一、硬巖質(zhì)隧道超欠挖技術(shù)的成因 (一)硬巖質(zhì)特征 在開(kāi)挖地下隧道的過(guò)程中,無(wú)法防止出現(xiàn)超挖的情況,出現(xiàn)超挖的最主要原因就是巖體的地質(zhì)特征。硬巖地質(zhì)特征具體是指硬巖的節(jié)理、裂縫、水等一系列的非主觀因素。因?yàn)橛矌r存在著顯著的節(jié)理、裂縫、軟弱的夾層以及溶洞等,巖體經(jīng)過(guò)爆破之后不會(huì)順著炮孔周邊的輪廓
線產(chǎn)生破壞,最有可能是沿著這些結(jié)構(gòu)表面或是軟弱面產(chǎn)生破壞,主觀上形成的超欠挖是非常難控制的。
(二)放線測(cè)量
放線測(cè)量的重要任務(wù)就是對(duì)開(kāi)挖輪廓線精度的控制,這也是超欠挖控制的一個(gè)重要條件。因?yàn)樵谒淼乐畠?nèi)只有有限的能見(jiàn)度,放線測(cè)量人員在隧道內(nèi)實(shí)施測(cè)量,會(huì)出現(xiàn)前后照準(zhǔn)視點(diǎn)出現(xiàn)困難容易造成誤差。與此同時(shí)掌子面出現(xiàn)的凹凸不平,畫(huà)出輪廓線時(shí)非常容易產(chǎn)生偏離。輪廓線開(kāi)挖的掌子面放樣時(shí)出現(xiàn)的精度會(huì)對(duì)爆破效果產(chǎn)生直接的影響,因?yàn)槲挥谥苓吙椎目孜皇窃谳喞€的放樣上進(jìn)行定位的,輪廓線出現(xiàn)了偏差,自然孔位就會(huì)出現(xiàn)偏差,因此對(duì)隧道產(chǎn)生超欠挖。
(三)鉆孔的精準(zhǔn)度
在鉆爆法整體施工中的重要環(huán)節(jié)就是鉆孔的精度。因?yàn)楣ぷ髅鎸儆谝粋€(gè)不太平整的巖石面,鉆孔的部分位置很難在制定的孔位實(shí)施定位,有些鉆孔的位置巖石出現(xiàn)破碎、加泥現(xiàn)象,極易產(chǎn)生夾鉆或是塌孔等狀況,只有在制定的孔位周?chē)M(jìn)行補(bǔ)孔,加上各種的人為條件,造成了孔位出現(xiàn)了不同大小的偏差。與此同時(shí)鉆孔人員只顧開(kāi)孔容易、操作便捷等因素,不選擇在指定好的孔位進(jìn)行鉆孔,尤其是不能很好控制周?chē)目拙?或者是不能很好控制鉆桿的外插角,極易造成嚴(yán)重的超欠挖。
(四)超前支護(hù)的影響
超前支護(hù)一般情況下采用超前小導(dǎo)管支護(hù),小導(dǎo)管超前注漿的基本原理是在工作面周邊按一定角度將小導(dǎo)管打(鉆、壓)入地層中,借助注漿泵的壓力,使?jié){液通過(guò)小導(dǎo)管滲透,擴(kuò)散到地層孔隙或裂隙中,以改善土體物理力學(xué)性能,這樣既可止水又可在工作面周?chē)梢粋€(gè)承載殼——地層自承拱,同時(shí)管體又可起到超前錨桿的作用,從而達(dá)到增加土體的自穩(wěn)時(shí)間、提高開(kāi)挖面地層自穩(wěn)能力、限制地層松弛變形。從而使爆破的巖體得到分層,提高超欠挖。
二、硬巖質(zhì)隧道超欠挖技術(shù)影響因素
(一)爆破技術(shù)影響因素
爆破技術(shù)對(duì)超欠挖產(chǎn)生的影響主要是設(shè)計(jì)的爆破參數(shù)選擇不合乎常理,具體包括:1.四周孔藥量裝的過(guò)大,爆破發(fā)生時(shí)出現(xiàn)大塊圍巖的塌落,造成了超挖;2.炮孔四周距離設(shè)計(jì)不合理,出現(xiàn)了超挖或是欠挖。在一般的爆破作業(yè)中,經(jīng)過(guò)爆破出現(xiàn)的超挖要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉆孔,可是二者都是出現(xiàn)超挖的最主要原因。因此在光面爆破中,鉆孔出現(xiàn)的超挖數(shù)量要遠(yuǎn)超過(guò)爆破產(chǎn)生的超挖數(shù)量。因此,實(shí)施光面的爆破或是預(yù)裂爆破等是對(duì)超挖實(shí)施控制的有效手段。
(二)放線測(cè)量影響因素
超挖的合理控制手段主要是控制開(kāi)挖輪廓線的精準(zhǔn)度。隧道放樣中線測(cè)量與設(shè)計(jì)相對(duì)標(biāo)高的數(shù)值產(chǎn)生的偏移,將會(huì)令斷面得輪廓朝向一側(cè)偏移,致使斷面開(kāi)挖一側(cè)出現(xiàn)超挖或是欠挖。因此,應(yīng)當(dāng)對(duì)隧道放樣中線的標(biāo)高的準(zhǔn)確性進(jìn)行保證,并采用正確的方法來(lái)確保輪廓線位置的準(zhǔn)確度,減少超挖出現(xiàn)的影響。
(三)地質(zhì)條件影響因素
地質(zhì)條件屬于客觀的條件,它決定了爆破時(shí)候的基本參數(shù)。地質(zhì)條件是隨著不斷的開(kāi)挖產(chǎn)生的變化,其中最主要的是圍巖節(jié)理出現(xiàn)的變化。在施工現(xiàn)場(chǎng),應(yīng)根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)鉆孔位置角度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,或者是對(duì)鉆孔周邊的爆破參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。除此之外,爆破操作因?yàn)獒尫诺膰鷰r應(yīng)力,出現(xiàn)了巖石節(jié)理的張開(kāi),破壞了隧道圍巖的穩(wěn)定性,石塊與巖層脫離,在問(wèn)頂清幫時(shí)候,在一定的范圍內(nèi)形成坍塌與剝落,進(jìn)而出現(xiàn)超挖。這樣形式的超挖量伴隨著封閉圍巖支護(hù)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加。
