谈隧道施工中的断面控制

・１９６・　第４Ｏ卷第８期　２　０　１　４年３月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩ　ＩＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．８　Ｍ８ｒ．　２０１４　文章编号：１００９・６８２５（２０１４）０８—０１９６—０２　谈隧道施工中的断面控制　李晓东　（中国中铁一局第四工程有限公司，陕西西安７１２０００）　摘要：从开挖、支护、衬砌三个阶段对断面控制的概念作了介绍，着重阐述了断面控制的基本方法，总结了断面控制的关键技术，　指出隧道施工中的断面控制是隧道安全的基础，是施工管理的核心。　关键词：断面控制，隧道，阶段，方法　中图分类号：Ｕ４５５　在隧道的施工中，经常碰到净空不足的问题，笔者结合长期　隧道施工中的一些经验，谈一些隧道施工断面控制的心得体会。　１　断面控制的概念　断面控制就是通过一系列的措施使隧道的断面（针对开挖、　支护）、净空（针对运营）符合设计、规范和施工要求，并最终满足　运营要求。　断面控制是一个完整的过程，大致分三个阶段，每个阶段有　其控制的重点：１）开挖阶段。控制开挖断面超欠挖是该阶段断面　控制的核心，也是整个断面控制的基础。２）支护阶段。使支护轮　廓满足设计要求是该阶段断面控制的核心，该阶段是断面控制工　作最关键的一环，该阶段控制的好坏直接决定了断面控制的成　败。３）衬砌阶段。使衬砌厚度和衬砌轮廓满足设计要求是该阶　段断面控制的核心，该阶段是断面控制工作的最后一个环节。　２断面控制的意义　断面控制是整个隧道安全质量的基础，是隧道施工管理的一　大核心。具体表现在：１）断面控制的好坏决定了隧道内各个工序　能否顺利进行。如上所述，断面控制是一个完整的过程，而这个　过程贯穿了隧道施工的整个过程。如果开挖后要处理欠挖，就影　响了后续的出碴、支护工序；如果支护侵入二衬厚度需要进行返　工处理，就影响了后续的防水板铺设、钢筋绑扎、台车就位等一系　列工序。２）断面控制的好坏对隧道的施工安全产生了很大的影　响。隧道施工的安全风险主要取决于隧道的地质情况和是否采　取了与之相对应的施工措施。断面控制好坏对安全的影响主要　体现在：ａ．当掌子面及周边围岩较差，需要尽快封闭时，处理欠挖　增大了掌子面及周边围岩出现坍塌的风险。ｂ．对已经施工完支　护的软弱围岩段，由于支护侵限必须进行换拱，增加了换拱时出　现坍塌变形的风险。ｃ．对已经施工二衬的软弱围岩段，由于二衬　厚度不足或者净空侵限，必须进行拆除时，增加了拆除段出现坍　塌变形的风险，而拆除二衬本身也存在很大的安全风险。３）断面　控制的好坏对隧道施工的成本产生了很大的影响。处理欠挖、换　拱一方面影响了进度，而进度最终影响的还是成本，而返工本身　就导致了材料人力方面的直接损失。４）断面控制的好坏直接影　响隧道施工企业的形象。一方面，隧道净空、喷射混凝土厚度、二　衬厚度是各类检查的重点，如果平时断面控制不到位，在迎接检　查时被检查出隧道净空不够，喷射混凝土厚度不足，二衬混凝土　厚度不够，而被检查通报，要求停工整改，对企业会产生很大的负　面影响。　３断面控制的基本方法　由于断面控制是一个过程，因此断面控制的方法也对应于这　收稿日期：２０１４—０１—０６　作者简介：李晓东（１９７７－），男，工程师　文献标识码：Ａ　一个过程，具体如下。　３．１　开挖阶段的基本方法　１）开挖断面的尺寸确定。开挖断面尺寸确定的原则，就是所　确定的开挖断面尺寸不仅能满足设计要求，而且尽可能的考虑到　后面的变形情况。开挖断面尺寸＝设计断面＋施工误差＋预留　变形量＋模板台车误差。其中设计断面尺寸＝设计二衬厚度＋　设计支护厚度，该数值在相同的衬砌支护类型下是一定值。施工　误差和现场施工人员的水平和施工习惯有关，需要根据现场施工　情况估计。预留变形量＝设计的预留沉降量＋实际调整值。实　际调整值需要根据现场的实际情况确定，当围岩具有很强的流变　性时，该数值可以大于设计的初支厚度值，为将来该段落处理大　变形争取主动。