隧道超欠挖质量控制及处治措施

文章编号：1009-6825 (2017) 34-0175-03

西建筑

SHANXI ARCHITECTURE

山

Vd.43No.34

Dec. 2017

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隧道超欠挖质量控制及处治措施

秦栋华

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西晋中030600)

摘要:在隧道施工中，超欠挖是不可消除的，通过有效措施将超欠挖控制到最低限度是可行的。对隧道钻爆法施工中影响超欠 挖的因素进行了分析，对常见的进行超欠挖控制和处治的措施进行了介绍，以期借鉴。关键词：隧道，测量,超欠挖，措施

中图分类号:U455

在隧道钻爆法施工中，隧道洞体出现超挖或欠挖是一种常见 的施工管理不当行为。虽然隧道施工出现超挖或欠挖是不可避 免的，但施工单位对超挖、欠挖认识不够,导致开挖成型质量较 差，严重的甚至影响洞室稳定性，影响隧道施工质量、安全进度和 经济效益。认识到隧道超欠挖的危害，重视进行超欠控制，是确 保隧道工程效益的有效途径。

严重的超欠挖会对隧道洞室稳定性产生一定影响，对隧道超 欠挖控制，始终是隧道质量控制的重难点之一。在隧道洞室开挖 中，分析隧道洞体产生超欠挖的施工因素，使用有效的质量控制 手段，采取针对性的技术控制措施,确保隧道施工质量。

文献标识码:A

在隧道钻爆开挖施工中，隧道洞室爆破产生的超欠挖是普遍 存在的，超欠挖质量是确保施工质量控制的重难点之一。我国高 速铁路隧道工程施工质量验收标准中，开挖断面中线、高程及断 面净空须符合设计要求，严格控制超欠挖。在洞身及隧底开挖

时，要求石质坚硬岩石个别凸出部分（每1 m2不大于0.5 m2)侵 人衬砲应小于5 cm,拱脚和墙脚以上1 m内断面严禁欠挖。

超欠挖会给隧道施工的综合效益带来很大影响，特别是经济 效益和隧道结构的可靠性。在洞体开挖中，出现超挖过大会直接 增大出渣量和衬砌量，经济上使得工程成本增加，还容易导致洞 体局部应力集中在超挖部位，影响围岩自身结构的稳定性。洞体 出现欠挖则会对衬砲厚度造成直接影响，埋下工程质量和安全隐

现阶段城市道路桥梁建设中的病害问题仍然比较突出。此 时,为了保证城市道路桥梁使用安全性，防范病害问题的频繁凸 显，应逐步落实钢筋锈蚀控制措施、路基沉降处理措施、桥头跳车 控制措施、桥梁裂缝处理措施等等，延长城市道路桥梁使用寿命，

1概述

的有效办法,应强化对其的落实。

2.4桥梁裂缝处理措施

在城市道路桥梁建设工作开展过程中，做好桥梁裂缝处理工 作也是非常必要的。为此，应从以下几个层面人手：

1)

更好的发挥其承载作用，创造一个良好的城市道路交通环境，维 桥梁裂缝的产生会对桥梁结构产生危害，而桥梁使用耐久

有效缓解城市化发展中的交通堵塞 性也会受到一定影响。因而,在城市道路桥梁工程实际建设中， 护广大群众日常出行通畅性，应尽量使用骨料级配混凝土，并在混凝土拌和时，用水冷却碎石， 以降低混凝土浇筑温度。同时，在拆模阶段，应合理化控制拆模 时间，并在冬季施工时，做好混凝土浇筑块的保温工作。如此，可 减少混凝土的温度应力，避免桥梁裂缝问题。另外，为了通过控 制温度应力的方法缓解桥梁裂缝问题，应做好分缝分块工作，并 合理化控制桥梁基础，科学安排施工程序，增强混凝土性能，有效 防范桥梁裂缝病害问题。

2)

[2] 问题。参考文献：

[1] 方少斌.城市道路与桥梁常见病害与防护措施[J].门窗，

2016,14(8) ：192,194,

高军.探讨道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术 [J].河南建材,2016,12(3):87-88.

[3] 刘雪，姜景山，费寒蕊，等.城市道路常见病害及防治措施

[].建材发展导向，2016,14(8):65-68.为了有效防范桥梁裂缝，必须注重参照施工技术规范对混 研究[；

凝土构件中的钢筋、水泥、水、砂等原材料质量进行细致检查，且 [4] 王敏.市政道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术 以实验方式确定混凝土配合比，将桥梁裂缝控制到无害范围内[6]。

3)

[J].四川水泥，2015,22(10) :336,339.

