学文网摘要：目前隧道大多采用光面爆破，但从实际运用效果来看，软弱岩石光爆效果并不理想，超欠挖现象普遍存在，针对这一现象，本文结合本人石金山隧道施工中控制超欠挖技术的总结，就从影响超欠因素和采用相应措施控制超欠方面进行探讨。可为同行在控制超欠挖方面提供参考。
关键词：隧道；超欠挖；控制；技术
1前言
随着我国高速公路的迅猛发展，山岭隧道越建越多，目前，山岭隧道掘进普遍采用光面爆破技术，但从实际效果来看，超欠挖现象依然普遍存在，特别是在软弱岩石中尤为突出，针对这一现象，本人结合在石金山隧道施工中控制超前的实践，就如何解决超欠挖问题，采取了一系列措施。下面以石金山隧道在超欠挖控制方面为例，来探讨一下隧道超欠挖控制技术。
2工程概况
石金山隧道是国家高速网横12杭州至瑞丽公路，大理到丽江联络线控制性工程位于滇西北部丽江境内。隧道地处金沙江水系二级分水岭，为型碳酸盐溶山地形地貌，地表见溶蚀洼地、谷槽，植被不发育。出口段为岩溶洼地，上盖第四系残破积粉质粘土夹碎石土，硬塑状，厚度15.5～32.4m，洞口段施工时极易坍塌，隧道中部围岩弱风化灰岩、白云质灰岩，呈碎块、块石镶嵌结构，局部呈碎石状压碎结构，局部地段岩溶相对发育，发育程度中等，拱部无支护时可产生较大坍塌，侧壁有时失去稳定。出口段浅埋段覆盖层较厚，围岩稳定性差。左幅出口段起止桩号K174+410～K176+350，全长1940m，设计等级为高速公路，路基宽为12.25m，分离式路基路段，设计时速为80km/h。隧道最大埋深431.4m，隧道围岩可分为III、IV、V三类，其中III级围岩共240m，IV级围岩580m，V级围岩共1120m，都采用上下分两台阶法施工。
3、石金山隧道施工中影响超欠挖的因素及超欠挖的危害。
3.1超欠挖的定义以及危害
以设计的隧道开挖轮廓线为基准线，实际开挖获得的断面在基准线以内的部分称为欠挖，在基准线以外的部分称为超挖。
超挖引起多装、多运碴；超挖空间还要用混凝土回填；欠挖则要二次清除，从而造成人工、工期和材料的超额消耗，至使工程成本增加。超挖也给后续作业，如喷射混凝土、张挂防水板等作业造成一定困难，对隧道的施工速度和成本有着不容忽视的影响。在超欠挖严重的情况下，对坑道的稳定型也会产生一定的影响。
3.2影响超欠挖的因素
通过现场一般的爆破试验，和采用控制爆破技术的爆破试验对比，采用控制爆破技术后平均超欠挖值大大减少，开挖表面的平坦性也得到较大的改善，此外通过现场控制单一变量的试验对比的出影响因素主要有：钻孔精度、爆破技术、施工组织管理、测量放线、地质条件变化、其它。
4、石金山隧道超欠挖控制措施
4.1树立新的观念
石金山隧道在开挖过程中首先改变“宁超勿欠”的传统观念，树立“少欠少超”的观念，这样就可以避免开挖轮廓线的无谓扩大，从而使超欠挖得以减少。对于个别石质坚硬处，控制欠挖在8cm以内。
4.2提高钻孔技术水平
钻孔精度对隧道超欠挖的影响主要是周边炮孔的外插角θ、开口误差e和一次爆破进尺L，它们与超欠挖高度h有如下的关系：H=e+Ltan（θ/2）（4-1）。
4.3周边孔开口误差的三种情况
L可用炮眼深度代替，由公式（4-1）可知，L越小，h就越小，所以应尽量采用浇欠的爆破，此外较欠的炮眼装药量较小，对周边围岩损伤也就较小。
实际施工中周边开口位置e有三种情况，第一种情况不影响超欠挖，第二种情况将是超欠挖增加一个e值，第三种情况将使超欠挖减少一个e值，第三种情况即e为负值对减少超欠挖是有效的，在石金山隧道的开过程中，先在掌子面完整醒目的标出周边孔位线，周边孔开口位置一般控制在孔位线以内2-3cm。
