浅谈隧道超欠挖的防治

浅谈隧道超欠挖的防治

杨杰肖

云南建投第二水利水电建设有限公司 云南 昆明 650000

摘 要：谈隧道超欠挖的防治是近年来在土建工程建设领域中的一个重要任务，如何有效的搞好此项工作是隧道工作者面临的一个新问题，本文对隧道超欠挖的防治工作进行探讨。

关键词：隧道超欠挖的防治钻爆   钻孔

云南省位于中国西南，大多地形为山区，地质构造复杂，地层岩性变化大，断层纵横交错，褶皱多数形态不完整，构造异常复杂，地下水埋深浅且含水层不连续，部分区域由于板块挤压、褶皱、断裂活动，沉积了厚度巨大的碎屑岩、碳酸盐岩、玄武岩。为了响应国家的“一带一路”的号召，云南省大力发展基础设施建设和交通设施建设。在云南省大力发展交通设施建设就避免不了要进行大量的隧道施工，隧道施工造价高，为了发展节约型经济和绿色经济，隧道超欠挖的防治就显得尤为重要，它不仅能大大地节约隧道施工成本，还能够加快隧道施工的进度。做好隧道超欠挖的防治工作是隧道施工质量成败的关键，也是发展节约型经济和绿色经济重大举措。

一、隧道开挖的特点和超欠挖控制的要求：

隧道开挖可以根据不同的围岩类别而选择不同的开挖方式。隧道开挖的主要方法是钻孔爆破，开挖工作包括钻眼、装药、爆破等几项工作内容，对于开挖工作应做到下面几点要求：（1）按设计要求开挖出断面（包括形状、尺寸、表面平整、超欠挖要求）。（2）石渣块度（石渣大小）便于装渣作业，尽量避免二次爆破。（3）掘进速度快，少占作业循环时间。（4）爆破在充分发挥其能力的前提下，减少对围岩的震动破坏，减少对施工用具设备及知乎结构的破坏，并尽量节省爆破器材消耗。

隧道超欠挖控制的要求：（1）当岩层完整、岩石抗压强度大于30Mpa，并确认不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别突出部分（每1平方米内不宜大于0.1平方米）欠挖，但其隆起量不得大于5cm。（2）当岩层软弱、岩层自由掉块严重，应严格控制超挖，遵循“短开挖、弱爆破、强支撑、勤量测”的开挖原则。

二、隧道超欠挖原因分析

1. 测量放样错误或误差较大

因隧道内照明较差、视野不清晰、能见度差，测量放样人员进入隧道测量画线，前后视点照准困难导致误差或错误，这种误差通常在20cm左右。致使掌子面偏移，隧道外轮廓偏移，从而产生超欠挖。

2. 钻孔操作台架就位不准确

台架各层平台设置不合理，尤其是顶层平台预留空间过大或过小，使得钻孔操作困难，周边炮眼尤其是拱顶部位炮眼外插角度难于控制，造成拱顶大量超挖或较大面积的欠挖。

3. 司钻工操作不熟练

部分司钻工只考虑开孔容易、操作方便而不按标定位置打眼，钻孔眼位不正确，特别是周边眼间距控制不好；或钻杆外插角控制不好；或钻孔眼底深浅不一，眼底不在同一平面位置，导致超欠挖严重。这种情形多发生在拱顶、边墙底部、仰拱等部位。

4. 装药量及装药结构不合理

施工人员不按设计的装药结构装药，错误地认为加大药量可以提高炮眼利用率，能得到较好的爆破效果，或者为了使超挖得到控制二盲目减少装药量，从而导致了大量的超挖或使得欠挖较多。

5. 爆破网路连接不规范

隧道爆破通常采用分段起爆，为了使隧道轮廓平整，采用光面爆破，周边眼应使用同段雷管，同时起爆。在实际工作中，由于施工人员的失误。检查不仔细，产生如下问题：（1）遗漏某孔引线。（2）网路簇联的接头处部紧密。（3）簇联结内忘记安放引爆雷管。（4）网路中有的引线打结、缠绕、折断。（5）一个结上簇联的引线过多。（6）各孔内安放的雷管段位错误等，爆破未能按设计的次序起爆或拒爆，导致欠挖较大。

