隧道施工超挖控制措施

张秦春

【摘 要】隧道开挖质量的好坏直接影响到施工质量、安全、工程投资以及施工完成后期的运营安全.文章结合隧道工程实例,分析了隧道超欠挖特别是超挖问题出现的原因,并提出了相应的预防控制措施. 【期刊名称】《西部交通科技》 【年(卷),期】2014(000)007 【总页数】4页(P85-87,91) 【关键词】隧道;施工;超挖;控制措施 【作 者】张秦春

【作者单位】广西壮族自治区公路桥梁工程总公司一分公司,广西南宁,530001 【正文语种】中 文 【中图分类】U455.4 0 引言

随着我国高速公路基础设施建设的不断完善，主体骨架网络逐渐形成，现今的高速公路建设线路开始偏向于中西部地区以及地方区域网络的完善，高速公路施工线路逐渐走向“偏、远、难、重”山区地区，选线布线的困难带来了高速公路隧道施工的又一个高峰期，线路桥隧比越来越大，对高速公路施工管理特别是隧道施工管理提出了全新的要求。而隧道开挖质量的好坏直接影响到施工质量、安全、工程投资

以及施工完成后的运营安全，本文主要对隧道超欠挖特别是超挖问题出现的原因进行分析，并提出解决问题的管理和组织措施。 1 工程概况

杭瑞高速贵州省毕节至都格（黔滇界）公路是《国家高速公路网规划》（7918网）中第12横杭州至瑞丽高速公路在贵州境的重要组成部分，其中项目起点毕节至龙场段与国家高速公路第16横厦门至成都高速公路共线。

本标段（K209+730～K216+060），全长6.33km。本标段隧道位于六盘水市水城县玉舍乡石板箐村附近，三家寨隧道设计为小间距隧道，深沟隧道和耿家屋基隧道为分离式隧道，隧道群总长10 285m。三座隧道位于峰丛谷地区，穿越一中山，地形起伏较大，标高在1 826.6～2 174.9m之间，最高海拔2 238.0m。标段桥隧比96%。

表1 隧道群基本情况表长度类型三家寨隧道隧道名称起止桩号 （m） 纵坡 隧道分离式+特长隧道耿家屋基隧道小近距+短隧道深沟隧道K209+980～K210+300 320-3.0%ZK209+990～ZK210+275 285-3.0%K210+590～K213+630 3 040-2.55%ZK210+585～ZK213+505 2 920-2.65%K214+145～K216+060 1 905-2.75%ZK214+155～ZK215+970 1 815-2.73%分离式+长隧道合计10 285 根据隧道围岩的岩性特征及岩性完整程度等定性指标，按照设计资料本隧道围岩级别综合划分为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级。其中Ⅴ级围岩支护合计长843m，占总长的8.2%；Ⅳ级围岩支护合计长2 503m，占总长的24.3%；Ⅲ级围岩支护合计长6 845m，占总长的66.6%。 2 隧道超挖原因分析

公路隧道超欠挖是指以设计标明的隧道开挖轮廓线为基准线，按照围岩类型及支护参数设计的开挖轮廓线基准线，实际开挖断面在基准线以外的部分称为超挖，在基准线以内的部分则称为欠挖，按照隧道最新设计及施工规范要求原则，减少超挖，

严格控制欠挖。

影响隧道开挖超挖质量控制的因素可分为可控因素和不可控因素，现场施工中需要做到的就是采取适当措施努力解决可控因素，并根据现场实际，调控不可控因素对现场施工的影响，使其尽量降至最低。对本标段而言，以隧道施工为主，做好隧道施工超挖控制，对于节约施工时间、节省施工材料、确保工程质量、保证施工安全均有良好效果。 2.1 可控因素 2.1.1 地质原因

