在隧道工程里,“开挖” 是打通地下通道的核心环节,而 “超挖”“欠挖” 则是开挖过程中最常遇到的 “孪生问题”—— 前者会多耗材料、拖延工期,后者可能留下安全隐患。今天就用通俗的语言,把隧道开挖的核心逻辑、超欠挖的危害与控制方法讲明白,无论是工程人还是好奇的读者,都能轻松看懂。
一、先搞懂:隧道开挖到底在 “挖什么”?
隧道开挖不是简单的 “挖洞”,而是要在地下岩层或土层中,按照设计的断面形状(比如圆形、马蹄形、矩形)和尺寸,精准 “掏出” 符合要求的空间。它的核心目标有两个:一是保证开挖后隧道断面能满足行车、管线布置等使用需求;二是尽可能保护围岩稳定,避免引发塌方、变形等风险。
从方法上看,隧道开挖会根据围岩级别(之前我们讲过的 Ⅰ-Ⅵ 级围岩)“因材施教”:
遇到 Ⅰ、Ⅱ 级坚硬完整围岩,常用 “全断面开挖法”—— 一次挖通整个断面,效率高;
要是 Ⅲ、Ⅳ 级中等稳定围岩,可能用 “台阶法”—— 先挖上半部分,再挖下半部分,分步控制风险;
碰到 Ⅴ、Ⅵ 级软岩或土体(比如淤泥、砂层),就得用 “CD 法”“CRD 法” 这类分块开挖法,甚至借助盾构机、TBM(全断面硬岩隧道掘进机),像 “穿山甲” 一样一点点往前推进,边挖边支护。
简单说,隧道开挖的关键是 “按设计来、看围岩定方法”,既要 “挖得对”,也要 “挖得稳”。
二、超挖:“多挖的部分” 为什么是麻烦事?
1. 先定义:什么是超挖?
按规范要求,隧道开挖后,实际断面尺寸比设计断面 “多出来的部分” 就是超挖。比如设计拱顶到地面的距离是 5 米,实际挖成了 5.2 米,那这多出来的 0.2 米就是超挖。
2. 超挖的危害:看似 “多挖一点”,实则隐患不少
很多人觉得 “多挖点空间更大”,但对隧道工程来说,超挖是典型的 “吃力不讨好”:
浪费材料和成本:超挖的部分需要用更多混凝土(比如二次衬砌)填回去,围岩越差、超挖越多,额外消耗的水泥、钢筋就越多,成本直接上升;
拖延工期:清理超挖的渣土、再浇筑混凝土填补,都会增加施工步骤,原本 10 天能完成的开挖段,可能要多花 3-5 天;
削弱围岩稳定性:过度开挖会破坏围岩原有的 “受力平衡”,尤其是软岩或破碎围岩,超挖后更容易出现塌方、掉块,反而需要更强的支护来补救。
3. 超挖的常见原因:不是 “挖多了”,是 “没控制好”
超挖不是故意的,大多是施工中细节没做到位:
爆破参数没调好(比如炮眼位置偏了、装药量太多),导致岩石被炸得超出设计范围;
机械开挖时(比如挖掘机、盾构机),操作手对断面边界判断不准,多挖了边角;
围岩太破碎,开挖后局部坍塌,形成 “被动超挖”;
测量放线不精准,给开挖的 “基准线” 画偏了,后续自然挖超。
三、欠挖:“少挖的部分” 比超挖更危险?
1. 先定义:什么是欠挖?
和超挖相反,实际开挖断面尺寸比设计断面 “少了一块”,就是欠挖。比如设计隧道宽度是 10 米,实际只挖到 9.8 米,那这少的 0.2 米就是欠挖。
2. 欠挖的危害:看不见的隐患更致命
欠挖比超挖更隐蔽,也更危险 —— 表面看只是 “少挖一点”,但可能直接影响隧道安全和使用:
影响行车安全: 如果欠挖出现在隧道侧壁或拱顶,会导致实际断面变窄、高度变低,可能剐蹭车辆,甚至影响大型车辆通行;
破坏衬砌结构: 欠挖的地方会让后续浇筑的衬砌(比如二次衬砌)变薄,原本设计能承受 100 吨压力的结构,实际可能只扛得住 80 吨,长期使用容易开裂、漏水;
引发连锁问题:欠挖部位如果靠近围岩的软弱结构面(比如断层、节理),会让围岩应力集中,时间长了可能诱发塌方。
3. 欠挖的常见原因:大多是 “图省事” 或 “判断错”
欠挖的根源往往是施工中的侥幸心理或技术误差:
觉得 “少挖一点不影响”,尤其是围岩坚硬时,觉得欠挖部分后续能 “磨掉”,结果没处理就浇筑衬砌;
爆破时炮眼深度不够、装药量不足,岩石没炸开,留下 “顽固块体”;
测量时没及时复核,没发现开挖边界偏内,等发现时已经浇筑了部分衬砌,整改成本太高。
四、关键:怎么控制超挖和欠挖?
无论是超挖还是欠挖,核心解决思路都是 “精准控制 + 过程监管”,具体可以从 3 个环节入手:
1. 开挖前:做好 “精准设计”
先摸透围岩情况: 通过地质勘察,明确围岩级别、岩层走向、有无断层,据此选择合适的开挖方法(比如软岩用盾构,硬岩用爆破);
细化开挖参数: 比如爆破开挖时,根据岩石硬度算好炮眼间距、装药量(硬岩多装一点,软岩少装一点),机械开挖时画好 “开挖边界线”,给操作手明确指引;
精准放线: 用全站仪、激光导向仪等设备,把设计断面的轮廓线 “画” 在开挖面上,误差控制在 5 厘米以内。
2. 开挖中:做好 “实时监控”
爆破后及时检查: 每次爆破完成,先清理渣土,再用激光断面仪测量实际断面,对比设计尺寸,发现超挖或欠挖马上标记;
机械开挖 “慢一点”: 遇到围岩变化(比如从硬岩变到软岩),放慢开挖速度,操作手随时对照边界线调整;
围岩不稳定时 “边挖边护”: 比如 Ⅴ 级围岩开挖,挖一段(通常 1-2 米)就及时喷混凝土、打锚杆,防止围岩坍塌导致超挖。
3. 发现问题后:及时 “科学处理”
超挖处理: 如果超挖量小(比如小于 10 厘米),可以用喷射混凝土填补;如果超挖量大(大于 10 厘米),可能需要加钢筋网或小导管支护,再用混凝土填实,不能直接 “空着” 浇筑衬砌;
欠挖处理: 必须 “挖到位”—— 小的欠挖块体用风镐凿掉,大的欠挖需要重新打少量炮眼(控制药量)炸开,绝对不能 “带着欠挖浇筑”,哪怕多花点时间,也要保证断面符合设计。
五、一句话总结
隧道开挖是 “精度活”,超挖是 “多做无用功”,欠挖是 “埋安全隐患”。 只有根据围岩选对方法、过程中精准控制、发现问题及时整改,才能既保证隧道安全,又提高施工效率。毕竟,地下工程的每一寸尺寸,都关系着后续几十年的安全运营,容不得半点马虎。
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市政给排水
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