隧道超欠挖质量控制及处治措施

秦栋华

【摘 要】在隧道施工中,超欠挖是不可消除的,通过有效措施将超欠挖控制到最低限度是可行的.对隧道钻爆法施工中影响超欠挖的因素进行了分析,对常见的进行超欠挖控制和处治的措施进行了介绍,以期借鉴.

【期刊名称】《山西建筑》

【年(卷),期】2017(043)034

【总页数】3页(P175-177)

【关键词】隧道;测量;超欠挖;措施

【作 者】秦栋华

【作者单位】山西省晋中路桥建设集团有限公司,山西晋中 030600

【正文语种】中 文

【中图分类】U455

在隧道钻爆法施工中，隧道洞体出现超挖或欠挖是一种常见的施工管理不当行为。虽然隧道施工出现超挖或欠挖是不可避免的，但施工单位对超挖、欠挖认识不够，导致开挖成型质量较差，严重的甚至影响洞室稳定性，影响隧道施工质量、安全进度和经济效益。认识到隧道超欠挖的危害，重视进行超欠控制，是确保隧道工程效益的有效途径。

严重的超欠挖会对隧道洞室稳定性产生一定影响，对隧道超欠挖控制，始终是隧道质量控制的重难点之一。在隧道洞室开挖中，分析隧道洞体产生超欠挖的施工因素，使用有效的质量控制手段，采取针对性的技术控制措施，确保隧道施工质量。

在隧道钻爆开挖施工中，隧道洞室爆破产生的超欠挖是普遍存在的，超欠挖质量是确保施工质量控制的重难点之一。我国高速铁路隧道工程施工质量验收标准中，开挖断面中线、高程及断面净空须符合设计要求，严格控制超欠挖。在洞身及隧底开挖时，要求石质坚硬岩石个别凸出部分(每1 m2不大于0.5 m2)侵入衬砌应小于5 cm，拱脚和墙脚以上1 m内断面严禁欠挖。

超欠挖会给隧道施工的综合效益带来很大影响，特别是经济效益和隧道结构的可靠性。在洞体开挖中，出现超挖过大会直接增大出渣量和衬砌量，经济上使得工程成本增加，还容易导致洞体局部应力集中在超挖部位，影响围岩自身结构的稳定性。洞体出现欠挖则会对衬砌厚度造成直接影响，埋下工程质量和安全隐患。重视超欠挖控制，确保围岩稳定和创造安全的支护条件。

隧道施工控制主要在开挖上，控制好隧道超欠挖，是确保工程经济效益的关键之一。在隧道施工中，影响出现超欠挖的因素主要有以下几种：

1)钻孔精度。超欠挖产生的最主要原因是钻孔出现偏差。钻孔偏差主要有开眼偏差、方向偏差及岩石内的附加偏差三种。大量的工程实践表明，开眼偏差是引起欠挖的主要因素，方向偏差是引起超挖的主要因素。

2)爆破技术。当设置的爆破参数不合理时，也会导致超欠挖出现。主要有：临空面不足使得其他孔爆破效果受到影响，掏槽方式不合理最为常见；炮眼间距设置过大时，极易导致欠挖的出现；单孔药量过大导致的超挖最为常见。

3)测量放线。控制开挖轮廓线精度，规避测量错误引起的超欠挖是控制超欠挖效果的关键。在进行测量时，应采取有效措施确保隧道中线和标高测量准确性，保证轮廓线位置的准确，减少对超欠挖的影响。一般通过使用技术过硬、责任心较强的测量人员和先进的仪器减少放样误差。

4)地质条件影响。地质条件是确定爆破参数的依据。地质条件随着开挖掘进而不断变化，主要是围岩节理裂隙的变化。对于可以采用全断面开挖的情况，节理裂隙和岩层走向的存在会产生局部塌落造成超挖，会随着支护时间的推迟而增加。在施工中，应及时进行初期支护施工，采取初喷混凝土、进行锚杆和钢格栅布置等工程措施，将围岩结构的自身稳定性充分发挥，减少此类超挖。

5)现场管理。通过建立科学有效的超欠挖控制体系，确保严格按施工工序进行作业。在钻爆施工中，严格爆破作业管理，确保相关制度落实，将众多影响因素处于可控状态，最大化的减少超欠挖。

可以看出，在影响隧道工程超欠挖的因素中，客观不可改变的是地质及设备构造因素，通过施工中的严格管理及发挥施工人员的主观能动性，能将其余影响因素进行有效的控制或消除。

