公路隧道超欠挖原因分析及控制措施

工 程 技 术
公路 隧道 超 欠挖 原 因分析 及控 制 措施
王 良 国
（ 东省长大公路工程有限公司第三分公 司， 广 广东 广州 ５ １ ３ ） １４ １
摘 要 ： 文分析 了公路 隧道 超 欠挖 产生 的原 因， 本 浅谈 降低 或 减 少隧道 超 欠挖 的措 施 ， 出采 用“ 奥法 ” 术 、 指 新 技 强化施 工 管理 是控 制
隧道 超欠挖 的 关键 ， 可供 隧道 施 工 时参考 爆 新
在现场施工 中 ， 改变“ 应 宁超勿欠 ” 的传统 观念 ， 正确性及台车钻臂推进器的水平 等。 树立 “ 少超少欠 ” 的观点 ， 在规范容许 的范 围内 ， 广梧高速公路河 口至平 台段是 国家高速公 ２． ．１开眼偏差 ３ 开眼偏 差即开眼中一 与设计孔位 中心 间的 允许一 定程度的欠挖 ，避免开挖轮廓线 的无 谓 ｔ ｋ ， 路 网布局方案第 十八横 向路 线广东省广州至云 开眼偏差多半是 引起欠 挖的主要因素。 瑞 扩 大， 而使超挖得以减少。 南 昆明的一段 ， 路线呈东西走 向。 阶段广梧高 偏差 ， 本 ３ ． ２优化每循 环进尺 ， 合理确定炮 眼深度 速公路主线全长 ６ ． ｌ ｍ ４ ７ ｋ ，其中隧道设置有茶 典对质量要求较 高的工程 为 ４ｒ，一般工程 最 ４ ｅ ａ 炮 眼深度 的确定主要 受隧道地 质条件 、 施 ０ｒ 我国《 ａ 公路隧道施 工技术规范 》 定 规 林顶 、 三家 寨（ 拱 ） 山顶 、 连 、 旗 石排 口（ 左线 ） 、 鹅 大为 １ｅ ， 工组 织能力 、单循环作业时间 、 装碴 机械及能 公髻 、 白石岭 （ 拱 ） 连 、 村（ 拱 ）牛车顶 、 黄茅 连 、 亚 炮眼开眼偏差不超过 ５ ｍ ｅ。 力、 工期及进 度要求等的制约 。深孔钻爆 ， 虽然 婆髻 、 大山 、 息村 百路须 、 正涌（ 连拱 ）次步（ 间 、 小 ２． ．２方向偏差 ３ 方向偏斜即开眼方 向与隧道设计轴 向轮廓 能获 得较 好的施工进度 ，但 由于受钻 孔倾斜 率 距） 隧道 ， １５ ６ ５ 共 ２ ７ ． 双洞 ｍ １ 座。 ０ ＼３ 全线路基宽 方 度采 用双 向四车道高 速公 路公路标准 ，隧道单 线 问偏差 ， 向偏差 多半是引起超挖 的主要 因 的影 响 ，降低了炮眼利用率 ，增大 了炸药 消耗 素。 我国《 公路 隧道施 工技术规范》 中规定 ， 周边 量 ， 环时 间会加长 ， 循 超挖值 也会增 大 ； 减少 炮 洞 内轮廓净宽 １， ｍ。 ０６ ８ ｃ／ 隧道嗣岩类 别变化 范围由 Ⅱ级～ Ｖ级 ， 中 眼外斜率 不得大 于 ５ ｍｍ，并根据不 同的炮 眼 眼深 度就能减少外插角造成 的超挖 ，如果 炮眼 其 ｍ减少到 ２ ｍ，可以使 平均 超挖值减少 Ⅲ级 、 所 占比例较大 。 Ⅳ级 因爆法费用低灵 活性 深度适 当调整斜 率 ，保证眼底不得超 出开挖 断 深度 由 ４ 大， 几乎应用在 各类岩石 的开挖 ， 钻爆法施 工技 面轮廓线 １ｅ ， ０ｒ 最大不得超过 １ｅ 。 