公路隧道洞身开挖施工中的超欠挖原因分析

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:梁寿兴
[导读] 摘要:近年来,我国的交通行业有了很大进展,公路工程建设越来越多。
        中铁隧道局集团建设有限公司  广西省南宁市  530000
        摘要:近年来,我国的交通行业有了很大进展,公路工程建设越来越多。从施工工艺方面阐述如何控制隧道超欠挖。通过对隧道洞身开挖及爆破做一定的了解后对隧道超欠挖进行分析。对隧道超欠挖进行统计分析,归纳出影响隧道超欠挖的几项主要因素,总结了减小隧道超欠挖的方法,并找出相应解决办法。
        关键词:隧道;洞身开挖;超欠挖;控制措施
        引言
        在现代公路工程当中,洞身开挖工程属于一项重要的隐蔽工程,此工程具有工程量大、风险较高的特性,但此项工程的质量会对安全性产生影响,所以必须严格的对其施工工艺进行保障。此项工程施工工艺方面,其会因为地质环境、断面形式等因素而产生不同,例如全断面开挖法、上下台阶法、CD/CRD法等,所以此工程施工工艺的原则就在于,严格依照隧道围岩的级别与施工条件,制定相应合理的施工工艺方案。
        1洞身开挖一般规定
        (1)在进行洞身开挖工作时,一定要提前进行测量放样工作,而且要随时对隧道轴线的位置及高程情况进行仔细的核定,每隔50m就要设置一个水准点,严格按照设计及坡度来进行施工。此外,监理人员还要独立做好测量的复核工作,并做好记录。(2)在对洞身进行开挖工作时,为了避免过大的变形出现,要尽可能采用利于减少超挖及减少围岩搅动的施工方法。同时,要确保边沟和电缆沟同时进行开挖,避免使用二次爆破技术。(3)在隧道爆破时,要使用光面爆破技术,在必要的时候要使用预裂爆破技术,在进行双向开挖贯通作业时,要选择在Ⅳ级以上围岩地段才能进行,而且双挖相距必须控制在25m左右的距离。(4)在瓦斯地层的隧道进行开挖时要严格按照《煤矿安全规程》进行施工。
        2隧道超欠挖产生的主要因素
        2.1测量放线导致隧道洞身超欠挖的产生
        主要管制测量精度和场景放样精度。假定管制测量的精度不敷精准,例如贯通误差到达50mm,则会在断面的一侧造成超挖,而另一侧会造成欠挖。因为炮孔四周的井壁位于测量放样所绘制的等高线上,轮廓线发生偏差,钻孔自然会产生偏向,因此爆破效果直接影响着等高线的布置精度。测量精度不高,招致开孔位置不正确形成过挖和下挖。在炮孔安置时,传统的措施是在圆心之后用钢尺画出每个眼睛的点位,然而因为面部不在理想的垂直表面上,测量精度很低,这导致了部分CANNO位置的大误差,N眼,导致超欠挖。不正确的控制点导致放样误差,其结果是在开挖下。测量的误差也是过度挖掘的原因,在下茬枪未开掘之前,很难保证未出现。有许多测量人员害怕逐渐发现过头,这将延长下挖范围。开挖断面应为两衬砌内轮廓+结构层厚度+预留沉降量。假设未测量开挖断面,应进行放样。在施工和地质作用下,很难保障隧道不超限。一些单位可能出于驾驶的利益而侥幸,留下了沉降量甚至部分厚度的结构,这种做法是极其危险的。由于超挖超出标准要求,后果必须由承包商承担。一般情况下,炮眼的位置应在放样时标注,但由于缺乏责任,给爆破工带来了随机性,降低了爆破成果。管制高低开挖主要是控制轮廓线(或周边孔线)的精度。测量放样巷道的线形和立面相对设计值的偏向。断面剖面将向一侧移动,招致开挖断面一侧开挖。因而,应保障测量巷道的线形和高程的精度,并经过正确的办法确保轮廓线的位置精度,并减少对过断层的影响。
        2.2爆破技术
        在隧道爆破时,主要采用分段的方式。为了确保爆破时隧道轮廓的平滑性,通常采用光面爆破方式。然而,在实践爆破过程中,作业人员操作不当而导致爆破网络不能互连,未能按照设计顺序进行起爆。同时,炸药用量不合理将导致腔壁损坏,甚至发生爆炸,进而导致产生超欠挖。
        2.3爆破技术导致隧道洞身超欠挖的产生
