隧道超欠挖控制措施探討.doc

河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目: 對隧道超欠挖控制措施探討 系別：公路學(xué)院專業(yè): 道路橋梁工程技術(shù)班級：12303學(xué)生姓名：朱棚：指導(dǎo)老師：劉雅莉2015年4月25日 摘要在隧道鉆爆法施工中，隧道的超挖和欠挖是不可避免的。但在實(shí)際施工中，不少單位對超挖和欠挖的認(rèn)識不夠，以至于開挖成型質(zhì)量較差，其不僅對隧道施工的工程質(zhì)量和安全進(jìn)度產(chǎn)生重要的影響，而且會影響工程的經(jīng)濟(jì)效益。在超挖嚴(yán)重的情況下，對隧道洞室的穩(wěn)定性也會產(chǎn)生一定的影響，因此對隧道超欠挖的控制，始終是隧道質(zhì)量控制的重難點(diǎn)，所以隧道超欠挖問題必須引起重視結(jié)合具體工程實(shí)踐，分析影響隧道超欠挖產(chǎn)生的主要因素，采取控制隧道超欠挖的技術(shù)措施，有利于施工質(zhì)量和投資的控制。文章以阿福隧道超欠挖控制為例，主要通過隧道施工成本分析，提出隧道超欠挖控制的必要性和重要性，經(jīng)過認(rèn)真討論對比分析，總結(jié)出控制超欠挖的幾種有效途徑，為以后隧道施工提供參考這在隧道施工中保證工程質(zhì)量，取得預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，具有重要的實(shí)際意義。關(guān)鍵詞：隧道超欠挖；原因分析；影響分析；控制措施目錄摘要一、緒論二、隧道開挖的控制標(biāo)準(zhǔn) (一)、洞身開挖 （二）、隧底開挖三、隧道超欠挖檢查及處理 （一）、對開挖斷面進(jìn)行超欠測量 （二）、對二次襯砌進(jìn)行超欠測量 （三）、仰拱斷面檢查 (四)、超欠挖處理四、實(shí)際工程概況簡述（一）、工程概況（二）、隧道圍巖概況五、影響隧道超欠挖因素（一）、測量放樣影響分析 （二）、鉆孔精度影響分析 1、鉆孔人員操作出現(xiàn)偏差 2、風(fēng)鉆出現(xiàn)故障 3、鉆孔臺架設(shè)置不合理 4、巖石內(nèi)的附加偏差（三）、材料因素（四）、爆破技術(shù)影響分析（五）、地質(zhì)因素（六）、現(xiàn)場管理的影響分析六、超欠挖對隧道的影響 （一）、隧道的經(jīng)濟(jì)性（二）、隧道結(jié)構(gòu)的影響 七、隧道超欠挖的控制措施（一）、提高中線、高程、輪廓線放樣精度(二)、提高鉆孔精度 (三)、加強(qiáng)材料檢驗(yàn)(四)、配置合理的爆破參數(shù) （五）、加強(qiáng)現(xiàn)場的施工組織管理 （六）、加強(qiáng)地質(zhì)情報(bào)預(yù)測與記錄工作八、結(jié)束語參考文獻(xiàn)致謝 摘要在隧道鉆爆法施工中，隧道的超挖和欠挖是不可避免的。但在實(shí)際施工中，不少單位對超挖和欠挖的認(rèn)識不夠，以至于開挖成型質(zhì)量較差，其不僅對隧道施工的工程質(zhì)量和安全進(jìn)度產(chǎn)生重要的影響，而且會影響工程的經(jīng)濟(jì)效益。在超挖嚴(yán)重的情況下，對隧道洞室的穩(wěn)定性也會產(chǎn)生一定的影響，因此對隧道超欠挖的控制，始終是隧道質(zhì)量控制的重難點(diǎn)，所以隧道超欠挖問題必須引起重視結(jié)合具體工程實(shí)踐，分析影響隧道超欠挖產(chǎn)生的主要因素，采取控制隧道超欠挖的技術(shù)措施，有利于施工質(zhì)量和投資的控制。文章以阿福隧道超欠挖控制為例，主要通過隧道施工成本分析，提出隧道超欠挖控制的必要性和重要性，經(jīng)過認(rèn)真討論對比分析，總結(jié)出控制超欠挖的幾種有效途徑，為以后隧道施工提供參考這在隧道施工中保證工程質(zhì)量，取得預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，具有重要的實(shí)際意義。