1、对坚硬围岩公路隧道施工质量控制技术摘要：公路隧道施工的主要原则是尽量保护围岩，在坚硬的围岩中主要是控制爆破对围岩的影响，采取措施来加强围岩的自支护能力，包括在施工中采取的一切措施都是为了保护围岩，目前施工方法有许多种，爆破技术也不同，但目的还是采用不同的爆破方法，以达到经济、安全、快速作业。本文重点论述了坚硬围岩隧道施工方法。 关键词：公路隧道；坚硬围岩；施工技术；质量控制；爆破方法 Abstract: the highway tunnel construction, the main principle is to protect the surrounding rock is mainly
2、 controlled blasting in hard rock mass influence on surrounding rock, take measures to strengthen the self supporting ability of surrounding rock, adopt all measures are to be included in the construction in order to protect the surrounding rock, the present construction methods, there are many kind
3、s of blasting technology is also different, but the purpose is using different blasting method, in order to achieve economy, security, fast operation. This paper mainly discusses the hard rock tunnel construction methods. Key words: road tunnel; Hard rock; The construction technology; Quality contro
4、l; Blasting method 中图分类号：U445.4 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 一、概述 公路隧道施工的质量主要表现在两方面，一是对围岩的伤害程度，二是支护和衬砌的效果，这两个问题是我们在施工过程中都是不能忽视的问题，施工中我们的主要任务是最大限度的把围岩的损伤程度控制在最小限度，随时都必须关注支护和衬砌质量，充分发挥支护效果。 公路隧道施工的主要原则是尽量保护围岩，想办法加强围岩的自支护能力，施工中采取的一切措施都是为了保护围岩。保护围岩的措施应视围岩的性质、围岩的原有支护能力而采取不同的爆破方法，例如，对坚硬围岩主要是控制对遗留岩体的损伤，而对软弱
5、破碎的岩体而是控制围岩的松弛，提高围岩的自支护能力，以下我们分两种情况来进行介绍。二、加强光面爆破技术尽量 控制围岩的损伤 保护围岩是公路隧道施工的主要原则，在坚硬围岩中主要方法是控制爆破对围岩的影响，目前隧道施工中采用光面爆破主要是对控制对岩体的损伤，主要方法就是控制围岩的超挖和欠挖，而采取爆破造成的超欠挖也是非常普遍的问题，这对隧道的成本和进度是不能忽视的问题，超欠挖严重时对坑道的稳定性造成一定的影响，但是由爆破造成的超欠挖也是不可避免的，但是能够控制，爆破技术好可以把围岩的损伤控制在一定的水平内，故研究和控制超欠挖技术是非常重要和必要的。 有资料统计研究发现，影响超欠挖因素很多，但可以归
6、纳如下几点：钻孔精度；2、施工组织与管理；3、测量精度；4 地质条件的变化；5、爆破技术；6、其它因素； 实践证明控制超欠挖的关键是控制钻孔精度、爆破和施工管理，以下对解决这一问题的办法进行如下论述 改变“宁超勿填”的观念 改变过去的观念，树立“少欠少超”的观点，即容许少的欠挖，在日本容许有 16%的欠挖，即在开挖断面上取 100 个点，有不超过 16 个点的超挖就可以了，这样可避免开挖无谓扩大，使超挖减少。 提高钻孔技术 采用较浅的钻孔深度对减少超挖是有利的，目前我国在钻孔深度上一般不超过 4 米，由于深孔爆破一次装药量较大，对围岩的破坏也大，我国一般采用瑞典的阿特拉斯、日本的古河、芬兰的托