模板台车误差由两方面组成，一方面是模板台车　的加工误差，现在的加工一般都能控制在１　ｃｍ以内；另一方面是　模板台车在混凝土施工后的变形误差，这和模板台车的结构、材　质有关，同时还和工程量的大小有关，一般的施工习惯是放大　５　ｃｍ，当然在施工过程中需要对模板台车定期进行检查，及时调　整。２）隧道中线高程控制。隧道的中线和高程控制是断面控制　的基础，如果中线和高程都不正确，断面控制就无从谈起。要做　好这项工作要做到：ａ．坚持测量双检制。测量双检制所涵盖的意　义包含资料的计算和复核，测设点和已知点的相互复核，不同测　量方法的复核，控制点的定期复核，公司、经理部、工区的三级复　核。ｂ．测量人员必须清楚控制点的精度，误差分配的方法和范　围，线路平纵设计参数，隧道内基本的测量控制方法，并有高度的　责任心。３）爆破设计控制。对于断面控制来讲，爆破设计控制主　要针对的是周边眼的控制。其目的是确定合理的周边眼间距和　深度以及装药量、装药方式，使爆破后的开挖轮廓平整、顺滑、不　存在欠挖，超挖量尽可能的小。对于Ⅱ，Ⅲ类围岩来讲，爆破设计　的核心是尽可能完美的实现光面爆破的效果，并避免欠挖，尤其　是边墙部位的欠挖。对于Ⅳ，Ｖ类围岩来讲，爆破设计的核心一　方面是避免欠挖，同时还要使超挖量尽可能的减小。对于Ⅳ，Ｖ　类围岩来讲，掌子面不同部位的围岩经常表现出较大的差异。要　做好爆破设计必须针对每循环的掌子面围岩情况进行及时调整，　并使这种调整最大限度的满足现场实际。　３．２支护阶段的控制方法　１）复核开挖后的断面尺寸。在Ⅱ，Ⅲ类围岩地段施工时，为　了追求施工进度，往往是２个一３个循环（或者更多）才进行锚喷　支护，那么断面的复核也是在２个～３个循环后才进行。这样做　的一个好处是可以将这２个一３个循环的欠挖部分一并处理，减　少了频繁补炮所用的时间。当然在Ｖ类，Ⅳ类围岩有型钢拱架、　格栅拱架段施工时，就必须对每循环的开挖断面进行复核，以确保　第４０卷第８期　２　０　１　４年３月　山　西　建　筑　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．８　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｍａｒ．２０１４　・１９７・　文章编号：１００９—６８２５（２０１４）０８・０１９７－０３　公路隧道围岩稳定性分析与支护　潘广录　（山西天瑞兄弟市政工程有限公司，山西运城０４４３００）　摘要：对力学分析方法、人工智能法、围岩分类法三种公路隧道围岩稳定性的研究方法作了介绍，研究了公路隧道围岩稳定性的　影响因素，总结了公路隧道的支护方法及注意事项，为公路隧道的建设提供安全保障。　关键词：隧道，围岩，稳定性，支护　中图分类号：Ｕ４５２．１２　文献标识码：Ａ　０　引言　许多的学者对它进行了全面的研究探讨，以下几点是具体的研究　在世界经济不断的飞速发展过程当中，我国的公路隧道建设　方法：　工程在施工技术上得到了很大的突破与改进，这促进了我国公路　１）力学分析方法。　隧道建设的发展，如今，我国所拥有的公路隧道已经占据了世界　在一些深埋的隧道当中，隧道围岩的岩体大多数都具有比较　之首，成为了当今公路隧道拥有量最多的国家。但是公路隧道建　强烈的流变性，反之，一些浅埋的只具有比较明显的流变性，所以　设工程在建设的过程中十分的复杂繁琐，必须充分考虑各种各样　岩体的这些特性被用来进行公路隧道的围岩稳定性的力学分析，　的因素影响，所以我们必须要事先做好对这些因素的调查，这样　这个理论很好的利用了地质的变化，运用数学的力学原理来计算　才能更好的建设公路隧道，完成建设目标。　公路隧道围岩的应力分布状况，这有助于分析公路隧道围岩的稳　定性，也有助于增强工程的质量。　１　公路隧道围岩稳定性的研究方法　２）人工智能法。　在世界飞速发展的现代社会中，我国的公路隧道建设工程越　在最近的几年当中，计算机网络技术随着时代的进步在飞速　来越多，所以如何安全的建设公路隧道工程就成为了公路建设　的发展，所以力学分析在分析公路隧道围岩的稳定性当中已经不　的关键，然而隧道围岩的稳定性作为公路隧道建设的重点，已经有　再是唯一的方法，随着计算机的迅速发展，遗传算法和神经学科等　支护轮廓处于正确的范围内。　