中國關(guān)鍵詞：隧道超欠挖；原因分析；影響分析；控制措施一、緒論在隧道施工過程中，各項(xiàng)施工技術(shù)在不斷日益成熟，但是對超欠挖的控制，始終是現(xiàn)場技術(shù)人員進(jìn)行治療控制的重難點(diǎn)之一。在開挖過程中，由于爆破所產(chǎn)生的超欠挖是普遍存在的，超挖過多，不僅因出渣量和襯砌量增多而提高工程造價(jià)，而且由于局部超挖會產(chǎn)生應(yīng)力集中問題，影響圍巖穩(wěn)定性；而欠挖則直接影響到襯砌厚度，對工程質(zhì)量和安全產(chǎn)生隱患，處理起來費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)物。所以必須要控制好超欠挖，為圍巖穩(wěn)定和安全支護(hù)創(chuàng)造良好條件。在隧道施工中，超挖過多、不但因出渣量和襯砌量增多而提高工程造價(jià)，而且由于局部超挖會產(chǎn)生應(yīng)力集中，影響圍巖穩(wěn)定性；欠挖則直接影響襯砌厚度、處理起來費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。因此在隧道開挖過程中，必須采取有效措施嚴(yán)格控制超欠挖。二、隧道開挖的控制標(biāo)準(zhǔn) 高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（TB10753-2010）對隧道開挖有如下規(guī)定：（一）、洞身開挖第6.3.1條：隧道開挖斷面的中線和高程必須符合設(shè)計(jì)要求。第6.3.2條：隧道開挖斷面凈空必須符合設(shè)計(jì)要求。隧道開挖硬嚴(yán)格控制超欠挖，石質(zhì)堅(jiān)硬巖石個(gè)別突出部分（每1m2不大于0.5m2）侵入襯砌應(yīng)小于5cm，拱腳和墻角以上1m內(nèi)斷面嚴(yán)禁欠挖。第6.3.6條：光面爆破的炮眼痕跡保存率，硬巖不應(yīng)小于80%，中硬巖不應(yīng)小于60%，并在開挖的輪廓面上均勻分布。 （二）、隧底開挖隧底開挖輪廓和底部高程應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，石質(zhì)堅(jiān)硬巖石個(gè)別突出部分(每1m2不大于0.5m2) 侵入襯砌應(yīng)小于5cm，拱腳和墻角以上1m內(nèi)斷面嚴(yán)禁欠挖。三、隧道開挖超欠挖檢查及處理（一）、洞身每循環(huán)開挖后，由測量人員對上一個(gè)循環(huán)開挖斷面進(jìn)行斷面測量，經(jīng)軟件分析自動(dòng)形成實(shí)際開挖斷面，同時(shí)和設(shè)計(jì)輪廓進(jìn)行比較，能夠清楚的反應(yīng)出實(shí)際的超欠挖情況。測量結(jié)果出來后，測量人員及時(shí)將測量斷面?zhèn)魉偷巾?xiàng)目工程部長、各洞口技術(shù)人員，及時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場施工。 （二）、二次襯砌施工時(shí)，土工布鋪設(shè)前，每隔3m對襯砌初期支護(hù)后斷面進(jìn)行一次測量，形成斷面資料，反應(yīng)初期支護(hù)后斷面超欠挖情況。（三）、仰拱斷面檢查 仰拱開挖清底后，由現(xiàn)場技術(shù)員根據(jù)測量人員在邊墻上標(biāo)定的內(nèi)軌頂面標(biāo)高進(jìn)行仰拱深度測量，由中心線每間隔1.5m測量一個(gè)斷面，欠挖處及時(shí)用紅油漆標(biāo)注。（四）、超欠挖處理1、經(jīng)過測量斷面后，對欠挖處進(jìn)行紅油漆標(biāo)注。欠挖較小處采用風(fēng)鎬或電鉆進(jìn)行處理；欠挖較大處采用風(fēng)槍鉆眼爆破處理；對于土工布鋪設(shè)前發(fā)現(xiàn)欠挖處，為防止爆破損壞防水板，采用膨脹劑處理。 