隧道施工阶段地质工作作为施工动态管理的重点，应充分结合设计地质围岩级别判定情况，并结合施工现场前期地质水文调查资料，制定合适的施工方案。同时由于没有充分结合隧道施工“动态施工、动态设计”原则，造成实际围岩情况判定时效性延迟，不能很好指导现场施工，且现场开挖、支护方案调整不及时，使测绘与施工人员对于开挖断面基准线的设置出现偏差，进而造成开挖施工中的超挖现象。 2.1.2 测绘原因

测绘是隧道开挖施工的前提，施工测量人员针对设计交桩，加密导线控制点至洞口，结合设计围岩断面放点开挖，并做好监控量测工作，才能够保证开挖施工的精准性。但是，隧道施工测量导线布置往往仅能布置单导线，不方便布设复合导线网，导线精度要求高，洞内部分临时转点、导线点布设位置及测量精度不能满足隧道现场施工需求，同时由于部分测量人员隧道施工测量的经验不足，与方案技术管理人员方案交底脱节，导致开挖断面基准轮廓线把握不准，直接影响现场施工。 2.1.3 施工原因

隧道施工以“新奥法”为主，而实际操作中，“矿山法”爆破开挖钻爆施工仍然是隧道施工中影响开挖轮廓线精准度的关键事项，钻爆施工传统工艺的缺陷，成为隧道施工中出现超挖问题的关键。（1）管理及操作人员实践经验不足或未经过系统

有效的培训，对于隧道施工爆破开挖施工中关键的“控制爆破”技术及操作要点掌握不到位，经常按照传统经验钻孔装药，影响爆破开挖效果；（2）管理人员管理措施脱节，特别是开挖操作班组与其后的出渣、支护班组脱节，没考虑到后续施工班组的操作难度，没有起到对现场操作人员的合理安排及有效组织，且钻孔装药等关键环节质量监控手段缺乏有效管理，皆造成了钻爆施工的缺陷；（3）爆破器材的选用多考虑火工用品器材价格，不愿意采用导爆效果好但价格高的器材。总之即针对开挖钻爆施工操作，交底及培训不到位、爆破网络设计问题、爆破器材的选用、装药量的随意性、装药结构的不合理、钻孔精度控制不足等，是造成超挖问题施工方面的主要原因。 2.2 不可控因素

隧道施工中遭遇地震、滑坡、地质原因塌方或泥石流等地质灾害，是人力所难以控制的因素。不可控因素的存在，便成为诱发隧道超挖现象的重要因素，在施工中只有尽量做好对各种设备的优化配合使用，并做好天气以及地质状况的预警工作，以降低这些因素的影响力度，使超挖出现的频率降低到最小。 3 超挖现象预防控制措施 3.1 地质分析及施工动态管理

隧道施工在超欠挖现象特别是超挖问题出现后，必须要严格做好地质情况分析工作，做到隧道开挖施工的动态化管理，尽可能地使钻爆设计方案贴合现场实际地质情况，提高钻爆设计的精准度，同时做好对地质灾害状况的预判预警。这两项工作的预防控制措施如下：

（1）隧道施工阶段地质工作作为施工动态管理的重点，应充分结合设计地质围岩级别判定情况，并结合施工现场前期地质水文调查资料，制定合适的施工方案。同时按照隧道施工“动态施工、动态设计”原则，实时判定实际围岩情况做好记录并上报调整开挖支护方案，指导现场施工，避免因围岩情况发生变化而方案未调整带

来超欠挖问题。

（2）勘察时，结合当地地质局地质状况分析结果，做好对于地质灾害发生诱因、频率与影响的分析，特别是调查当地已发生过的地质灾害情况，以及自身的地质勘察结果，确立合理的地质灾害预警指标，以保证隧道开挖施工的合理开展。同时，还应当结合隧道施工工期的气候、天气环境，做好对于常发地质灾害的预警分析，为施工负责部门提出相应的防治建议和预警措施建议。

（3）做好地质人员与施工现场的无缝对接，隧道作为体现“动态设计、动态施工”特点的施工，要求设计地质工作人员随时掌握判定现场围岩等级情况，调整设计支护参数，指导现场施工，减少施工超挖现象发生，达到良好的质量安全管理效果，节约时间、材料。

