鐵路工程隧道施工超挖超填措施

導(dǎo)語：鐵路工程隧道施工超挖超填措施一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：針對(duì)中老鐵路鐵路隧道施工超欠挖管控，為加強(qiáng)施工項(xiàng)目成本管控，通過對(duì)施工項(xiàng)目工序優(yōu)化，確定了經(jīng)營(yíng)管理清單的方向、重點(diǎn)、難點(diǎn)及時(shí)間節(jié)點(diǎn)經(jīng)營(yíng)管理清單調(diào)整，系統(tǒng)梳理項(xiàng)目部二次經(jīng)營(yíng)、內(nèi)控管理項(xiàng)目；研究分析承包合同后制定項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)清單，過程中嚴(yán)格實(shí)施，根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度結(jié)合執(zhí)行的實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整執(zhí)行措施，取得較好成效。

關(guān)鍵詞：鐵路工程隧道；超挖；超填；超噴管控措施

1概述

中老鐵路森村二號(hào)隧道項(xiàng)目部管段DK225+080-DK230+742，施工長(zhǎng)度5662m其中III圍巖長(zhǎng)2301m，IV級(jí)圍巖長(zhǎng)2374m，V級(jí)圍巖長(zhǎng)987m，IV、V級(jí)圍巖占比59.4%。隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，洞段段以石炭系（C）板巖夾砂巖、泥灰?guī)r等為主，不良地質(zhì)主要為順層偏壓、滑坡、軟巖大變形。圍巖裂隙水較發(fā)育，預(yù)測(cè)涌水段較多，預(yù)測(cè)隧道正洞內(nèi)一般涌水量為31300m3/d，雨季最大涌水量為37600m3/d；圍巖破碎，存在塌方可能，隧道位于瑯勃拉邦構(gòu)造縫合帶南側(cè)，構(gòu)造較為復(fù)雜，次級(jí)構(gòu)造發(fā)育，洞身發(fā)育有5條斷層。那迷村一號(hào)隧道進(jìn)口里程DK230+964，出口里程DK231+316，全長(zhǎng)352m，最大埋深約為50m，全隧均為V級(jí)圍巖，洞身圍巖主要有石炭系（C）板巖、砂巖夾灰?guī)r。巖體破碎，自穩(wěn)性差，不良地質(zhì)為巖溶。那迷村二號(hào)隧道進(jìn)口里程DK231+659，出口里程DK236+115，全長(zhǎng)4456m，III級(jí)圍巖1360m，IV級(jí)圍巖1820m，V級(jí)圍巖1276m，IV、V級(jí)圍巖占比69.5%。隧道洞身最大埋深約341m，最小埋深約22m。測(cè)區(qū)屬構(gòu)造侵蝕、溶蝕低山地貌，隧道通過淺變質(zhì)巖地層，巖性主要為板巖、砂巖夾灰?guī)r、巖質(zhì)軟硬不均，巖體受區(qū)域構(gòu)造影響較大，巖體較完整～破碎均有。卡西隧道進(jìn)口里程DK245+165，出口里程DK248+541，全長(zhǎng)3376m，其中III級(jí)圍巖550m，IV級(jí)圍巖1035m，V級(jí)圍巖1791m，IV、V級(jí)圍巖占比83.7%。隧道最大埋深約265m，隧道為疑似瓦斯隧道（目前未檢測(cè)到），洞身段圍巖主要為三疊系（T）砂巖、泥巖夾頁(yè)巖、煤線。洞身發(fā)育有萬榮向斜、卡西背斜；受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響，洞身節(jié)理裂隙發(fā)育，全、強(qiáng)風(fēng)化帶厚且風(fēng)化差異性圍巖穩(wěn)定性差，通過向斜背斜核部地段，地下水較豐富，可能會(huì)發(fā)生涌水、坍塌。隧道進(jìn)、出口地形平緩、埋深小。出口仰坡順層。拉孟山隧道進(jìn)口里程DK253+703，出口里程D1K261+585，全長(zhǎng)7882m，其中II級(jí)圍巖50m，III級(jí)圍巖1955m，IV級(jí)圍巖4279m，V級(jí)圍巖1598m，IV、V級(jí)圍巖占比74.6%，此隧道為低瓦斯隧道（目前未檢測(cè)到），隧區(qū)屬構(gòu)造剝蝕，溶蝕中山地貌，地形起伏大，最大埋深約424m。洞身段圍巖主要為三疊系（T）砂巖、泥巖夾石英砂巖、煤層（線），二疊系（P）灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。本隧特殊巖土為松軟土，根據(jù)附近河流高程，推測(cè)隧道處于巖溶垂直滲流帶和季節(jié)變動(dòng)帶中，在可溶巖與非可溶巖接觸帶巖溶發(fā)育，隧道施工可能遇溶洞、暗河等巖溶形態(tài)。

