浅析隧道施工超挖的预防与控制

浅析隧道施工超挖的预防与控制

作者：蔺德国 姜玮靖

来源：《科技资讯》2011年第22期

摘 要:隧道施工超挖问题是隧道施工中普遍存在的,如果超挖问题严重,将导致不良后果。特别是导致隧道完工质量问题引起的安全隐患,所以隧道施工超挖问题应严格预防与控制。 关键词:隧道施工 超挖问题 预防与控制

中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)08(a)-0054-01

1 地质原因

地质的原因是复杂的,地质问题包括前期地质勘探是否正确和其他实践中可能存在的种种问题。如果勘察存在问题,后续施工将有很大影响。施工前,对此地地质观测及分析十分重要,严格控制地质勘探的精准度。局部区域地质有特殊性,需要备注区别。整体地质又呈现差异性明显,也按严格区分。超挖问题往往存在于对地质判断出现偏差,由于土质及地下水作用等原因造成深入部分的土质与上层土质相差较大。在进行挖土工作时,要明确土的质地、压强、与水作用等特征来综合判断施工。除了对地质错误判断造成的错误施工外,还有因仪器问题不能正确勘测出该地实际地质情况。且团队协作中,因个人间认识上存在的差异,造成操作及判断上的偏差也是难免的。甚至于,施工单位的地质勘探人员本身经验、知识的缺乏造成的误判也时有发生。

2 施工方法和施工管理不当

施工方法不当造成的超挖也是常有的,如在施工地,因对施工处采取错误的施工方案反而造成了错误的超挖。施工方案由设计人员事前通过运用土力学、水力学、地质学综合知识分析计算出超挖面积或长度,符合隧道设计施工标准而对施工方法的正确指导。反之,设计人员错误的分析计算使得施工时产生漏洞甚至错误,将引起的超挖或其他问题都相当严重。

现阶段,隧道施工常用的方法仍是“矿山法”和“新奥法”,都是钻爆法的应用。施工动土时,超挖问题主因在于钻爆法实施不当。而一般理论和实际相差甚远,效果不如预计的好。而且,“光面爆破”和“预裂爆破”这两种有效控制超挖值在合理范围内的方法在实际操作中并未被广泛应用,较多的时候采用“鸡窝炮”。“鸡窝炮”的爆破的方法不但预期效果差,实际成效更甚。施工的过程中,不仅钻爆法不容易操作,钻爆的工具也存在参差不齐。如果,钻孔精度低,影响施工精确度,也能造成明显超挖。因为钻孔空间有限,受隧道地质影响,拱部180°范围内的上仰角、两侧边墙部

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

位的外插角以及底板的下插角都相当难控制。钻孔角度控制采用凿岩台车效果较好,但多数情况除了长隧道外,均是人工钻孔。这对钻孔工作人员的素质、技术、经验的要求甚高,可见在施工方法上控制超挖也很有难度。除上述两项运用钻爆法中可能存在的失误导致的超挖问题外,爆破过程中,装药结构的不合理,同样能引起超挖。由于爆破前,需要合理装药,如装药结构不合理,威力无法控制掌握,使得爆破后,对围岩的破坏作用巨大。因为爆破的同时,爆破中产生的强大振动和应力波造成超挖面积明显,且爆破后的轮廓质量差。

此外,施工管理错误,也就是管理者的个人误判导致劣质的施工质量也是常有的。施工管理指的是现场管理与组织,包括人员组织、作业安排、技术交底与指导、质量检测与反馈以及相应规章制度、技术标准的制定等。管理是为了质量得以保证,将超挖控制在范围内。

3 施工人员素质差

施工人员素质程度直接影响着施工质量,决定超挖程度。施工人员现状是大多为农民工,未曾经受专业训练,当然不排除个别经验丰富,但终究工作质量差。而指挥控制的工程技术人员也有是刚刚从学校毕业的学生,经验自然不丰富。理论和经验两者不能很好协调,难以控制质量,将超挖控制在范围内实践难度大。

