隧道施工双超问题及其优化控制措施

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隧道施工双超问题及其优化控制措施
摘要:隧道施工中经常出现超挖及欠挖问题。如果问题得不到有效控制,并持续发展和扩大,将在施工过程中造成安全、质量风险,同时造成严重的成本浪费。
关键词:隧道工程;施工“双超”问题;优化控制;
引言
随着我国高速公路建设的不断发展,隧道施工技术的不断成熟,加之山区高速公路的不断增加,为了克服地形高差的影响,隧道就成了必要的选择方式之一,特别是近几年随着车流量加大,大断面隧道成为今后必然选择的趋势。开挖作为隧道施工的重要工序,直接关系到隧道的安全、质量及成本情况,现阶段,隧道开挖作业中普遍存在超挖和欠挖现象,这不仅降低了施工功效,同时增加了安全、质量风险及成本投入,为了改善隧道开挖的现状,工程师们越来越重视隧道开挖,并加大了对超挖和欠挖的研究力度。
1.围岩概况
设计隧道围岩由侏罗系上统飞天山组,小坝组粉砂岩、粉砂质泥岩组成。薄~中厚层状构造,中风化,属较软~较硬岩,较破碎,节理裂隙发育,围岩稳定性一般,岩层产状平缓,洞顶无支护时易发生较大规模坍塌,埋深较大可能发生底鼓,侧壁稳定性一般,开挖前应预支护,开挖后应及时支护,地下水较发育,洞内一般呈淋雨或大雨状。
2.双超整治现场存在的问题
1.隧道劳务协作队管理人员以及施工班组人员,超欠挖质量控制意识淡薄,存在宁超勿欠的思想;2.现场开挖进尺较大,开挖时周边眼钻孔外插角度控制不严,导致超挖越大;3.未进行每循环开挖断面放样,开挖工按照上循环钢拱架为标准进行施钻,导致超挖较大;4.未根据围岩变化进行爆破设计优化调整,导致超挖较大;5.未及时进行配合比优化、速凝剂掺量控制方式欠妥,导致回弹量较大;6.湿喷机械手操作技术较差,人员变化频繁,未严格按交底工艺操作,导致回弹量较大;7.过度顶,导致局部超挖较大,造成喷射混凝土超耗较大;8.没有及时的根据监控量测结果对预留沉降量进行动态调整,导致初支喷射混凝土超耗;9.超前小导管施工角度偏大,对围岩造成环向切割,导致超挖较大;10.对混凝土拌合、运输、补方过程管理松懈,造成混凝土浪费,导致混凝土超耗;11.在超前地
质预报实施过程中,由于受洞内设备及周边环境影响,导致围岩预测不准,未能根据围岩状况及时调整开挖工法;12.除了上面讨论的基本因素外,还有大量不可控因素,如洞内渗、滴水,掌子面坍塌、掉块及设备故障等均会增加隧道超挖的概率。
3.现场“双超”整治情况
3.1现场宣贯及培训
根据相关文件要求,依照现场实际情况,对现场管理和施工作业人员组织宣贯、培训,确保项目所有人员正确认识隧道“双超”问题严峻性,统一思想,明确“双超”问题解决措施和控制目标。
3.2建立制度
为进一步控制超挖,降低施工成本,施工现场成立“超欠挖控制QC攻关小组”,并制定《关于隧道双超治理相关要求的通知》及隧道喷射混凝土减少损耗的奖励文件和根据合同要求对超耗混凝土的扣款文件。文件内容包含钻工、爆破工、开挖班组长、喷射手等一线作业人员的激励措施。
3.3加强开挖轮廓测量放样
①在隧道实际开挖跟班作业中发现,作业队伍未进行每循环开挖断面放样,开挖工按照上循环钢拱架为标准凭借经验进行施钻,导致开挖断面与设计断面不匹配,误差较大。为此项目要求每循环开钻前由测量人员对开挖断面进行测量放样,用红油漆标出隧道断面轮廓线及周边眼位置,避免施钻人员人为放大开挖轮廓线。