[5] 张楠.城市道路沥青路面常见病害的防治措施分析[J].

(18) :237.在桥梁裂缝控制时，强调支架搭设、基础处理等的科学设 科技与企业,2013,23

[6] 贾辉，陈昌彦，白朝旭，等.城市道路病害检测中常见干扰源 计与施工，也是有效的病害问题防范方法，应对其进行落实。

探地雷达图像特征分析[J]•工程勘察,2012,40(11) :86-92.3结语

Common diseases in urban roads and bridges and prevention strategies

Zhang Yan

(Shanxi Transportation Research Institute, Taiyuan , China)Abstract： In the city road and bridge construction as the research object, analysis of bridge cracks, uneven settlement of foundation, reinforce­ment corrosion and other issues, and for the prevention of the city, road and bridge construction quality improvement, provide a reference for city road and bridge construction.

Key words： urban road and bridge, disease, prevention strategy

收稿日期=2017-09-22

作者简介:秦栋华（1984-),男，助理工程师

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第43卷第34期20 1 7年1 2月

山西建筑

患。重视超欠挖控制，确保围岩稳定和创造安全的支护条件。的关键。在进行测量前，通过开展测量人员培训，通过熟悉设计文 件等提高测量人员的精度控制意识。

尽量选择具有丰富经验、技术过硬的测量人员，测量数据换手 复核。仪器选用较先进仪器操作，定期到技术鉴定部门进行标定。

4)

合理选择爆破技术。在隧道超欠挖控制上,不同的爆破方

2影响隧道超欠挖因素

隧道施工控制主要在开挖上，控制好隧道超欠挖，是确保工程

经济效益的关键之一。在隧道施工中，影响出现超欠挖的因素主 要有以下几种：

1)

法会产生不同程度的影响。进行隧道光面爆破时,应重视通过工 钻孔精度。超欠挖产生的最主要原因是钻孔出现偏差。钻

据此进行爆破参数优化，进行爆 孔偏差主要有开眼偏差、方向偏差及岩石内的附加偏差三种。大 程类比和现场试验进行数据收集，量的工程实践表明，开眼偏差是引起欠挖的主要因素，方向偏差是 引起超挖的主要因素。

2)

破质量控制，特别对装药量严格控制，保证起爆顺序正确。

5)

重视现场施工组织管理。科学有效的施工管理制度是技术

顺利实施的保证。仅通过技术措施是不能完成隧道超欠挖控制 爆破技术。当设置的爆破参数不合理时，也会导致超欠挖

出现。主要有:临空面不足使得其他孔爆破效果受到影响，掏槽方 式不合理最为常见;炮眼间距设置过大时，极易导致欠挖的出现; 单孔药量过大导致的超挖最为常见。

3)

测量放线。控制开挖轮廓线精度，规避测量错误引起的超

欠挖是控制超欠挖效果的关键。在进行测量时，应采取有效措施 确保隧道中线和标高测量准确性，保证轮廓线位置的准确，减少对 超欠挖的影响。一般通过使用技术过硬、责任心较强的测量人员 和先进的仪器减少放样误差。

4)

地质条件影响。地质条件是确定爆破参数的依据。地质条

件随着开挖掘进而不断变化，主要是围岩节理裂隙的变化。对于 可以采用全断面开挖的情况，节理裂隙和岩层走向的存在会产生 局部塌落造成超挖，会随着支护时间的推迟而增加。在施工中，应 及时进行初期支护施工，采取初喷混凝土、进行锚杆和钢格栅布置 等工程措施，将围岩结构的自身稳定性充分发挥，减少此类超挖。

5)

现场管理。通过建立科学有效的超欠挖控制体系，确保严

格按施工工序进行作业。在钻爆施工中，严格爆破作业管理，确保 相关制度落实，将众多影响因素处于可控状态，最大化的减少超 欠挖。

可以看出，在影响隧道工程超欠挖的因素中，客观不可改变的 是地质及设备构造因素，通过施工中的严格管理及发挥施工人员 的主观能动性，能将其余影响因素进行有效的控制或消除。

3超欠挖质量控制措施

在隧道钻爆法施工中，消除超欠挖是不可能的，可采取有效措

施将超欠挖控制到最低限度。

1)

