隧道超欠挖原因分析及控制措施

杨柳+耿占勇+唐海军

摘要： 在钻爆法掘进隧道时，严重的超欠挖将影响隧道的施工成本和长期安全稳定，然而，钻爆法掘进隧道的超欠挖又是不可避免的，但是通过采取一些措施，可以将超欠挖值控制在一个较小的水平。本文在分析和总结超欠挖产生的原因及其危害的基础上，结合兰州南绕城高速公路建设项目实际，就如何加强隧道超欠挖控制，减少混凝土超方进行了深刻的原因分析且提出了具体对策，以便指导现场施工。

Abstract： In the drilling and blasting excavation of tunnels， serious overbreak will affect the construction cost of the tunnel and the long-term safety and stability. However， it is inevitable on the drilling and blasting excavation of tunnel overbreak， but the overbreak value is controled at a smaller level by taking some measures. The author has analyzed and summarized in the dig over the cause and harms， and made a deep super concrete reason analysis on how to strengthen the tunnel overbreak control and reduce the party by combing Lanzhou south highway construction project， and put forward countermeasures to guide the construction site.

关键词： 隧道；超欠挖；控制措施

Key words： tunnel；over and under excavation；control measures

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）32-0170-02

0 引言

在隧道開挖施工过程中，隧道超欠挖现象不可避免，这不仅造成了人力、机械、财力的巨大消耗，而且还降低了围岩稳定性、降低了工程质量，延误了工程进度。有的甚至影响人身安全，超挖部分回填大量混凝土，影响工程的经济效益和社会效益[1]。

因此，严格控制隧道超欠挖是隧道工程施工质量控制及成本控制的重点。

1 隧道超欠挖原因分析

公路隧道超欠挖是以隧道轮廓线为依据，超过开挖轮廓线为超挖部分，侵入开挖轮廓线为欠挖部分，隧道超挖不仅造成弃渣方量增多，增加机械燃料费用，而且增加了衬砌混凝土方量，导致施工成本增加，而且会导致山体围岩应力集中，影响围岩稳定性，为以后施工及隧道运行留下安全隐患[2]。隧道欠挖会导致二衬厚度不足，不满足设计要求，以后整改时会造成巨大人力、财力、物力的浪费。故在隧道施工过程中我们要加强隧道超欠挖控制，减少隧道超挖，杜绝隧道欠挖。

1.1 爆破方法及爆破参数选择不合理

目前，我国光面爆破及预裂爆破技术虽日趋成熟[3]，但由于每个隧道围岩状况都不一样，故在爆破参数选择上要根据实际情况选择合理的爆破参数。施工人员不按设计的装药结构装药，错误地认为只要加大药量就可以提高炮眼利用率，就能得到较好的爆破效果，从而产生超挖。为了使超挖得到有效控制又盲目地减少装药量，从而又导致了欠挖。爆破网路连接不规范，使得爆破未能按设计的次序起爆，导致局部欠挖。在隧道爆破过程中爆破能量越大，超挖产生的可能性越大，快速、高强度、高密度的爆破方式都能导致岩体的破坏，高强度系数导致超挖，低强度系数导致欠挖。

1.2 隧道轮廓线放样不准确

测量技术人员对开挖轮廓线及爆破点位置、间距放样的准确性决定了爆破效果，测量技术人员责任心不强，每次测量未进行复核，换手测量，不能够根据地质情况选择合适的炮眼间距及炮眼深度。测量技术人员对开挖轮廓线及爆破点位置、间距放样的准确性决定了爆破效果。

1.3 施工管理存在漏洞

施工人员质量意识较差，对隧道超欠挖未能高度重视。项目部管理疏漏，未对全线施工进行科学管理，对实际施工中超欠挖检查力度不足，对检查有问题的部分未能及时整改。

2 隧道超欠挖具体控制措施

成贵铁路1分部隧道共3座，全长4.7公里，项目质量及成本控制的重点也是隧道工程，在隧道施工中严格控制隧道超欠挖，对混凝土超方控制进行了有效控制。

本项目隧道混凝土超方部位主要是初支超挖混凝土超方及仰拱超挖混凝土超方，分部测量班在加强隧道超欠挖控制，减少隧道混凝土超方控制时主要以初支及仰拱控制为主。

2.1 选择合理爆破方法及参数

为了有效控制隧道超欠挖，本项目根据每个隧道的围岩情况进行了不同的开挖方法，根据围岩变化情况随时调整爆破参数。兴隆坪隧道为硬质岩层，岩体较完整，开挖时选择光面爆破，且对周边眼间距、炮孔深度、炮孔直径进行了反复爆破实验总结。

