隧道超欠挖對(duì)隧道成本的影響及控制途徑

朱廣志

中鐵六局集團(tuán)北京鐵路建設(shè)有限公司 北京市 100000

【摘 要】在隧道施工過(guò)程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)超欠挖現(xiàn)象，超欠挖直接對(duì)施工安全、工程質(zhì)量及工程造價(jià)帶來(lái)嚴(yán)重影響。因此，為有效控制超欠挖，加強(qiáng)研究硬巖質(zhì)隧道超欠挖控制技術(shù)具有重大意義。接下來(lái)文章主要從硬巖質(zhì)隧道超欠挖問(wèn)題出現(xiàn)的原因；超欠挖對(duì)工程造價(jià)的影響；超欠挖控制技術(shù)三方面展開(kāi)論述。

【關(guān)鍵詞】硬巖質(zhì)隧道；超欠挖；控制措施

在隧道施工中，超挖過(guò)多，一方面會(huì)因出渣量和襯砌量增多而提高工程造價(jià)，另一方面由于局部超挖會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，影響圍巖穩(wěn)定性。欠挖則直接增加襯砌厚度，工程運(yùn)作起來(lái)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。因此在隧道開(kāi)挖過(guò)程中，必須采取有效措施嚴(yán)格控制超欠挖。

一、硬巖質(zhì)隧道超欠挖問(wèn)題的成因

造成硬巖質(zhì)隧道超欠挖現(xiàn)象的原因有很多，而硬巖質(zhì)的特征、防線測(cè)量及鉆孔的精確度是其中的三個(gè)主要影響因素。本章節(jié)將圍繞這三個(gè)方面對(duì)硬巖質(zhì)隧道超欠挖問(wèn)題的成因展開(kāi)討論。

（一）硬巖質(zhì)的特征

硬巖質(zhì)的巖體地質(zhì)特征是導(dǎo)致硬巖質(zhì)隧道開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)超欠挖現(xiàn)象的一個(gè)重要因素。硬巖地質(zhì)特征包括硬巖的裂縫、節(jié)理、溶洞及軟弱夾層等，一旦這些特征發(fā)育較為成熟，那么巖體爆破輪廓可能會(huì)不在預(yù)設(shè)的在炮孔周圍，也就是說(shuō)爆破很有可能只順著巖體軟弱面或在結(jié)構(gòu)表層造成破壞。由此來(lái)說(shuō)，超欠挖在硬巖質(zhì)隧道中只能最大化控制，不能避免。

（二）放線測(cè)量

放線測(cè)量在有效控制硬巖質(zhì)隧道開(kāi)挖的超欠挖問(wèn)題上有著重要的意義，其主要功能是控制隧道開(kāi)挖輪廓線的精度。但眾所周知，隧道內(nèi)的能見(jiàn)度較低，工作人員開(kāi)展工作較為困難，所以放線測(cè)量人員在隧道內(nèi)的進(jìn)行測(cè)量也極為受限，而且常常因找準(zhǔn)試點(diǎn)不便帶來(lái)測(cè)量誤差。除此以外，致使輪廓線標(biāo)志出現(xiàn)偏差的另一原因是掌子面凹凸不平。通常認(rèn)為，輪廓線開(kāi)挖的掌子面的放樣精度直接影響到隧道爆破的爆破效果，理由是輪廓線放樣是周邊孔定位的主要途徑，若輪廓線存在偏差，則空位必定存在偏差，進(jìn)而導(dǎo)致隧道超欠挖。

（三）鉆孔的精度

鉆孔精度是鉆爆法施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但由于鉆爆法施工的工作面是凹凸不平的巖石面，必然導(dǎo)致部分鉆孔位置難以被控制到既定孔位，且某些鉆孔位置的巖石存在夾泥或破碎現(xiàn)象，其難免會(huì)導(dǎo)致塌孔或夾鉆等問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，在既定孔位附近補(bǔ)孔為較為常用的補(bǔ)救措施，加之人為因素的影響，孔位出現(xiàn)偏差便在所難免。此外，隧道爆破鉆孔人員不嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)要求鉆孔，即片面追求操作便捷或鉆孔容易等而隨意更改既定鉆孔位置，從而導(dǎo)致超欠挖的出現(xiàn)。