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②现场采取长孔与短孔相结合的方式进行施钻,长孔起钻位置调整至距开挖轮廓线10cm位置处起钻。便于钻杆角度控制,采取在钻杆上用防水胶布进行标记的方法,进行长短孔孔深的控制,采用坡度尺进行角度的控制。
3.4爆破优化
3.4.1优化炮眼间距
隧道最初周边眼炮眼间距为60cm左右,圈距为50cm,经过5循环的爆破后数据统计,发现爆破后围岩破碎,周边轮廓线不圆顺,线形超挖值较大,后经试验优化调整至周边眼炮眼间距为40cm,圈距为60cm,经过5循环的跟班爆破统计数据,周边眼残留率明显较提高,
各部位平均超挖值显著下降。说明:通过现场试验,在施钻角度、人员分布、进尺、围岩级别相同的条件下进行了不同周边眼间距超欠挖值统计,得出在周边间距为40cm的情况下超挖值最小(抗压强度75.1MPa~89.08MPa的岩体)。
3.4.2优化装药方式
隧道周边眼装药方式由最初的孔底集中装药优化为分段装药,采用+竹夹片的方式将送入孔内,形成间隔装药。
3.4.3优化装药量
通过现场跟班作业,建立了钻孔速度与周边眼单孔装药量、砼超耗经验关系图,根据不同围岩优化了单孔装药量。
3.4.4优化爆破间隔时间
爆破跟班作业中发现,作业队为避免爆破线被炸断,造成起爆失败,设置掏槽眼、辅助眼、周边眼的爆破间隔时间为50ms,分段爆破时间太短,造成在短时间内同时引爆,束胸衣
爆破能量加大了对周边围岩的扰动。为此施工现场根据试验得出分段间隔时间为100ms为最优。
3.4.5炮眼角度复测
针对爆破后断面复测超挖情况,技术管理人员现场与开挖班负责人进行原因分析,同时对爆破后的炮眼角度进行复测纠偏。(通过现场分析,左右两侧外插角不一的主要原因为,人员站立位置及习惯性动作导致。施工现场对进尺与外插角度控制,重新进行交底,要求右侧司钻人员在周边眼作业时有意回收角度。)
3.4.6钻孔作业分区定人定位管理
钻孔作业实行分区定人定钻定位,钻孔质量必须满足“准”“平”“齐”;每班钻孔过程中技术人员旁站盯控并与开挖班班组长共同进行炮孔验收对不符合要求的钻孔要求重新施做。给料阀
3.4.7跟班总结及对应措施
解子征出渣完成后,技术员利用全站仪及手机测量员软件对开挖成型断面进行扫描,根据断面扫
描结果,分析本循环超挖原因,由现场值班技术人员及时提醒每个作业区的作业人员摆钻角度、深度,根据残眼数量及时调整装药量。
3.4.8控审批
严格执行审批制度,根据断面超欠挖及炮眼打钻速度合理调整单孔装药量,避免因装药量过大造成超挖,导致混凝土超耗。
4.顶方式优化调整
最初通过挖机对开挖断面进行顶排除危石,往往造成过度顶,导致拱顶局部超挖较大,造成喷射混凝土超耗变大。为此现场要求每循环顶时安排专人指挥顶,利用空压机风力清除松散岩石,避免过度顶造成超挖。
5.喷射混凝土配合比优化
(一)以现有原材料和基准配合比为基础,保持配合比水胶比、砂率不变,通过引入外掺料(粉煤灰、微硅粉)、调整外掺料掺量等方式调整和优化混凝土配合比,并进行经济性比对,选出符合工作性和经济性要求的最优配合比。跳跳鞋

本文发布于:2024-09-24 21:20:21,感谢您对本站的认可!

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