2隧道工程超挖、超填、超噴原因分析

主要原因：思想認(rèn)識(shí)、工人技能、機(jī)械設(shè)備、混凝土性能、地質(zhì)原因、鉆爆技術(shù)等。1）前期部分洞口不重視鉆爆設(shè)計(jì)，隨意性強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)不足，實(shí)踐能力欠缺；管理缺乏主觀能動(dòng)性，不能適時(shí)調(diào)整參數(shù)。2）隧道架子隊(duì)前期成本意識(shí)較差，超欠挖控制積極主動(dòng)性不足，重視開挖進(jìn)尺，忽略超挖控制；現(xiàn)場(chǎng)管理人員管控措施不全面，現(xiàn)場(chǎng)管控存在思想誤區(qū)，認(rèn)識(shí)不到位，導(dǎo)致前期超噴、超填較大。3）受地材的影響，混凝土性能存在波動(dòng)情況，塌落度、流動(dòng)性、和易性等不穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)噴射混凝土施工難度增加，導(dǎo)致回彈量加大。4）鉆爆工人工藝水平參差不齊。鉆爆和噴射工藝水平不高，操作人員能力有限，操作技能有待提高。5）隧道各工點(diǎn)施工條件差，主要以泥灰?guī)r、泥巖、板巖、炭質(zhì)板巖、石灰?guī)r等為主，巖性較差，地下水發(fā)育等。隧道IV、V級(jí)圍巖占總長(zhǎng)度的72%，隧道進(jìn)洞階段，普遍存在洞口淺埋、偏壓、富水等不利情況，目前的揭露的Ⅳ、Ⅴ圍巖均存在富水狀態(tài)，導(dǎo)致混凝土超耗大。