二、硬巖質(zhì)隧道超欠挖對(duì)工程造價(jià)的影響

在隧道的超欠挖中，通常認(rèn)為超挖現(xiàn)象更加顯著地影響著工程造價(jià)。因此，在編制工程投標(biāo)預(yù)算時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格遵循國(guó)家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并將其充分體現(xiàn)在標(biāo)價(jià)投標(biāo)中，以降低隧道超挖對(duì)工程造價(jià)的不良影響。其次，在隧道工程施工階段，務(wù)必要嚴(yán)格控制工程現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度。如果工程投標(biāo)所制定的標(biāo)價(jià)預(yù)算未考慮到工程超挖所造成的影響，則投標(biāo)標(biāo)價(jià)必將與實(shí)際施工所產(chǎn)生的造價(jià)間存在較大差異。

但在某些特殊條件下，欠挖現(xiàn)象對(duì)工程造價(jià)也有重大影響。如采取補(bǔ)炮鉆孔法來(lái)消除隧道欠挖問(wèn)題，其必將導(dǎo)致隧道被爆破下多出原欠挖量好幾倍的巖土，加之材料及人工耗損，其成本投入可想而知。隧道欠挖對(duì)工程造價(jià)的影響更加嚴(yán)重。

三、硬巖質(zhì)隧道超欠挖控制技術(shù)

（一）調(diào)整爆破參數(shù)

工程地質(zhì)條件屬客觀因素范疇，我們無(wú)法掌控，但它對(duì)隧道爆破參數(shù)的設(shè)定卻起著決定性的作用。在隧道工程施工過(guò)程中，圍巖地質(zhì)環(huán)境往往隨著工程進(jìn)度的推進(jìn)而不斷變化，尤其是溶洞及軟弱夾層等地質(zhì)情況十分常見(jiàn)。現(xiàn)階段，爆破參數(shù)設(shè)計(jì)的主要方法為類比經(jīng)驗(yàn)法+工程現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。在隧道開(kāi)挖的不同階段，圍巖均或出現(xiàn)形式多樣的變化，則應(yīng)該及時(shí)調(diào)整鉆孔角度、鉆孔位置及周邊孔洞的具體參數(shù)等，以確保鉆孔的精度滿足工程設(shè)計(jì)要求。此外，應(yīng)該密切監(jiān)視隧道掘進(jìn)過(guò)程中圍巖的具體變化情況，且在每次爆破前，應(yīng)該由地質(zhì)工程師對(duì)圍巖變化情況予以鑒定。在每次爆破作業(yè)完畢，地質(zhì)工程師均應(yīng)就此次爆破效果做系統(tǒng)地分析，并結(jié)合圍巖的實(shí)際變化情況，準(zhǔn)確射擊出相應(yīng)的爆破參數(shù)。若隧道爆破產(chǎn)生的超挖量較大或無(wú)孔痕，亦或炮孔周圍存在明顯的爆破裂痕，那么，此次爆破所用的藥量必定過(guò)高，則需適當(dāng)調(diào)節(jié)藥量；若隧道爆破后出現(xiàn)光爆空孔凹面，那么，抵抗線過(guò)小，則需適當(dāng)加大光薄層的厚度。反之，若出現(xiàn)光爆空孔凸面，則應(yīng)適當(dāng)減小光薄層的厚度。

