钻爆法施工隧道超挖对工程造价影响及管控措施.pdf

年 第 期(总第 期)黑龙江交通科技 .(.)钻爆法施工隧道超挖对工程造价影响及管控措施马守珍(甘肃顺达路桥建设有限公司甘肃 兰州)摘 要:在山区道路建设过程中为了缩短道路里程加快通行速度经常会采用隧道形式 隧道建设成本较高其超挖问题对整个工程造价管控造成较大影响如何有效控制超挖量一直是隧道施工单位密切关注的问题 研究以某两车道公路隧道钻爆法施工为例从隧道开挖的各道工序分析隧道超挖对工程造价的影响并针对超挖原因提出控制隧道超挖的有效措施关键词:隧道开挖钻爆法超挖钻孔精度施工成本中图分类号:.文献标识码:文章编号:()收稿日期:作者简介:马守珍()男宁夏银川人本科工程师研究方向:公路项目成本管控 引 言目前山岭隧道开挖由于施工成本、运输条件限制仍然很大比例采用传统钻爆法施工机械开挖所占比例还很小 钻爆法所需设备小巧、炸药成本相对较低掘进速度尚能接受在未来一段时间内仍然是山岭隧道开挖的主流工法 但是传统钻爆法施工隧道过程中超挖现象普遍存在施工成本及材料消耗增加较大施工过程需采取有效措施控制开挖精度减少超挖损失 隧道开挖轮廓现状据大量钻爆法施工的山岭隧道数据统计隧道平均超挖值约为 加上特殊岩层如水平岩层、煤系地层等超挖值能达 以上 在采用控制爆破技术后隧道开挖平均超挖值可以减小到 隧道开挖轮廓线也较为圆顺 在对引起隧道超挖的各种因素分析中归纳出主要几个因素:()钻孔精度()爆破技术()施工组织管理()测量划线()围岩变化 而在以上 个主要因素中影响程度分别为:钻孔精度占比.爆破技术占比.施工管理占比.仅此三项已影响隧道超挖达 因此控制超挖的重点是控制钻孔精度、爆破和施工管理 隧道超挖对开挖各工序成本影响分析公路隧道施工规范规定隧道开挖原则上不允许欠挖当满足一定条件时允许少量欠挖拱脚、拱墙以上 范围内等位置严禁欠挖 因此隧道施工中为避免二次衬砌厚度检测不过关往往形成了“宁超勿欠”的“传统”这就导致隧道超挖问题更为突出通过对大量隧道开挖数据采集、归纳以两车道公路隧道 级围岩上导坑开挖为例从隧道开挖各道工序对施工成本影响逐一进行分析()开挖 对于采取控制爆破施工的隧道级围岩合理超挖量可控制在./延米左右未采取控制爆破的隧道超挖量平均在./延米左右 开挖单价平均 元/则超挖引起成本增加 元/延米(扣除合理超挖量.)()出渣 合理超挖标准下(初喷料超耗含 回弹量)出渣单价为 元/未采取控制爆破的隧道(初喷料超耗 情况下)则每延米比合理超挖标准增加.紧方合.松方每延米增加.次运输燃油费用合计 元每设计立方增加.元()立架喷浆 隧道立架初喷料单价在合理超挖标准下(含 回弹量)为 元/超耗标准下初喷料单价为 元/每延米单价增加 元()初喷料 级围岩设计初喷料./延米合理超挖标准下(含 回弹量)需喷射.超耗情况下需喷射.比合理超挖标准增加初喷料.初喷料成本约为 元/则每延米增加成本 元()电量消耗 级围岩每循环进尺.在合理超挖标准下(含回弹量)喷浆所需时间为.超耗情况下喷浆时间为 喷浆时间增加.单洞掌子面喷浆时需启动空压机 台功率为 以 台 为例喷浆时间增加.