2.2 加强作业人员技术培训

测量控制是超欠挖机的基础，提高测量技术是控制隧道超欠挖主要措施之一。每月定期举行测量人员及爆破技术人员技术培训及经验交流活动，提高自身业务水平。对新上岗的爆破人员进行岗前培训，并组织熟练钻工及爆破人员进行经验交流，通过岗前培训使司钻人员均熟练掌握炮孔深度、角度、间距等技术，提高工人的技术水平，培养一批高水平的操作人员，且充分调动工人工作热情和责任心。当隧道岩层发生变化时邀请相关专家及技术人员对爆破参数进行讨论修正。endprint

本项目测量人员加强对隧道超欠挖检测，对超欠较大部位进行原因分析，查明原因，对症下药，使隧道超欠能有效可控。

2.3 强化施工管理

良好的施工管理和组织，对减少超欠挖有着十分重要的意义。隧道超欠挖问题不仅是技术问题，还是施工管理问题，只有建立一套严格的施工管理制度，才能保证技术的顺利实施。本项目在实际施工中采用双控制，一是施工队要高度重视隧道超欠挖的重要性，在每月工程计价时，隧道混凝土超方量和计价款挂钩，若混凝土超方方量超过预计目标则对施工队进行严厉处罚，若超欠挖能有效控制则加大对施工队奖励力度，这种管理制度的实行加强了施工队伍的自控意识，有效地杜绝了隧道超欠挖。二是項目部测量队加大检查力度，定时对开挖轮廓线及炮眼进行检查，对开挖轮廓断面进行扫描，及时发现问题，解决问题。建立质量责任制，实行质量奖惩制度，并以预先制订的各项作业方法和作业质量标准为准则，经常检查各项作业质量。建立及时准确的信息反馈系统，保证超欠挖的信息及时反馈给现场施工人员，以便及时调整施工方法和施工步骤，将超欠挖值控制在规范范围之内。

3 加强混凝土超方控制

隧道超欠挖控制的重要目的之一就是要减少混凝土超方，为工程项目施工减少成本支出。

3.1 选择合理的预留变形量

隧道预留变形量选择要充分了解已经施工完成初期支护段的围岩情况，特别是需要注意围岩变形情况，详细测量，方便以后施工中预留变形量的控制。施工中加强监控量测，根据实际监测数据确定合理的预留变形量，预留变形量的选择要反复论证，既要满足工程施工经济合理的要求，又要确保施工安全。

本项目黄陵坡隧道地下水中等发育，洞身多处浅埋岩层层理产状较平缓，节理裂隙发育，隧道开挖后拱顶围堰稳定性差。经过对前期初支沉降观测统计，拱顶沉降较大、而收敛值却很小。最后在测量过程中把断面图进行了调整。拱顶以下2m范围内预留变形量为15cm，而拱腰以下预留变形量为10cm，在施工过程中，项目根据岩层变化情况，及时对预留变形量进行修正。在满足施工质量的前提下尽量使预留变形量最小，为项目节约成本支出。

3.2 加强考核制度

定期对隧道混凝土超方进行考核，查明超方原因，明确超方部位，明确工作责任，加大惩罚力度对症下药，避免同样错误再次出现。

4 结束语

隧道开挖中的超欠问题及隧道混凝土超方问题是一个较为普遍的问题，它对隧道施工进度和成本、安全有不容忽视的影响，加强超欠挖的研究和预防是一个亟待解决的问题，这对提高工程质量、加快施工进度、保证施工安全、节省施工成本有直接关系。施工中结合地质条件的前提下，通过提高测量技术、加强施工管理和组织等措施可以有效减少超欠挖的目的。

参考文献：

[1]张运良，曹伟，等.水平层状岩体隧道超欠挖控制爆破技术[J].铁道科学与工程学报，2010（5）.

[2]刘冬.隧道超欠挖成因及其控制技术[J].地下空间与工程学报，2007（12）.

[3]李小龙.公路隧道爆破掘进超欠挖的原因分析及施工对策[J].资源环境与工程，2011（2）.endprint