软岩隧道施工中超挖问题的处理探究

李 荣

(贵州陆通公路工程监理有限责任公司)

0 引言

在隧道施工中，隧道开挖是隧道施工的关键工序挖是隧道施工中的关建工序。超挖过多会对人们的安全以及施工成本产生严重的影响。因而在隧道施工中，必须加强对超挖现象产生的原因进行分析，做好超挖现象的预防和控制，保证施工安全和进度。

1 工程概况

某隧道工程距离所在县的县城较近，并且交通十分便利。该隧道设计的行车速度为60 km/h，为双向4车道分离式特长隧道。隧道左线起止里程K0+110～K4+948，长4 838 m;右线起止里程K0+100～K4+944.000，长4 844 m。隧道左右线均为直线隧道，且为单向纵坡，纵坡均为1.5%。隧道最大埋深左线约540 m，右线约530 m。隧道采用新奥法技术施工。针对本隧道工程，勘查设计院给出的围岩类别为中硬岩、软岩。根据公路隧道施工技术规范 JTG F80/1-2004要求中硬岩允许超挖值，拱脚、墙脚以上1 m内严禁欠挖，中硬岩、软岩超挖拱部最大25 cm，平均15 cm;边墙、仰拱、隧底平均10 cm。目前隧道开挖存在局部超挖较大、爆破成形较差、炮痕率未达到规范要求、每一循环爆破后接荐不吻合、以及错位偏差较大的情况。

2 超挖的概念及允许值

在隧道的开挖过程中都是根据设计的隧道的开挖轮廓线为基准线进行开挖的，但是如果在开挖的过程中超过了这条基准线，那么在基准线之外的部分就被成为超挖的部分。不同围岩地质条件下的允许超挖值规定见表1。

表1 允许超挖值 cm

3 隧道超挖现场产生的原因

(1)未严格按照光面爆破钻孔，隧道周边眼成型差，钻孔深度不一致，孔底不在同一平面内导致掌子面开挖不齐。

(2)现场施工队值班队长分工不明确导致责任划分不明，且责任心不强。

(3)员工责任心不强，未按照测量放线施工;装药量不符合设计及规范要求;钻孔定位时不扶气腿，导致炮孔外插角过大，爆破后超挖。

(4)钻孔没有随围岩条件变化而改变。

(5)起爆顺序、拒爆导致局部超挖。

(6)掌子面作业环境潮湿、风筒由于开挖距离过大而造成风的损耗率大掌子面空气质量差且噪声过大导致员工无法专心作业，想提前下班，导致作业质量差，影响爆破效果。

(7)施工技术交底不清楚，未详细到放线定孔位、钻孔、爆破设计情况。

经过调查发现，本工程产生超挖现象的主要原因是掌子面噪声大、湿度大、空气质量不高，作业人员无法专业工作;照搬爆破图表;未严格采用光面爆破;作业人员基础知识差;责任心差;作业人员分工不明确。

4 如何控制隧道超挖现象

4.1 做好开挖断面以及开挖轮廓线的确定

开挖断面由分部土木总工程师或主管施工的技术人员确定并进行交底，其他人员不得擅自更改。如确实需要调整时，应经总工程师或工程部长同意后，方可进行调整。擅自更改开挖断面者(包括不按测量组所画轮廓线施作者)，将对其罚款1 000.00元/次，如造成大超等质量事故，将追究其责任。开挖轮廓线的确定，其构成尺寸为隧道净空+二衬厚度+初期支护厚度+预留变形量，在此基础上我们还应该根据围岩情况，现场爆破效果，开挖班的交流信息，测量人员及时的进行着开挖尺寸的变动，以便更好地控制超挖。由于断面为多圆心多曲线断面，我们画弧方法采取五寸台法，为了更加便于开挖班工作，断面变曲线位置我们加密为25 cm一个开挖点。在爆破施工之前，应该将周边孔的位置测定出来，根据周边孔的位置来对轮廓线进行确定和放样，并在开挖掌子面外，找准隧道中线，用水平仪定出该断面处高程，以确定周边孔的第一炮孔，从第一炮孔用垂球吊至地面，确定一横坐标点，并定出纵坐标点(即拱部轮廓线周边孔位置)，利用红漆将确定出来的纵坐标标出来。之后，为了保证测量工作的准确性和有效性，必须要对其进行抽查，在抽查的结果都符合要求的情况下，才能够判断其测量是准确的，这样才能够保证炮孔的位置的准确。