3采取的材料核銷方案及施工成本控制措施

施工前，技術(shù)部編制作業(yè)指導(dǎo)書并對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)及技術(shù)交底，各級(jí)管理人員緊盯掌子面圍巖，結(jié)合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)分析，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)圍巖進(jìn)行判定。進(jìn)而確定開挖工法（全斷面、臺(tái)階法）和開挖進(jìn)尺，針對(duì)性的編制鉆爆方案并進(jìn)行交底。工程施工過程中，技術(shù)部應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度作經(jīng)常性的檢查、調(diào)整。確保關(guān)鍵線路資源配置，做到關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)不滯后；對(duì)非關(guān)鍵線路要充分利用調(diào)節(jié)工期，使資源得到合理充分利用。要利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證調(diào)整、優(yōu)化、完善施工技術(shù)方案，使工程施工所需成本始終保持在最低投入水平。已在實(shí)施過程中的施工方案，也應(yīng)進(jìn)行經(jīng)常性的檢查，如發(fā)現(xiàn)在落實(shí)過程中出現(xiàn)偏差，應(yīng)及時(shí)采取措施糾偏。項(xiàng)目部的測(cè)量和試驗(yàn)是保證項(xiàng)目質(zhì)量、成本的關(guān)鍵，總工程師和工程管理部要加強(qiáng)對(duì)測(cè)量隊(duì)和試驗(yàn)室的管理工作。規(guī)范測(cè)量放線，把住測(cè)量關(guān)，對(duì)測(cè)量放線加大檢查力度，測(cè)量隊(duì)做好詳細(xì)的工作記錄，明確其責(zé)任；試驗(yàn)室進(jìn)行的混凝土試驗(yàn)配比在交付拌合樓拌制前必須報(bào)經(jīng)工程技術(shù)部及總工程師審查。實(shí)際配比要與報(bào)價(jià)配比作比較，如出現(xiàn)超耗情況，須將超耗原因分析清楚，并努力優(yōu)化配比。確屬客觀原因造成，難以降耗的，要充分收集資料，分析論證，提交報(bào)告以備補(bǔ)償。試驗(yàn)室還需把好主材材質(zhì)試驗(yàn)關(guān)，對(duì)不合格的材料必須及時(shí)報(bào)請(qǐng)安全質(zhì)量部要求停止使用。開挖是隧道工程施工進(jìn)度、安全、質(zhì)量和成本管控的源頭，做好開挖的控制是最重要的工作之一。項(xiàng)目部自開工以來，非常重視隧道的開挖管理，項(xiàng)目部成立隧道超欠挖管理領(lǐng)導(dǎo)小組，2017年7月即頒布了第一版《隧道超挖超填考核管理辦法》，重點(diǎn)對(duì)隧道開挖過程中鉆爆設(shè)計(jì)、鉆爆作業(yè)及工藝提出要求，由總工牽頭、生產(chǎn)副經(jīng)理、工程部負(fù)責(zé)人、技術(shù)部負(fù)責(zé)人、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員、架子隊(duì)負(fù)責(zé)人、開挖班長(zhǎng)等各級(jí)管理人員緊盯掌子面圍巖，深入對(duì)接班組，針對(duì)不同圍巖類別進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，采用合適的工藝工法及參數(shù)，控制超欠挖，提高施工效率，確保過程可控；辦法中根據(jù)不同圍巖級(jí)別（設(shè)計(jì)是否用鋼拱架）規(guī)定相應(yīng)了考核控制標(biāo)準(zhǔn)。過程中根據(jù)圍巖情況、支護(hù)形式，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況，先后進(jìn)行了5次修訂調(diào)整，有效地控制了項(xiàng)目部隧道的超挖超填。現(xiàn)場(chǎng)采用全站儀快速放樣，放樣時(shí)將隧道斷面、隧道中線用紅鉛油精確地標(biāo)在掌子面上，并做出明顯的高程標(biāo)識(shí)點(diǎn)，精確定位炮眼位置（根據(jù)鉆爆設(shè)計(jì)方案）。由隧道開挖班組長(zhǎng)根據(jù)鉆爆設(shè)計(jì)將每臺(tái)鉆機(jī)鉆孔范圍及順序分配明確，在鉆工均準(zhǔn)確獲知炮眼的深度、角度、間距等參數(shù)后開始鉆孔施工。