三、硬巖質(zhì)隧道超欠挖技術(shù)控制措施
(一)調(diào)整爆破參數(shù)
地質(zhì)條件屬于客觀因素,主要決定了爆破的參數(shù)。在隧道的施工中,圍巖地質(zhì)條件是不斷的產(chǎn)生變化的,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)軟弱夾層、溶洞等地質(zhì)情況。目前,設(shè)計(jì)爆破的主要方法是類(lèi)比經(jīng)驗(yàn)法,并且結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)。在開(kāi)挖的整個(gè)過(guò)程中,伴隨著圍巖出現(xiàn)的眾多變化,應(yīng)當(dāng)適時(shí)調(diào)整鉆孔的相關(guān)位置與角度,以及周邊孔的具體參數(shù)等。根據(jù)在掘進(jìn)的整體過(guò)程中圍巖產(chǎn)生不斷變化的情況,因此每茬炮之后地質(zhì)工程師應(yīng)認(rèn)真對(duì)圍巖周?chē)淖兓M(jìn)行鑒定。每茬炮發(fā)生爆破之后,應(yīng)認(rèn)真分析該爆破產(chǎn)生的效果,并且聯(lián)系圍巖變化的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)相應(yīng)的爆破參數(shù)。1.爆破發(fā)生之后出現(xiàn)了較大的超挖,無(wú)孔痕并且在炮孔四周出現(xiàn)了清晰的爆破裂痕,這表明藥量較高,需要對(duì) 藥量進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.爆破之后光爆空孔產(chǎn)生凹面,表明抵抗線較小,應(yīng)對(duì)光薄層的厚度進(jìn)行適當(dāng)?shù)募哟?相反假如出現(xiàn)凸面,表明光薄層較厚,應(yīng)適當(dāng)對(duì)其減? ? (二)提升鉆孔的精準(zhǔn)度 在爆破光面中,鉆孔出現(xiàn)的超挖量明顯高于爆破出現(xiàn)的超挖量,因此對(duì)鉆孔精度的提升是減少隧道超欠挖的關(guān)鍵途徑。鉆孔應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依據(jù)爆破的
實(shí)施方案進(jìn)行,掏槽孔需按照爆破的具體方案選擇一定的傾角?？墒窃趯?shí)際操作中,因?yàn)殂@孔機(jī)械產(chǎn)生的影響,會(huì)對(duì)外插角產(chǎn)生一定的影響。1.必須培訓(xùn)司鉆人員,監(jiān)督其依據(jù)操作設(shè)計(jì)細(xì)則進(jìn)行施鉆,確保孔位、孔深以及傾斜角。并且由技術(shù)熟練的操 作人員周邊孔。2.鉆周邊孔時(shí),利用少量?jī)?nèi)移鉆孔的位置以此來(lái)減少外插角。按照放線測(cè)量人員在掌子面上畫(huà)定的輪廓線,將輪廓線內(nèi)側(cè)確定鉆孔孔位,進(jìn)而減少外插角帶來(lái)的影響。
(三)提升放線測(cè)量的精準(zhǔn)度
超欠挖的控制主要依賴(lài)于開(kāi)挖時(shí)輪廓線的精度。在放樣測(cè)量之前應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)計(jì)文件,充分熟悉開(kāi)挖設(shè)計(jì)斷面各個(gè)位置的具體尺寸,同時(shí)還應(yīng)考慮沉落預(yù)留量和變形量。中線與標(biāo)高出現(xiàn)的偏移,造成了輪廓線斷面朝向一側(cè)偏移,致使斷面開(kāi)挖一側(cè)出現(xiàn)超挖,另一側(cè)出現(xiàn)欠挖,因此首先要確保中線與標(biāo)高的準(zhǔn)確程度。
四、硬巖質(zhì)隧道超欠挖技術(shù)對(duì)造價(jià)的影響
針對(duì)欠挖來(lái)說(shuō),超挖對(duì)隧道造價(jià)產(chǎn)生的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)欠挖。可是不能代表欠挖能夠被忽略,在一定的情況下,假如對(duì)欠挖的消除沒(méi)有使用輔助設(shè)施,而是采用了補(bǔ)炮鉆孔的方法實(shí)施消除,則欠挖將會(huì)出現(xiàn)更加嚴(yán)重的超挖。因?yàn)椴捎醚a(bǔ)炮鉆孔通常會(huì)爆下超過(guò)欠挖量幾倍的巖石,進(jìn)而對(duì)人工和材料產(chǎn)生過(guò)度消耗。
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