超欠挖控制技术及其在宜万铁路隧道中的应用浅析
浅谈市政隧道爆破掘进施工中超欠挖的成因、影响及控制方法
浅谈市政隧道爆破掘进施工中超欠挖的成因、影响及控制方法随着我国铁路建设的发展和地下空间的开发应用，隧道开挖工艺得到了飞速提高，其中钻爆法以其广泛的适用性，低廉的开挖成本，得到了最广泛的应用。
就隧道爆破掘进的施工工艺而言，超欠挖的控制与企业生产效益是直接挂钩的。
对此，我们往往需要控制欠挖以寻求质量，控制超挖以降低成本。
一、超欠挖成因1、围岩特性因素（1）Ⅳ级、Ⅴ级围岩本身节理就比较发育，再考虑岩层内地下水影响，在爆破完成后，机械找顶的过程中，围岩常常沿着软弱面坍塌、破碎，此类情况导致的超挖是难以避免的，也是最常见的。
（2）岩层走向对超欠挖也有很大的影响，平行于隧道走向的围岩存在岩层整体剥落的可能性。
因此对于破碎程度相同的两种围岩来说，平行于隧道走向的岩层比垂直于隧道走向的岩层更容易出现超挖现象。
2、隧道轮廓线放样不准确隧道中由测量技术人员负责对开挖轮廓线及炮孔进行放样定位，由工人根据放样点进行炮孔打设，因此放样的准确性直接影响着爆破效果。
当测量技术人员出现操作过程失误、责任心不足、测量结果未复核，使放样点与原设计偏差过大，达不到预期爆破效果，就会出现大规模的超欠挖。
3、现场施工不满足技术参数设计对于隧道爆破掘进施工而言，施工现场均有专项施工方案。
方案中对炮孔间距，扦插角度、孔深、孔位、装药量等技术参数均有明确设计。
而现场实际由于操作条件不允许，比如（1）工人站在操作平台上够不到放样点。
（2）操作出现偏差和失误如将两个眼钻通导致的废孔，只能在旁边重新钻孔。
（3）岩石突出无法在放样点进行钻孔。
种种原因导致的钻孔精度无法达到设计参数，从而导致的超挖或者欠挖。
4、施工管理存在漏洞（1）工人贪图操作的便宜性，随意改变扦插角度，造成炮孔角度的偏差。
（2）工人在现场实际施工中难免存在偷懒心理，通常以“少打眼，多装药”为原则，私自放大孔间距，加大装药量，不仅从总体上加剧了药量损耗，也使爆破轮廓线处于一个不可控状态，当施工爆破方案中的技术参数形同虚设，对超欠挖的控制自然就无从谈起了。
隧道开挖超挖的控制措施
隧道开挖超挖的控制措施在隧洞开挖过程中，底板断面的检查也是非常重要的。
测量人员应根据设计要求，对底板进行测量，并将实际开挖断面与设计轮廓进行对比，及时发现超欠挖情况。
如发现超挖现象，应及时采取措施进行修补，确保底板的平整度和强度。
二）钻孔精度控制钻孔精度对于隧洞开挖的质量和进度都有着非常重要的影响。
在施工过程中，应严格控制钻孔的位置和方向，确保钻孔精度符合设计要求。
同时，对于不同围岩类型的钻孔，应采用不同的钻孔技术和钻孔参数，确保钻孔质量和效率。
三）爆破技术控制钻孔的精度和爆破的技术都是控制隧洞超欠挖的关键。
在施工中，应根据不同围岩的特点和地质条件，采用不同的爆破技术和参数，确保爆破效果和安全性。
同时，爆破后应及时进行检查和处理，确保洞身的平整度和强度。
综上所述，控制隧洞超欠挖是一项综合性的工程技术和管理工作。
在施工过程中，应严格按照规范要求进行检查和处理，同时采用科学的技术和管理手段，确保隧洞开挖的质量和进度，为工程的顺利完成提供保障。
为了控制隧道开挖过程中的超欠挖问题，需要采取一系列的控制措施。
首先，在底板清理过程中，测量人员应在边墙上标定腰线，距离底板开挖轮廓1m，以便控制高程。
针对欠挖问题，可以通过红油漆标注并采用风镐或电钻进行处理。
对于较大的欠挖问题，可以采用风枪钻眼爆理。
