定。

1.2 超欠挖對隧道的影響

根據(jù)交通部對近年公路隧道施工的統(tǒng)計分析，可以得知，運用鉆爆技術(shù)進(jìn)行隧道施工時，若施工方對相關(guān)操作不加以重視，施工過程中經(jīng)常會遇到超欠挖問題。隧道施工中超欠挖現(xiàn)象的發(fā)生很大程度上影響了施工作業(yè)，不僅造成施工成本的增加，引發(fā)諸多安全問題。而且影響了施工進(jìn)度，施工作業(yè)的有序開展。進(jìn)而影響了施工的最終效果。

2 隧道出現(xiàn)超欠挖的原因

2.1 爆破技術(shù)

現(xiàn)有的爆破技術(shù)存在較多技術(shù)缺陷，若在施工過程中不加以注意，就會導(dǎo)致超欠挖現(xiàn)象的發(fā)生。主要有以下幾類原因。

（1）施工方從業(yè)人員的爆破技術(shù)水平不高，相關(guān)施工工藝不熟練。在進(jìn)行相關(guān)爆破作業(yè)時，由于對掏槽方式、炮孔間距、裝藥結(jié)構(gòu)與藥量選擇的不合理，造成爆破參數(shù)選擇不當(dāng)，進(jìn)而造成超欠挖問題的發(fā)生。

（2）進(jìn)行相關(guān)鉆孔作業(yè)時，因為精度要求不嚴(yán)、鉆孔位置選擇不當(dāng)?shù)仍?，尤其是鉆孔周圍的炮眼布置不合理，從而造成超欠挖問題，進(jìn)而影響施工作業(yè)。

（3）施工方管理管理方式粗放，未能形成行之有效的規(guī)章制度；人員工作責(zé)任心欠缺，未能具有較高的從業(yè)素質(zhì)。這些導(dǎo)致爆破作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，進(jìn)而引發(fā)超欠挖問題。

（4）進(jìn)行爆破作業(yè)時，對爆破位置相關(guān)地址條件的考察不細(xì)致。這導(dǎo)致爆破效果的不確定性增加。

2.2 客觀地質(zhì)條件

隧道施工時，施工周圍相關(guān)地質(zhì)條件對使用質(zhì)量具有較大影響。隧道周圍相關(guān)巖體的穩(wěn)定性由巖體自身的特征和巖體中地下水所決定，其中巖體自身的節(jié)理發(fā)育是超欠挖的重要因素。

造成超欠挖問題客觀存在的因素主要是巖體節(jié)理的方位、間距、節(jié)理間的填充物、巖體自身的強(qiáng)度等因素。其中，在隧道挖掘時遇見的含有地下水的巖體，巖體受地下水長期滲透，造成相對強(qiáng)度降低。加之地下水重量造成的壓力，極易引發(fā)超欠挖問題。尤其是進(jìn)行開挖的巖體中若存在相對規(guī)模的溶洞，在進(jìn)行開挖爆破時極易引發(fā)大規(guī)模的超欠挖問題。

2.3 開挖機(jī)械因素

進(jìn)行隧道作業(yè)時，現(xiàn)有施工條件下經(jīng)常選用的鉆眼機(jī)械為為風(fēng)洞鑿巖機(jī)。其機(jī)械機(jī)構(gòu)簡單，使用安全。但進(jìn)行相關(guān)炮眼作業(yè)時，對炮眼角度及深度的掌握和鉆眼底部與周圍的處理較為困難，不能完全達(dá)到相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，從而造成炮眼分布的密集系數(shù)過高或過低，進(jìn)而導(dǎo)致超欠挖問題的發(fā)生。

3 超欠挖的控制技術(shù)

