有关隧道工程施工超挖的预防与控制的分析

作者： 侍国伟 罗继红

来源：《科技创新导报》 2012年第13期

侍国伟 罗继红

摘 要:随着我国公路、铁路、地铁和市政设施的不断发展和完善,在施工和地质上很容易出现超出设计图纸所需要挖掘的范围,影响了隧道的施工周期,会对工程的成本和进度产生影响,虽然隧道工程超挖的问题无法从根本上得到解决,但是可以采取相应的预防措施,对超挖的问题进行有效的控制。

关键词:隧道工程 超挖 预防和控制

中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0104-02

在隧道工程施工的过程中,超挖的问题普遍存在着,使施工的成本不断增加,给施工带来了质量隐患。随着我国经济的不断发展,基础设施投入的不断增大,隧道工程也得到了飞速发展,隧道群和特长隧道的数量不断增多,因此,应对如何进行快速、优质的隧道工程施工经验进行总结。

1 隧道工程施工超挖的原因和预防

1.1 隧道施工超挖的原因

隧道是地下通道之中常见的形式,指的是为交通或者其他使用用途进行设计,在地面(水下)下进行施工,主用用途是穿山越岭、穿越江湖等。针对隧道的不同种类可以分为:人行隧道、公铁路隧道、水下隧道、城市地下隧道、山岭隧道和电缆隧道等。针对长度可以分为:短隧道、中隧道、长隧道和特长隧道等。隧道超挖产生的原因可以分为:施工方面、地质、设计和测绘等原因。

在隧道测量的过程中,主要由先做隧道进口和出口控制网等八个步骤组成,但是相关工作人员在进行测量的过程之中无法对每一个步骤进行把握,没有进行监控就将数据进行上报,很容易对施工方案进行设计的过程中,产生一定程度的偏差。一些有专业知识的测量人员,在进行测绘的过程中没有进行详细的检查,在得出简单的数据之后,对数据进行汇报,最终在工程施工过程中产生一定的偏差,产生隧道超挖的现象。总之,测绘原因可以概括为:专业人员测量的数据不精确和不专业人员进行测量使数据不准确。

地质原因指的是,因为在测量过程中的设备和天气情况,导致地质勘查没有精确的结果,我国现行的地质勘测设备不能对地面上的情况进行精确的测量,尤其是在恶劣天气的影响下,很容易产生错误的判断。例如,在勘测地质隧道的过程中,因为没有雨水的影响,可以在勘测的地点进行挖掘,但是当梅雨季节到来的时候没有办法进行施工,最终会导致在隧道施工的过程中产生渗水的现象,产生隧道超挖。

施工方原因指的是施工队伍的素质不高,对施工现场没有进行有效的管理和施工采用的方法不正确。大部分的石方隧道施工使用的是钻爆工艺,具体来说,就是爆破技术和钻孔技术。因为钻孔很容易产生精确度低的现象,在作业的过程中很容易受到隧道形状和覆盖空间的影响。由于在作业过程中缺乏对钻孔的有效监督,因此,在实际施工的过程中,除了对特长隧道和长隧道使用凿岩车之外,大部分使用人工操作和钻孔台架进行操作,员工的经验在钻孔角度的控制中有着重

要的作用,因此具有很大的难度,很容易产生超挖的现象。装药结构存在爆破不合理的现象,没有针对围岩的状况进行装药,在爆破的过程中产生很大面积的超挖。在对施工现场进行管理的过程中,由于施工现场的组织和管理十分混乱,例如,在运出材料的过程中,没有针对隧道的情况进行运输,转而使用能够方便废料运输的车辆运输方式,很容易产生超挖的现象。在施工的过程中,施工队的职业素质会对隧道的质量产生影响,施工的操作人员并非专业的技术人员,一般由学生和民工组成,缺少专业人员进行指导,因此虽然实际的操作经验十分丰富,但是没有专业素质,民工使用经验进行开挖,很容易产生超挖的现象。学生缺乏实际的工作经验,在对施工人员进行指导的过程中机械的依照书本上的知识,很容易产生超挖的现象。

除了上述的原因之外,还有很多不在人为控制之内的因素,例如,发生自然灾害、灾害天气的影响和设备的不足。由于地质知识的缺乏和设备的不足无法对实际问题进行解决,而塌方、泥石流、山体滑坡、地质和自然灾害都很容易产生隧道超挖的现象。

1.2 隧道施工超挖的预防

隧道超挖的现象虽然没有办法完全消除,但是可以根据上述原因进行预防,可以采取以下几种措施。首先,在测绘的过程中进行预防。在进行前期测量的过程中,应该聘请专业人员,对其进行职业培训、技术交底和思想教育,用认真的态度对待测量,在测量过程中进行多次实践,对数据进行综合性的分析,使用合理的数据对工程进行策划,避免聘请非专业人员进行测绘的问题。