在爆破过程中，需要及时调整爆破参数，根据围岩地质条件和现场试验进行调整。
同时，需要实行动态交底，观察围岩节理裂隙的变化并对下一循环的爆破设计进行相应的调整。
为了提高钻孔精度，可以对司钻人员进行培训，严格按照操作细则和设计要求进行钻孔，并由技术熟练的操作工进行周边眼和掏槽眼作业。
在钻周边孔时，可以通过钻孔位置少量内移来减少外插角的影响。
测量放线的精度也是控制超欠挖的关键。
测量人员需要熟悉设计文件，掌握设计开挖断面各部位的尺寸，并采用较先进的仪器进行测量。
定期到技术鉴定部门进行仪器标定。
最后，采用合理的爆破技术也是控制超欠挖的重要手段。
最新宜万铁路不良地质隧道施工技术措施
宜万铁路不良地质隧道施工管理技术措施宜万铁路不良地质隧道施工管理措施宜万铁路工程地质、水文地质复杂，全线共有隧道113座，总长223km，约占线路总长度近60%，其中长度在3～10km以内的隧道18座，长度大于10km的隧道3座。
隧道穿越地段，岩溶、岩溶水、暗河、岩堆、高地应力、煤系地层和瓦斯、天然气等不良地质普遍，为安全、优质、按期完成宜万铁路建设，现制定不良地质隧道施工管理措施，望各单位遵照执行。
第一章超前地质预测预报1.1超前地质预测预报的作用与意义超前地质预测预报是保证隧道施工安全，以及隧道施工完成后运营安全的一项重要措施，同时，它又是隧道动态设计的主要决策依据，因此，超前地质预测预报工作必须纳入到施工工序管理中。
1.2超前地质预测预报的主要工程宜万铁路白云山隧道、五爪观隧道、王家岭隧道、堡镇隧道、八字岭隧道、野三关隧道、大支坪隧道、云雾山隧道、马鹿箐隧道、齐岳山隧道和别岩槽隧道共11座被列为超前地质预测预报重点隧道。
1.3超前地质预测预报的实施原则1.3.1超前地质预测预报和隧道掘进开挖之间的关系原则是“有疑必探、先探后挖”；超前地质预测预报和隧道基底处理之间的关系原则是“加强探测、强化治理”。
1.3.2根据宜万铁路工程地质与水文地质复杂的特点，为提高超前预报的准确性，超前地质预测预报方案采取五结合原则，即：地表和洞内相结合原则，长距离和近距离相结合原则，宏观控制和微观探测相结合原则，构造探测和水探测相结合原则，地质法、物探与钻探相结合原则。
1.3.3超前地质预测预报必须严格按照预报程序和设计图纸所确定的预报内容采取综合的预测预报技术。
1.4超前地质预测预报的程序和责任分工1.4.1超前地质预测预报基础程序为：设计阶段地质勘察分析→施工阶段超前地质预测预报→确定施工方案→重大不良地质构造的补充勘察分析。
1.4.2设计阶段的地质勘察分析结果是施工阶段超前地质预测预报的依据和基础。
设计单位应根据地表勘察结果提供“隧道工程地质勘察报告”，宏观分析隧道工程的工程地质及水文地质条件，确定洞内施工阶段超前地质预测预报的范围和预报方法。
隧道光面爆破及超欠挖现象分析与控制技术措施
隧道光面爆破及超欠挖现象分析与控制技术
措施
隧道挖掘是一种复杂的地质工程技术，它涉及对复杂地质条件和
强烈的地质环境作用下的隧道施工施工现场管理。
随着地质条件复杂化，工程技术复杂化，隧道爆破及超欠挖现象日益严重。
在此情况下，如何合理分析及控制超欠挖现象就变得格外重要。
为此，本文将对隧
道爆破及超欠挖现象进行深入的分析，提出有效的防治控制技术措施，以实现高效、安全的隧道施工。
首先，本文将对隧道爆破及超欠挖现象进行深入分析，分析超欠
挖现象的起因，主要是由于爆破技术的局限性，以及施工公司在隧道