3.2 加强隧道工程的测绘管理工作

隧道施工要聘用高素质的专业测绘人员组织开展隧道开挖施工的测绘工作，且在进行测绘工作之前，开展必要的思想教育，提升测绘人员在测绘工作中的责任感。同时，测绘人员需要与工程技术管理部门加强沟通交流，明确开挖参数特别是开挖爆破网络的设计要求，严格依据测绘标准，做好各分部工程的测量和复核，并对每一次测量结果进行对比分析，针对偏差过大的测量部位展开重复强化的测量，以尽可能提升其测绘结果的精准度。此外，测绘人员须做好各项测绘数据的有效记录、整理，并呈交工程负责部门。 3.3 完善的施工管理

“矿山法”爆破开挖钻爆施工仍然是隧道施工中影响开挖轮廓线精准度的关键事项，须在对人员进行优化配置的基础上，重点针对施工中的爆破工作，认真做好施工管理工作。开挖钻爆施工操作前，采取交底及培训教育、爆破网络设计优化、爆破器材的合理选用、合适的装药量、合理的装药结构、钻孔精度控制等措施，此施工管理工作主要可以通过以下几点来实施。

（1）做好责任分工，确立超欠挖责任制，订立责任状，奖惩分明，现场管理人员及时按照设计采取质量检验手段，按施工长度核定开挖班组超欠挖特别是超挖情况，满足设计及质量检验控制要求并超出标准，即对班组及相应管理人员予以奖励，否则则予以处罚，提高现场管理人员管控施工现场、开挖操作班组的责任心，全面控制因施工管理因素带来的超挖影响。

（2）施工前做好交底及培训工作、提升现场管理及操作人员素质。管理者须结合隧道工程爆破开挖施工的特点，做好对一线管理和操作人员的技术、经验、能力、素质考核，并在开展此项工作前，全面地实施技术交底及爆破开挖操作培训工作，做好施工人员的教育工作，切实提升一线管理和操作人员的素质水平，重点开展隧道施工爆破开挖施工中关键的“控制爆破”技术及操作要点掌握的教育培训。 （3）优化爆破方案，选用合适爆破器材。加强爆破方案的优化设计，结合现场地质围岩判定及支护方案的调整和现场测绘反馈的结果，确定合适的爆破施工参数，预留一定的参数变化弹性，以保证具体爆破中方案的动态灵活调整，全面落实“控制爆破”技术（即采用预裂爆破或光面爆破）及操作要点。施工人员结合围岩的裂隙发育状况，对钻孔密度、火工用品类型、火药装配量、装药结构进行合理调整优化。同时，施工人员必须在进行爆破之前，针对选定的爆破设备、方法、技术等，做好爆破试验，进而推动各项参数的优化。 4 结语

针对本标段开挖隧道总长10 285m，做好开挖工序施工管理工作，有效控制并减少超欠挖特别是超挖问题，对于快速高效推进本工程施工，提高施工质量、保障施工安全都具有良好的效益。

公路隧道开挖中的超欠挖特别是超挖问题是一个较为普遍的问题，它对隧道施工进度控制和成本控制、安全管理有不容忽视的影响，加强超欠挖特别是超挖问题的研究和预防是一个亟待解决的重要问题，这对于提高隧道施工质量、加快施工进度、

保证施工安全、节省工程投资具有特别重要的经济和社会效益。施工中在结合准确的围岩地质信息判定的前提下，通过提高测量技术、钻孔技术水平、合理确定钻眼深度和爆破参数、减少施工误差、加强现场施工管理和组织等措施可以实现减少超欠挖特别是超挖问题的目标。 参考文献

［1］王毅才.隧道工程［M］.北京：人民交通出版社，2000.

［2］周爱国.隧道工程现场施工技术［M］.北京：人民交通出版社，2004.