隧道超欠挖原因及有效控制策略

楊朋濤

摘要：隧道開挖施工中出現隧道超欠挖的問題，不僅會對施工經濟、施工進度以及美觀等造成影響，同時還可能危及施工安全。本文探討了隧道超欠挖原因及有效控制策略。

關鍵詞：隧道；超欠挖；原因；控制策略

超欠挖的現象在隧道工程中是無法避免的，但是在隧道施工過程中，可以看到通過合理的方法可以減小超欠挖所帶來的影響。同時加強現場管理能力，從而把超欠挖的現象以及影響減到最小，同時使得施工效率更高且更安全。減少工程的成本，為企業爭取最大的經濟效益。

一、隧道超欠挖的原因分析

1、地質原因

在隧道施工中，地質原因也是造成隧道超欠挖的重要原因，受到了圍巖的裂隙、節理等非主觀因素影響。具體說來，隧道圍巖有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級，全隧均采用復合式襯砌，具體可細分為二次襯砌、防水隔離及初期支護，其中的Ⅲ～Ⅴ級圍巖采用曲墻加仰拱結構形式，由于圍巖存在明顯的軟弱夾層、裂隙等，使得施工較為困難?；趪鷰r不沿周邊炮孔的切割線破壞的現狀，會在一定程度上破壞結構面，最終造成難控制的超欠挖，隧道施工中，一方面是由于自身能力所限， 缺乏對隧道內部地質條件及相應施工的認識和及早發現，也沒有采取針對性的措施去對其進行預防和加固，最后，在檢測方面，因為存在不真實及不及時性，使得一些問題沒有得到及時的解決。

2、測量放樣

結合隧道的施工設計及施工過程來看，由于控制點的不正確，會造成放樣錯誤，最終形成了超欠挖，此原因外，因為測量操作的失誤，也會形成超欠挖，且這種失誤一旦出現，其下一循環在前一循環欠挖未處理的基礎上，及有可能再次出現欠挖的現象，這勢必會影響到隧道整個施工的進行和成本。

3、爆破技術

在隧道施工中， Ⅴ級圍巖以人工配合機械開挖為主，有時也輔以弱爆破， 而Ⅲ、Ⅳ級圍巖開挖采用光面爆破，通過此種方式來控制超欠挖，結合其實際實施情況來看，由于弱裂爆破技術還處于摸索階段，缺乏完整理論的推廣，除此之外， 雖然光面爆破已經在全國范圍內取得了推廣應用，但其涉及到的爆破參數選擇方面存在很大的不確定性，一般都是根據施工人員的經驗去確定相關參數，這種方式的運用過程中，由于缺乏專業爆破技術人員的參與，極易產生超欠挖難以控制的因素，影響了隧道施工的進行。

4、 超前支護施工質量差

隧道施工中，進行超前支護可以有效減少超挖，更能保證施工的安全性，對隧道施工意義重大。結合隧道的施工情況來看，其施工超前支護時大多難以保證施工質量， 這其中具體有注漿不飽滿、鋼管間距不均以及角度控制不合理等， 這種情況的存在，顯然難以控制超欠挖， 除此之外，此施工中， 隧道開挖后，沒有及時初噴，出現了長時間的圍巖暴露情況，并引發了其脫落和掉塊，這些現象都對超挖的控制有一定的影響。

5、 斷面檢測

隧道施工過程中，一般都需要進行二次襯砌前斷面檢測和洞深開挖斷面檢查，綜合隧道的施工來看，因為存在的開挖后敷衍了事， 未對每循環進尺進行斷面檢查，形成了超欠挖，另外，隧道施工中還存在對發現的超欠挖部分放任不管或沒及時處理現象， 在后續施工中，沒有按照規定頻率進行認真抽查，一些層段的還出現了未檢查的情況，對填寫的內業資料更是蒙混過關，不深挖細節。

二、隧道超欠挖的有效控制策略

1、根據圍巖地質條件和爆破效果，進行爆破參數調整

圍巖地質條件是客觀存在的也是多變的，而因為其是確定爆破參數的主要依據之一，所以要及時準確地去根據數據來做出參數的調整。在隧道施工中，圍巖地質條件是不斷變化的，時常有軟弱夾層、溶洞等不良地質情況出現，這也造成了地質的不穩定并增長了超欠挖情況。在開挖過程中，隨著圍巖節理裂隙的變化，鉆孔位置和角度、周邊孔的參數等也應進行相應的調整。