4.4爆破参数的合理确定
石金山隧道V级围岩占57.7%，岩性主要为弱风化灰岩、白云质灰岩，呈碎块、块石镶嵌结构，局部呈碎石状压碎结构，局部地段岩溶相对发育，发育程度中。采用YT-28型凿岩机钻孔，钻头直径为42mm，转眼深度为3m，使用2号岩石硝铵炸药，有水处使用***化炸药。
（1）周边眼间距计算：岩石抗压强度，有实验数据可取Rc=84Mpa，则岩石的普氏系数为：f=105/10=8.4，故岩石的抗屈服强度系数为：Kp=0.04f=0.34，又因采用2号炸药，炮孔直径为：dk=42mm，按公式：
di=[0.605×（6997/Rc）0.8299+0.395]-0.5×dk（4-2）。将Rc、dk 值代入公式后，计算出处di=2.43cm，E=54.2976Kpdi=44.86cm，实际取E=45cm。
（2）最小抵抗线W。W=1.25E=56.25cm，实际取W=56cm。
（3）装药不耦合系数KS= dk/ di=4/2.43=1.65，周边眼药卷采用直径为25mm，周边不耦合系数KS=1.68，符合规范要求。
（4）装药集中度q。隧道导坑断面面积为：62.91m2，炮孔深度为3m，参照表4-1隧道掘进炸药单耗k取1.26kg/m3。循环总装药量：Q=K×S×L（4-3）将K、S、L数值代入公式求的Q=237.8Kg。掘进眼单眼装药量：q=K×E×W×L×λ（4-4）代入数值计算出q=0.953Kg，线装药密度为：q/L=0.32Kg/m。在实际施工中还根据现场爆破试验和地质情况进行调整。
4.5周边眼隔孔装药
在理论计算的周边眼间距基础上适当加密，采用，一个孔装药，邻孔不装药，以增加周边眼的爆破自由面。同时对隧道断面成形起导向作用，采用这种方式不但有效的减少超欠挖，而且节约了成本。
4.6直眼掏槽
掏槽爆破是隧道爆破技术的关键，如果掏槽不成功就不能为其它炮眼形成有效的临空界面，导致超欠挖现象严重，直眼掏槽的爆破效果与临空孔的数目、直径及其与装药眼的距离密切相关。石金山隧道爆破采用直眼掏槽，才用单空孔形式。
4.7精确测量放线，控制钻眼精度
隧道轮廓测量画线的精度将直接影响隧道开挖效果，特别是周边眼的精度直接影响超欠挖值，通常掌子面都是倾斜的，会引起放线误差。因此操作不良放线精度不好，都会引起断面的超欠挖，因此必须提高放线精度，减少对超欠挖的影响，在石金山隧道放开挖线过程中采用带激光指向全站仪控制隧道的掘进方向，提高中线和标高的标定精度，提高作业人员的操作水平，加强责任心。
4.8加强现场施工管理和组织
在爆破质量管理中，石金山隧道施工必须严格按照爆破要求操作，必须严格控制爆破作业质量，优化爆破参数设计，严格强化组织管理，以次推行作业标准化。
5、结束语
通过在石金山隧道施工中控制爆破超欠挖的实践，需要在实际生产过程中通过采取一系列有效的措施加以严格控制的，建立一个比较完善、系统的质量保证体系，对作业全过程及相关因素实行严格的管理。
同时提高司钻人员的操作水平及测量人员的水平和责任心，加强作业人员的文化教育；采用良好性能的钻孔机械、测量放线仪器、断面检测仪以及爆破器材等都对减少超欠挖有很大作用。
参考文献：
[1]李德武.隧道.北京：中国铁道出版社，2004
[2]周水兴.何兆益.邹毅松.路桥施工计算手册.北京：人民交通出版社，2001
[3]重庆交通科研设计院.公路隧道设计规范.北京：人民交通出版社，2004
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