探析隧道软弱围岩超欠挖质量控制

探析隧道软弱围岩超欠挖质量控制

陈柱

中铁一局集团第五工程有限公司 陕西省 宝鸡市 721000

摘要：在隧道工程施工当中，软弱围岩是一种较为常见的地质结构，对施工的精度、施工的质量和施工的安全性都有极其重要的影响。软弱围岩的超欠挖质量，又是影响后续施工质量的关键。因此，本文针齐云隧隧道软弱围岩超欠挖质量控制进行分析和探讨，供读者参考。

关键词：隧道；软弱围岩；超欠挖质量控制

一、工程概况

齐云隧道位于玉溪市峨山县境内，为分离式双向六车道，开挖断面约为160㎡左右，单幅全长9063m，其中V级围岩占35％，IV级围岩占65％。围岩以强～中风化板岩，泥岩夹泥质砂岩、泥灰岩，泥质砂岩夹泥岩为主。V级围岩采用CRD法或三台阶预留核心土法，IV级围岩采用台阶法施工。开挖采用钻爆法和钻爆辅助机械法施工，每循环进尺不超过2m。

二、公路隧道超欠挖的规定和对隧道工程的影响

（一）基本要求：严禁拱脚、墙脚以上1m范围内出现欠挖；当石质坚硬完整且岩石抗压强度超过30MPa并确认不影响衬砌结构的稳定和强度时，岩石个别突出部分（每1㎡不大于0.1㎡）可突入衬砌断面，锚喷支护时凸入不大于30mm，衬砌时欠值不得大于50mm。

（二）检测指标：

表1 洞身开挖检测指标

（三）影响：经过对近几年隧道进行统计和分析，发现应用钻爆法的隧道工程施工中，平均超挖在38cm左右，最大超挖量甚至可以达到80cm左右，即使在隧道工程的爆破控制较好情况下，超挖量也会在15cm至20cm之间。齐云隧道以软弱围岩为主，超欠挖控制相对困难，极易超出规定范围。经2018年8月份对46个开挖断面进行跟踪检查，其中平均超挖≥15cm的断面31个，占67.4％，10cm≤平均超挖＜15cm的断面13个，占28.3％，拱部局部欠挖断面2个，占4.3％。这样不仅会使施工成本大幅度提高，还会使工程进度受到影响，从而给施工的质量和安全都带来较大的影响。

二、隧道软弱围岩超欠挖产生的原因

根据齐云隧道和现场施工情况分析造成超欠挖产生的原因如下：

（一）围岩地质条件

齐云隧道地质复杂多变，穿越偏压带、穿越浅埋带、穿越断层带、穿越出水带、穿越大变形地带等不良地质均易造成超欠挖。

• 围岩预沉降量

围岩预沉量一般设计图会注明，现场只知道一味地按图施工，忽视了自身施工的能力、实际围岩与设计的出入、围岩复杂多变的情况。齐云隧道设计预沉量10-20cm。

• 放样误差

测量放样是眼睛，确定开挖轮廓线。测量放样的准确性直接影响开挖轮廓线的准确性。

• 钻孔精度

钻孔深度、位置和角度均会影响到爆破的精度。除此之外，现场布孔时，仅仅考虑到开孔操作的方便性，并没考虑到爆破的效果，这样就会发生严重超欠挖现象。

• 爆破设计不符合现场实际

隧道围岩埋地下，摸不着，看不见，虽然设计前通过一系列物探手段确定了围岩的级别和特性，但误差较大。我们一味按照设计围岩编辑好的爆破方案指导爆破，那样也会造成严重的超欠挖。

• 齐云隧道软弱围岩超欠挖质量控制采用的方法

• 应对围岩地质条件的方法

虽说在隧道开挖过程中地质条件是客观存在的，无法随人为和意志做更改，但我们可以通过选择合理开挖方式、方法和加固措施，尽量减少地质的危害

1、选择合适的开挖方法

在齐云隧道偏压、浅埋段采用CDR法施工，开挖方式采用弱爆破法；在断层和出水地带采用三台阶预留核心土法施工，开挖方式采用弱爆破或弱爆破辅助机械法施工；在大变形地段采用三台阶预留核心土法施工，开挖采用弱爆破辅助机械法施工。一般段落采用台阶法施工，开挖采用爆破法。

1. 做好超前支护施工

齐云隧道除洞口段采用管棚超前支护外，其他段落均采用注浆小导管。注浆材料一般采用纯水泥浆，地下水采用水泥和水玻璃浆，水泥浆和水玻璃浆的比例为1比0.8。

• 应对围岩预沉量控制不准的方法

每进尺2-3米左右观察一次地质情况，并填写地质素描纸质版文档，发现围岩变化后及时上报，对开挖轮廓做相应调整。现场技术人员每天登录（玉楚监测）隧道沉降预警系统，分析同一类型围岩变形曲线。以仰拱施工完成后下沉最大值并参照掌子面地质素描情况对钢架及开挖净空进行调整，并及时通知放样人员。一般大变形地带，预留沉降量在30cm左右。

（三）应对开挖轮廓线放样误差过大的方法

测量仪器应经常校验，禁止采用未经校正的仪器。一般情况下每一季度校验一次。隧道导线点采用带有“十字”头的钢筋并且埋设稳固。导线桩一般埋设在坑穴内，桩头稍低于周边混凝土面，以减少过往机械和人员对导线点的损坏，保证导线坐标准确。一般每转一次导线点，需对后面2个导线点先进行复测。测量人员要经验丰富，技术过硬。测量时要进行换手测量和数据复核，必要时采用两台仪器进行校准。

（四）应对钻孔误差较大的方法

按照爆破设计测量放样，标识出炮眼位置，控制其间距，严格按照设计要求进行钻眼。钻眼时技术人员进行现场指导。选择技术经验较好，责任心强的工人固定打设周边眼，掏槽眼等关键眼位，适当提高其待遇，并与开挖班组签订超欠挖控制质量责任书，每月按照指标进行考核。

（五）应对爆破设计不符合现场实际的方法

加强地质预报工作，采用岩变我变的理念。围岩变硬时，周边眼按轮廓线布置，周边眼间距按照爆破设计适当减小，采用连续均等装药。围岩变软时，周边眼按轮廓线收小5cm左右布眼，周边眼间距按爆破设计适当增大，采用间隔装药。对于自稳能力差，开挖后极易出现溜塌的围岩，严格控制超前注浆，保证注浆效果。

• 取得的效果

通过上述控制方法经过一系列的探索和实践，齐云隧道欠挖现象后期已基本规避，超挖多控制在5-15cm范围内。

结束语

总体而言，超欠挖对于隧道工程的安全性和质量影响较大，而且导致出现超欠挖情况的因素较多，其中包括钻孔的精度、爆破技术以及围岩地质条件等，为了能够对隧道软弱围岩超欠挖质量进行有效控制，就需要选择科学有效的开挖方法，确定炮眼间距、深度和起爆方法，同时还需要做好超前支护施工工作，只有这样才能够将超欠挖合理控制在规定范围之内，从而有效提高隧道工程的安全性和整体质量。

参考文献：

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