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【摘 要】 隧道施工过程中挖超欠挖控制是项目成本控制的一个重要的环节,但是在施工过程中比较难控制,常常出现进尺不满足爆破设计要求、补炮、工序耗时延长、造成安全隐患等一系列问题,要解决这些问题重点还应从超欠挖控制管理和技术措施方面寻求解决方法。
【关键词】 隧道;超欠挖;管理;光面爆破;施工
隧道超欠挖是目前隧道施工中普遍存在的技术问题,光面爆破是最为典型也是行之有效的爆破方法,本文以光面爆破为主从队伍管理、制度管理、数据管理、技术措施、工艺技术创新几个方面进行探讨。
1 队伍管理
在队伍管理过程中造成隧道超超挖控制效果不佳,管理水平不能提高的影响因素主要管理队伍和作业队伍三个方面影响:
(1)管理人员成本意识不足,过分追求进度,疏忽超欠挖控制管理的重要性,反而增加了投入、延长了工期也从一定程度上带来了安全隐患;
(2)管理人员分工不明确责任意识不强,超欠挖管理紊乱,存在以包代管的思想,与作业人员沟通互动少,对开挖打眼、装药、联线关注检查度不足,缺乏主动性,对开挖至放炮的整个过程监控不深入,存在管理盲区;
(3)隧道开挖多采用专业劳务分包模式,技术管理不能深入到作业基层,开挖作业人员技术水平不一,只对包工老板负责,与施工单位无直接经济利益关系,以完成任务为目的,不重视作业质量,在打眼、装药、联线过程中缺乏责任心;
经过不断地施工实践,目前施工单位广泛采用架子队管理模式替换劳务分包管理,管理效果明显,以切实可行的超欠挖管理考核制度为辅助措施,不但大大提高了功效,而且使隧道开挖超欠挖得到了有效的控制。其优点有:
(1)超欠挖管理减少原来的队伍老板这一层,管理力度深入到作业基层,作业人员经济利益由施工单位直接考勤发放,增强作业人员的责任心;
(2)架子队管理结构简单、分工明确,使超欠挖管理一体化,对超欠挖控制过程中出现问题可查可纠,促使各级职能得到有效发挥,提高主动性。
2 制度管理
首先是项目超欠挖管理应成立超欠挖管理小组,制定超欠挖管理制度,明确该组织机构的责任分工,其次是制定行之有效考核制度。由于管理分工不明确,人人抓人人管最后也是越管越差,超欠挖控制措施执行不顺畅,造成超欠挖管理混乱,使管理人员、作业人员缺乏积极性。
所以将超欠挖控制工作成立专门的组织机构来管理尤为重要,组织机构成立以后建立管理制度,职责分工划分明确,保证超欠挖管理工作正常开展。超欠挖考核制度作为管理制度的延伸,对超欠挖控制管理工作起到促进作用,由超欠挖管理小组人员监督执行,其内容应包括考核对象、考核标准和考核兑现。超欠挖管理制度和考核制度相辅相成,这样有利于在超欠挖管理系统中形成竞争力,提高管理人员、作业人员积极性,杜绝消极作业现象。
3 表格数据化管理
要证明一项施工工艺的科学性和可行性,就必须用数据证明,所以超欠挖控制数据收集也是超欠挖控制管理工作的重要环节,除制度考核时需要的进尺、炮孔间距、超欠挖等數据还应注意收集有关开挖爆破的其他的数据,如围岩情况、用药量、人工投入情况等。利用excel表将数据收集整理,在爆破参数调整、成本消耗、相似隧道开挖施工方面都可作为参考依据。
4 技术措施
隧道开挖实行光面爆破优点在于实施爆破后岩面与设计轮廓线相近且岩壁平整,对围岩扰动小,不产生集中应力造成坍塌,安全系数高,减少了超挖和回填量,可降低工程造价,加快了施工进度。光面爆破技术措施对爆破效果起到关键作用。