施工中缺乏认真熟悉地质条件及隧道爆破方面的专业技术准备造成的。
此外，地质条件复杂和施工熟悉度不足也是造成超欠挖现象的重要原因。
其次，为了防止和控制超欠挖现象，本文提出了一些有效的技术
措施。
包括：1）在爆破前结合参与施工的单位熟悉地质条件，选择合
适的采矿方法；2）在爆破过程中，加强施工现场管理，科学精确施工；3）在监测过程中，定期进行爆破前位移点监测，把握爆破效果；4）
使用正确的支护方法，减小支护结构变形，防止坚固体爆破效果不理想。
以上技术措施可以有效地防止和控制超欠挖现象，有助于营造安全、可靠的施工环境。
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=0a)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。
超欠挖控制技术及其在宜万铁路隧道中的应用浅析
层破 碎 带和 崩塌 等不 良地 质 。
根据《 铁路 隧 道 设计 规 范 》 的 隧 道 围 中 合 考 虑 隧 道 底 板 标 高 以 上 三 倍 洞 径 范 围 内
的影 响 ， 多或 少 的 会形 成 一 定 的外 插 角 。 或
混 凝土 喷 平 ， 作起 来 非 常 费劲 ， 混 凝土 操 喷 表 面 的不 平 顺 ， 会给 挂 设 防ห้องสมุดไป่ตู้ 板 带来 困 难 ， 紧绷 而 破 裂 ， 重影 响 防水 效 果 ， 道渗 漏 严 隧 质 条 忤 为 ： 溶 、 下涌 水 、 层 、 坡 、 岩 地 顺 滑 断
行 ， 槽 孔根 据 爆 破 方案 采取 一 定 的倾 角 。 掏
减少超欠挖 ： ①必须 对 司钻 人 员进 行 培 训 ， 使 其按 照操 作 细 则 和 设 计 要 求 进 行 施 钻 ，
难以 掌握 防水板 富 余量 ， 造成 衬砌 时防 水板 岩 分 级 方 案 的 规 定 ， 合 物 探 解 译 资 料 ， 可 结 综 根 据 长 期 的 工 程 实 践 ， 以 采 取 以 下 方法
代的 。 根据 有 关资 料 显示 ， 在钻 爆 法施 工 的 区 ， 形起 伏 较 大 ， 地 局部 地 段呈 陡 崖 ， 自然 坡 全 凭 操 作 人 员的 经 验 ， 度 之 大 是 不 言 而 难 隧道 中平 均超 挖 值 为 ３ ． ｃ 最大 能 达 到 度 约３ ～６ 。 坡顶 大 都呈 浑 圆状 ， 对高 差 喻 的 。 ８ ７ ｍ， ５ Ｏ， 相 ②装 药结 构 不 合理 。 根据 围岩 情 况选
就 目前 国 内隧 道 工程 施 工 发 展趋 势 而 西 止 达 万铁 路 万 州 站（ ） 宜万 铁 路 工程 第 部 位 的 外 插 角以 及 底 板 的 下 插 角都 相 当难 含 。
浅谈隧道钻爆法超欠挖控制
浅谈隧道钻爆法超欠挖控制摘要：在隧道施工过程中经常会采用钻爆法，这就需要对超欠挖进行控制，由于超欠挖的控制不仅影响到施工质量，还影响到工程的成本，因此，对超欠挖的控制要求需不断提高，本文将从隧道超欠挖原因及控制措施进行阐述。
关键词：超欠挖；控制；措施众所周知, 只要是采用钻爆法施工的隧道, 超欠挖就不可避免。
隧道施工以成败论英雄,最终是以成本和质量两大目标来体现。
而超欠挖控制则是此两大目标能否实现的关键。
根据新验标规定,二衬厚度必须确保, 对欠挖要求近乎苛刻。
超挖会多耗火工品，,多装多运洞碴, 超挖空间必须用初期喷护和二衬混凝土回填。
