隧道工程超挖预防与控制-总工室-姜艳超.docx

隧道工程超挖预防与控制摘要：在隧道施工中时常出现超挖问题，若超挖问题得不到有效控制，不断发展和扩大，不仅增加了成本 ，也会引发不良后果，严重可能会遗留安全隐患，降低隧道工程质量。本文将围绕隧道工程施工，首先剖析超挖问题的产生原因，然后着重研究探讨预防与控制措施。关键词：隧道工程；施工超挖；预防；控制前言：开挖作为隧道工程施工的基础内容，它直接关乎着隧道的整体稳定性，并决定着结构强度，进而对其后期投入使用产生影响。现阶段，在隧道开挖操作中普遍存在超挖现象，这不仅大大增加了成本，降低了施工效率，同时也造成开挖面不平整，容易造成衬砌质量缺陷。近年来，为改善隧道开挖现状，工程人员愈发重视隧道开挖，并加大了在超挖问题中的研究力度。一、隧道工程施工超挖原因剖析 经过对几座铁路隧道的调研发现造成超挖的原因涉及到地质条件、施工方法、施工组织与管理、施工人员素质等等方面。 1、地质的原因 这里面既有设计方面的原因，又有施工方面的原因。还有整体地质勘察技术水平不高的原因。(1) 现有物探设备不能完全准确判知掌子面方向的实际地质情况，加之操作人员技术水平良莠不齐，使得地质情况预探结果与实际相差悬殊。(2) 设计单位地质勘探作业相当粗劣，也许是勘探任务多的缘故。作业数量明显不符合规范规定，使得推断7d出来的地质情况与实际偏差太大，严重误导施工。(3) 施工单位工程技术人员的地质知识和经验相当缺乏，不能根据施工中揭露出来的地质情况预判掌子面前进方向的地质情况。 2、施工方法的原因(1) 钻爆工艺是引起超挖的主要因素，在钻爆工艺中光面爆破、预裂爆破是控制超挖比较好的施工方法。但实际施工还有相当一部分隧道施工采用的是“鸡窝炮”破的方法，此种爆破方法目的性很差，爆破的效果也就可想而知。(2) 钻孔精度太低。由于钻孔作业覆盖空间有限，以及受隧道形状的影响，拱部180范围内的上仰角、两侧边墙部位的外插角以及底板的下插角都相当难控制。对于钻孔角度的控制，凿岩台车的效果相对要好一点。而实际施工中除长大隧道之外的隧道基本上都采用的是钻孔台架人工钻孔，其钻孔角度的控制全凭操作人员的经验，难度之大是不言而喻的。(3)装药结构不合理。根据围岩情况选用合理的装药结构，可以减少由于爆破产生的振动和应力波对围岩的破坏作用，因而有利于减少超挖，提高轮廓质量。 3、施工现场管理不到位 施工管理是指现场管理与组织，主要包括人员组织、作业安排、技术交底与指导、质量检测与反馈以及相应规章制度、技术标准的制定等。管理的目的就是要把众多的因素置于可控的状态，达到爆破设计的基本要求，从而达到控制超挖的目的。 4、施工人员素质不高 施工人员素质的高低直接决定了超挖控制效果的好坏。目前的钻爆从业人员大都是没有经过专业培训的农民工，工作质量可想而知。而相当一部分工程技术人员要么是经验不足的学生，要么就是仅凭经验办事的技术人员，理论和经验的不足使超挖控制工作很难系统地开展。二、超挖预防与控制措施1、加强地质勘探和超前预报工作鉴于目前地质勘探水平和超前地质预报技术在短时间内不会有大的突破，所以应该从参建各方的工作质量上予以保证。(1) 设计单位应当严格按照设计规范规定的地质勘探作业量做足、做够隧道正线上的地质探孔，地质条件复杂的地区更应该加密地质探孔，以便为隧道结构设计提供详实的地质资料，也使施工单位在编制施工方案时有的放矢，更好地指导施工。(2) 应加强超前地质预报工作，这项工作对超挖控制来说相当关键。