2、經(jīng)過現(xiàn)場測量，基面平整度超標(biāo)的，即兩突出物之間的深長比D/L1/10（D 初期支護(hù)基層相鄰兩凸面凹進(jìn)去的深度；L初期支護(hù)基層相鄰兩凸面之間的距離），需補(bǔ)噴混凝土處理，超標(biāo)嚴(yán)重的地段需進(jìn)行掛網(wǎng)補(bǔ)噴混凝土。四、實(shí)際工程概況簡述（一）、工程概況 阿福隧道全長6847米，最大埋深246米，DK443+700DK444+200段有兩處埋深較淺區(qū)段，埋深4548米。（二）、隧道圍巖概況：本隧道所穿圍的巖為、級、級，巖層以強(qiáng)風(fēng)化的泥質(zhì)粉砂巖、泥巖夾砂巖、粉砂巖為主，泥巖在地下水作用下易軟化崩解，形成泥化軟弱夾層剝落。五、影響隧道超欠挖因素 （一）、測量放樣影響分析測量放樣誤差較大。因隧道內(nèi)光線暗，照明條件較差，致使測量人員在放樣時(shí)誤差較大，甚至錯(cuò)誤，造成隧道外輪廓線偏離，從而產(chǎn)生超欠挖。因此，首先保證測量放樣隧道中線和標(biāo)高的正確性，并通過正確的方法來保證輪廓線位置的準(zhǔn)確，減少對超欠挖的影響。通過選取技術(shù)過硬、責(zé)任心較強(qiáng)的測量人員和較先進(jìn)的儀器來減少放樣誤差。 （二）、鉆孔精度影響分析1、鉆孔人員操作不熟練。鉆孔人員眼位鉆得不正確 ，周邊眼距、鉆桿外插角控制不好，鉆孔眼底深淺不一 ，也不在同一平面上，導(dǎo)致超欠挖嚴(yán)重。2、風(fēng)鉆出現(xiàn)故障。風(fēng)鉆出現(xiàn)故障，致使鉆孔質(zhì)量差，從而影響爆破質(zhì)量。3、鉆孔臺架設(shè)置不合理。臺架各層平臺設(shè)置不合理 ，預(yù)留空間過大或過小，使得鉆孔操作困難，周邊炮眼外插角度難以控制，造成超欠挖嚴(yán)重。4、巖石內(nèi)的附加偏差，即由于巖層產(chǎn)狀或巖石節(jié)理原因造成鉆孔后的偏差加大。 （三）、材料因素爆破材料產(chǎn)品不合格，炸藥、導(dǎo)爆索不起爆。（四）、爆破技術(shù)影響分析1、爆破參數(shù)不合理。爆破參數(shù)未隨圍巖的改變而及時(shí)調(diào)整，從而產(chǎn)生超欠挖。2、裝藥量及裝藥結(jié)構(gòu)不合理。施工人員不按設(shè)計(jì)的裝藥結(jié)構(gòu)裝藥，錯(cuò)誤地認(rèn)為只要加大藥量就可以提高炮眼利用率，就能得到較好的爆破效果 ，從而產(chǎn)生超挖。為了使超挖得到控制又盲目地減少裝藥量，從而又導(dǎo)致了欠挖。3、爆破網(wǎng)絡(luò)連接不規(guī)范。爆破網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接不規(guī)范，使得爆破未能按設(shè)計(jì)的次序起爆或拒爆，導(dǎo)致隧道局部欠挖。 （五）、地質(zhì)因素 地質(zhì)條件是客觀條件，它是確定爆破參數(shù)的基本依據(jù)。地質(zhì)條件是隨著開挖而不斷變化的，其中主要是圍巖的節(jié)理的變化。對于可以采用全斷面開挖的地質(zhì)情況，雖然圍巖開挖后能夠自穩(wěn)，但節(jié)理裂隙和巖層走向會產(chǎn)生局部坍塌或順層溜幫，從而造成超挖。此超挖量會會隨著支護(hù)時(shí)間的推遲而增加，因此及時(shí)封閉的施工原則就顯得非常重要，及時(shí)初噴、施作錨桿和布設(shè)網(wǎng)片，可以充分利用圍巖自承能力，減少此類超挖。 阿福隧道地處云貴高原，屬構(gòu)造剝蝕和侵蝕低山地貌，地形起伏大，地質(zhì)情況復(fù)雜，隧道開挖斷面較大，圍巖節(jié)理發(fā)育，不同地段圍巖的等級變化較大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，給施工增加了難度。 （六）、現(xiàn)場管理的影響分析在控制超欠挖中，建立一個(gè)比較完善的、統(tǒng)一的質(zhì)量保證體系，對作業(yè)全過程及相關(guān)的因素實(shí)行嚴(yán)格科學(xué)的管理非常重要。