事实上,对于50 cm 以上的超挖部位,要想采用喷混凝土来喷填平顺, 是件非常费力的事情。
若喷层不平顺, 则会给张挂防水板带来困难,使二衬背后存在质量隐患。
可以这么说,隧道施工的每道工序都与超欠挖控制有关,超欠挖影响隧道施工全局。
1 隧道超欠挖的主要原因分析1. 1 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。
每茬炮都必须画弧线，所画轮廓线要尽量与设计开挖线相重合。
1. 2 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+ L tan 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。
1. 3 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。
1. 4 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。
隧道超欠挖原因及有效控制策略
隧道超欠挖原因及有效控制策略超欠挖的现象在隧道工程中是无法避免的，但是在隧道施工过程中，可以看到通过合理的方法可以减小超欠挖所带来的影响。
同时加强现场管理能力，从而把超欠挖的现象以及影响减到最小，同时使得施工效率更高且更安全。
减少工程的成本，为企业争取最大的经济效益。
一、隧道超欠挖的原因分析1、地质原因在隧道施工中，地质原因也是造成隧道超欠挖的重要原因，受到了围岩的裂隙、节理等非主观因素影响。
具体说来，隧道围岩有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，全隧均采用复合式衬砌，具体可细分为二次衬砌、防水隔离及初期支护，其中的Ⅲ～Ⅴ级围岩采用曲墙加仰拱结构形式，由于围岩存在明显的软弱夹层、裂隙等，使得施工较为困难。
基于围岩不沿周边炮孔的切割线破坏的现状，会在一定程度上破坏结构面，最终造成难控制的超欠挖，隧道施工中，一方面是由于自身能力所限，缺乏对隧道内部地质条件及相应施工的认识和及早发现，也没有采取针对性的措施去对其进行预防和加固，最后，在检测方面，因为存在不真实及不及时性，使得一些问题没有得到及时的解决。
2、测量放样结合隧道的施工设计及施工过程来看，由于控制点的不正确，会造成放样错误，最终形成了超欠挖，此原因外，因为测量操作的失误，也会形成超欠挖，且这种失误一旦出现，其下一循环在前一循环欠挖未处理的基础上，及有可能再次出现欠挖的现象，这势必会影响到隧道整个施工的进行和成本。
3、爆破技术在隧道施工中，Ⅴ级围岩以人工配合机械开挖为主，有时也辅以弱爆破，而Ⅲ、Ⅳ级围岩开挖采用光面爆破，通过此种方式来控制超欠挖，结合其实际实施情况来看，由于弱裂爆破技术还处于摸索阶段，缺乏完整理论的推广，除此之外，虽然光面爆破已经在全国范围内取得了推广应用，但其涉及到的爆破参数选择方面存在很大的不确定性，一般都是根据施工人員的经验去确定相关参数，这种方式的运用过程中，由于缺乏专业爆破技术人员的参与，极易产生超欠挖难以控制的因素，影响了隧道施工的进行。
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超欠挖控制技术及其在宜万铁路隧道中的应用浅析摘要:本文结合宜万铁路38标长5353m的广成山隧道和长2417m 的庙垭口隧道施工实践,通过现场记录观察,分析了影响隧道超欠挖产生的五个主要因素,即围岩地质条件、测量放线、钻孔精度、爆破技术(包括爆破参数等)和现场管理等,并针对性地提出了控制隧道超欠挖所应采取的技术措施。
