降低长大隧道Ⅲ级围岩段超挖值

朱知文

朱知文（中铁四局第五工程有限公司）

摘要：降低长大隧道Ⅲ级围岩段超挖值需要从人为因素、施工工艺、项目管理三个方面寻找答案，通过三个方面总结分析，找到问题所在，再从三个方面着手，解决问题，从而最终到达降低长大隧道Ⅲ级围岩段超挖值目的。

关键词：隧道超挖值降低爆破

长大隧道在施工中遇到的围岩，绝大部分是Ⅲ级围岩或者是围岩情况更好的Ⅱ级围岩，通过长期的统计和分析，如何控制Ⅱ、Ⅲ级围岩的超挖值是一直困扰长大隧道施工的一个重要问题。

1、分析原因

规范要求Ⅲ级围岩拱部允许超挖平均值为10cm，最大超挖值为20cm，边墙、仰拱部允许超挖平均值为10cm。而大多数隧道在Ⅲ级围岩的超挖值都远远大于以上这些数值。严重的超挖不但对坑道稳定性影响较大，而且超挖过大，隧道洞碴增多造成多装、多运碴，后期施工时回填量增加，加大了成本投入，严重影响了施工的正常运作。

通过研究分析，造成Ⅲ级围岩超挖值过大的主要原因有以下几个方面：

一、人为因素

主要体现在三个方面，一是施工时受传统观念的制约，多数施工队伍在施工中都有着开挖“宁超勿欠”的传统观念,其原因是按照规范要求进行爆破，如果在一次爆破开挖后，洞体成型没有达到设计净空要求的，进行二次爆破或者人工清除多余岩体，耗费时间长，影响后续工序，并且加大了施工难度，其外观效果往往还没有一次成型的洞体好；二是技术人员测量放样精度不佳，隧道断面尺寸、路线方向、线型变化，都需要测量人员进行放样定位，但是在洞内，测量条件极差，导线的点的定位、水准点的布置都很艰难，很容易出现测量时精度不佳，甚至测量错误的情况。最后一个方面为作业人员责任心不强、工作技能掌握不熟练，在进行钻眼、装药时，未严格按照钻爆设计交底内容执行，对钻眼的角度、深度，装药方式、炸药用量等技术参数上控制不能达标。

二、施工工艺变化不及时

在施工前，对施工方案的选择都是工程前期工作的重中之重，但施工方案有它的优势也有它的局限性，比如对围岩产状这些地质条件只能通过设计单位提供的地质调查报告了解，但往往这些调查报告只是片面的、不详尽的，在方案选择上只能通过以往的经验针对设计单位提供的地质信息来确定施工方案，这样就造成了实际施工时出现与设计不符的情况。不同的围岩条件，需要不同的开挖方式，如果未能及时调整，极易出现超挖现象。以下为施工中常见的几点因为施工工艺造成的超挖原因。

1、爆破参数不匹配、不合理

通过经验确定的钻爆设计，在遇到围岩情况不符的时候会出现爆破方法、爆破方式、爆破器材及装药方法选择错误，现场施工人员在没有技术指导的情况下，会存在较大的随意性，对爆破参数的选取针对性不强，造成超爆或者二次爆破的现象。

2、地质条件变化掌握不及时

隧道施工的难点就在于如何应对不断变化的地质条件，但由于施工条件的局限性，很难准确及时的了解地质条件的变化。围岩变化但所用施工工艺未及时变化，其矛盾顿时显现。

三、现场施工管理和组织体系不完善

现场管理人员不能及时组织人员对实际施工情况进行统计，将真实有效的数据反映到技术部门，由技术部门重新进行分析，完善施工技术方案，合理提供施工技术指导，再由现场安排作业循环反馈同时对质量进行检测，合理的制定规章、技术标准。