4.2 提高钻孔技术水平

在钻孔施工中，对超挖情况的影响主要有以下几个方面。一是开口位置;二是钻孔深度;三是周边炮孔的外插角，三者分别使用e、L以及θ表示。它们之间的关系可以运用公式(1)进行表示。

从公式(1)上可以看出，超挖梁会随着钻孔深度以及周边炮孔外插角度的增大而增大。钻孔深度以及周边炮孔外插角度的具体取值需要根据钻孔施工人员的技能水平以及钻孔中所采取的钻机的性能进行确定。因而，要向对钻孔深度以及周边炮孔外插角度进行有效的控制，不仅要提高钻机的性能，还需要加强对钻孔施工人员的专业技能的培养。在上述公式中，可以看出，开口位置时一个独立的参数，只有其变成负数时，超挖量才会随着它减小。也就说说，可以使得开口位置变成负数，那么就可以有效的额控制超挖的情况。

4.3 合理确定眼距，提高装药质量和炮孔口堵塞质量

对于需要采用爆破开挖的，根据岩石的级别、软硬等情况，软岩控制在0.33～0.50 m，眼距允许偏差为5 cm，眼底不应超开挖断面轮廓线10 cm。

装药前先用竹片、导爆管或电雷管按设计装药量和间隔距离绑扎成药串，将周边孔的装药量呈线形分布。炮孔装药后，必须认真堵塞炮泥，坚持断面检测及信息反馈。在开挖放炮后，必须要及时的对爆破的情况进行全面的了解，这样才能够为下一阶段的施工提供有效的参考和解决措施。

4.4 监测掌子面围岩的变化情况

掌子面围岩的变化情况，对超挖的影响也相当重要，这就需要技术人员能力和工作，经常去第一现场查看围岩情况与钻爆人员经常交流，了解岩层的变化情况，并且及时的查阅超前地质预报结果，自己组员也根据围岩情况每5 m做一次地质素描，以便及时的掌握围岩变化情况制定出新的开挖方案。

4.5 强化施工组织管理

在隧道施工中，为了保证工程施工质量，必须加强施工组织管理，可以建立一个质量管理体系，对隧道施工过程进行全面的管理和监督，加强施工人员的培训，并且加强对施工过程的检查，并且对施工过程以及施工方法进行严格的控制，将超挖量控制在合理的范围内。本隧道施工存在着围岩类型变化大，且不同岩性频繁交替出现的现象。隧道内地质条件复杂多变是客观存在的，施工中应加强地质超前预报，准确探明前方围岩类型，随围岩条件变化及时调整钻爆参数。通过采用合理的施工方法和施工工艺，并辅以先进的精密仪器，来达到控制隧道超挖的目的。

4.6 召开质量技术会议

召开质量技术会议，对所有施工人员进行技术业务方面的培训，学习隧道施工规范对洞身开挖的要求，学习外插角θ、开口位置e和钻孔深度L，超挖高度h的关系。改变工人宁超勿欠的传统观念，努力提高钻爆人员的操作水平和责任心。

4.7 超挖时的处理

初喷混凝土后，尽快安设钢筋网，在钢筋网上吊装模板进行模喷或用部分混凝土浇注，超挖内部无法填实的部位，预先预埋压浆管，待浇筑的混凝土达到强度后，从外向内压浆。欠挖时的处理，重新钻孔放炮，以确保开挖的轮廓线达到设计及规范要求，保证衬砌断面的厚度和不侵入限界。

5 结语

综上所述，在隧道开挖施工中，影响隧道产生超挖现象的因素是比较多的。必须严格抓住这些影响因素进行控制，精心组织，科学施工，确保隧道创优目标的实现。并且在施工过程中根据施工图纸和规范要求，采取相应的量测方法，建立复核制度，保证隧道中线、高程、开挖断面的几何尺寸符合设计要求，避免超欠挖。对现场作业人员进行技术培训、指导施工，从而有效的控制超挖现象的产生。

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