4.1光面爆破作业中控制要素
(1)选择合理的爆破参数,因爆破参数是经验值,所以根据以往收集的爆破数据结合实际情况(围岩类别、节理发育、岩层走向、地下水、爆破材料性质等)用工程类比法确定合理的最小抵抗线、不耦合系数、装药密度、炮孔间距和起爆时差等,若效果不佳在下一循环施工时以上一循环或相近的循环为依据及时修正。
(2)控制钻眼质量,作业人员根据测量人员的准确定位点进行钻孔,钻孔过程中保证周边眼落底在同一垂直平面,炮孔间相互平行,是实现光面的关键,此外因施工限制周边眼施工存在外插角,控制外插角不易过大,应控制在2。以内,掏槽眼应适当加长,布置形式一般为楔形掏槽。钻孔完毕检查人员用竹竿测量炮孔深度,卷尺测量炮孔位置一般偏差不大于5cm,不满足要求的炮眼应重新钻孔。
(3)严格控制装药量和装药结构,装药前使用高压风清孔保证孔内无碎屑、杂物,然后仔细检查炮眼的位置、深度、角度是否满足设计要求,装药时应严格按照设计的炸药量进行装药。装药结束后必须进行堵塞,炮孔堵塞的目的是保证炸药充分反应,防止高温高压的气体过早地从炮眼中溢出,使爆炸产生的能量更多地转换成破碎岩体的机械功,提高炸药利用率,堵塞材料用炮泥或黏土堵塞炮眼,堵塞长度不能小于40cm。
(4)检查起爆网络联线是否正确,在爆破前、爆破时、爆破后应发出三次信号,分别为第一次预警信号,信号发出后警戒范围内清场工作;第二次起爆信号,确认人员、设备全部撤离爆破警戒区,所有警戒人员到位,具备安全起爆条件时发出信号,起爆人员开始起爆;第三次解除信号,安全等待时间过后检查人员进入爆破警戒区内检查,确认安全后发出此信号。
4.2施工作业中影响光面爆破的常见问题
我们在光面爆破施工过程中经常出现进尺只达到钻孔深度的50%~60%、补炮、爆破面不平整无孔痕,局部拒爆、爆破石碴抛掷较远造成人员、设备、材料危害。结合技术控制措施分析造成这些问题发生的原因有:
(1)掏槽眼深度不够,装药密度或结构不合理,炮孔清理不干净,有石屑、杂物影响爆炸能量传递常造成进尺不足;
(2)周边眼落底不在一个垂直平面,以固定的光爆层厚度(即最小抵抗线)为参数施工到底,或片面强调围岩差,不能实现光面爆破,都是造成爆破光面不平整时欠时超的原因。在断面变化或地质情况变化时必须要调整光爆层厚度,一般用经验公式W=qb/(c*S*lb)来计算,式中W表示光爆层厚度,qb表示炮眼内装药量,S表示炮眼间距,lb表示炮眼长度,C表示炸药单耗。
(3)施工中常引起炸药拒爆的原因有爆破器材不合格,炸药人工再加工使炸药失去敏感性,爆破施工不当破坏起爆网络,电雷管起爆中电雷管聚能靴与导爆管传爆方向一致(应相反)或与导报索传爆方向相反(应一致),电雷管起爆绑接搭接长度不足(应不小于15cm)或角度不合理(应不大于90。)。
(4)装药量过大或炸药聚能靴朝向错误导致产生的爆炸聚能流传播方向朝向岩层反方向造成石碴抛掷较远。
(5)超前支护时小导管设置精度不够改变了围岩受力作用,影响光面爆破施工或爆破后光面剥落造成超挖。
5 工艺技术创新
在隧道开挖光面爆破施工过程中,可采用以下几种辅助措施提高光爆质量:
(1)开挖台阶两翼处可增加伸缩网片,断面变大时可伸长,变小时可收回,拱顶一架处可增加活动小台阶便于作业人员钻眼。
(2)加工挂钩、简易梯,在底板钻眼时把钻杆放在挂钩上,在仰拱开挖时可钻机可固定在简易梯上,保证钻机、钻杆不随意摆动影响钻眼质量。
(3)光面爆破采用不耦合装药,可采用先用竹片绑扎炸药再放入孔内,可精确装药结构,控制炸药用量,客服地下水较大的岩层施工。