在隧道钻爆法施工中，消除超欠挖是不可能的，可采取有效措施将超欠挖控制到最低限度。

1)根据地质条件及时调整爆破参数。隧道所处位置的地质条件不是一成不变的，钻进中遇到不良地质出现是不可避免的，应及时进行爆破参数调整。

在掘进过程中，应随时根据围岩变化情况，对炮眼位置和钻孔角度及时进行调整。为确保爆破效果，可进行每茬炮后爆破效果分析，分析结果可用于指导下一茬炮的爆破参数调整。在施工中，装药量及光爆层厚度调整是最常见的参数调整。

2)提高钻孔精度。在光面爆破中，应严格按照爆破方案进行钻孔，受人为或机械影响，会或多或少形成一定偏差。在施工中，减少超欠挖最常用的措施有：

a.进行司钻人员培训。司钻人员的水平高低直接决定钻孔的效果，对其开展技术培训是树立按规操作意识的最有效途径，有利于提高其操作细则和设计要求的执行意识，保证爆破孔位的深度和倾角符合要求。周边眼和掏槽眼作业可使用技术熟练的操作工进行，在先钻的孔内插入导向管，以此作为基准进行钻孔。

b.外插角是影响爆破效果的重要因素。在钻周边孔时，将钻孔位置少量内移有利于将外插角不利影响降低。在某隧道施工中，将钻孔孔位在测量的掌子面轮廓线内侧1 cm～3

cm处。

3)提高测量放线精度。控制开挖的轮廓线精度是超欠挖控制的关键。在进行测量前，通过开展测量人员培训，通过熟悉设计文件等提高测量人员的精度控制意识。

尽量选择具有丰富经验、技术过硬的测量人员，测量数据换手复核。仪器选用较先进仪器操作，定期到技术鉴定部门进行标定。

4)合理选择爆破技术。在隧道超欠挖控制上，不同的爆破方法会产生不同程度的影响。进行隧道光面爆破时，应重视通过工程类比和现场试验进行数据收集，据此进行爆破参数优化，进行爆破质量控制，特别对装药量严格控制，保证起爆顺序正确。

5)重视现场施工组织管理。科学有效的施工管理制度是技术顺利实施的保证。仅通过技术措施是不能完成隧道超欠挖控制的，施工组织管理必须进行配合。通过组织管理保证众多影响因素处于可控状态，落实动态施工原则，以达到爆破设计要求。

进行施工过程中，建立一套健全的质量保证体系。通过人员培训、经验交流、质量检测、经验反馈等制度，以确保隧道超欠挖控制的效果，有利于保证施工流程和各工序配合的通畅。重视加强组织保障，对钻爆手等实行定人定岗。

检查隧道施工中存在的超欠挖，采取必要措施进行有效处治，确保隧道工程施工质量。

主要包括洞身开挖断面和仰拱断面检查。

1)洞身开挖断面。隧道每循环开挖后，测量员对上一循环开挖进行断面测量取得实际开挖断面数据，同设计轮廓数据进行对比后，能直观表现出超欠挖情况。测量断面数据应传送至各相关部门，以进行施工指导。

二次衬砌施工时，土工布铺设前，间隔3 m对初期支护后断面进行一次测量，形成断面资料，反映初期支护后断面超欠挖情况。

2)仰拱断面检查。仰拱开挖清底后，根据测量人员在边墙上标定的内轨顶面标高进行仰拱深度测量，由中心线每间隔1.5 m测量一个断面，欠挖处及时用红油漆标注。

对存在的超欠挖情况，采取有效的工程措施确保施工质量。

1)经过测量断面后，对欠挖处进行红油漆标注。采用风镐或电钻对欠挖较小处进行处理。采用风枪钻眼爆破对欠挖较大处进行处理。在土工布铺设前发现的欠挖处采用膨胀剂进行处理，以防止爆破损坏防水板。

2)经过现场测量，基面平整度超标的，即两凸出物之间的深长比不大于1/10，则通过补喷混凝土进行处理。一般地段采用喷混凝土直接处理，超标严重地段需进行挂网补喷混凝土。

在隧道钻爆法施工中，采取有效措施将超欠挖控制在设计要求范围内。为确保隧道施工超欠挖控制的精度，提高超欠挖控制效果，须严格坚持施工组织管理，技术上从钻孔精度、测量放线、爆破技术入手，相关参数随围岩地质条件的变化进行调整，能有效确保隧道施工的工程质量和经济效益。

【相关文献】

[1] 吴永乐.隧道超欠挖对隧道成本的影响及控制途径[J].工程技术(文摘版)，2017(4):56-58.

[2] 谢 伟,宋子龙.隧道爆破超欠挖施工技术应用[J].工程技术(文摘版)，2015(6):91-93.

[3] 姜 兵,杨 强.隧道超欠挖产生原因、危害及控制措施分析[J].科技风，2011(19):68-70.