7、姆洛克等凿岩机，必须提高钻机人员的操作水平和钻孔技术，关键是对工作的责任心。 三、解决好爆破参数的合理匹配 （1）爆破方式 爆破方式有全段面一次爆破、台阶法爆破、导洞先行扩大爆破和预留光面层爆破等方式，通常如果条件许可常采用全断面一次爆破和台阶法，便于快速施工，减少工序转换和干扰，减少爆破重复震动，在控制爆破时，主要技术参数有：单位岩石炸药用量、周边孔线装药密度、周边炮孔布置等，合理调整这些参数，对减少超欠挖非常关键。一般来说单位岩石炸药用量与平均线性超挖成正比，过大或过小都不能获得好效果。而周边孔的布置在其它因素一定时，超挖高度随着周边孔间距的增大而增大。 （2）爆破器材和装药方法 合理的选
8、用雷管和炸药及装药方法，可以减少由于爆破产生的震动和应力波对围岩的破坏，有利于减少超挖。 在地质条件大致相同的情况下，用等差雷管、半秒雷管和毫秒雷管现场试验表明，等差雷管效果最好，因此在控制超欠挖的角度看，宜推广使用等差雷管。 装药方法有：1、体积不耦合装药；2、空气间隔装药；3、小直径药包，全孔均匀装药，实践证明第 3 种对控制超挖效果较好，在爆破中应推广小直径药包的连续装药。 （3）施工组织管理 在控制隧道超欠挖时，如何建立健全比较完善的质量保证体系，对施工全过程实行严格的管理控制至关重要，管理的目的是把影响因素置于可控制范围，最终达到爆破设计的要求，在爆破管理中应坚持以下原则； （1）采
9、用爆破设计，通过工程类比和现场试验，优化爆破参数的设计； （2）在满足经济要求的条件下，优先采用操作简单，精度高、性能良好的钻孔机械，测量仪器、检测仪器及爆破器材； （3）严控钻孔精度，主要控制周边眼的外插角、开口误差及炮眼的分布均匀性； （4）严控爆破质量，特别是装药量，保证正确的起爆顺序； （5）做到及时检测，及时反馈； （6）严控测量精度，不得随意放大或缩小断面； （7）加强对作业人员的培训教育； 测量放线 控制超欠挖主要是开挖轮廓线的精度，要确保中线和标高的准确，通过正确的方法来保证轮廓线的位置准确。中线和标高的偏移，会造成断面一侧欠挖，一侧超挖。一般隧道掌子面都是倾斜的，会引起放线的
10、误差，放线精度不够，会引起超欠挖，采取激光指向仪控制隧道掘进方向，提高中线标高的精度，放线人员一定要增强责任心，提高业务水平。地质条件 地质条件是确定爆破参数的基本依据，现在的爆破设计主要是按经验、或现场试验设计，而地质条件是千变万化的，主要是围岩节理裂隙的变化，现场施工应按照钻孔方位和角度来适当调整周边孔的参数。采取的措施是；跟踪开挖面对围岩的观察，并进行预测，据此调整爆破参数和施工方法，或采取局部内移炮眼、局部空孔不装药、加密炮眼、局部调整起爆顺序等措施。 四、非爆破机械施工法 1、全断面掘进机法 为减少爆破对围岩的损伤，最好的办法是不用爆破，而采用机械施工法，在山岭隧道中，几乎有近半数的
11、隧道是采取各种机械方法修建的，目前机械施工有许多方法；如全断面掘进机法、自由断面掘进机法、盾构法、液压铲法等，但应用较多的是掘进机法和盾构法。 实践证明掘进机开挖隧道与常规的钻爆法比较有以下不同之处： （1）掘进机开挖时可以实现连续作业，保证破岩、出渣、支护一条龙作业，在钻爆法施工，钻眼、放炮、通风、出渣等作业是间断性的，因而开挖速度慢，效率低。因此，掘进机效率高，也是其发展较快的主因。 （2）掘进机开挖质量好，超挖量少，开挖的隧道内壁光滑，没凹凸现象，可减少支护，降低费用，相反，钻爆法开挖的隧道内壁粗糙且不平，超挖量大，衬砌厚，支护费用高。 （3）对围岩扰动小，掘进机开挖施工可以改善开挖面的
12、施工条件，且围岩稳定性好，保证施工人员的安全和健康。 （4）掘进发不适应多变的地质条件，但采用盾构法可以适应不同的地质条件； （5）因掘进机结构复杂，对材料的要求较高，对零件要求较高，在施工前需要投入大量资金购买零件，故建设初期投资大； 2、自由断面掘进机法 这种方法在我国矿山等部门应用较多，在公路山岭隧道中未得到有效地应用，原因是矿山的地质条件比较适应自由断面掘进机的使用，而山岭隧道的岩石比较坚硬，与全断面掘进机比较，自由断面掘进有以下特点： 开挖断面形状自由；（2）适应地质条件变化；（2）开挖速度快；（4）围岩松弛少： （5）用人少，较安全；（6）机动性好；（7）机械购置便宜； 同时也存在以下问题： 使用范围小； 产生粉尘 五、结束语 综上所述，尽管公路隧道施工会经常出现不少问题，特别是围岩条件差的情况下，支护问题至关重要，但是经过多年的施工实践，在公路隧道施工中我国已经积累了丰富的经验，随着隧道技术的不断发展，也面临着一个新的机遇和挑战，因此在今后一段时间内，矿山法仍然是修建山岭隧道的主流方法，不断完善和改进矿山法及其施工技术，适应形势的发展，在施工中选择合理的施工方法和机械，不断提高公路隧道的施工技术和水平是刻不容缓的。有待我们继续去努力，不断总结经验，不断探索和提高施工技术水平。 作者简介：兰广海 男（1977、03）山西岚县人工程师 2004 年毕业于长沙理工大学