作者简介:徐生军,男,甘肃武威人,兰州交通大学,工程造价,大专,助理工程师,主要从事合同管理、成本管理及工程预算等方面的工作。
【关键词】 隧道;超欠挖;管理;光面爆破;施工
隧道超欠挖是目前隧道施工中普遍存在的技术问题,光面爆破是最为典型也是行之有效的爆破方法,本文以光面爆破为主从队伍管理、制度管理、数据管理、技术措施、工艺技术创新几个方面进行探讨。
1 队伍管理
在队伍管理过程中造成隧道超超挖控制效果不佳,管理水平不能提高的影响因素主要管理队伍和作业队伍三个方面影响:
(1)管理人员成本意识不足,过分追求进度,疏忽超欠挖控制管理的重要性,反而增加了投入、延长了工期也从一定程度上带来了安全隐患;
(2)管理人员分工不明确责任意识不强,超欠挖管理紊乱,存在以包代管的思想,与作业人员沟通互动少,对开挖打眼、装药、联线关注检查度不足,缺乏主动性,对开挖至放炮的整个过程监控不深入,存在管理盲区;
(3)隧道开挖多采用专业劳务分包模式,技术管理不能深入到作业基层,开挖作业人员技术水平不一,只对包工老板负责,与施工单位无直接经济利益关系,以完成任务为目的,不重视作业质量,在打眼、装药、联线过程中缺乏责任心;
经过不断地施工实践,目前施工单位广泛采用架子队管理模式替换劳务分包管理,管理效果明显,以切实可行的超欠挖管理考核制度为辅助措施,不但大大提高了功效,而且使隧道开挖超欠挖得到了有效的控制。其优点有:
(1)超欠挖管理减少原来的队伍老板这一层,管理力度深入到作业基层,作业人员经济利益由施工单位直接考勤发放,增强作业人员的责任心;
(2)架子队管理结构简单、分工明确,使超欠挖管理一体化,对超欠挖控制过程中出现问题可查可纠,促使各级职能得到有效发挥,提高主动性。
2 制度管理
首先是项目超欠挖管理应成立超欠挖管理小组,制定超欠挖管理制度,明确该组织机构的责任分工,其次是制定行之有效考核制度。由于管理分工不明确,人人抓人人管最后也是越管越差,超欠挖控制措施执行不顺畅,造成超欠挖管理混乱,使管理人员、作业人员缺乏积极性。
所以将超欠挖控制工作成立专门的组织机构来管理尤为重要,组织机构成立以后建立管理制度,职责分工划分明确,保证超欠挖管理工作正常开展。超欠挖考核制度作为管理制度的延伸,对超欠挖控制管理工作起到促进作用,由超欠挖管理小组人员监督执行,其内容应包括考核对象、考核标准和考核兑现。超欠挖管理制度和考核制度相辅相成,这样有利于在超欠挖管理系统中形成竞争力,提高管理人员、作业人员积极性,杜绝消极作业现象。
3 表格数据化管理
要证明一项施工工艺的科学性和可行性,就必须用数据证明,所以超欠挖控制数据收集也是超欠挖控制管理工作的重要环节,除制度考核时需要的进尺、炮孔间距、超欠挖等數据还应注意收集有关开挖爆破的其他的数据,如围岩情况、用药量、人工投入情况等。利用excel表将数据收集整理,在爆破参数调整、成本消耗、相似隧道开挖施工方面都可作为参考依据。
4 技术措施
隧道开挖实行光面爆破优点在于实施爆破后岩面与设计轮廓线相近且岩壁平整,对围岩扰动小,不产生集中应力造成坍塌,安全系数高,减少了超挖和回填量,可降低工程造价,加快了施工进度。光面爆破技术措施对爆破效果起到关键作用。
4.1光面爆破作业中控制要素
(1)选择合理的爆破参数,因爆破参数是经验值,所以根据以往收集的爆破数据结合实际情况(围岩类别、节理发育、岩层走向、地下水、爆破材料性质等)用工程类比法确定合理的最小抵抗线、不耦合系数、装药密度、炮孔间距和起爆时差等,若效果不佳在下一循环施工时以上一循环或相近的循环为依据及时修正。