6. 其他原因

围岩节理发育，层面倾角小，爆后拱顶呈方形塌落，而未能形成弧形，也会产生超挖。

三、隧道超欠挖预防措施

1. 提高对超前问题的意识

隧道的钻爆开挖对工程的安全、质量和进度有着重大的影响。超挖过多，出渣运输量和衬砌混凝土回填量增加，提高了工程造价，造成了严重的浪费。局部超挖严重，还会产生围岩应力集中问题，带来安全隐患。而欠挖的情形就更差了，欠挖须采取补炮措施，由于欠挖大多在30cm左右，顺帮开挖通常会造成局部超挖，还可能二次扰动围岩，在围岩较差时更会引起坍塌。欠挖如果处理不当，会对隧道的安全、进度和质量带来不利影响。

2. 加强施工管理

加强施工管理是减少超欠挖的根本，也是最有效的措施。在施工管理上应当将质量、进度、责任、义务和效益挂钩，加强对员工的职业道德教育和技术素质培养，提高操作人员的操作技术水平，加强企业自检，严格要求，力求按施工技术规范施工；施工前做好技术交底工作，对质量、质量加强日常学习，严格按照确定的开挖步骤和循环进尺，保持各开挖工序之间的相互衔接，均衡施工，同时，应根据不同的地层，及时调整开挖方法和循环进尺，严格控制欠挖，减少超挖。施工企业应进行工效挂钩制，对各施工班组也相应进行各项经济指标的核定，制定一系列经济责任制，更好地利用经济杠杆管理工程施工，做到奖优罚劣。

3. 重视钻爆设计

在每茬炮爆破后，认真分析爆破效果，并结合围岩的变化情况，及时修正钻爆设计参数，以求达到良好的爆破效果。钻爆设计中，对掏槽眼、辅助眼、周边眼的布置和数量，眼孔深度和角度，各眼孔的装药量及装药结构、起爆次序、网路连接等细节均应周密考虑。为减少隧道的超欠挖，经采取光面爆破、预裂爆破或缓冲爆破等技术，它能最大限度地使开挖面符合设计轮廓线，同事减轻对围岩的扰动。在爆破设计时，尤其要重视周边眼的布置及装药、起爆次序等。周边眼对保证开挖面平滑度，使开挖与设计轮廓线一直来说是非常重要的。应将平滑度作为衡量超欠挖的重要指标。应采取以下措施控证超欠挖：（1）应合理选择周边眼的眼距及周边眼的最小抵抗矩。当隧道断面小或围岩软弱破碎时，眼距应取较大的值。周边眼抵抗线应大于周边眼间距，两者之比保持在1.2-1.3之间比较好。在围岩差是时，抵抗线应取较大的值。

（2）应严格控制周边眼的药量，并采取合理的装药结构。可以使用小直径药包，低爆速炸药，采取空气间隔装药或方向性水压控制爆破方法等装药结构。

（3）适当增加开挖断面底部两隅处辅助眼的药量，消除爆破死角，减少角隅处的欠挖。

（4）爆破次序与爆破网路设计也是很重要的，前炮应为后炮创造较好的临空面。一般雷管应跳段使用，目前采用的15段毫秒雷管在隧道断面较大时不太好，可以考虑采用20段毫秒雷管，效果更好。周边眼一般应同时起爆，即采用同段雷管，围岩差时可分部同时起爆。网路连接应合理，可靠，有效。

4. 注意钻爆作业工序

在钻爆作业中应严格按照钻爆设计进行钻眼、装药、连接和引爆。

（1）从严要求钻孔精度。应达到：孔眼口间距误差不大于5cm；周边眼外斜度不大于5cm；眼底平面误差不大于10cm，但掏槽眼应比其他眼深10cm左右。（2）装药前应将孔内的水、泥浆、石屑等杂物吹干净后，按设计的药量和装药结构装药，并堵塞良好。（3）应按设计的爆破次序安放各段位的毫秒雷管，并检查无误。（4）连接起爆网络并认真检查一下内容：a所有的引线是否均联入网络，没有遗漏。B簇联结点是否连接紧密，并安放引爆雷管。C网路中是否有打结、折断的引线。D网络连接多余10根簇联的可采用同段两个雷管以确保起爆。E簇联引线不得超过40根。

总之，隧道超欠挖防治是全方位的，要求施工单位将钻爆施工的技术、安全、人员管理等，都要纳入正规化、标准化管理，以使钻爆施工各个环节都能精确控制，层层把关，使得隧道超欠挖控制在一个合理水平上。因此，我们要在隧道施工实践中不断摸索、不断尝试、不断改进，最终创造出一条隧道超欠挖控制的成功之路。