隧道施工中超欠挖的有效控制

隧道施工中超欠挖的有效控制

李国栋

山西水务集团建设投资有限公司 030001

隧道施工中,超欠挖控制一直是施工作业中的难点,它的产生直接影响了隧道的经济、工期效益。现以隧道施工控制为例，讲述原因和方法，望同行各位予以点评指正。谢谢!

（关键词：内外插角 起爆顺序 装药结构）

1、要 点：超欠挖原因

超欠挖原因分析

E/W的分析

炮眼布置

钻爆设计

起爆顺序

预防超欠挖的措施

影响因素分析结果引导校正

2、论 述：

开挖过程中，由于地质情况及工人操作不规范，不按设计用药量作业等原因，造成的超欠挖现象是常常出现的，经常出现的断面形式如下：

一、通过对本隧道500个断面测量分析，造成超欠挖的原因有以下几点：

1. 钻孔精度

2. 爆破技术

3. 组织管理

4. 测量放样

5. 地质条件

二、原因分析

1、改变宁超勿欠的观念，将施工规范应用到施工中。每一循环考核，每一断面比较、分析。

2、提高钻孔技术水平

钻孔技术的高低影响超欠挖，周边炮孔的内、外插角θ、开口e和钻孔深度L，预留变形量M，超欠挖高度h有如下关系：

h=e+L*tg(θ/2)+ M

随着外插角θ和钻孔深度L、预留变形量M的增加，h增大。L可以根据围岩类别适当控制，深孔爆破的装药量大，对周边围岩损伤也较大。

θ和L主要取决于司钻工的操作水平和钻具性能，开挖中应根据钻机的外缘高度，即超挖控制下限。

θ θ 放样线e=0

a)

e θ θ 放样线e>0 超挖

b)

e θ θ 放样线e<0 欠挖

e/tgθ c)

e为开口位置; θ钻机仰角

铁路隧道的容许超挖一般为15cm。

L=3-3.5m时，外插角θ=4.5°

L=4.5-5m时，外插角θ=2.6°

一般的司钻工很难做到，只能是靠及时引导指正，测斜仪辅助定向，尽量用凿岩台车来钻孔。

爆破方法的比较

爆破方式效果比较

三、E/W的分析

周边孔的布置，在其它因素一定时，超挖高度h随着周边眼间距的增大而增加，而最小抵抗线W也与超挖高度h有近似抛物线的关系。

较小的有助于减少超挖，W是控制的关键，要想彻底控制就必须使相对间距E/W处于合理的范围内。

E、W一定，L=3-3.5M、g=0.27kg/m时关系如图，E/W=0.7-1.0，周边孔间距45-80cm，最小抵抗线W=50-80cm。

K%

90

80

70

60

50

40

40

50

40

30

20

10

0

0.6 0.8 1.0 1.2

E/W

四、炮眼布置原则

1. 楔形掏槽、环形布置

2. 楔眼掏槽、线形布置

3. 直眼掏槽、环形布置

4. 直眼掏槽、线形布置

5. 大孔距小抵抗线炮眼布置

五、钻爆设计

爆破计算

1、炮眼数量确定

N=k*s*L-Q_g/(n*r*L) (个)

N—全断面炮眼数

k—单位岩石体积耗药量kg/m³

s—开挖断面积

r—线装药密度kg/m，从实际中获得

L—炮眼深度

Q_g—周边光爆药量

n—装药系数

2、允许用药量确定

Q_m=R³*（V_rp/k）³/a

Q_m—一般允许量

V_rp—振速安全控制标准，查表

R—爆源中心到振速控制点的距离(m)

k—爆破介质系数，查表

a—衰减指数，查表

3、总药量确定

Q=k*s*L

Q—一次爆破装药量

s—开挖断面积

L—炮眼深度

k—较性岩石爆破意单耗(kg/m³)

五、起爆顺序

掏 槽 扩槽 掘进眼 二台眼 内围眼 底板眼 周边眼

本隧道炮眼深4.5m，平均循环进尺4m，炮眼利用率90%，炮眼痕迹保存率80%，20m²断面月进尺200m（单口）。

六、预防超欠挖的措施

1. 从实践中获取经验

2. 从不同地质条件采取不同的钻爆参数

3. 排除开眼误差

4. 避免眼底偏差

5. 放样精确，用五寸台坐标法放出开挖轮廓

6. 炸药品种选用正确

7. 线装药密度不可大于0.04Kg/m³

8. 改善装药结构

七、影响因素分析结果引导校正

					90
			83
		50
	39.7

1、钻孔2、爆破技术3、施工管理4、测量放样5、地质变化6、其它

因素比例分析图

超欠挖的控制方法,在实际施工中有不同的施工观念和不同的控制方法.本文以3670m的长大隧道为基础，进行全过程动态化比较分析，望各位同行予以批评指正,谢谢!