ａ ５ｒ ａ ５％。因此 ， ０ 无论是从超挖值还是从总体综 合效 ２ ． 破控制影 响分析 ４爆 应， 在选择钻孔 深度时要统筹考虑 ， 优化 每循环 术 已有近 １０ ６ 年的历史厂 梧高速本 阶段 的隧道 实际爆破 中， 多数是根据经验 ， 以完全 根 进 尺， 难 以获得最佳的施工进度和经济效益 。 施工大都采用钻爆法施 工。 ３ － ３提高装药质量和爆 破技术 岩石隧道采用钻爆 法施工 ，超欠挖不可避 据隧道地质情况 进行爆 破设计 ，从而 出现超 欠 免。 超挖引起 多运 洞碴 ， 增加 回填量 ， 给支护 、 防 挖现象 ， 尤其在软岩地段爆 破施工时 ， 超挖 现象 超挖造 成浪费 ， 欠挖处理极为困难。 隧道施 排水 、二衬等后续作业造成 困难 ；欠 挖则要清 更为严重。 工 中， 要充分运用光 面爆破 、 裂爆破和等差 毫 预 除， 造成人 工 、 材料 的超额消 耗 ， 处理 欠挖 更容 ２ ．炸药 品种及装药结构 ．１ ４ 秒技术 ，精心进行钻爆设 计 ， 理选择钻爆参 合 易形成更大 的超挖 。超欠挖影 响隧道工程的综 炸药与岩石阻抗 不匹配 ，猛度过大对炮孑 数 ， Ｌ 提高装药质量。 从实施光面爆破控制超欠挖 合效益 ， 以现阶段双车道公路隧道 为例 ， 砌外 壁产生过量破坏 ；装药结构或线装 药密度不合 出发 ，选择与岩石 阻抗 系数相匹配或相接近 的 衬 轮廓开挖周长约为 ２ｍ，如每个开挖断 面的平 理 也常常会造成对炮孑壁 的局部或整体超爆破 炸药 品种 ， ５ Ｌ 周边 眼可采 用间隔装药方式 ， 增加炮 均超挖量为 １ｅ ， 米损失 ２０ 元以上。 ０ｒ 每延 ａ ００ 严 坏 。 孑 的线装药 高度 ， 善爆碴块度 ， Ｌ 改 提高炮痕保存 率。 重的超欠挖对隧道洞室 的稳定 【也 会产生一定 生 ２． ．２爆破设计不 当 ４ 的影响 ， 因此必须对隧道超欠挖问题引起重视。 周 边眼布 置及周 边眼 ㈣ 与内 圈跟ｆ 的相 ３ ． ４提高测 量技术 ， 少预 留误 差 ， 减 控制人 ２影响隧道超欠挖 的凶素 对距 大了则可 能产生欠 挖 ， 了则 可能产 为 超 挖 小 ２ ． １同岩类别影响分析 测量是控制超挖 的基础 ， 提高测量精度 ， 提 生超挖 。 围岩 岩 ｊ（ 生主要包括岩 石的物理 、 特征 力学 ２ 施工操作影响分析 ５ 高画线精度是控 制隧道 超欠挖的重要措施 。施 等） 岩石结构 （ 、 主要包 括岩石成因演变过 程特 施 工操作产生 的超欠挖 主要 表现在： 不放 工 中，要尽可能采用高精 仪器和先进 的测量手 性， 如节理裂隙等尉 隧道施工超欠 挖影响较大 ， 轮厨 线 、 确放轮廓线 、 ； 不准 错误布置轮 廓线 和钻 段 ， 经常调试校核仪器 ， 并将开挖 轮廓线即设计 据有关研究 ， 如果隧道方 向垂直于岩层走 向 ， 岩 孔 位置 ； 中线和标高相对设计值 的偏移 ； 放样 施 轮廓线放样 于掌子 面上 ，以降低或取消预 留和 石整体破 裂 ， 最多为 １％； 当平行岩层 走 钻人 员技 术不精或不认真 ；钻孔定位 或钻进角 放样误差 ， 超挖 ６ 但 减少人为超挖现象 。 