4 隧道施工解决超挖问题的方案

今天,我们国家在隧道施工领域也小有建树,经验是有的,也有不少成功的例子。从中分析研究下隧道施工可能存在的问题,不难找出解决的方法。最主要的是找到问题的根源,上述为可能引起超挖的原因,严谨工作态度,避免犯错,综合管理相信能够解决超挖问题。具体在于如下几点。

加强地质勘探技术和超前预报工作。鉴于地质勘探技术的短期提高效果甚微,所以应规范要求使每项工作落实到位且质量上严格把控。设计部门做好勘探准备前期、中期、后期的资料整理,在数据处理方面做到精确,且能有较好的地质勘探规范,做到面面俱到。工作人员应细致且优质的完成任务。如地质条件复杂处添加更密的地质探孔,使得资料详尽便于综合的分析和运用。这样,超挖问题将在施工环节有效的控制。

加强地质预报工作,超挖能否有效控制的关键环节,在于对地质条件的了解。只有全面的地质预报,才能正确判断钻爆范围,有效控制超挖。帮助制定和调整施工方案,在具体的如开挖进尺、爆破方法、装药结构等方面影响超挖因素上解决,确保施工。

改良施工方法和调整施工管理。隧道施工如何控制超挖问题,关键在于控制钻爆法的实施。爆破施工主要以地质条件为主要参数,还依据经验判断、现场实验结果来设计完成。客观

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

地质条件总是根据挖掘尺寸不断深入而变化的,最主要根据围岩节理裂隙变化来判断。在现场施工中,通过调整钻孔方位和角度,或通过调整周边孔的参数,来实现钻爆过程。具体措施有:紧跟开挖面对围岩进行观测描述,并对围岩的节理裂隙状态进行预测,据此调整爆破参数和施工方法或采取局部内移动炮眼、局部空孔不装药、加密炮眼、局部调整起爆顺序等辅助措施。施工管理上,具体选择光面爆破和预裂爆破,得出的爆破参数反复确定并优化;在不影响质量的前提下,选用操作简便,精度高,性能优良的钻孔机械、测量放线仪器、面检测仪器以及爆破器材;严格控制断面,避免任意扩大断面;控制钻孔的精度;把握爆破实施质量,合理装药结构,正确爆破顺序;管理过程中,反复检查,及时反馈信息;对施工人员组织性的管理,制定施工标准,强化组织意识,提高施工人员素质和责任意识。

提高施工人员素质。对施工人员做好培训教育,包括施工人员和技术人员的培训教育。提高施工人员素质,对超挖问题有效解决有很大帮助。施工人员技术纯熟,经验判断准确,才能很好控制超挖。而且,培训过程包括端正施工人员的工作态度和责任意识。为了将隧道施工任务完整完成,并且符合实施目的,需要各施工人员配合、协同。在施工过程中,主动学习,积极思考,善于解决实际问题。所以,态度决定成败。

事实表明,隧道施工中的超挖问题很严重,平均超挖值为38.7cm,最大可以达到76cm。 超挖引起许多问题:超挖部分后续还要混凝土或喷射混凝土回填。而多运的渣土还需要人工处理。造成人力、财力、时间的浪费,施工时间延后,还造成了成本增加。再加上超挖引起结构安全上的更多问题,对后续施工留有隐患。所以,合理控制超挖量,对保证隧道施工的质量意义重大,这正是施工人员在隧道施工中所要注意的。隧道施工现阶段仍有许多待解决问题,如施工过程地质勘测水平不是一朝一夕就能提高的,施工技术人员的素质也是参差不齐。外加管理人员的综合管理能力也有待加强。凡此种种问题,有待不断地工程实践来深入解决。 参考文献

[1] 王峰,董涛.浅谈隧道施工超挖的预防与控制[J]. [2] 陈波.隧道施工超挖的预防与控制[J].

[3] 李自宽.隧道施工超挖的预防与控制[J].四川建筑,2008(6).