鉆孔完成后開始裝藥，藥量、分段及聯(lián)網(wǎng)按鉆爆設(shè)計(jì)方案執(zhí)行，其中周邊眼采用小直徑藥卷、導(dǎo)爆索間隔裝藥（綁扎在竹片上）［1］。每次爆破后與現(xiàn)場(chǎng)爆破班組一起檢查爆破效果，觀察超欠情況、周邊殘孔、塊度大小、開挖面凹凸等情況，結(jié)合測(cè)量斷面（噴射混凝土工程量），共同分析原因及時(shí)修正爆破參數(shù)，并根據(jù)下一循環(huán)巖層節(jié)理裂隙發(fā)育、巖性軟硬情況，修正眼距，用藥量，循序漸進(jìn)，整體提高開挖控制質(zhì)量。根據(jù)當(dāng)循環(huán)的爆破效果，結(jié)合每排炮的殘孔情況，對(duì)鉆工進(jìn)行考核，重點(diǎn)是鉆孔的外方角控制，鉆孔間距，鉆孔的“一釬到底”連續(xù)性等，有效激勵(lì)一線班組人員［2］。結(jié)合圍巖監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)和初支斷面的情況，由總工組織，工程技術(shù)部會(huì)同現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)主管、洞口負(fù)責(zé)人等共同商議，及時(shí)調(diào)整預(yù)留變形量，減少預(yù)留變形量引起的超填量增加，也避免預(yù)留變形量不足造成的侵線［3］。3.1噴射混凝土。開挖完成后，及時(shí)進(jìn)入下一道支護(hù)工序，要求現(xiàn)場(chǎng)做好工序銜接，做到工序“負(fù)搭接，零銜接”。項(xiàng)目部重點(diǎn)從混凝土原材料控制、配合比優(yōu)化、機(jī)械設(shè)備配置及操作手等方面進(jìn)行管控。原材料及配合比方面，項(xiàng)目部選用自產(chǎn)機(jī)制砂參拌部分當(dāng)?shù)睾由常岣呋炷恋目蓢娦裕档突貜椓浚幻總€(gè)拌合站均安排2名試驗(yàn)員，過程中出現(xiàn)混凝土異常時(shí)，試驗(yàn)人員及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)解決，事后進(jìn)行總結(jié)提高；項(xiàng)目部督促各隊(duì)伍配置性能良好的設(shè)備（機(jī)械手或車載一拖二濕噴機(jī)），聘請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的混凝土噴射手，過程中加強(qiáng)操作人的培訓(xùn)，使其熟練掌握噴射混凝土操作工藝，確保混凝土初支表面平整、內(nèi)部密實(shí)，同時(shí)減少混凝土回彈量。噴射工序完成后，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員統(tǒng)計(jì)回彈量，會(huì)同計(jì)合部、工程技術(shù)部、安質(zhì)部（或駐現(xiàn)場(chǎng)三檢人員）、試驗(yàn)室、現(xiàn)場(chǎng)工程部、架子隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)及洞口負(fù)責(zé)人共同檢查噴射混凝土的質(zhì)量（表面平整度、密實(shí)度等），同時(shí)分析回彈量是否合理，研究改進(jìn)措施。3.2仰拱及二襯。根據(jù)質(zhì)量驗(yàn)收相關(guān)規(guī)定，結(jié)合第三方檢測(cè)的要求，項(xiàng)目部對(duì)仰拱開挖規(guī)格進(jìn)行精準(zhǔn)控制，有效地控制了仰拱及填充混凝土的超填量。測(cè)量檢測(cè)部每周公布仰拱填充面的實(shí)測(cè)標(biāo)高，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)有效控制填充面的高程。仰拱模板和二襯臺(tái)車均由項(xiàng)目部統(tǒng)一找專業(yè)廠家定制，仰拱模板采用定型鋼模，剛度滿足現(xiàn)場(chǎng)多次循環(huán)使用的要求，有效控制“矮邊墻”的規(guī)格尺寸，使得二襯臺(tái)車與之緊密結(jié)合，減少了縱向施工縫的錯(cuò)臺(tái)，二襯臺(tái)車采用“三逐兩孔兩振”設(shè)計(jì)，保障了混凝土的澆筑質(zhì)量。采取上述措施后，每周對(duì)二襯和仰拱澆筑量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)比設(shè)計(jì)量，分析超澆原因，從鉆爆設(shè)計(jì)（開挖輪廓控制）、預(yù)留變形量等方面進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，即滿足質(zhì)量規(guī)范要求，又減少超填量［4］。