其次,减少地质原因对超挖产生的影响,应该对施工地点进行多次测量,应该提前两年或者一年对施工地段的天气进行监测,对可能出现的各种情况,向策划部门进行及时的反馈,深层次的对地面进行测量,使设计图纸中地表的土壤状况和实际岩层状况相同。

第三,使用合理的方法进行施工,例如,在进行爆破之前,应该使用电脑进行模拟,使用现代化的手段减少挖掘的工作量,在进行钻孔的过程中,应该使用醒目的标记减少因为盲目挖掘而产生的超挖现象。同时培养拥有专业素质的工作人员,提高工作人员的实践能力和作业能力,将实践经验和理论知识相结合,聘请专业人员对现场进行指导。

2 控制隧道工程施工超挖的措施

应该从以下几个方面着手,对隧道超挖的现象进行控制,加强对施工过程的管理。首先,应该加强预报工作和地质勘查工作。设计应该根据设计的规范进行完善的地质勘探,在地质情况十分复杂的地区进行加密地质钻孔,为进一步的结构设计提供详细的资料,对施工进行有效的指导。施工单位加强预报工作,对装药结构、爆破方法和开挖进尺进行指导。由于隧道工作具有特殊性,因此应该对开挖的地质状态进行客观的比较,对施工过程中出现的问题和现象进行反应,采取合适的支护措施。同时,应该对围岩的状况进行评价,对掌子面进行观察和绘制,最终避免隧道施工超挖的现象。

其次,提高隧道施工的管理水平。使用控制爆破,通过优化爆破参数、现场实验和工程类比的方式,提高爆破水平。应该针对经济、技术的要求,使用性能良好、精确程度高和操作简单的机械进行钻孔。对断面的测量放线进行严格的控制,减少断面放大的问题。对钻孔的精度进行控制,保证炮眼分布的均匀、降低开口误差和外插角。施工企业应该针对设计的具体情况采用测量设备,对工作人员进行培训,提高施工的水平。同时,因为隧道工程的性质,只有在开挖过程中才会对地质状态有客观的认识,因此,只有对施工过程中出现的问题进行准确的反映,才能够使用完善的施工措施和支护措施,因此,应该在施工的过程中不断提高地质判断水平和地质判断技术,最终确定合理的施工方案,对超挖问题进行控制。

第三,对爆破方案进行动态管理。动态管理指的是针对不同的外在条件对爆破方案进行调整,提高爆破效果,最终对隧道超挖进行控制。施工地区的地质条件是制定爆破参数的依据,因此,在

施工的过程中,应该转变以往根据经验进行爆破的现象,根据地质条件的不断变化,对钻孔的角度和方位进行调整,对周边孔或掏槽眼的参数进行调整。在进行爆破施工的过程中,应该结合地质条件、现场试验结果和施工人员的经验进行判断。地质条件是客观因素,会随着挖掘的深入而产生变化,因此应该针对围岩节理的变化进行有针对性的判断。在施工管理的过程中,不断提高管理的组织性,制定完善的施工标准,提高工作人员的组织意识,将责任落实到每个人身上。

第四,提高隧道施工人员的素质。及时转变施工人员“宁超勿欠”的陈旧观念,让施工人员认识到超挖带来的经济损失和安全危害。加强施工人员的在职培训,使其工作态度和职业素质得到提高,最终使隧道施工的工作质量得到提高。施工人员的素质会对施工的质量产生直接的影响,因此应该不断加强对技术人员和施工人员的教育工作,提高其技术水平,最终产生准确的判断,对超挖进行有效的控制,在培训的过程中,还应该培养施工人员的责任意识的良好的工作态度,提高施工人员的团队协作能力,在施工过程中,进行积极主动的学习,及时发现问题、解决问题。

3 结语

总之,针对隧道的不同种类可以分为:人行隧道、公铁路隧道、水下隧道、城市地下隧道、山岭隧道和电缆隧道等。针对长度可以分为:短隧道、中隧道、长隧道和特长隧道等。隧道超挖产生的原因可以分为:施工方面原因、地质原因和测绘(设计)等原因。在测绘的过程中进行预防,减少地质原因对超挖产生的影响,使用合理的方法和合理的施工机械设备进行施工。同时,应该加强超前预报工作和地质勘查工作,提高隧道施工的管理水平,对爆破方案进行动态管理,加强技术安全交底和培训,提高隧道施工人员的素质,以使隧道工程施工超挖得到有效的预防与控制。

参考文献

[1]刘汝杰,袁保宗.隧道施工中的超挖问题及其控制措施[J]．建筑安全,2002,30(1):145～147.

[2]何平,杨保华,王牟本.我国公路隧道工程技术的现状及展望[J]．北京:中国建筑工业出版社,2004,30(1):51～55．

[3]清泉,杨奇逊,扬以涵．路施工技术手册一隧道(上、下册)[J]．上海:上海科学技术文献出版社,2003,23(12):7～11．