大庙隧道超欠挖控制

2013-08-15王虎良武玉清

黑龙江交通科技 2013年3期

关键词：轮廓线装药断面

王虎良，武玉清

(1.邯郸市光太公路工程有限公司;2.邯郸市交通运输局)

大庙隧道超欠挖控制

王虎良1，武玉清2

(1.邯郸市光太公路工程有限公司;2.邯郸市交通运输局)

结合具体工程实例，在对超欠挖成因分析的基础上，提出防止超欠挖的相关措施以及隧道超欠挖出现后的处理方案。

隧道;超欠挖;成因;处理

1 引言

随着公路山岭隧道建设规模的加大，目前在洞身钻爆开挖过程中由爆破造成的超欠挖问题比较普遍;它对隧道的施工进度和施工成本有着不容忽视的影响;在严重超欠挖时，对隧道受力稳定和施工期以及运营期的安全影响巨大。隧道的超欠挖问题虽然不可避免，但通过采取相关工程措施，能控制在规范规定的一定的范围之内;同时显著提高隧道表面平整度和降低超欠挖对后续工序如喷射混凝土、挂设土工布和防水板等的不利影响。

大庙隧道位于隆化县茅荆坝国家级自然保护区内，呈西北-东南走向，设计两条分离式单行曲线隧道，隧道左线讫始里程桩号ZK4+565～ZK10+200，长5 635 m，其中本合同段内隧道左线讫始里程桩号 ZK7+250～ZK10+200，长2 950 m，隧道右线讫始里程桩号 K4+555～K10+200，长5 645 m，其中本合同段内隧道右线讫始里程桩号K7+250～K10+200，长2 950 m，属特长隧道。14合同段左线洞门采用偏压式，右线洞门采用端墙式，灯光照明，机械通风。洞身开挖主要工程数量:左线明洞V级围岩9 m、V级围岩366 m、IV级围岩427 m、III级围岩2 148 m;右线明洞V级围岩12 m、V级围岩404 m、IV级围岩357 m、III级围岩2 177 m。在前期施工中，洞身开挖超欠挖问题比较严重，经过施工技术人员多方努力，超欠挖得到了有效控制。

2 影响超欠挖的主要因素

2.1 钻孔精度

钻孔对隧道超欠挖(h表示超欠挖高度)的影响主要是周边眼的外插角θ、开口位置(开口位置与设计轮廓线的距离)e和钻孔深度L，其关系如下:h=e+Ltan(θ/2)°

超欠挖的大小与钻孔深度、开口位置及钻杆外插角的大小基本成正比关系，开口位置和钻孔深度较易控制，外插角相对不易控制，取决于钻爆操作工的技术水平。此外，浅孔爆破有利控制超欠挖;通常炮眼深度小于3.5 m。而拱顶范围内的仰角、两侧边墙外插角和底板下插角均应控制在2°～5°范围内。

2.2 爆破技术

爆破技术对超欠挖影响很大，主要涉及爆破方法、爆破方式、爆破参数、装药结构和炮眼的堵塞质量等。

光面爆破比普通爆破在控制超欠挖方面效果理想，所用炸药爆速低、密度小、爆力大。炸药的直径要根据爆破参数中的不耦合系数(一般为1.25～2.0);如采用间隔装药，装药量以装药长度的平均线装药密度计(一般为0.1～0.3 kg)，过大则容易破坏光爆壁、过小则爆不动岩石，应根据岩体性质、钻孔参数和炸药类别综合考虑。

无论采用电雷管起爆，还是非电雷管起爆，均应选用高精度的毫秒雷管，并且保证起爆成功。在不耦合系数较大时，应绑扎一根导爆索，以免由于间隙效应导致爆轰中断。

2.3 施工管理

隧道洞身开挖过程中，建立一个比较完整的质量保证体系、确保指令信息和现场反馈及时有效，对作业过程进行全方位严格管理非常必要。管理的核心是，把诸多的因素置于可控状态，根据围岩实际类别和工人操作水平采取不同的合适的施工方案做到动态设计、动态施工。

3 超欠挖预防措施

3.1 提高放线和钻孔精度

在每次爆破前，测定周边眼的位置，其他孔眼根据炮孔设计图，由周边眼的位置来确定放线。周边眼钻孔沿隧道设计轮廓线上的间距误差不得大于5 cm，周边眼外斜率不得大于5 cm/m，孔底不得超出开挖断面轮廓线10 cm、最大不超过15 cm，辅助眼至周边眼的排距误差不得大于5 cm，炮孔深度超过2.5 m时辅助眼与周边眼采取相同的斜率。由于隧道施工历年来形成的“宁超勿欠”的观点，致使隧道开挖轮廓线被人为地放大5～10 cm，造成超挖量占正常超挖总量的40% ～50%;因此，在施工中要严格按照设计的周边轮廓线放线、严禁人为地放大周边眼开挖轮廓线。

3.2 提高装药和炮眼堵塞质量

装药质量直接影响爆破效果和超欠挖量，尤其是周边眼的装药。对于涌水段的装药可采用:一是钻孔泄水，将炮眼内的涌水减小;二是将药卷绑在小钢筋(或竹片)上，连同小钢筋(或竹片)一并送入孔内。之后要认真堵塞炮泥，在孔口松紧适宜堵塞炮泥长度不小于25 cm。

3.3 断面轮廓检查和信息反馈

工程技术人员现场目测开挖断面的规整度和仪器测量超欠挖的数值，之后分段做总体评价。信息反馈方面，要求每次放炮后技术人员到掌子面了解本次爆破超欠挖情况，并对围岩进行观测做好地质素描，据此调整爆破参数和爆破工艺;出完渣后，测量人员进洞测量，在掌子面周边用红漆以“-”、“+”符号标记超、欠挖，并标明超欠挖的数值，以便提醒下一循环钻孔做相应调整。

3.4 建立严格的施工管理制度

(1)必须采用光面爆破技术，坚持断面轮廓检查和信息反馈°

(2)在满足“技术上可行、经济上合理”的要求下，应优先考虑采用操作简单且精度高、性能良好的钻孔机械、测量放线仪器、断面监测仪(全站仪或激光隧道断面仪)以及爆破器材等。

(3)严格控制断面的测量放线精度，特别是要避免随意放大或缩小断面的现象，严格执行设计的预留沉降量。

(4)严格控制钻孔精度，重点控制周边眼的外插角、开口误差和炮眼在断面上的均匀分布。

(5)严格控制装药量，并保证正确的起爆顺序。

(6)强化施工组织管理，推行工序标准化作业，经常加强作业人员业务素质和提高责任心的有关教育和培训。

(7)建立质量责任制度，定期考核、量化打分，实行质量奖惩制度，从经济上刺激和激励施工人员，最大限度地调动其积极性，做到施工现场“人人关心超欠挖、人人努力控制超欠挖”的全员参与、全方位、全过程超欠挖控制良好氛围。

4 超欠挖处理措施

超挖量在10～30 cm之间的，处理时先用喷射混凝土将其大致喷平，最后再进行喷锚作业。超过50 cm的较大超挖，首先在超挖岩体表面喷一层10 cm厚的混凝土，喷完后尽快安装钢拱架，在超挖较大的凹面设置钢架加背板支护，在钢架上设置模板进行模喷，超挖内部无法填实的部位，预先预埋压浆关，待原设计初期支护施作完毕后，自外向内压浆填实空腔。

小的欠挖，采用风镐处理以达到设计的开挖轮廓线;大的欠挖，需要重新钻孔装药放炮。