4現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際隧道超挖情況統(tǒng)計(jì)

隧道開挖出渣完成后，特別是自穩(wěn)性較差的Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖，需要立即進(jìn)行初期支護(hù)施工，受單線隧道現(xiàn)場(chǎng)施工條件影響，無法保證開挖斷面測(cè)量的時(shí)間和作業(yè)空間，因此現(xiàn)場(chǎng)超挖情況一般采用技術(shù)員現(xiàn)場(chǎng)尺量（報(bào)檢時(shí)利用拱架做參照物），結(jié)合噴射混凝土工程量的數(shù)據(jù)來統(tǒng)計(jì)超挖情況。

5結(jié)語

針對(duì)鐵路工程隧道施工超挖超填及超噴，圍巖極碎、巖層極薄、巖性不一、地質(zhì)復(fù)雜多變等特點(diǎn)，中老鐵路歷時(shí)近3a，隧道軟巖開挖支護(hù)過程中，以“技術(shù)方案超前選擇、施工資源配備到位、及時(shí)支護(hù)、安全監(jiān)測(cè)指導(dǎo)開挖、靈活運(yùn)用工法施工”，項(xiàng)目部組織專業(yè)爆破技術(shù)人員編制了爆破施工專項(xiàng)方案及隧道作業(yè)指導(dǎo)書，并報(bào)上級(jí)單位審核通過后，由項(xiàng)目部技術(shù)部組織技術(shù)交底及崗前培訓(xùn)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。針對(duì)設(shè)計(jì)圖紙給出預(yù)留變形量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員技術(shù)交底到位，現(xiàn)場(chǎng)管理人員及架子隊(duì)操作人員對(duì)預(yù)留變形量技術(shù)指標(biāo)熟悉并掌握，過程中根據(jù)圍巖監(jiān)控量測(cè)情況，適時(shí)調(diào)整。測(cè)量放線管控：測(cè)量人員采用全站儀快速放樣將隧道斷面、隧道中線用紅鉛油精確標(biāo)在掌子面，并做出明顯高程標(biāo)識(shí)點(diǎn)以精準(zhǔn)定位炮眼位置［5］。鉆孔管控：在施鉆過程中，跟班人員要做好督促檢查，確保每個(gè)孔的鉆眼質(zhì)量。鉆眼完畢，按炮眼布置圖檢查炮眼的位置、數(shù)量和深度，并做好記錄［5］。主要驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)如下：掏槽眼眼口間距誤差和眼底間距誤差不大于5cm；輔助眼深度、角度按設(shè)計(jì)施工，眼口排距、行距誤差不得大于10cm；周邊眼位置在設(shè)計(jì)斷面輪廓線上，允許沿輪廓線誤差不大于5cm，眼底不超出開挖斷面輪廓線15cm；內(nèi)圈炮眼至周邊眼排距誤差不大于5cm［6］。當(dāng)開挖面凸凹較大時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況，適當(dāng)調(diào)整炮眼深度，力求所有炮眼（除掏槽眼和底板眼外）眼底在同一垂直面上。裝藥起爆管控：炮眼經(jīng)驗(yàn)收合格，用高壓風(fēng)將炮眼吹洗干凈后方可裝藥。裝藥分片分組負(fù)責(zé)，嚴(yán)格按爆破參數(shù)表及炮孔布置圖的規(guī)定進(jìn)行，裝藥量和雷管段號(hào)要“對(duì)號(hào)入座”。周邊眼采用小直徑藥卷間隔裝藥，待起爆網(wǎng)路連接完成經(jīng)檢查無誤并確保安全的前提下方可進(jìn)行起爆［7］。當(dāng)班對(duì)該循環(huán)的爆破效果進(jìn)行檢查，結(jié)合每排炮的殘孔情況、超挖情況進(jìn)行分析，重點(diǎn)檢查鉆孔的外方角控制、鉆孔間距、鉆孔的“一釬到底”連續(xù)性等，并對(duì)鉆工進(jìn)行考核，有效激勵(lì)一線班組人員［8］。每周在生產(chǎn)周例會(huì)之后，安排召開隧道超挖超填專題會(huì)，由各工程部匯報(bào)本周各洞口開挖情況、超挖情況、超噴（填）情況，架子隊(duì)負(fù)責(zé)人（洞口負(fù)責(zé)人或開挖班班長(zhǎng)）匯報(bào)產(chǎn)生的原因，采取的措施，供與會(huì)人員討論，取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同學(xué)習(xí)進(jìn)步，分享好的經(jīng)驗(yàn)，整體提高隧道開挖控制水平。經(jīng)加強(qiáng)管控，噴混凝土控制卓見成效，根據(jù)統(tǒng)計(jì)半年數(shù)據(jù)分析（2020年1月1日至2020年7月3日）噴混凝土設(shè)計(jì)量9829.13m3，實(shí)際消耗量17865m3，絕對(duì)超噴量8035.87m3，絕對(duì)超耗率81.85%，較前期施工時(shí)累計(jì)絕對(duì)超噴率的96.49%降低14.74%。

參考文獻(xiàn)：

［1］秦棟華.隧道超欠挖質(zhì)量控制及處治措施［J］.山西建筑，2017,43（34）:175-177.

［2］陳旺.隧道光面爆破及超欠挖現(xiàn)象分析與控制技術(shù)措施［J］.建材與裝飾，2019,（10）:278-279.

［3］許麗霞.鉆爆法施工隧道成本控制分析［J］.建筑技術(shù)開發(fā)，2017,44（11）:82-83.

［4］余國(guó)新.淺談測(cè)量對(duì)隧道超欠挖的控制［J］.銅業(yè)工程，2015,（1）:51-52.

［5］王藝錕.隧道洞身開挖施工中超欠挖原因及解決方法——以赤竹坪隧道為例［J］.工程技術(shù)研究，2019,4（13）:163-164.

［6］楊仲偉.淺析隧道鉆爆超欠挖控制措施［J］.交通建設(shè)與管理，2015,（10）:48-49+52.

［7］梁東彪.周邊孔爆破參數(shù)對(duì)隧道圍巖損傷及超欠挖的影響研究［D］.成都：西南交通大學(xué)，2019.

［8］李濤.基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的隧道多目標(biāo)精細(xì)化管理模式研究與平臺(tái)開發(fā)［D］.成都：西南交通大學(xué)，2019.

作者:權(quán)力 冉君 單位:中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司