向时 ， 可能达 ４ ％。如遇软弱 围岩 、 则 ０ 坍方或 完 度偏差控 制不好 ；少打眼以及试 图争取缩 短钻 ３ ＿ ５加强人员培训 ， 提高钻孑精度 Ｌ 整性差 的地质 隋况 ， 更易产生超挖。 眼时间 ， 自减少钻 孔深度 ； 擅 采用过 多装 药量 ； 提高 钻孑 精度 是 防止超 欠挖 的 最重要 措 Ｌ ２ 钻孔设备 及钻孔深度影 响分析 ２ ＿ 手持 风钻施 钻时工作平 台高度不够 而使钻 孔 向 施 ， 为了使超欠挖值限制在最小 范围内 ， 必须加 无论是人工手持风钻 ， 还是凿 岩台车钻孔 ， 上偏斜过大 等。 强对司钻人员的培训 ，使他们熟 练掌 握钻孑技 Ｌ 由于 自动化程 度低 ，必然影响到凿岩定位及 钻 ２ ． 工管理影响分析 ６施 术 ， 到按操作细则 、 做 设计要求 和布置的孔位施 进精度 ，使得周， 边眼有一定外 插斜率 而产生 向 从 以上诸多因素分析 中看 出 ， 在某一 隧道 钻 ， 确保达到规定的孔位 、Ｌ 、 孑深 倾斜度等 。 采用 外或向上 的超 挖偏差 ， 孑 越深 、 钻 Ｌ 外插角 越大 、 工程 中， 除地质及设 备构造 等客观 因素外 ， 余 台车钻孔 要实行定人 、 其 定钻 、 眼 ， 证钻 臂推 定 保 自 动化程度越低 ， 超挖量越 大。 如钻孑 为 ３ 外 均可凭人 的主观能动性随机控制或改 变。而这 进器水 平 ， Ｌ ｍ， 推力均匀适 当。 同时要严格工序间的 插角 为 Ｏ 。保持始 点不 能有欠 挖 ， 。 ， 则钻 孔前 种 随机控制或改变 的前提即在于对技术 的严 肃 检查 和监督 ， 坚持 按图验收 ，不合格 的坚决 重 端需超 挖 ０ ６ 平均超挖 值为 ０ ８ ｍ 超 挖形 性和施工 的精确性 两方 面的重视程度 。两者效 打 ， ． ｍ， １ ．ｅ， ０ 以提高总体劳动成效和管理水平。 态如图 １ 锯状形 。这也是规范建议深孔爆 破深 果 的 良 即可反应 出施工管理 水平 的高低 。 莠 ３ ． ６强化 管理 人员的科学 意识 ， 建立严格 的 度取 ３３ ｍ的原因之一 。 ￣＿ ５ ３控制超欠挖 的措 施 ： 施工管理制度 ３ ． １实施 “ 新奥法 ” 技术 ， “ 改变 宁超勿欠 ” 的 对一项工程综合评价 的基本标准包括工程 传统 观念 量与总工时之 比最 小 、 总劳材耗费指标最低 、 质 － “ 奥法” 新 的基本 原 则 “ 制爆 破 、 时支 量优 良、 控 及 无安全事故 四个方 面。因此 ， 施管人员 护、 监控量 测”等 与隧道超欠挖 的控 制直接相 必须树立科学 的观 ， 强化施 工管理 ， 措施上加 关， “ 控制爆破 ” 是隧道超欠 挖控制 的要点 ， 不但 大对施工质量监督与质量 检查 力度