2、 提高鉆孔精度

在光面爆破中，鉆孔產生的超挖量遠大于爆破產生的超挖量，因此提高鉆孔精度是減少隧道超欠挖的重要途徑之一。鉆孔應嚴格按照爆破方案進行，掏槽孔根據爆破方案采取一定的傾角。但在實際施工中，由于受鉆孔機械或人為的影響，或多或少的會形成一定的外插角，這就使得爆破容易出現誤差從而造成超欠挖的情況發生，在這方面應該盡量提高鉆孔機械的穩定性，雖然說人為和機械的誤差是難免的，但提高精度盡量規避還是有可能的。

3、 提高測量放線精度

控制超欠挖主要是控制好開挖輪廓線的精度，盡量減小其誤差。在進行測量放樣前應首先熟悉設計文件，掌握設計開挖斷面各部位的尺寸，同時考慮預留沉落量和變形量，應該盡量提高器械的穩定性從而減小誤差。

4、采用合理的裝藥結構

具體實施中， 應結合工作面的巖性、炮眼深度與方向以及炸藥品種等進行對應光面的選擇， 最終使得整個爆破取得良好的效果， 同時也要保證光面爆破裝藥結構易于操作。后續施工中， 對出現的水平眼淺眼掘進爆破， 采用的裝藥結構應當以單空氣柱裝藥結構為注， 其炸藥裝于炮孔底部； 對于隧道施工中的垂直炮眼， 根據其特點， 應在裝藥底部或上部放置一根細長木條， 這樣， 對應采用水柱或空氣柱裝藥結構；對于水平眼深眼掘進爆破， 結合隧道施工的具體情況來看， 應當采用炸裝藥里外預留空氣柱、藥裝于炮孔中部的裝藥結構， 通過此一系列措施， 讓隧道施工中的爆破施工取得良好效果， 有效地控制超欠挖處于規定范圍內， 促進施工的有效發展。

5、控制周邊眼裝藥量

新時期的工程建設中， 在隧道的爆破方面， 對于周邊眼裝藥量的有效控制， 能借此實現對隧道超欠挖的控制。結合隧道的具體施工看來， 其周圍巖石的節理發育程度等與周邊眼的裝藥量有關， 為達到控制的目的， 最為主要的便是提前探測開挖工作面對應的巖石破碎程度及性質等， 在此基礎上選擇合適的光爆層厚度、孔間距以及炸藥品種， 使得隧道施工中， 根據其相應參數確定最佳的裝藥量， 對超欠挖進行控制。

6、采用合理爆破技術

爆破技術主要指爆破方法、爆破參數、爆破器材和裝藥方法等，采取不同的爆破方法、爆破參數、爆破器材和裝藥方法均對爆破超欠挖產生不同程度的影響。通過對普通爆破效果和光面爆破效果進行比較發現，光面爆破明顯優于普通爆破。光面爆破能最大限度地使開挖面符合設計輪廓線，同時減輕對圍巖的擾動。按"新奧法"原則施工，實行光面爆破或預裂爆破等控制爆破措施是控制超欠挖的有效方法。

7、加強施工管理

良好的施工管理，對減少隧道超欠挖具有十分重要的意義。應建立以工序質量為控制目標的管理體系，把責任層層分解落實到每一個人，加強各級管理的基礎工作，落實責任、嚴格制度、消滅違章，制定施工、管理、操作檢查考核標準；從經濟上刺激和激勵施工人員，最大限度地調動其積極性，對測量、鉆眼和爆破設計，要有措施，有操作細則，有制度，崗位責任到人，有檢查辦法，有獎懲辦法，要指定專人抓這項工作，使之形成制度，抓出成效；還應做到及時檢測，有問題能夠及時反饋，保證測量、鉆孔和爆破設計等工序之間的銜接和呼應。

總而言之，超欠挖是隧道工程施工中的常見問題之一，對工程施工進度、施工質量以及施工成本有著嚴重影響。分析該問題的影響因素，一定要從多方面角度進行考慮，結合問題影響因素，有針對性的選擇控制措施，切實避免超欠挖現象發生，確保隧道工程施工質量。

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