3.1 實施新的施工技術(shù)，改變原有的觀念

進(jìn)行隧道施工時，施工方應(yīng)以“控制爆破、及時支護(hù)、監(jiān)控量測”的原則進(jìn)行超欠挖的控制。其中，“控制爆破”是重點，通過對相關(guān)爆破的控制，不僅提高鉆孔的質(zhì)量，減少相關(guān)誤差，進(jìn)而提高隧道挖掘時輪廓的成型質(zhì)量。而且可基本消除爆破時對周圍巖體的破壞?！凹皶r支護(hù)”就是隧道的挖掘中不斷進(jìn)行實時支撐，形成較比穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)，從而避免隧道圍巖應(yīng)力的過度釋放，避免形成大規(guī)模的超欠挖問題。同時，改變隧道施工中的原有觀念，盡量避免超欠現(xiàn)象，將挖掘范圍控制在相關(guān)的規(guī)定內(nèi)，從而避免輪廓線的擴(kuò)大，進(jìn)而避免超欠挖的發(fā)生。

3.2 依據(jù)地質(zhì)條件，動態(tài)施工

隧道挖掘時遇到的地質(zhì)條件時時發(fā)生變化，施工方應(yīng)對開挖時遇到的地質(zhì)條件與巖體情況進(jìn)行及時的觀測與研究，從而確定合理的爆破參數(shù)，選擇相對正確的爆破方案。依據(jù)不同條件實施動態(tài)施工，從而對超欠挖進(jìn)行控制。

3.3 加強(qiáng)施工管理

施工方為控制公路隧道的水平巖層的超欠挖問題，應(yīng)對相關(guān)質(zhì)量保證體系進(jìn)行完善。尤其是針對爆破作業(yè)，施工方應(yīng)加大重視力度，完善進(jìn)行爆破作業(yè)的相關(guān)操作章程，并對爆破人員進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)，從而保證爆破作業(yè)的規(guī)范性，提高爆破標(biāo)準(zhǔn)。針對超欠挖問題發(fā)生的必然性，施工方應(yīng)建立及時有效的信息反饋系統(tǒng)，對超欠挖的信息進(jìn)行及時反饋處理。針對反饋信息，施工方實時調(diào)整作業(yè)方法，從而將超欠挖值控制可控范圍內(nèi)，進(jìn)而保證施工的順利進(jìn)行。

3.4 重視鉆爆技術(shù)

爆破技術(shù)在隧道施工中占有很大的地位，只有進(jìn)行良好的爆破作業(yè)，才能保證施工效果，進(jìn)而確保施工的有序進(jìn)行。進(jìn)行爆破作業(yè)前，施工方應(yīng)對爆破區(qū)地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，選擇正確的爆破方法。在進(jìn)行爆破眼的鉆取時，我們應(yīng)注重相關(guān)機(jī)械的使用，盡量保證炮眼及其周圍的平滑與完整，合理分配炮眼密度，從而保證爆破效果的充分實現(xiàn)。進(jìn)行爆破作業(yè)后，應(yīng)對爆破結(jié)果進(jìn)行總結(jié)分析，從而對爆破的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行及時修正，提高爆破效果?，F(xiàn)代施工中多種爆破技術(shù)不斷投入使用，如光面爆破、預(yù)裂爆破與緩沖爆破等爆破技術(shù)。這些爆破技術(shù)能在減輕對圍巖的擾動的前提下，盡量保證爆破后的坑道與設(shè)計輪廓相符。

4 結(jié)語

在現(xiàn)代線路隧道施工中，超欠挖問題不可避免。超欠挖問題嚴(yán)重影響施工的有序進(jìn)行，增加施工成本，甚至導(dǎo)致工期的延誤。只有運用行之有效的措施，才能盡量避免超欠挖問題對施工造成的影響。通過以上談?wù)摚瑢Τ吠诳刂萍夹g(shù)有了相對清晰的了解，在以后施工中，應(yīng)不斷進(jìn)行總結(jié)，推動隧道施工中超欠挖控制技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。

參考資料

[1] 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）：38.