从而有效控制隧道的超欠挖,减少了爆破对围岩的扰动,加快了掘进速度,控制施工成本,取得较理想的爆破效果。
关键词:隧道工程超欠挖因素分析控制爆破参数就目前国内隧道工程施工发展趋势而言,在今后相当长一段时间内,“新奥法”在隧道施工仍然是修建山岭隧道的主流施工方法,其主导地位是其他施工方法所无法替代的。
根据有关资料显示,在钻爆法施工的隧道中平均超挖值为38.7cm,最大能达到76cm。
隧道的超欠挖会使隧道局部应力集中,围岩的塑性区、变形量显著增大;衬砌施工时因超挖回填导致砼不密实,使结构受力处于不利状态,并且易积水,形成质量隐患。
同时超挖会造成开挖轮廓不圆顺,表面凹凸不平,造成局部应力集中,受力不均,对安全也极为不利,违背了隧道施工“爱护围岩”的原则。
事实上,围岩自身的强度和稳定性,往往比回填混凝土好得多。
要想将全部超挖用混凝土喷平,操作起来非常费劲,喷混凝土表面的不平顺,会给挂设防水板带来困难,难以掌握防水板富余量,造成衬砌时防水板紧绷而破裂,严重影响防水效果,隧道渗漏水是最难整治的病害之一。
另外,大的超挖会在二衬施作时造成台车偏压,或者出现堵头挤爆现象,严重影响衬砌的整体质量。
同时,超挖引起多装、多运碴土,超挖空间还要用混凝土或喷射混凝土回填,从而造成人工、工期和材料的超额浪费,致使工程成本增加。
由此可见,有效控制岩石隧道爆破时的超挖问题对隧道施工的工程质量、安全进度产生及经济效益有着深远的意义。
论文以宜万铁路第38标段两座铁路隧道,长5353m的广成山隧道和长2417m的庙垭口隧道施工实践,分析了影响隧道超欠挖产生的五个主要因素,并提出了控制隧道超欠挖所应采取的技术措施,直接指导了该两座隧道的施工,取得了良好的效果。
1 广成山和庙垭口隧道工程简介宜万铁路东起鸦宜铁路花艳站(含),西止达万铁路万州站(含)。
宜万铁路工程第三十八标段有隧道2座,总长7770m,其中广成山隧道5353m,庙垭口隧道2417m。
其中,广成山隧道工程区属构造剥蚀、侵蚀中低山区,地形起伏较大,局部地段呈陡崖,自然坡度约35～60°,坡顶大都呈浑圆状,相对高差约200～400m,最高峰为广成山,标高约1002m,山坡坡面植被较发育,坡顶多辟为旱地或经济林带,零星分布水塘和村舍。
隧道进口段地形相对较平缓,出口段地形陡峻。
隧道主要穿越的地质条件为:岩溶、煤层、顺层、滑坡、断层破碎带和崩塌等不良地质。
庙垭口隧道起讫里程为DK412+451～DK414+868全长2417m,隧道主要穿越的地质条件为:岩溶、地下涌水、顺层、滑坡、断层破碎带和崩塌等不良地质。
根据《铁路隧道设计规范》中的隧道围岩分级方案的规定,结合物探解译资料,综合考虑隧道底板标高以上三倍洞径范围内的围岩工程地质条件及岩土物理力学性质诸要素,对隧道围岩进行工程地质分级,见下表1所示。
3 超挖原因分析3.1 广成山和庙垭口超挖原因分析(1)围岩地质条件:广成山和庙垭口两座隧道通过地段为构造剥蚀、侵蚀中低山区,基岩有砂岩、页岩、泥岩等,节理发育,地下水不发育,隧道通过地段岩石级别为Ⅱ、Ⅲ、IV、V级。
由于隧道围岩情况复杂,节理、裂隙发育,岩体较破碎,且时常有地下水渗出,造成超欠挖很难控制,尤其是超挖现象比较严重。
(2)施工方法原因:①钻孔精度太低。
由于钻孔作业覆盖空间有限,以及受隧道形状的影响,拱部范围内的上仰角、两侧边墙部位的外插角以及底板的下插角都相当难控制。