2、解决方法

解决上述三个方面的问题也就解决了造成长大隧道Ⅲ级围岩超挖值过大的问题。

针对人为因素，首先必须在思想上对管理人员、技术人员、作业人员进行强化施工组织管理、推行作业标准化并经常加强文化和责任心的教育。再分别细化，按照分工不同，工种不同，层层剖析。管理人员要在思想上改变老的、传统的施工观念，严格按照制定的作业标准对作业人员进行管理；技术人员在测量时，可以要求洞内停止施工，创造好的测量条件，使用全站仪进行中线控制，采用激光断面仪进行孔位放样控制，确保精度要求；作业人员必须经过岗前培训具有一定的技能水平后，持证上岗，并且在作业前要接受专业技术人员对作业面钻孔环节中影响超挖的相关因素进行详细讲解，并借助激光指向仪定向、门架式凿岩台车等器具对周边炮孔的外插角、开口位置和钻孔深度进行控制。

施工工艺的改进，其关键是要与现场施工的地质条件相符合，不同的地质构造采用不同的施工工艺，及时更换开挖方式，达到最大机具、人工利用率，调整相应的技术参数，最终确保开挖过程中不出现超挖现象。施工过程中，有多种手段可以准确及时的掌握地质情况，比如采用TSP地质雷达超前预报、超前地质钻探预报、岩石性能指标试验等方法，不但信息准确，投入也不大，如果施工单位没有专业的地质人才，还可以请设计院跟踪指导。掌握了准确的地质信息，接下来就是要确定相应的技术参数。Ⅲ级围岩开挖方式以爆破为主，在控制爆破与普通爆破的效果比对中，控制爆破超挖率要低40%，爆破方式上，全断面一次爆破与预留光面层法爆破的对比中，采用预留光面层法的断面，围岩的岩壁平整，危石少，撬定工作简单，而且减轻了表面应力的集中，避免了局部冒落，增加了围岩的稳定和施工安全，并且大大减少了的超挖量，平均超挖值仅在4~9cm。不过不同的岩性爆破器材与装药方法也不尽相同，为了减轻爆破对围岩的破坏，一般采用低密度、低爆速、低猛度、传爆性好的炸药，如古利特炸药、TN炸药等。装药方式上，光面爆破使用的药卷其直径必须满足能获得一定的不偶合系数的要求，不偶合系数一般应大于2，最小也不能小于1.5，且装药结构必须由孔口堵塞段、正常装药段及孔底加强段三部分组成，中间段如果使用小直径药卷则应采用连续装填，使用大直径药卷则应该采用间隔装药，不管采用何种装药方式，在孔底必须放置1~2卷的标准药卷，以增强其作用。为了确保起爆时的齐爆，一般采用两种方法，一是导爆索贯穿整个炮孔，另一则是在每一节炸药卷中装同一段的雷管，不过在施工上多采用前者较有利。

从管理角度看，首先要制定爆破质量管理基本原则，爆破的质量直接影响超挖的大小，严格的爆破控制制度，时刻提醒施工人员爆破的重要性，使施工人员养成惯性，最终降低爆破失误率。然后建立健全检测和反馈机制，对各个步骤进行监控，随时找到影响施工的关键因素，在每个工序操作时将原始数据详细的记录，通过统计对比，抓住制约工程的关键，及时准确的找到方法解决。最后建立一个比较完善、系统的质量保证体系，对作业全过程实行严格科学的管理，控制工程施工质量，及时的准确的根据工程的实际情况，调整管理方法，更改管理制度，确保各个工序有条不紊的衔接，并强化施工组织管理，推行作业标准化，经常进行提高作业人员文化素质和责任心的教育课程，使工程人员上下一心，有令必行，有错必改，有艰必克。

3、结束语

总的来说降低Ⅲ级围岩超挖值，只是控制隧道施工的一个环节，但是从这个部分不难看出，理论和实践是紧密相连的，有了理论作为基础，才能万变不离其宗的在实践上找到最正确的施工方法，高效、准确、标准的完成施工任务。

参考文献：

1、张时忠吴立[凿岩爆破]中国地质大学2002.9

朱知文男1982年出生湖北武汉人大学本科助理工程师