爆破作業(yè)的現(xiàn)場管理主要指人員安排、作業(yè)組織、技術(shù)交底與指導(dǎo)、質(zhì)量檢測、信息反饋、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及相應(yīng)的規(guī)章和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定等。管理的目的就把眾多的因素置于可控的狀態(tài)，達(dá)到爆破設(shè)計(jì)的基本要求。六、超欠挖對隧道的影響 超欠挖會給隧道施工的綜合效益帶來很大的影響，包括經(jīng)濟(jì)、施工進(jìn)度、噴砼、排水壁面美觀、安全的方面。隧道的經(jīng)濟(jì)效益和隧道結(jié)構(gòu)的可靠性最為明顯。 （一）、隧道的經(jīng)濟(jì)性 爆破造成的超挖增加爆破費(fèi)用、增加出渣量，延長出渣作業(yè)時(shí)間。超挖回填混凝土，增加額外的工程量，襯砌施工中，欠挖的處理造成誤工、窩工。（二）、隧道結(jié)構(gòu)的影響 超欠挖時(shí)隧道局部應(yīng)力集中，圍巖的塑區(qū)顯著增大，洞身圍巖變形較大；欠挖超過允許限度再次超挖導(dǎo)致圍巖擾動(dòng)次數(shù)增加。七、隧道超欠挖的控制措施（一）、提高中線、高程、輪廓線放樣精度增強(qiáng)隧道照明質(zhì)量，采取激光指向儀控制隧道掘進(jìn)方向。由于隧道內(nèi)施工車輛很多、為了防止對導(dǎo)線點(diǎn)及中線點(diǎn)的破壞，將控制點(diǎn)按規(guī)定要求埋置的同時(shí)，設(shè)置明顯標(biāo)志及保護(hù)措施，并定期對控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核測量。測量人員為熟練、技術(shù)過硬的人員擔(dān)任，測量數(shù)據(jù)換手復(fù)核。測量儀器選用較先進(jìn)儀器操作，定期到技術(shù)鑒定部門進(jìn)行儀器標(biāo)定。 （二）、提高鉆孔精度提高鉆孔精度是防止超欠挖的最重要措施，為了使超欠挖值限制在最小范圍內(nèi)，必須加強(qiáng)對司鉆人員的培訓(xùn)，使他們熟練掌握鉆孔技術(shù)，做到按操作細(xì)則、設(shè)計(jì)要求和布置的孔位施鉆，確保達(dá)到規(guī)定的孔位、孔深、傾斜度等。并且要加強(qiáng)風(fēng)鉆的維護(hù)和保養(yǎng)，安排專人負(fù)責(zé)維護(hù)風(fēng)鉆，每天檢查一次調(diào)整改進(jìn)鉆孔臺架的不合理部分對臺架各層平臺設(shè)置不合理的部分進(jìn)行改進(jìn)，平臺間預(yù)留適當(dāng)?shù)目臻g，以方便作業(yè)。 （三）、加強(qiáng)材料檢驗(yàn) 選擇嚴(yán)格控制原材料的進(jìn)貨渠道，從源頭上控制原材料的質(zhì)量，不合格者不得進(jìn)場。 （四）、配置合理的爆破參數(shù) 1、爆破設(shè)計(jì)要遵守：炮孔布置便于提高機(jī)械鉆孔效率；提高炸藥能量利用率，以降低炸藥用量；減少對圍巖的擾動(dòng)，控制好開挖輪廓，提高鉆爆效果；在保證安全前提下，盡可能提高掘進(jìn)速度。2、根據(jù)圍巖類別、隧道現(xiàn)場施工的鉆孔設(shè)備、爆破器材等各方面因素，按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求確定掏槽眼、輔助眼、周邊眼的布置和數(shù)量，眼孔深度與角度，各眼孔的裝藥量及裝藥結(jié)構(gòu)、起爆次序、網(wǎng)路聯(lián)接等爆破參數(shù)，并在施工中合理調(diào)整。3、光面爆破中周邊孔線裝藥密度是決定光面爆破效果的關(guān)鍵，選擇合適的周邊孔裝藥密度和合理的周邊眼間距和周邊的最小抵抗線，使爆破后周邊孔形成貫通的裂縫，以減少對孔壁巖體的破壞，同時(shí)減少超欠挖量。