根据地质条件及时调整爆破参数。隧道所处位置的地质条 件不是一成不变的，钻进中遇到不良地质出现是不可避免的，应及 时进行爆破参数调整。

在掘进过程中，应随时根据围岩变化情况，对炮眼位置和钻孔 角度及时进行调整。为确保爆破效果，可进行每茬炮后爆破效果

分析，分析结果可用于指导下一茬炮的爆破参数调整。在施工中， 装药量及光爆层厚度调整是最常见的参数调整。

2) 提高钻孔精度。在光面爆破中，应严格按照爆破方案进行 钻孔，受人为或机械影响，会或多或少形成一定偏差。在施工中， 减少超欠挖最常用的措施有：

a.

进行司钻人员培训。司钻人员的水平高低直接决定钻孔的

效果，对其开展技术培训是树立按规操作意识的最有效途径，有利 于提高其操作细则和设计要求的执行意识，保证爆破孔位的深度 和倾角符合要求。周边眼和掏槽眼作业可使用技术熟练的操作工

进行，在先钻的孔内插人导向管，以此作为基准进行钻孔。

b. 外插角是影响爆破效果的重要因素。在钻周边孔时，孔位置少量内移有利于将外插角不利影响降低。在某隧道施工 中，将钻孔孔位在测量的掌子面轮廓线内侧1 cm ~3 cm处。

3) 提高测量放线精度。控制开挖的轮廓线精度是超欠挖控制

的，施工组织管理必须进行配合。通过组织管理保证众多影响因 素处于可控状态，落实动态施工原则，以达到爆破设计要求。

进行施工过程中，建立一套健全的质量保证体系。通过人员 培训、经验交流、质量检测、经验反馈等制度，以确保隧道超欠挖控 制的效果，有利于保证施工流程和各工序配合的通畅。重视加强 组织保障，对钻爆手等实行定人定岗。

4超欠挖检查及处治

检查隧道施工中存在的超欠挖，采取必要措施进行有效处治，

确保隧道工程施工质量。

4.1 检查

主要包括洞身开挖断面和仰拱断面检查。

1)

洞身开挖断面。隧道每循环开挖后，测量员对上一循环开

挖进行断面测量取得实际开挖断面数据，同设计轮廓数据进行对

比后，能直观表现出超欠挖情况。测量断面数据应传送至各相关 部门，

以进行施工指导。二次衬砌施工时，土工布铺设前，间隔3 m对初期支护后断 面进行一次测量，形成断面资料，反映初期支护后断面超欠挖 情况。

2) 仰拱断面检查。仰拱开挖清底后，根据测量人员在边墙上 标定的内轨顶面标高进行仰拱深度测量，由中心线每间隔1.5 m 测量一个断面，欠挖处及时用红油漆标注。

4.2 处治

对存在的超欠挖情况，采取有效的工程措施确保施工质量。

1)

经过测量断面后，对欠挖处进行红油漆标注。采用风镐或 电钻对欠挖较小处进行处理。采用风枪钻眼爆破对欠挖较大处 进行处理。在土工布铺设前发现的欠挖处采用膨胀剂进行处理， 以防止爆破损坏防水板。

2)

经过现场测量，基面平整度超标的，即两凸出物之间的深

长比不大于1/10,则通过补喷混凝土进行处理。一般地段采用喷

混凝土直接处理，超标严重地段需进行挂网补喷混凝土。在隧道钻爆法施工中，

采取有效措施将超欠挖控制在设计要 求范围内。为确保隧道施工超欠挖控制的精度，

提高超欠挖控制 效果，须严格坚持施工组织管理，技术上从钻孔精度、测量放线、 爆破技术人手,相关参数随围岩地质条件的变化进行调整，能有 效确保隧道施工的工程质量和经济效益。

参考文献：

[1] 吴永乐.隧道超欠挖对隧道成本的影响及控制途径[J].工

程技术（文摘版），2017(4) :56-58.[2] 谢伟，宋子龙.隧道爆破超欠挖施工技术应用[J].工程技 术（文摘版），2015(6):91-93.[3] 姜兵，杨强.隧道超欠挖产生原因、危害及控制措施分

析[_!].科技风,2011(19):68-70.