        主要是指爆破办法、爆破参数、爆破器材和装药方法。

不同的爆破办法、爆破参数、爆破材料和装药方式对爆破成果不同。例如,全断面导向隧道开挖超短开挖控制优于台阶法,光面爆破明显优于普通爆破,小直径药包连续加载优于集中爆破。建筑商不根据设计的充电结构对充电结构进行充电。误认为药量的添加可提高火炮的利用率,可起到抛丸效果。为了使超挖管制和盲目降低收费,招致大量的过挖或挖得越少。隧道爆破通常是分段启动的。为了平滑隧道轮廓,采纳光面爆破,同时应运用相同的雷管。但是,在实践工作中,因为施工人员的失误,查看不认真,爆破网络连接不标准,以至爆破未按设计顺序起爆或拒绝,招致爆破更大。炸药与岩石阻抗之间不存在匹配,枪壁的过度损坏,装药的不合理构造或线电荷密度往往会招致枪壁部分或全体爆炸,导致产生超欠挖。周边眼排列和周边眼(E)与内圆眼(W)之间的相对距离(E/W)可能导致欠挖。
        3解决隧道洞身开挖施工中超欠挖的方法
        3.1隧道洞口施工
        通常情况下,隧道洞口的施工要在已经划定限定线的基础上,采用机械挖掘的形式完成洞口制作工作,该过程中采用的方法主要是石方爆破,采用浅眼台阶爆破方式让整个隧道的洞口能被合理制作。另外要根据隧道口的坡度以及边坡的承力水平,完成后续的具体分析工作,通过这一探测和计算成效,了解该阶段洞口的实际施工质量,工作过程中也要考虑如何开展实际的排水工作。比如通过对于各类已经建成排水工作制度完成相应的设计工作,并严格按照相关的工作项目对比制度,总结当前工作中存在的问题。当发现某施工过程与实际的孔洞建设方案间存在差距时,则要对当前的施工方案进行调整,从而让这一系统的施工质量得到最大幅度的提高。
        3.2钻孔精度控制
        爆破设计采用手持风钻钻孔,爆破器材采用2#岩石乳化炸药,起爆方式采用非电毫秒雷管起爆。装药孔钻孔直径d=45mm。在钻孔作业时,应合理选用台车和机钻孔。在确定炮眼位置时,应严格按照钻爆要求进行。尤其是对于周边眼的位置、间距,禁止随意改动。在钻孔位置控制地,其误差应小于5cm,且确保钻孔方向平行。
        3.3设置全方位的应急预案
        在隧道施工中,虽然在施工前已经做了各项安全防护工作,但是因隧道内的环境比较复杂,而且也容易受到周围环境的影响,还是会出现突发性的一些事故。面对这些突发性的事故,施工单位必须设置应急预案,由此来有效降低潜在性的损失和伤亡。比如,为了事故后的救援,要提前设置紧急救援通道,而且在布置通风管时,这样能够方便事故发生以后进行自救处理。
        3.4爆破技术控制
        在装药前,要对炮孔的位置、深度进行严格检查,看是否满足设计要求。如果不符合要求,需要采取补救措施。在清孔时,要及时清除炮孔残碴和积水。在装药时,应严格按照装药量进行施作。除了周边炮眼采用不耦合方式装药,其他炮眼均采用连续的方式装药。在装药过程中,应按长度大于20cm距离采用炮泥进行堵塞。在起爆时,要确保网络连接点的牢固性。
        结语
        综上所述,公路建设中隧道工程量占的比重十分大,通常隧道工程是影响一个项目整体工程进度的关键环节,而隧道洞身作业安全及质量控制更是一个工程项目的施工难点。本文分析了隧道洞身开挖的一般要求及不同开挖方法的工艺要点,总结了隧道开挖钻爆工艺要点,为保证隧道工程的顺利施工作业及隧道工程项目质量有一定的参考价值。
        参考文献:
        [1]刘蔚.公路隧道洞身开挖施工中的超欠挖原因分析[J].交通世界,2018(27):120-121.
        [2]刘冬,高文学,刘明高.隧道超欠挖成因及其控制技术[J].地下空间与工程学报,2007(S2):1468-1471.
        [3]苏楠.道路隧道工程支护施工技术探讨[J].科技经济导刊,2018,26(12):29,31.
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