4、準(zhǔn)確布置周邊孔，使其排列整齊，提高鉆孔效率。5、在每茬炮爆破后，認(rèn)真分析爆破結(jié)果，并結(jié)合圍巖的變化情況，及時(shí)修正鉆爆設(shè)計(jì)參數(shù)，將超欠挖控制在規(guī)定范圍內(nèi)。6、本隧道擬采用斜眼槽形式，掏槽孔單眼裝藥系數(shù)為85；其眼口間距誤差不得大于3 cm，眼底間距誤差不得大于5 cm。輔助眼均勻布置在周邊眼與掏槽眼之間，單眼裝藥系數(shù)為75；其行距、排距誤差均不得大于5 cm。周邊眼眼口間距誤差不得大于3 cm，眼底不得超出開挖斷面輪廓線3 cm/m5 cm/m。其起爆順序?yàn)椋禾筒垩圯o助眼掘進(jìn)眼周邊眼。7、開挖斷面無滲水時(shí)隧道拱角以上和底眼及有滲水?dāng)嗝婢捎?5乳化炸藥。電雷管采用塑料導(dǎo)爆管毫秒雷管起爆，毫秒雷管采用15個(gè)段位的等差毫秒雷管引爆。8、周邊眼裝藥采用25小直徑光爆藥卷間隔裝藥，導(dǎo)爆索連接，導(dǎo)爆索用竹片和電工膠布與炸藥卷綁在一起。其他眼采用不偶合連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，所有炮孔均堵塞不小于 200 mm的炮泥。 （五）、加強(qiáng)現(xiàn)場的施工組織管理建立一套比較健全的質(zhì)量保證體系，對作業(yè)全過程及相關(guān)因素實(shí)行嚴(yán)格科學(xué)的管理。實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化管理，對每個(gè)分項(xiàng)工程，都堅(jiān)決落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制度，自上而下明確各級質(zhì)量責(zé)任人，將每個(gè)分項(xiàng)工程分解成若干主要工序，明確各工序的具體責(zé)任人，明確各主要工序控制的重點(diǎn)，定人定崗，制定獎(jiǎng)罰制度，確保每一工序的施工質(zhì)量。必須要做到及時(shí)監(jiān)測，有問題及時(shí)反饋，保證測量、鉆孔和爆破設(shè)計(jì)等工序之間的銜接和呼應(yīng)。 （六）、加強(qiáng)地質(zhì)情報(bào)預(yù)測與記錄工作 在施工中，派專人緊跟開挖面對圍巖進(jìn)行觀測描述，并對圍巖的節(jié)理裂隙狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測 ，據(jù)此調(diào)整爆破參數(shù)和施工方法，通過動(dòng)態(tài)施工來控制超欠挖。 結(jié)束語 隧道鉆爆法施工中超欠挖問題雖然是不可避免的，但是可以將其控制在一定程度之內(nèi)。控制隧道超欠挖是一項(xiàng)綜合技術(shù)，必須從鉆孔精度、測量放線、材料、爆破技術(shù)等全面抓起，在施工過程中根據(jù)不同圍巖的地質(zhì)條件進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，并以嚴(yán)格是施工管理制度為保障。從技術(shù)和管理兩方面入手嚴(yán)格控制隧道超欠挖，不僅為隧道整體工程質(zhì)量提供了保證，而且節(jié)約了工程造價(jià)，加快了工程進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。參考文獻(xiàn)1王良國.公路隧道超欠挖原因分析及控制措施j.中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,18:53-54.2李新文.pdca循環(huán)在隧道超欠挖控制中的應(yīng)用j.建筑技術(shù),2007(增):111-112. 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