将钻

第43卷第34期 2 0 1 7 年 1 2 月

文章编号：1009-6825 (2017) 34-0177-03

山 西建筑

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双线铁路隧道下台阶穿越古冲沟富水砂层施工技术

程宏生

(中铁隧道集团二处有限公司，河北三河

065201)

摘要:针对阳城隧道土石分界处富水砂岩流塑状特征，通过优化方案，提出了采用‘‘三向”竖向旋喷桩止水、加固、支撑帷幕+降 水的施工方法，达到了快速、安全施工的效果，解决了古冲沟富水砂岩地质中隧道施工开挖涌水涌砂、初期支护变形大，施工进度 缓慢，安全风险高的施工难题。

关键词:古冲沟，富水砂层，土石分界，旋喷桩帷幕，降水

中图分类号:U455

文献标识码:A

1工程概况

支护受力条件。

2)合理设置台阶的高度和长度，充分利用空间，达到快速施 工、及早封闭、控制变形、保证安全的目的。2.2

蒙华铁路重点控制工程阳城隧道位于陕西省靖边县境内，设

计为双线铁路隧道，开挖高度11.5 m,宽度11.6 m,断面面积

109 m2,最大埋深约207 m,总长7 108.25 m。

施工工艺的比选

1) 施工方法。

三台阶临时仰拱法施工，仰拱施工滞后掌子面35 m,仰拱开

隧道设两座斜井辅助施工，其中，1号斜井任务范围内正洞穿 越古冲沟复杂地质，开挖揭示上、中台阶为土夹砂、土砂互层，下 台阶为全风化砂岩，隧底土石分界。富水全风化砂岩颗粒松散， 自稳能力极差，土石分界带地下水汇集，真空降水难以形成降水 漏斗,降水效果差;开挖后砂岩迅速流化，形成溜垮、坍塌及涌水 涌砂等地质灾害，沉降变形难以控制，施工难度大，安全风险高，

见图1〜图3。

2.2.1原施工方案

挖支护每循环不大于3 m,支护后及时回填碴土，便于机械作业； 每4循环仰拱开挖支护后施工二衬仰拱及仰拱填充。该方法各 台阶高都均超过3 m，对于自稳性极差的含水全风化砂岩地层，高 台阶开挖围岩易溜垮、坍塌;临时仰拱下砂岩颗粒随地下水流失、 脱空，初支沉降、变形大;碴土回填后道路泥泞，机械通行困难;施

土夹砂

工难度大、安全风险高。

2) 辅助措施。

超前加固措施采用全断面帷幕注浆，浆液采用P. 042. 5普通 硅酸盐水泥。经现场验证，掌子面附近扰动过的地层注浆效果较 好，前方未扰动过的地层砂岩结构致密，浆液难以扩散或劈裂，仅 形成钻孔柱状骨架，可注性极差，难以达到地质改良目的,且施工

图1洞身地质素描示意图

周期较长。2.2.2方案优化

根据地层分布及特征，通过对台阶高度、长度的优化，提高开 挖面的自稳性;针对下台阶土石分界带全风化砂岩过水通道涌水 涌砂的施工难题，借鉴市政明挖基坑施工方法，在隧道两侧及前 方横向施工“三向”旋喷桩，形成止水帷幕、初期支护支撑体系;止 水帷幕外侧采用真空井点对地下水进行降压、截流，内侧对地下 水进行疏干。下台阶下部同仰拱初支一次开挖成环。下台阶分

图2上中台阶土砂互层 图3下台阶全风化砂岩过水通道

两步开挖虽然增加了台阶层数，但减小了开挖高度，未增加扰动 次数，有利于开挖成形、控制坍塌溜垮;旋喷桩帷幕为下台阶下部 及仰拱的开挖成形提供保障，能提高施工速度，同时对未成环的 初期支护提供坚实的基础，有利于控制初期支护的沉降、变形。

2施工方法的选择

1)根据地质特性，通过合理的辅助措施,最大限度的改善初期

2.1 选择原则

Quality control and treatment measures of tunnel under excavation

Qin Donghua

(Shanxi Jinzhong Road and Bridge Construction Co.

, L

td, Jinzhong

030600,

China)

Abstract ： In tunnel construction, over and under excavation can not be eliminated, it is feasible to control the over excavation under the mini­

mum through effective measures. This paper analyzes the factors that influence the over excavation and excavation in tunnel drilling and blasting method, and introduces the common control measures of over excavation and excavation, so as to draw lessons from them.

Key words ： tunnel, measurement, over excavation, measures

收稿日期=2017-09-23

作者简介:程宏生（1985-),男，工程师