公路隧道超欠挖原因研究和控制措施

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1、公路隧道超欠挖原因研究和控制措施　　摘要:分析了公路隧道超欠挖產(chǎn)生的原因,提出了降低或減少隧道超欠挖的措施,指出采用“新奧法”技術(shù)、強(qiáng)化施工管理是控制隧道超欠挖的關(guān)鍵,可供隧道施工時(shí)參考。關(guān)鍵詞:隧道超欠挖爆破新奧法Abstract:ThetunnelOverexcavationcausesproposedreducingorreducingtunnelOverexcavationmeasures,pointingoutthattheuseof“NATM”technology,strengthentheconstructionmanagementistocontrolthetunnel

2、Overexcavationkeyfortunnelconstructionreference.Keywords:TunnelBlastingOverbreakNATM中圖分類(lèi)號(hào)：U455文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A一、工程概況8銀盞1#隧道為長(zhǎng)隧道，分離式雙向六車(chē)道，左線隧道里程Z246+601～ZK248+081，隧道長(zhǎng)1480m；右線隧道里程K246+616～K248+091，隧道長(zhǎng)1475m，是廣樂(lè)高速公路控制性工程之一。左右線合計(jì)Ⅱ級(jí)圍巖全長(zhǎng)220m，占隧道全長(zhǎng)2955m的7.4%，Ⅲ級(jí)圍巖全長(zhǎng)1218m，占隧道全長(zhǎng)的41.2%，Ⅳ級(jí)圍巖全長(zhǎng)731m，占隧道全長(zhǎng)的24.7%，Ⅴ級(jí)圍巖全長(zhǎng)7

3、86m，占隧道全長(zhǎng)的26.6%。本隧道主要圍巖為沙質(zhì)黏性土，花崗巖巖質(zhì)堅(jiān)硬、完整性好，斷層圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育、破碎、整體性差。隧道施工大都采用鉆爆法施工。巖石隧道采用鉆爆法施工,超欠挖不可避免。超挖引起多運(yùn)洞碴,增加回填量,給支護(hù)、防排水、二襯等后續(xù)作業(yè)造成困難;欠挖則要清除,造成人工、材料的超額消耗,處理欠挖更容易形成更大的超挖。超欠挖影響隧道工程的綜合效益,以現(xiàn)階段雙車(chē)道公路隧道為例,襯砌外輪廓開(kāi)挖周長(zhǎng)約為25m,如每個(gè)開(kāi)挖斷面的平均超挖量為10cm,每延米損失2000元以上。嚴(yán)重的超欠挖對(duì)隧道洞室的穩(wěn)定性也會(huì)產(chǎn)生一定的影響,因此必須對(duì)隧道超欠挖問(wèn)題引起重視。二、影響隧道超欠挖的因素

4、（一）、圍巖類(lèi)別影響分析圍巖巖性(主要包括巖石的物理、力學(xué)特征等)、巖石結(jié)構(gòu)(主要包括巖石成因演變過(guò)程特性,如節(jié)理裂隙等)對(duì)隧道施工超欠挖影響較大,據(jù)有關(guān)研究,如果隧道方向垂直于巖層走向,巖石整體破裂,超挖最多為16%;但當(dāng)平行巖層走向時(shí),則可能達(dá)40%。如遇軟弱圍巖、坍方或完整性差的地質(zhì)情況,更易產(chǎn)生超挖。（二）、鉆孔設(shè)備及鉆孔深度影響分析8無(wú)論是人工手持風(fēng)鉆,還是鑿巖臺(tái)車(chē)鉆孔,由于自動(dòng)化程度低,必然影響到鑿巖定位及鉆進(jìn)精度,使得周邊眼有一定外插斜率而產(chǎn)生向外或向上的超挖偏差,鉆孔越深、外插角越大、自動(dòng)化程度越低,超挖量越大。如鉆孔為3m,外插角為0°-3°,保持始點(diǎn)不能有欠挖,則鉆

5、孔前端需超挖0.16m,平均超挖值為0.08cm,超挖形態(tài)如圖1鋸狀形。這也是規(guī)范建議深孔爆破深度取3～3.5m的原因之一。2.3鉆眼精度影響分析鉆眼精度是整個(gè)鉆爆技術(shù)的首要環(huán)節(jié),主要取決于設(shè)備外插角大小、開(kāi)眼偏差、方向偏差、鉆桿彎曲造成的誤差、鉆孔技術(shù)、臺(tái)車(chē)就位正確性及臺(tái)車(chē)鉆臂推進(jìn)器的水平性等。1、開(kāi)眼偏差開(kāi)眼偏差即開(kāi)眼中心與設(shè)計(jì)孔位中心間的偏差,開(kāi)眼偏差多半是引起欠挖的主要因素。瑞典對(duì)質(zhì)量要求較高的工程為4cm,一般工程最大為10cm,我國(guó)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定炮眼開(kāi)眼偏差不超過(guò)5cm。2、方向偏差方向偏斜即開(kāi)眼方向與隧道設(shè)計(jì)軸向輪廓線間偏差,方向偏差多半是引起超挖的主要因素

6、。我國(guó)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定,周邊眼外斜率不得大于5cm/m,并根據(jù)不同的炮眼深度適當(dāng)調(diào)整斜率,保證眼底不得超出開(kāi)挖斷面輪廓線10cm,最大不得超過(guò)15cm。（三）、爆破控制影響分析8實(shí)際爆破中,多數(shù)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn),難以完全根據(jù)隧道地質(zhì)情況進(jìn)行爆破設(shè)計(jì),從而出現(xiàn)超欠挖現(xiàn)象,尤其在軟巖地段爆破施工時(shí),超挖現(xiàn)象更為嚴(yán)重。1、炸藥品種及裝藥結(jié)構(gòu)炸藥與巖石阻抗不匹配,猛度過(guò)大對(duì)炮孔壁產(chǎn)生過(guò)量破壞;裝藥結(jié)構(gòu)或線裝藥密度不合理也常常會(huì)造成對(duì)炮孔壁的局部或整體超爆破壞。2、爆破設(shè)計(jì)不當(dāng)周邊眼布置及周邊眼(E)與內(nèi)圈眼(W)的相對(duì)距(E/W)大了則可能產(chǎn)生欠挖,小了則可能產(chǎn)生超挖。（四）、施工操作

7、影響分析施工操作產(chǎn)生的超欠挖主要表現(xiàn)在:不放輪廓線、不準(zhǔn)確放輪廓線、錯(cuò)誤布置輪廓線和鉆孔位置;放樣中線和標(biāo)高相對(duì)設(shè)計(jì)值的偏移;施鉆人員技術(shù)不精或不認(rèn)真;鉆孔定位或鉆進(jìn)角度偏差控制不好;少打眼以及試圖爭(zhēng)取縮短鉆眼時(shí)間,擅自減少鉆孔深度;采用過(guò)多裝藥量;手持風(fēng)鉆施鉆時(shí)工作平臺(tái)高度不夠而使鉆孔向上偏斜過(guò)大等。（五）、施工管理影響分析8從以上諸多因素分析中看出,在某一隧道工程中,除地質(zhì)及設(shè)備構(gòu)造等客觀因素外,其余均可憑人的主觀能動(dòng)性隨機(jī)控制或改變。而這