（二）提升鉆孔精準(zhǔn)度

在面爆破中，爆破產(chǎn)生的超挖量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鉆孔產(chǎn)生的超挖礦，所以提高鉆孔的精準(zhǔn)度，是降低隧道超欠挖量的有效途徑。這就要求施工人員在隧道鉆孔施工中嚴(yán)格執(zhí)行隧道爆破實(shí)施方案，按照爆破實(shí)施具體方案在掏槽孔作業(yè)時(shí)選取合適的傾斜角度。但是，在具體的工程鉆孔及掏槽孔作業(yè)操作中，由于鉆孔機(jī)械設(shè)備的關(guān)系，外插角有時(shí)卻會(huì)帶來(lái)一些不良影響。針對(duì)這一點(diǎn)，工程施工方務(wù)必要高度重視司鉆人員的專業(yè)技能的培訓(xùn)及綜合素養(yǎng)的提高，并對(duì)司鉆人員的施工過(guò)程進(jìn)行全方位跟蹤監(jiān)督，以確保司鉆作業(yè)最大化滿足鉆孔操作細(xì)則，進(jìn)而保證孔深、孔位及傾斜角均滿足工程設(shè)計(jì)的要求。在鉆進(jìn)周邊孔過(guò)程中，首先應(yīng)該確保司鉆人員技術(shù)熟練；其次，應(yīng)該通過(guò)盡量減少鉆孔位置的內(nèi)移，以減少內(nèi)插角。此外，輪廓線應(yīng)該被準(zhǔn)確無(wú)誤地畫(huà)定于放線測(cè)量人員標(biāo)識(shí)的掌子面上，并依據(jù)輪廓線的內(nèi)側(cè)，對(duì)鉆孔的位置加以確定，以降低外插角對(duì)鉆孔空位造成的不良影響。

（三）提升放線測(cè)量的精準(zhǔn)度

在隧道開(kāi)挖過(guò)程中，隧道超欠挖的控制水平直接受輪廓線精準(zhǔn)度的影響。在隧道放樣測(cè)量之前，首先要對(duì)工程設(shè)計(jì)文件做出系統(tǒng)、全面的分析，并對(duì)開(kāi)挖設(shè)計(jì)斷面各部位的詳細(xì)尺寸有一個(gè)準(zhǔn)確的把握。另外，還要綜合考慮隧道開(kāi)挖的變形量和沉落預(yù)留量。據(jù)有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在施工中標(biāo)高和中線如若產(chǎn)生偏差，結(jié)果必將使輪廓線斷面向其中一側(cè)偏移，斷面開(kāi)挖一側(cè)則會(huì)出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，而另一側(cè)便產(chǎn)生欠挖現(xiàn)象。所以，隧道開(kāi)挖務(wù)必要保證標(biāo)高及中線的準(zhǔn)確程度。

四、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，盡管在硬巖質(zhì)隧道開(kāi)挖過(guò)程中超欠挖現(xiàn)象無(wú)可避免，但可以采取有效措施加以控制，使超欠挖對(duì)工程造價(jià)的影響最小化。有效控制硬巖質(zhì)隧道超欠挖問(wèn)題，首先應(yīng)該從施工技術(shù)、施工地質(zhì)及施工設(shè)備等方面的管理角度考慮，使各影響因素始終處于人為可操控狀態(tài)，從而最大限度降低硬巖質(zhì)隧道超欠挖量。

參考文獻(xiàn)：

[1]魯文斌. 隧道超欠挖異形結(jié)構(gòu)圍巖壓力在線監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)研究[D].中南大學(xué)，2013.

[2]王冬梅. 超、欠挖對(duì)石牙山隧道施工成本的影響及控制[J]. 甘肅科技，2008，11：140-141+127.

[3]車正偉. 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[J]. 交通標(biāo)準(zhǔn)化，2013，07：121-123.

[4]李增鵬. 硬巖質(zhì)隧道超欠挖對(duì)造價(jià)的影響及控制超欠挖技術(shù)措施[J]. 科技與企業(yè)，2013，19：225.

[5]王志勇. 探討隧道超欠挖及其成本控制——太行山隧道超欠挖淺析[J]. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2007，04：28-30.

[6]徐林生，王知遠(yuǎn). 隧道光面爆破超欠挖現(xiàn)象分析與控制技術(shù)措施[J]. 公路隧道，2015，01：54-56.