硬岩质隧道超欠挖对造价的影响及控制超欠挖的技术措施

车正伟

（贵州省交通建设工程造价管理站，贵州 贵阳 550003）

0 引言

我国地域辽阔各地自然条件差异很大，公路隧道所穿越山体的工程地质及水文地质条件复杂多变，涉及到地质、设计、施工、运营、维修管理等方面。随着隧道的飞速建设和社会的进步，隧道施工中的问题也日益突出。人们对劳动环境改善、劳动强度降低、生活水平提高，收入增加的要求越来越强烈，用户对产品的质量要求也越来越高，由此对隧道工程的施工技术问题提出了新的要求。

1 硬岩质隧道超欠挖技术对造价的影响

在隧道施工时常出现一些质量问题，超欠挖的危害有很多。以下为一些常见的质量问题：在台阶开挖时，扩挖下半断面时开挖面控制较差，中部常出现超挖较多，而墙脚则出现欠挖较严重。采用台阶或分部开挖时，下半断面扩挖的纵囊簸离过大，接长的钢架拱脚没有支撑在稳定基岩上，拱脚悬空，暴露时间过长，造成拱顶下沉量过大，甚至出现塌方。而在超挖严重的区域使用挡板、杂物，则容易造成初期支护与围岩脱离，形成空洞，这些都是超欠挖带来的严重质量问题。

从造价控制的角度分析超挖与欠挖对工程的影响，超挖对隧道造价产生的影响要远远超过欠挖。虽然欠挖的影响比超挖小，但同样不容忽视。通常隧道施工采用了补炮钻孔的方法处理欠挖的情况，因为施工单位考虑到采用辅助设施会花费更多的人力、物力。但实际情况却恰恰相反，很多施工单位在采用补炮钻孔通常会爆下超过欠挖量几倍的岩石，这样导致人工和材料产生过度消耗，造价成本的提高。每延米隧道超挖计量如表1所示。

表1 每延米隧道超挖计量表

由表1可知：开挖量对工程造价产生的影响很大，在径向超挖值很小的情况下，都会产生很大的土方量。在投标阶段如果预算没有考虑到超挖量的影响，这就会给施工企业带来很大的利润风险。所以造价技术人员应当在编制工程投标预算时，应充分利用国家各个部门的范围标准，并且在标价投标中给予充分的考虑。

2 隧道超欠挖的因素与处理措施

根据笔者的工作经验，发现隧道在钻爆法施工中，影响超欠挖的因素可归纳为以下几点：测量放线、钻孔精度、爆破技术、地质条件变化等等。目前，爆破设计主要是采用经验类比法，并结合现场试验。在开挖过程中，随着围岩节理裂隙的变化，钻孔位置和角度、周边孔的参数等也应进行相应的调整。根据不同的地质情况选择开挖方法：围岩地质条件是客观存在的，是确定爆破参数的主要依据。在选择一个合适的快挖施工方法时，要根据工程的实际情况，并结合地质条件变化，选择最经济、最理想的设计和施工方案，甚至要综合多种方案，因而这也是一个受多种因素影响的动态的择优过程。隧道常见主要开挖方法对比分析如表2所示。

表2 隧道常见主要开挖方法对比分析

在掘进过程中围岩情况是不断变化的，在每茬炮后应由地质工程师鉴定工作面围岩的变化。每茬炮爆破后，应认真分析这一茬炮的爆破效果，并结合围岩的变化情况，对一茬炮的爆破设计做出相应的参数调整，情况分为以下三种：

a）炮孔周围可见爆破裂隙，有较大超挖，这说明药量偏高；

b）爆破后光爆孔出现凹面，说明抗线太小或者光爆层过厚；

c）爆破后出现破碎圈，说明炸药线分布过于集中或耦合系数选择不当。

3 案例分析

本工程为横穿X湖底下连接XX路和XX路的明挖浅埋式隧道，道路全长1.25km，为城市I级主干道，计算行车速度50km/h。其中主线隧道长879m，立交匝道道路长1938m，匝道隧道长474m。主要建设内容包括隧道工程、道路工程、排水工程、征地拆迁及附属照明工程、绿化工程、交通设施工程等。工程中K1+22.1工作面围岩整体性较好，为弱风化的大理岩，下部有少量地下水渗出，为II级围岩。施工单位进行开挖爆破后效果为：残孔率达70%、孔底残留100cm左右。究其原因，主要是由于岩石较完整，掏槽部分岩体未完全爆出，拱顶出现超挖现象。

实施“新奥法”技术是减少超欠挖的有效措施，“新奥法”的基本原则“控制爆破、及时支护、监控量测”均与隧道超欠挖的控制有着直接的关系，其中的“控制爆破”更是隧道超欠挖控制的要点。根据地质条件，在下一循环HD12+135．5处的爆破设计中做出调整：在两排掏槽孔中间再增加一排掏槽孔，加大拱顶周边孔的间距，在底部增加一排辅助孔，炮孔布置如图1所示。HD12+135．5处调整后爆破效果为：孔痕率达到83%、孔底残留5~9cm，钻孔深度2．8m，实际进尺2.5m，爆破效果较好。可见经过认真分析上一循环的爆破效果，并结合围岩的变化情况，及时修正钻爆设计参数，能够在下一循环中达到良好的爆破效果。

图1 隧道开挖炮孔布置简图

在施工过程中要完全消除超欠挖是不可能的，所以需采用不同技术措施进行保障。强化现场施工管理和组织，重视开挖质量良好的施工管理和组织，对减少超欠挖具有十分现实的意义。在隧道超欠挖施工控制中，应当建立一个比较完善、系统的质量保证体系。隧道工程施工需按照“抓住重点、攻克难点、快速掘、均衡生产、技术创新、确保工期”的原则组织施工，对作业全过程及相关因素实行严格科学的管理。采用先进的科技成果和施工方法，促使隧道施工水平再上新台阶。组建测量监控小组，对施工各个阶段进行监测，做到信息及时反馈，确保施工的安全和施工质量。现场施工管理和组织，应坚持以下基本原则：必须严格控制钻孔精度，重点是控制周边孔的外插角、开孔偏差以及炮眼在断面分布的均匀性；在满足技术经济要求的情况下，应优先考虑采用操作简单且精度高、有良好性能的钻孔机械、测量放线仪器、断面检测仪器以及爆破器材等；必须采用控制爆破（光面爆破、预裂爆破等），通过工程类比和现场试验，优化爆破参数设计；严格控制重要爆破作业质量，特别是要控制装药量，并保证正确的起爆顺序；应严格控制断面的测量放线精度，特别是避免随意放大或缩小断面的现象；必须做到及时检测和及时反馈；必须强化施工组织管理，推行作业标准化，并经常加强作业人员文化和责任心的教育和约束等。

4 结语

钻爆法隧道施工超欠挖虽然是不可避免的，但是可以控制在一定的水平之内。从隧道施工总体上考虑，针对其中存在的问题加以简要的分析与探讨，提出了处理常见问题的一些方法。控制超欠挖技术研究中，首先应改变“宁超勿欠”的传统观点，树立“少超少欠”的观点。采用合理的爆破方法，将因超欠挖造成的工程成本增加控制在一定的水平之内。

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