多耗电 按 元/度计则电费增加 元折算每延米耗电量增加 元第 期马守珍:钻爆法施工隧道超挖对工程造价影响及管控措施总第 期()循环时间 隧道开挖循环时间对比表见表 从表 看出初喷料超耗 时每循环作业时间可以减少约 以隧道总计 循环为例则可节约 作业时间按.进尺计可多掘进 如隧道合理超挖标准控制在初喷料超耗 以内(含 回弹)则可节约工程造价 .元/延米(见表)不含节约循环时间 表 隧道开挖循环时间对比表工序初喷料超耗 各项作业时间/初喷料超耗 各项作业时间/差值备注钻孔经过数个循环钻孔跟踪统计采用控制爆破并未增加钻孔作业时间出渣.进尺.增加.紧方多 车洞渣出渣时间增加.立架超挖减小增加立架作业时间喷浆.喷浆料减少喷射时间减少合计.循环时间总计减少 表 隧道超挖每延米增加成本分析表工序超耗(含回弹)超耗(含回弹)单价增加成本/元开挖超.超.元/出渣设计.设计.超耗:元/超挖:.元/.立架喷浆设计.设计.超耗:元/超挖:元/初喷料.元/耗电量.元/度合计每延米增加成本 隧道超挖控制对策.钻孔精度要求引起隧道超挖的各种因素中钻孔精度影响最大要控制隧道超挖就要控制隧道的开挖轮廓即首先要控制住周边眼的钻孔精度钻孔精度得到控制超挖现象就能控制在合理标准之内 控制钻孔精度的基本要求有以下几方面()周边眼:所有钻完的周边眼沿隧道外轮廓应在一个平面内不允许相邻炮眼在纵向出现角度差即出现“剪刀眼”()辅助眼:除掏槽眼外所有辅助眼孔底应在一个平面内不允许出现长短不一现象否则爆后掌子面会出现凹凸不平现象()掏槽眼:由于掏槽眼是创造临空面的最先爆破的炮眼眼底会受到一定夹制作用所以掏槽眼需比其他炮眼深 这样爆破后掌子面才能保证平齐.开孔位置及角度()级围岩开眼位置及角度以级围岩条件下单循环进尺.为例研究周边眼开孔位置及外插角度以达到最小超挖目标辅助眼、掏槽眼按照爆破设计图司钻即可如图 所示由于级围岩有型钢支架风枪无法与开挖轮廓线密贴中间隔着型钢这就导致炮钎与开挖轮廓线夹角不能再小因此炮眼开孔位置应在初支内轮廓线往里收 左右 外插角度在现场司钻过程中用多少度控制不切实际外插角度利用炮钎与初支内轮廓线(距掌子面 位置)的距离为 控制较为合适按此控制的炮眼司 钻 完 毕 后 眼 底 超 出 设 计 开 挖 轮 廓 线 大约.图 级围岩周边眼炮钎控制图(单位)由图 也可以看出炮眼和设计开挖轮廓线的交点将炮眼分为两段前半段会出现欠挖现象后半段为超挖 为解决前半段欠挖采用补打短眼的方式将该欠挖部分爆除短眼开孔位置较长眼往围总第 期黑龙江交通科技第 期岩里收 炮钎在掌子面往后 位置紧贴初支内轮廓司钻即可炮眼长度.这样就可解决前半部分欠挖问题后半部分超挖定义为合理超挖()级围岩开眼位置及角度级围岩由于没有型钢支架炮钎与设计开挖轮廓线夹角可以更小同样以.进尺为例炮眼开孔位置为紧贴初支内轮廓线即可外插角度控制同样也采用距掌子面 位置处炮钎与初支内轮廓线距离为 控制.