钻爆法隧道施工中超欠挖问题的探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com1998年增刊东交通总第54期gD0G∞口JisoToag⋯⋯钻爆法隧道施工中超欠挖问题的探讨陈心一(成都经纬科技仪嚣有限公司成都610∞1)[摘要】阐述了超戈挖对隧道工程的危害性．提出如何及时正确地测量隧道施工中的超戈挖，着重介绍如何运用实际手段控制量破技术中的几何因素．量大限度地减少超欠挖．提高隧道施工水平。关t街}帖王I法嚏道箍I赶兜挖挥计超欠挖是目前钻爆法隧道施工中的普遣现象，由于规范规定不允许欠挖，施工时普遍超挖。地下工程界似乎也对此习以为常了。虽然不少人认识到超欠挖会引起工程量加大，增加投费，

2、但对它的危害还远远认识不足。那么究竟超欠挖会在隧道建造中产生什么样的危害昵，又如何度量超欠挖并尽可能地减少超欠挖，本文将就此从三个层次加以探讨。1超挖对隧道工程的危害(1)加大工程量，增加建造费用。根据有关学者的大量统计表明：Ⅲ类围岩平均超挖16．14em；IV类围岩平均超挖15．46∞；V类围岩平均超挖16．14cm。(参考文献1)若以开挖直径10m的隧道为倒，如果超挖均值为lOcm，则每km超挖方量是15"~／m3，88元／单价计则超挖费为138952元。二次衬砌时还需将等量的砼回填。若以580元／砼计，则回填砼费为915820元，可见总的超挖费用

3、为1O54772元，km。而且这笔费用中还投有考虑到因为处理超挖所必须的其他费用和相应耽误工期的损失，是个相当保守的估算，由此可见超挖造成了不可忽视的巨大浪费。(2)开挖过程中出现的超挖(欠挖在二次衬砌前都必须处理完毕)轮廓线与设计隧道断面轮廓线相比是—个随机的曲线。施工中很难将防水材料与这种凹凸不平的岩面相吻合，给隧道衬砌的防水施工带来相当的困难，致防水效果大打折扣。使今后隧道洞壁出现渗漏增加了隐患。(3)统计表明各类围岩的最大超挖部位均出现在拱肩拱顶处。因而要将回填的砼饱满填实这些部位，是十分困难的。所以在这些超挖的部位，衬砌完成后必然会出现或大或

4、小的空洞和缝隙，这不但降低了匿岩的稳定性，而且为今后地下水的渗漏提供了很好的通道和存储空间，是运行隧道的又一大隐患。l(4)研究表明超挖将使隧道周边产生局部应力集中。当超挖个数一定时，应力集中系数随超挖高度的增加而急剧增大，地应力场的影响范围也将增大；当超挖高度一定时，应力集中系数随超挖深度的增加而急剧增加，超挖的存在，将使围岩的塑性区显著增大；对于硬岩隧道由于趣挖的存在，可能诱发一系列的岩爆。隧道超挖将使隧道安全性减少10％～20％，直接降低了隧道支护体系的稳定性(参考文献2)。2如何正确度量隧道的超欠挖，从上述分析中可以清楚地看到超挖对隧道工程的危

5、害，那么，接下来就是如何正确地度量隧道簏工中的超欠挖。因为只有及时地正确地度量隧道施工中的超欠挖，才可能针对性地找·93·维普资讯http://www.cqvip.coml998年增刊广东公路交通总第54期出减少超欠挖的技术措施。这个问题看似简单，实际上要正确的解决它并非易事。这是困扰了地下工程界多年的难题。好在随着科学技术的进步，特别是激光谢距技术与计算机技术的长足发展，现在已有了十分成熟的度量方法了。正确地测量超欠挖，实际上就是要正确地测出隧道开挖的实际轮廓线，并将它与设计轮廓线纳入同一坐标体系中比较，就可以十分清楚地从数量上获悉什么地方超挖，什么

6、地方欠挖。从测量方法上可以分为瞬时获取实际开挖轮廓线的近景摄影法和渐次获得实际开挖轮廓线的极坐标法两大类。近景摄影法需要在隧道内设置摄影站，布设垂直于隧道轴线的摄影基线。用摄影经纬仪分别在隧道轴线上、摄影基线的左端、右端采用正直、等倾右偏、等倾左偏等摄影方法获取立体像对。摄影时需对欲测的洞壁较均匀的照明，然后将获取的隧道开挖的立体像对利用隧道内的施工控制导线，在室内用立体测图仪进行定向和测绘。即可获得实际开挖轮廓线与设计开挖轮廓线的比较。若要定量获取各实测点的超欠挖距离，则从这些实测点上向设计轮廓线作该线的法线，从设计轮廓线上的垂足到实测点的距离即为超

7、欠挖值。可以看出上述近景摄影测量方法费工费对，条件多，周期长，不宜作为实际的测量手段，只田1断面仪测量原理能作为科研的一种手段。极坐标法即为现在俗称的断面仪。它的测量原理为极坐标法。如图1所示，即以某物理方向(如水平方向)为起算方向，按一定间距(角度或距离)依次一一测定仪器旋转中心与实际开挖轮廓线的交点之间的矢径(距离)及该矢径与水平方向的夹角，将这些矢径端点依次相联即可获得实际开挖的轮廓线。通过洞内的施工控制导线可以获得断面仪的定点定向数据。在计算软件的帮助下自动完成实际开挖轮廓线与设计开挖轮廓线的空间三维匹配，最后形成盈2I+i~Rmitl的图形成

8、果如图2所示的输出图形。并可输出各测点与相应设计开挖轮廓线之问的超欠挖值(距离面积)。如果沿隧