概 述 在隧道钻爆法施工中,隧道超挖或者欠挖是不可避免的。但在实际施工中,不少单位对超挖、欠挖的认识不够,以至于开挖成型质量较差,其不仅对隧道施工的工程质量和安全进度产生重要的影响,而且会影响工程的经济效益,在超欠挖严重的情况下,对隧道洞室的稳定性也会产生一定的影响,所以隧道超欠挖问题必须引起重视。
概 述
在隧道钻爆法施工中,隧道超挖或者欠挖是不可避免的。但在实际施工中,不少单位对超挖、欠挖的认识不够,以至于开挖成型质量较差,其不仅对隧道施工的工程质量和安全进度产生重要的影响,而且会影响工程的经济效益,在超欠挖严重的情况下,对隧道洞室的稳定性也会产生一定的影响,所以隧道超欠挖问题必须引起重视。
《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10753-2010)对隧道开挖有如下规定:
洞身开挖
第6.3.1条:隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。
第6.3.2条:隧道开挖断面净空必须符合设计要求。隧道开挖应严格控制超欠挖,石质坚硬岩石个别突出部分(每1m2不大于0.5 m2)侵入衬砌应小于5cm。拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
第6.3.6条:光面爆破的炮眼痕迹保存率,硬岩不应小于80%,中硬岩不应小于60%,并在开挖轮廓面上均匀分布。
隧底开挖
第6.4.1条:隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求,石质坚硬岩石个别突出部分(每1m2不大于0.5 m2)侵入衬砌应小于5cm。
钻孔的偏差是产生超欠挖的主要原因。钻孔的偏差一般由以下三部分组成:
(1)开眼偏差,开眼中心与设计孔位中心之间的偏差;
(2)方向偏差,开眼方向与隧道设计轴向轮廓线之间的偏差;
(3)岩石内的附加偏差,即由于岩层产状或岩石节理原因造成钻孔后的偏差加大量。
以上三种偏差中,开眼偏差多半是引起欠挖的主要因素;方向偏差多半是引起超挖的主要因素。在方向偏差中,包含有因使用凿岩机而产生的不可避免的偏差,这种偏差随钻孔深度的增加而增加。
爆破产生的超欠挖主要是爆破设计参数选择不合理所致,其中包括:
(1)掏槽方式不合理,会直接影响掏槽爆破效果,由于没有足够的临空面,影响其他孔的爆破效果。
(2)周边眼间距不合理,孔眼间距过大容易造成欠挖。
(3)周边的装药结构和药量控制不当,如果单孔药量过大的话,容易造成超挖。
控制超欠挖主要是开挖轮廓线(或周边孔线)的精度要控制好。由于测量错误引起的超欠挖,这在隧道施工中将是致命的,必须规避此类风险度。因此,应首先保证测量放样隧道中线和标高的准确,并通过正确的方法来保证轮廓线位置的准确,减少对超欠挖的影响。通过选取技术过硬、责任心较强的测量人员和较先进的测量仪器较少放样误差。
地质条件是客观条件,它是确定爆破参数的基本依据。地质条件是随着开挖而不断变化的,其中主要是围岩节理裂隙的变化。对于可以采用全断面开挖的地质情况,虽然围岩开挖后能够自稳,但节理裂隙和岩层走向会产生局部塌落或顺层溜帮,从而造成超挖。此超挖量会随着支护时间的推迟而增加,因此及时封闭的施工原则就显得非常重要,及时初喷、施作锚杆和布设网片,可以充分利用围岩自承能力,减少此类超挖。
在控制超欠挖中,建立一个比较完善的、统一的质量保证体系,对作业全过程及相关因素实行严格科学的管理非常重要。爆破作业现场管理主要指人员安排、作业组织、技术交底与指导、质量检测、信息反馈、经验总结及相应的规章和技术标准的制定等。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。
超欠挖会给隧道施工的综合效益带来很大的影响,包括经济、施工进度、喷砼、排水壁面美观、安全的方面。隧道的经济效益和隧道结构的可靠性最为明显。
(1)隧道的经济性
爆破造成的超挖增加爆破费用、增加出碴量,延长出碴作业时间。超挖回填混凝土,增加额外的工程量,衬砌施工中,欠挖的处理造成误工、窝工。
(2)隧道结构的影响
超欠挖是隧道局部应力集中,围岩的塑区显著增大,洞身围岩变形较大;欠挖超过允许限度再次超挖导致围岩扰动次数增加。
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隧洞开挖超欠挖控制措施
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知识点:隧道超欠挖控制措施