光面爆破超欠挖控制技术探析

随着矿业公司技术的发展，隧道施工也日益成熟，但是对其超欠挖的控制，仍是工程技术人员需要不断克服的难题之一。前在隧道施工中，普遍都存在着严重的超欠挖现象。即使隧道施工技术水平较高的国家，也仍有不少隧道的平均超挖达到25cm-30cm。超欠挖现象已经成为一个普遍存在而且影响隧道成本和隧道结构安全的重要问题。案例中隧道形式左右分离式。全长960m。洞身埋深20～170m，洞身岩石以石英岩为主，85％属于Ⅳ、V类围岩，该隧道采用风动凿岩机钻孔，全面实施光面爆破技术，Ⅱ、Ⅲ类围岩采用台阶法施工，Ⅳ、V类围岩采用全断面施工。

一、超欠挖对隧道的影响

施工单位往往对超挖重视不够，很容易超出标准要求。超欠挖会给隧道施工的综合效益带来很大的影响，包括经济、施工进度、喷砼、排水、壁面美观、安全等方面。总结起来其中有两点较为明显，即隧道的经济效益和隧道结构的可靠性(见表1)。以下主要探讨隧道超欠挖产生的原因，并分析其对隧道成本的影响。 二、超欠挖的产生 (一)测量放线

由于测量错误引起的超欠挖，这在隧道施工中将是致命的，必须规避此类风险。要保证中线水平的准确，提高现场放线精度。每茬炮都必须画弧，所画轮廓线要尽量与设计开挖线相重合。 (二)钻孔精度

开眼位置和施钻方向偏差是产生超欠挖的主要原因。偏位s=e+Ltan 0可以说明，钻杆越长，外偏角越大，造成的超挖就越大。同时，普通气腿式风钻的结构，决定了在施钻时必须有3°～5°的外插角。鹅蛋形的隧道断面以及不可能尽善尽美的作业平台

设计，均会给施钻者的准确定位带来不便。 (三)爆破技术

一般地，掏槽技术更多的是影响循环进尺，而周边眼的间距、装药结构和装药量，则对超欠挖产生重要影响。非电毫秒雷管的跳段使用，以及周边眼采用小药包连续装药或空气间隔装药结构，使得爆破时周边眼的振动和破坏减小，光面爆破得到有效实施。 (四)地质条件

对于可以采用全断面开挖的地质情况，虽然围岩开挖后能够自稳，但节理裂隙和岩层走向会产生局部塌落或顺层溜帮，从而造成超挖。此超挖量会随着支护时间的推迟而增加，因此及时封闭的施工原则就显得非常重要，及时初喷、施作锚杆和布设网片，可以充分利用围岩自承能力，减少此类超挖。

对于软弱围岩，或由于高地应力、破碎挤压而产生大变形的地质情况，只能采用分步开挖，及时架立钢架和网喷支护来保证安全。支护预留量成为关键性的问题，预留量太大，则超挖空间全部用二衬混凝土回填；若预留量不够，则必须进行支护置换，这是一项特别危险的工作，应该得到禁止。只有通过现场监控量测，取得可靠数据和现场经验，通过信息反馈，才能准确掌握好预留量。

三、控制超欠挖的途径

钻爆法施工要消除超欠挖是不可能的，但可以将超欠挖控制到最低限度，达到这个标准有如下办法： (一)精心放样，精确控制周边眼孔位及方向

钻孔前，技术人员把设计开挖轮廓线标注到掌子面上，并明确标出周边眼位，每次放样要测量两侧墙体里程，及时消除两侧进尺不一致造成标注轮廓线的误差。让技术水平高的工人钻制周边眼，确保周边眼同隧轴线平行，并保证炮眼底落在同—平面上。 (二)实施光爆技术

通过以上方法提高打眼质量，实施光爆技术可基本消除爆破

对围岩超挖的破坏性影响，隧道Ⅳ、V类围岩采用全断面法开挖，光爆设计如图1所示，光爆技术参数见表2： (三)辅助施工

在节理发育的地段采用超前锚杆等辅助施工手段来嵌固围岩，以防止超欠挖的产生，实践证明该法行之有效。

(四)强化施工管理，重视超欠挖的影响 这是减少超欠挖的根本措施，加强管理，减少钻孔误差，提高钻孔质量，将开挖进尺与光面质量挂钩。来规定钻爆人员的工资、奖金的发放。 四、超欠挖的测量及其对成本的影响

隧道围岩各点的超挖尺寸是不规则的，一般利用测量统计的办法来确定平均超挖量。

考核隧道右线的平均超挖量，首先确定KI+000～KO+950段每10m作一个测量面，每断面测9个点，算出平均径向超挖量，最后求出各测量面的径向超挖平均值(见表3)。KI+000～KO+950段平均超挖量为10.8cm，开挖、运输成本为68元/m3衬砌混凝土成本为270元／m3每米成本增加(68+270)×24.5×0.108=894.3元。

通过以上分析，控制超欠挖是获取经济效益的重要途径。为此我们强化管理，加强施工技术人员的培训，聘请技术水平高的工人参与施工，加强钻爆工人的思想教育，端正工作作风，及时督促检查，加强施工时的责任心。制定严明的罚一奖二制度，罚一奖二是指规定径向偏差为8cm，超出1cm就罚1cm出碴及衬砌回填所需成本费用，减少1cm就罚2cm出碴及衬砌回填所需成本费用。通过这些措施的制定，我们对K0+880～K0+830段进行考核，测量数据统计见表4： 五、结语

隧道施工存在着围岩类型变化大，且不同岩性频繁交替出现的现象。隧道内地质条件复杂多变是客观存在的，施工中应加强地质超前预报，准确探明前方围岩类型，随围岩条件变化及时调

整钻爆参数。通过采用合理的施工方法和施工工艺，并辅以先进的精密仪器，来达到控制隧道超欠挖的目的。(1)隧道开挖的超欠挖会给隧道施工的综合效益带来很大的影响，也影响隧道结构的可靠性，施工单位应引起足够的重视。(2)隧道开挖的超欠挖从技术角度上是可以控制在一定范围内，它要和行政奖罚挂钩来强职工的责任感。(3)超欠挖采用光爆措施是可以控制在一定范围内的。利用测量统计的方法可以确定超欠挖量，现场对个别欠挖超出规范要求的进行处理，在制作整体式衬砌台车时半径加大(根据测量统计的结果加大1～5cm)，使整个隧道径向超挖控制在3cm以内，可避免经济效益流失。