隧道爆破施工超欠挖影响因素综述

隧道爆破施工超欠挖影响因素综述

潘东森

（重庆交通大学 土木工程学院，重庆 400041）

摘要：在目前我国隧道的施工建设中，光面爆破施工是最主要的方法，使用光面爆破技术开挖时，超欠挖现象不可避免，超欠挖会显著增加隧道建设的成本并严重影响施工安全，所以对超欠挖控制措施的研究十分必要。引起隧道超欠挖的原因是复杂的，这些因素包括围岩地质条件的影响、钻孔设备及火工产品的影响、光爆理论及施工技术的限制、爆破设计方案不合理等，这些因素都会在一定程度上影响光面爆破的成型效果。

关键词：光面爆破；超欠挖；隧道开挖

0 引言

我国现在依然处于大规模修建高速铁路的时期，需要修建大量的山岭隧道。据统计，截止2019年底，我国在建的包含隧道的高速铁路共计41条，总长8349km，其中包含隧道1311座，隧道总长2560km；正在规划建设的包含隧道的高速铁路共计86条，总长19718km，其中包含隧道3208座，总长7975km。山岭隧道施的主要方法有钻爆法、盾构法和TBM法，钻爆法在目前隧道施工中占据约90%的比例，钻爆法主要包括光面破与预裂爆破两种，它是通过机械钻孔、装填炸药进行爆破开挖的方法。在钻爆法中，由于光面爆破能够保证爆破后隧道的轮廓线平整，所以在隧道施工中应用最为广泛。

1 隧道超欠挖产生的原因

1.1围岩地质条件方面

在进行地下隧洞开挖工程中，超欠挖现象是不可避免的现象，造成该现象的主要原因是围岩地质条件。这里所提及到的围地质条件通常是指围岩的裂隙、节理、水等非主观因素。通常情况下，围岩存在明显的裂隙、节理、溶洞、软夹层等，这样会导致岩体爆破施工过程中岩体不沿周边炮孔的轮廓线进行破坏，经常会沿这些软弱面或结构面进行破坏，从而引发隧道超欠挖现象。

1.2钻孔精度方面

在钻爆法施工过程中，钻度是其比较关键的一个环节，由于大多数的工作面并非平整的岩石面，致使孔位置很难落在指定孔位，甚至还有一些钻孔的岩石存在较为严重的夹泥、破现象，从而出现孔或夹钻的概率比较高，此时通常需要在指定孔位附近再行补孔，但是由于多方面因素的影响，很容易导致孔位出现偏差。此外，一些钻孔在具体施工过程中，钻杆的外控制不好、孔距控制不合理等都有可能引发隧道超欠挖现象。

1.3爆破参数方面

爆破设计参数设计不当也是引起隧道超欠挖的主要原因，其主要包括下述几个方面：

1）掏槽方式不合理，导致未能爆出足够的临空面，会对掏槽爆破效果产生不良影响。

2）周边炮孔间距设置不合理，如果孔距过大也会引发隧道欠挖。

3）周边孔的药量控制和装药方法不合理，一旦单孔药量过大，将会引发隧道超挖现象。

4）起爆网络的连接和设计不合理而引发的隧道超欠挖现象。

1.4施工管理方面

施工组织管理对超欠挖的影响主要表现为以下几个方面：

1）现场施工未确定合理的施工进度和施工方法。

2）分工不明确导致相关职责不明，技术交底不清楚，且责任心不强，对具体工艺要点掌握不清。     

3）隧道地质存在断层、地下水、节理发育等不可控因素，在隧道开挖之前未对其进行有效的勘察。

2 隧道超欠挖的控制措施

2.1做好地质勘察工作

通常情况下，围岩地质条件是客观的，其一般可以作为爆参数确定的主要依据。围岩地质条件在隧道施工过程中处于不断的变化之中，经常会出现洞、软弱层等不良地质现象，这些都会对道施工质量产生一定的响。因此，在隧道开挖过程中，需要根据围岩节理、裂隙的基本情况来对钻孔角通常情况下，围质条件是客观的，其一般可以作为爆数确定的主要依据。围岩地质条件在隧道施工过程中处于不断的变化之中，经常会出现溶洞、软夹层等不良地质现象，这些都会对道施工质量产生一定的影响。因此，在隧道开挖过程中，需要根据围节理、裂隙的基本情况来对钻孔角。

2.2控制好炮眼深度和精度

在对炮深度进行确定的时候，一般需要对隧道地质条件、单循环作业时间、施工组织能力、工期及进度要求、装碴机械及能力等诸多因素给予综合考虑，并对每循环进尺进行有效地优化，以确保隧道开挖工作有条不紊的进行。隧道开挖施工阶段，还需要严格标注打点定孔位，明确打点距离，每打一个孔，都需要参照上一孔为来确保其方向，同时注意保持钻孔深度一致，确保孔底处于同一平面上。在隧道爆破施工过程中，还需要对周边眼的外插角给予有效地控制，以更好地提高炮眼的精度。

2.3加强现场施工管理

在隧道爆破施工过程中，加强现场施工管理是降低超欠挖现象最有效、最直接、最根本的方法，在实际施工中可从以下几方面入手：

1）建立系统的、科学的质量监督和管理体系，有效的把控施工中的各个环节，做到科学预测、科学施工、科学处理。

2）加强人员培训，提高施工人员技术水平。工作态度认真、责任心强、职业道德良好的施工人员是保证施工质量的前提，统计数据表明，好的凿岩台车操作员可以显著提高钻孔的精度，在很大程度上减少爆破后的超欠挖现象。 

3）建立具有时效性的数据反馈系统，将施工中的超欠挖信息及时反馈给技术人员，以便迅速制定解决方案。

3 结语

在隧道光面爆破施工中，超欠挖现象不可避免，引起隧道挖的原因是复杂的，既有客观因素，又有主观因素。客观因素主要包括围岩地条件的影响、钻孔设备及火工产品的影响、光爆理论及施工技术的限制、爆破设计方案不合理等；主观因素主要是人为因素，主要指在测量放线、周边孔钻孔等方面精度不够、施工组织管理等方面欠缺等。上述因素对超欠挖的影响程度并不相同，在施工中可以通过对这些因素进行控制，从而减少隧道超欠挖现象，更好地提高隧道施工的质量。

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