２）模板台车就位检查。检查的核心是确保模板台车的中线、　２）对初支结构进行准确定位。这主要是针对Ｖ类、Ⅳ类围岩　高程、周边轮廓正确定位后，所施工的二衬内轮廓能满足隧道的　有型钢拱架、格栅拱架段的支护施工。其核心是控制拱架在安装　设计净空要求。并在满足设计规范的前提下，做适当的调整，以　过程中不能出现大的偏差，一方面要保证其垂直度、圆顺度，另一　最大限度的同时满足净空和二衬厚度的要求。　方面要保证拱架拱顶、左右拱脚处于同一断面，尤其是拱架连接　３）检查已施工段二衬净空和厚度。这种检查作为自检来讲，　处的圆顺，在这个前提下，确保初支内轮廓处于设计轮廓线之外，　是检查断面控制的最终成效，发现问题及时采取应对措施。　不能侵限。　４断面控制的关键　３）对已支护段进行检查。检查分两个阶段：ａ．对刚施工过的　１）测量。测量是断面控制中最关键的环节，贯穿于断面控制　（前几个循环）支护进行检查。在Ｖ类、Ⅳ类围岩有拱架段，这种　的整个过程。从开挖轮廓的放样复核，到初支钢架的定位和初支　检查往往是在对本循环的支护进行定位时同时进行的，这也是应　内轮廓的检查，再到二衬台车的就位和隧道净空的检测，都离不　该遵循的，这样可以第一时间发现存在的问题，利于马上纠正。　开测量。　ｂ．对已施工过一段时间的支护进行检查。这种检查可以和围岩　２）全程监控，严格卡控。能否做到全程监控，严格卡控，直接　的监控量测相结合，检查支护的变形情况，分析数据后也可以修　关系到断面控制的成败。全程监控是指在断面控制的全过程针　正类似围岩情况下的预留变形量，以指导后续的支护施工。　对过程的各个环节和节点，进行测量和检测，目的是及时发现问　３．３衬砌阶段的控制方法　题，尽早解决问题。严格卡控是指在全程监控的过程中，必须对　１）检查支护断面的尺寸。这是针对即将衬砌的２组一３组衬　发现的问题及时处理，严禁发现的问题没有得到妥善处理而进入　砌范围的支护断面进行检查。这个检查结果直接决定了衬砌的　下道工序施工。以上是笔者对隧道断面控制的一些粗浅认识，不　厚度。　足之处还请批评指正。　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｕｎｎｅｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ＬＩ　Ｘｉａｏ－ｄｏｎｇ　‘　（Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｆｉｒｓｔ　Ｂｕｒｅａｕ　Ｆｏｕｒｔｈ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｌｉｍｉｔｅｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１２０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｓｕｐｐｏｓｉｎｇ，ｌｉｎｉｎｇ　ｔｈｒｅｅ　ｓｔａｇｅｓ，ｍａｉｎｌｙ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｍｅｔｈ－　ｏｄ　ｏｆ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ，ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ，ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｉｎ　ｔｕｎｎｅｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｔｕｎ—　ｎｅｌ　ｓａｆｅｔｙ，ｗａｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｕｎｎｅｌ，ｓｔａｇｅ，ｍｅｔｈｏｄ　收稿日期：２０１４－０１—０８　作者简介：潘广录（１９７０－），男，工程师