司钻过程中控制措施()测量放样要求 开挖轮廓线放样:测量人员在放开挖轮廓线时应放初支内轮廓线用红油漆在掌子面上间隔 左右做标记还应在隧道中轴线上放出一点作为引炮线()钻孔角度及深度检查 司钻时司钻人员应先钻一个标准眼然后插入导向杆作为下一炮眼司钻参照防止钻偏钻斜 拱顶处周边眼司钻人员按放出的引炮线钻设第一个标准眼 钻好一个周边眼后技术人员应用 长测量用花杆插入炮孔在离开开孔位置后退 位置检查花杆与初支内轮廓之间距离拱顶 范围内要求这一距离 周边眼其余位置这一距离 且每孔深度应一致()爆破后效果检查及调整 爆破后质量检验标准级围岩允许超挖值分部位进行控制且标准比规范要求更高其中拱部在 以内边墙及隧底在 以内级围岩整体控制在 以内研究分析爆破后实测断面图调整开孔位置及钻杆外插角度等参数使超欠挖值达到最佳数值.提高钻孔精度后爆破效果级围岩上台阶开挖断面约为 该循环进尺.设计开挖方量为.实测开挖量为.超挖.设计喷射混凝土为.实测喷射混凝土为.喷射混凝土超耗比例为 如前所述若喷射混凝土超耗控制在 以内则每延米可节约成本 元并且缩短每循环作业时间 因此采用仅提高钻孔精度一项的工程经济意义已非常突出.强化施工控制和技术管理施工管理对隧道超挖的影响也较大因此除了提高钻孔精度外必须强化施工过程中的管理通过推广控制爆破一段时间以来结合现场管理情况应从以下几方面作出要求()测量要求 隧道项目均应配备隧道断面仪(实测开挖轮廓线)直观反映开挖环节的优劣开挖轮廓线放样目前多由隧道班组实施为便于精确控制放样实测开挖轮廓断面应由项目部统筹隧道测量人员()管理人员配置要求 隧道开挖环节每工作面配置一名技术人员对轮廓线放样、掌子面红油漆标记、开孔位置、成孔进行检查对不满足要求的炮眼必须废弃重新司钻()定期开展培训 重视提升各级管理人员尤其是一线作业人员的业务水平根据现场存在的不足通过定期培训和观摩学习开展开挖工人业务技能培训明确培训目标、标准、操作流程及注意事项保证培训效果提升业务水平 结 语隧道开挖轮廓及超挖量可以通过提高钻孔精度、强化施工管理得到较好控制能够将隧道超挖控制在一个合理范围内 研究经对大量隧道控制爆破开挖的测量数据加以研究分析提出两车道公路隧道级围岩情况下初喷料超耗合理标准可控制在 以内每延米可节约工程造价上千元经济效益非常显著并且还可缩短循环时间提高施工效率参考文献:丁祥.互层岩体隧道爆破超欠挖控制技术研究.铁道工程学报():.阮迪新.周边孔爆破参数对隧道超欠挖的影响及参数优化研究.重庆:重庆大学.权力冉君.铁路工程隧道施工超挖超填及超喷项目管控措施.云南水力发电():.程志平.浅谈硬岩质隧道超欠挖对造价的影响及控制超欠挖技术措施.中小企业管理与科技(上旬刊)():.阮迪新.周边孔爆破参数对隧道超欠挖的影响及参数优化研究.重庆:重庆大学.张旭.隧道光面爆破施工超欠挖影响因素分析及控制技术研究.北京:北京交通大学.李雪芹魏密.市政隧道工程造价影响因素及造价控制分析.西部交通科技():.梁晓峰王金明.铁路隧道项目全过程造价风险管控研究 以黔张常铁路大坡隧道项目为例.建筑经济():.李准.高速公路隧道施工管理对于造价控制的影响探究.工程建设与设计():.刘宏.铁路隧道混凝土超耗分析及成本控制研究.铁道建筑技术():.张波郭敏马腾飞等.紫罗山隧道爆破施工方案的优化.建筑机械化():.罗昌宏田忠.公路隧道爆破超挖控制技术研究.黑龙江交通科技():.