只有对掌子面前进方向的地质情况进行了准确的预判，才能有针对性制定施工方案，确定隧道开挖进尺、爆破方法、装药结构等控制超挖的关键因素。一方面，施工单位应当根据隧道的设计情况配备适当的量测设备(如：超前水平钻、红外线探水仪等)TSP地质超前探测仪，长大隧道还要配备TSP地质超前探测仪、地质雷达等精密地质超前探测设备。同时对操作人员进行专门培训，保证地质超前预报质量。另一方面，由于隧道工程的特殊性。只有开挖出来的地质状态才能比较客观、可靠地反映施工过程中出现的一些现象和问题也才能使我们能够采取最符合地质状态的施工和支护措施。因此，施工阶段的地质判释技术和水平成了确定施工方案和控制超挖的关键。目前，国内外在隧道施工中进行围岩评价，主要是根据掌子面的观察来进行，这是比较简便而现实的方法。这种观察主要是通过目视，也可以采用摄影的方法观察掌子面的地质状态和地质的变化状况，绘制掌子面观察(素描)图。在施工中充分利用观察到的资料，及时判释，以达到完善下步开挖的施工方案的目的。这就要求施工单位工程技术人员应通过掌子面地质观察技术的积累，不断地丰富自身的地质知识和经验，从而提高自身的地质工作的素质。2、加强施工管理工作(1) 必须采用控制爆破(光面爆破、预裂爆破等)，通过工程类比和现场实验，优化爆破参数设计；(2) 在满足技术经济要求的情况下，应优先考虑采用操作简单且精度高、有良好性能的钻孔机械、测量放线仪器、断面检测仪器以及爆破器材等：(3) 应严格控制断面的测量放线精度避免随意放大断面：(4) 必须严格控制钻孔精度，重点是控制周边眼的外插角、开口误差以及炮眼在断面分布的均匀性：(5) 必须严格控制爆破作业质量，控制装药量保证正确的起爆顺序；(6) 必须做到及时检测和及时反馈：(7) 必须强化施工组织管理，推行作业标准化并加强作业人员素质和责任心的教育。(8) 制定专项奖罚措施，制定目标，围绕目标进行奖罚。3、爆破方案的动态管理 所谓动态管理，就是根据不同的外部条件适时地调整爆破方案，使爆破效果达到最佳，从而达到控制超挖的目的。众所周知，地质条件是客观存在的因素，是确定爆破参数的基本依据。目前，爆破设计主要是根据经验、类比或现场实验设计，而地质条件是随掘进而不断变化的，其中最主要的变化是围岩节理裂隙的变化。在现场施工中，应根据情况调整钻孔方位和角度，或适当调整周边孔的参数。为此可采取如下措施：在施工中，紧跟开挖面对围岩进行观测描述，并对围岩的节理裂隙状态进行预测，据此调整爆破参数和施工方法或采取局部内移动炮眼、局部空孔不装药、加密炮眼、局部调整起爆顺序等辅助措施。4、提高施工人员素质 首先要转变“宁超勿欠”的传统观念。传统观念认为，隧道超挖一点，结构层就厚实一点，对隧道结构有利。这种观念是错误的。抛开经济损失不讲，过度的超挖又寸围岩损伤很严重，极可能引起岩体失稳，反而使结构层受挤压过大对隧道结构极为不利。其次要加强对施工人员的教育培训。这里面既包括对工程技术人员的教育培训I，也包括对施工操作人员的教育培训。他们技术素质的高低和工作态度的好坏接决定了我们对超挖中单建设控制的成败。最后施工人员要端正工作态度。工作态度端正不端正是影响我们工作质量的主观因素。无论是为个人自身技术素质的发展，还是为整个隧道施工控制考虑，施工人员都应该端正工作态度，主动、积极地去学习，并把所学到的知识及时运用到工程实践中去从而在工程实践中不断丰富自身的业务知识和提高自身的技术水平。这是一个循序渐进的过程，没有一个好的工作态度是