对于钻孔角度的控制,由于实际施工中除长大隧道之外的隧道基本上都采用的是钻孔台车人工钻孔,其钻孔角度的控制全凭操作人员的经验,难度之大是不言而喻的。
②装药结构不合理。
根据围岩情况选用合理的装药结构,可以减少由于爆破产生的振动和应力波对围岩的破坏作用,因而有利于减少超挖,提高轮廓质量。
3.2 超挖预防与控制(1)提高钻孔精度:在光面爆破中,钻孔产生的超挖量远大于爆破产生的超挖量,因此提高钻孔精度是减少隧道超欠挖的重要途径之一。
钻孔应严格按照爆破方案进行,掏槽孔根据爆破方案采取一定的倾角。
但在实际施工中,由于受钻孔机械或入为的影响,或多或少的会形成一定的外插角。
根据长期的工程实践,可以采取以下方法减少超欠挖:①必须对司钻人员进行培训,使其按照操作细则和设计要求进行施钻,保证规定的孔位、孔深和倾斜角。
并由技术熟练的人员负责周边孔和掏槽孔的作业,在先钻的孔内插入导向管,依次作为基准钻其他炮孔。
②钻周边孔时,通过钻孔位置少量内移来减少外插角。
依据测量放线人员在掌子面上画的轮廓线,将钻孔孔位定位在轮廓线内侧1～3cm,从而减小外插角带来的不利影响。
(2)提高测量放线的精度:控制超欠挖主要是控制好开挖轮廓线的精度。
在进行测量放样前应首先熟悉设计文件,掌握设计开挖断面各部位的尺寸,同时考虑预留沉落量和变形量。
中线和标高的偏移,将使断面轮廓线向一侧偏移,造成开挖断面一侧超挖、一侧欠挖,因此首先要保证中线和标高的准确口。
通过本文依托工程的应用实践证明,在直线隧道采用激光照准仪定出控制点。
再用支距法画出轮廓线,最后按照爆破设计画出孔位,是一个既经济又行之有效的方法。
(3)采用合理的爆破技术:爆破技术主要指爆破方法、爆破参数、爆破器材和装药方法等,采取不同的爆破方法、爆破参数、爆破器材和装药方法均对爆破超欠挖产生不同程度的影响。
普通爆破效果和光面爆破效果的比较发现,光面爆破明显优于普通爆破。
光面爆破能最大限度地使开挖面符合设计轮廓线,同时减轻对围岩的扰动。
按“新奥法”原则施工,实行光面爆破或预裂爆破等控制爆破措施是控制超欠挖的有效方法。
在广成山和庙垭口隧道施工中,围岩地质条件是不断变化的,时常有软弱夹层、断层等不良地质情况出现。
目前,爆破设计主要是采用经验类法比,并结合现场试验。
在开挖过程中,随着围岩节理裂隙的变化,钻孔位置和角度、周边孔的参数等也应进行相应的调整。
鉴于在掘进过程中围岩情况是不断变化的,在每茬炮后鉴定工作面围岩的变化。
每茬炮爆破后,应认真分析这一茬炮的爆破效果,并结合围岩的变化情况,对一茬炮的爆破设计做出相应的参数调整。
3.3 隧道爆破参数选择及超欠挖控制根据不断的实践,总结广成山和庙垭口隧道减少超欠挖光面爆破技术如下。
(1)钻爆施工工艺①放样布眼:清理掌子面,利用水平仪、经纬仪测量画出开挖轮廓线,用红油漆标出主要炮眼位置(周边眼、掏槽眼、底眼),其误差不大于5cm,开挖台阶在15cm范围内,钻眼时,眼底应落在同一垂直面上;掏槽眼钻孔精度要高,误差在3cm之内,控制炮眼间距、深度和角度,严禁炮眼打穿、相交;辅助眼均匀分布,为便于排水,钻孔可稍微向上,但倾斜不大于1度,孔眼间保持互相平行,底板眼向下倾斜,最大不超过轮廓线10cm。
钻眼过程中经常检查炮眼方向,及时校正,不符和要求的予以废除。
②装药:装药前,用高压风吹扫炮孔,药串和起爆药卷按要求加工好,盘好脚线,分段号存放在箱内,确保装药作业有序地进行;装药作业分片、分组进行,并按规定捣实堵塞炮泥,堵塞长度不小于20cm。