(2)控制钻眼质量,作业人员根据测量人员的准确定位点进行钻孔,钻孔过程中保证周边眼落底在同一垂直平面,炮孔间相互平行,是实现光面的关键,此外因施工限制周边眼施工存在外插角,控制外插角不易过大,应控制在2。以内,掏槽眼应适当加长,布置形式一般为楔形掏槽。钻孔完毕检查人员用竹竿测量炮孔深度,卷尺测量炮孔位置一般偏差不大于5cm,不满足要求的炮眼应重新钻孔。
(3)严格控制装药量和装药结构,装药前使用高压风清孔保证孔内无碎屑、杂物,然后仔细检查炮眼的位置、深度、角度是否满足设计要求,装药时应严格按照设计的炸药量进行装药。装药结束后必须进行堵塞,炮孔堵塞的目的是保证炸药充分反应,防止高温高压的气体过早地从炮眼中溢出,使爆炸产生的能量更多地转换成破碎岩体的机械功,提高炸药利用率,堵塞材料用炮泥或黏土堵塞炮眼,堵塞长度不能小于40cm。
(4)检查起爆网络联线是否正确,在爆破前、爆破时、爆破后应发出三次信号,分别为第一次预警信号,信号发出后警戒范围内清场工作;第二次起爆信号,确认人员、设备全部撤离爆破警戒区,所有警戒人员到位,具备安全起爆条件时发出信号,起爆人员开始起爆;第三次解除信号,安全等待时间过后检查人员进入爆破警戒区内检查,确认安全后发出此信号。
4.2施工作业中影响光面爆破的常见问题
我们在光面爆破施工过程中经常出现进尺只达到钻孔深度的50%~60%、补炮、爆破面不平整无孔痕,局部拒爆、爆破石碴抛掷较远造成人员、设备、材料危害。结合技术控制措施分析造成这些问题发生的原因有:
(1)掏槽眼深度不够,装药密度或结构不合理,炮孔清理不干净,有石屑、杂物影响爆炸能量传递常造成进尺不足;
(2)周边眼落底不在一个垂直平面,以固定的光爆层厚度(即最小抵抗线)为参数施工到底,或片面强调围岩差,不能实现光面爆破,都是造成爆破光面不平整时欠时超的原因。在断面变化或地质情况变化时必须要调整光爆层厚度,一般用经验公式W=qb/(c*S*lb)来计算,式中W表示光爆层厚度,qb表示炮眼内装药量,S表示炮眼间距,lb表示炮眼长度,C表示炸药单耗。
(3)施工中常引起炸药拒爆的原因有爆破器材不合格,炸药人工再加工使炸药失去敏感性,爆破施工不当破坏起爆网络,电雷管起爆中电雷管聚能靴与导爆管传爆方向一致(应相反)或与导报索传爆方向相反(应一致),电雷管起爆绑接搭接长度不足(应不小于15cm)或角度不合理(应不大于90。)。
(4)装药量过大或炸药聚能靴朝向错误导致产生的爆炸聚能流传播方向朝向岩层反方向造成石碴抛掷较远。
(5)超前支护时小导管设置精度不够改变了围岩受力作用,影响光面爆破施工或爆破后光面剥落造成超挖。
5 工艺技术创新
在隧道开挖光面爆破施工过程中,可采用以下几种辅助措施提高光爆质量:
(1)开挖台阶两翼处可增加伸缩网片,断面变大时可伸长,变小时可收回,拱顶一架处可增加活动小台阶便于作业人员钻眼。
(2)加工挂钩、简易梯,在底板钻眼时把钻杆放在挂钩上,在仰拱开挖时可钻机可固定在简易梯上,保证钻机、钻杆不随意摆动影响钻眼质量。
(3)光面爆破采用不耦合装药,可采用先用竹片绑扎炸药再放入孔内,可精确装药结构,控制炸药用量,客服地下水较大的岩层施工。
作者简介:徐生军,男,甘肃武威人,兰州交通大学,工程造价,大专,助理工程师,主要从事合同管理、成本管理及工程预算等方面的工作。