③爆破:起爆网络为复式网络,以保证起爆的可靠性和准确性,连接时,导爆管不能打结、拉细和破损漏气,各炮眼雷管段数与钻爆设计相同,引爆使用火雷管,雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处,网络接好后,由专人负责检查。
④钻孔结束,用高压风管吹孔,按照钻爆设计的装药量和装药结构组织装药,采用非电导爆雷管联结,火雷管起爆。
(2)施工爆破参数选择①全断面开挖光面爆破参数选择周边眼间距E=60cm,炮眼直经Φ=48mm,最小抵抗线W=75cm,周边炮眼密集系数K=E/W=0.85,每循环进尺为2.0m,周边眼、掏槽眼、底眼深2.4m,炮眼利用率在90%以上,周边炮眼采用不偶合间隔装药结构,掏槽采用8眼垂直楔形掏槽,爆破顺序按掏槽眼、辅助眼、周边眼、底眼顺序进行。
详见钻爆设计图。
采用2号岩石硝铵炸药,药卷规格Ф38×200mm和Ф20×200mm两种,雷管为1～11段非电毫秒雷管,周边眼装药采用不偶合间隔装药。
施工前进行试爆,根据围岩的实际情况调整钻爆参数。
②上下断面开挖光面爆破参数选择上台阶开挖钻爆设计:施工采用光面爆破,根据围岩情况确定循环进尺,本设计以Ⅴ级围岩为依据,循环进尺1.0m,炮眼利用率90%,炮眼设计深度1.15m,掏槽眼及底眼取1.25m,掏槽形式采用6眼楔形掏槽。
炸药选用2#岩石硝铵炸药,药卷直径Ф38、Ф20两种,周边眼按光面爆破设计,采用直径Ф20的药卷不偶合间隔装药。
引爆方式采用非电毫秒雷管。
下台阶开挖钻爆设计:下台阶共有二个临空面,周边眼采用预裂爆破。
炮眼布置及钻爆参数见台阶法钻爆设计图。
施工前进行试爆,根据试验数据,调整钻爆参数。
(3)施工爆破参数选择要点①光爆层厚度(B)。
就是周边眼最小抵抗线。
它与开挖的隧道断面大小有关。
若断面跨度大、光爆眼所受到的夹制作用小、岩石比较容易崩落,则光爆层厚度可以大些;若断面小、光爆眼所受到的夹制作用大。
则光爆层厚度可以小些。
光爆层厚度与岩石的性质和地质构造也有关。
坚硬岩石,光爆层可小些;松软破碎的岩石,光爆层可大些。
确定光爆层厚度B为0.50～0.80m。
②周边眼密集系数(K)。
是周边眼间距(a)与光爆层厚度(B)的比值。
是影响爆破效果的重要因素。
炮眼直径为38～46mm。
周边炮眼间距为30～60cm。
光爆层厚度为75～80cm。
周边眼密集系数为0.6～0.8。
③周边眼的装药量。
应严格控制并采用合理装药结构。
尽可能地使药沿药眼长均匀分布。
这是实现光面爆破的重要条件。
光面爆破装药量的计算．主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度,一般按q=QaB扭计算．也可采用实验方法求得或从同类T程中选取。
式中:q 为装药集中度,kg/m;Q为单位体积耗药量,g/m;a为周边眼间距,m;B为光爆层厚度,m。
通过现场试验和施工经验数据．用计算法进行校核．确定本工程的装药集中度为0.15～0.25kg/m。
④装药结构。
光面爆破采用不耦合装药,一般不耦合系数为1.5～2.0,炮眼装药按装药集中度计算出的药量均匀装入炮眼内。
为克服底部炮眼的阻力,在炮眼底部放半个标准药卷,使光爆层易于脱离岩体。
⑤起爆方式。
光面爆破的分区起爆顺序为:掏槽眼眼－辅助眼－周边眼－底板眼。
采用多段微差起爆(由内向外),其中主爆区的,周边眼比辅助眼跳2段起爆,并用同一段雷管。