隧道超欠挖原因及有效控制策略

杨朋涛

摘要：隧道开挖施工中出现隧道超欠挖的问题，不仅会对施工经济、施工进度以及美观等造成影响，同时还可能危及施工安全。本文探讨了隧道超欠挖原因及有效控制策略。

关键词：隧道；超欠挖；原因；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。

4、 超前支护施工质量差

隧道施工中，进行超前支护可以有效减少超挖，更能保证施工的安全性，对隧道施工意义重大。结合隧道的施工情况来看，其施工超前支护时大多难以保证施工质量， 这其中具体有注浆不饱满、钢管间距不均以及角度控制不合理等， 这种情况的存在，显然难以控制超欠挖， 除此之外，此施工中， 隧道开挖后，没有及时初喷，出现了长时间的围岩暴露情况，并引发了其脱落和掉块，这些现象都对超挖的控制有一定的影响。

5、 断面检测

隧道施工过程中，一般都需要进行二次衬砌前断面检测和洞深开挖断面检查，综合隧道的施工来看，因为存在的开挖后敷衍了事， 未对每循环进尺进行断面检查，形成了超欠挖，另外，隧道施工中还存在对发现的超欠挖部分放任不管或没及时处理现象， 在后续施工中，没有按照规定频率进行认真抽查，一些层段的还出现了未检查的情况，对填写的内业资料更是蒙混过关，不深挖细节。

二、隧道超欠挖的有效控制策略

1、根据围岩地质条件和爆破效果，进行爆破参数调整

围岩地质条件是客观存在的也是多变的，而因为其是确定爆破参数的主要依据之一，所以要及时准确地去根据数据来做出参数的调整。在隧道施工中，围岩地质条件是不断变化的，时常有软弱夹层、溶洞等不良地质情况出现，这也造成了地质的不稳定并增长了超欠挖情况。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。

2、 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，由于受钻孔机械或人为的影响，或多或少的会形成一定的外插角，这就使得爆破容易出现误差从而造成超欠挖的情况发生，在这方面应该尽量提高钻孔机械的稳定性，虽然说人为和机械的误差是难免的，但提高精度尽量规避还是有可能的。

3、 提高测量放线精度

控制超欠挖主要是控制好开挖轮廓线的精度，尽量减小其误差。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，应该尽量提高器械的稳定性从而减小误差。

4、采用合理的装药结构

具体实施中， 应结合工作面的岩性、炮眼深度与方向以及炸药品种等进行对应光面的选择， 最终使得整个爆破取得良好的效果， 同时也要保证光面爆破装药结构易于操作。后续施工中， 对出现的水平眼浅眼掘进爆破， 采用的装药结构应当以单空气柱装药结构为注， 其炸药装于炮孔底部； 对于隧道施工中的垂直炮眼， 根据其特点， 应在装药底部或上部放置一根细长木条， 这样， 对应采用水柱或空气柱装药结构；对于水平眼深眼掘进爆破， 结合隧道施工的具体情况来看， 应当采用炸装药里外预留空气柱、药装于炮孔中部的装药结构， 通过此一系列措施， 让隧道施工中的爆破施工取得良好效果， 有效地控制超欠挖处于规定范围内， 促进施工的有效发展。

5、控制周边眼装药量

新时期的工程建设中， 在隧道的爆破方面， 对于周边眼装药量的有效控制， 能借此实现对隧道超欠挖的控制。结合隧道的具体施工看来， 其周围岩石的节理发育程度等与周边眼的装药量有关， 为达到控制的目的， 最为主要的便是提前探测开挖工作面对应的岩石破碎程度及性质等， 在此基础上选择合适的光爆层厚度、孔间距以及炸药品种， 使得隧道施工中， 根据其相应参数确定最佳的装药量， 对超欠挖进行控制。

6、采用合理爆破技术

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。通过对普通爆破效果和光面爆破效果进行比较发现，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。

7、加强施工管理

良好的施工管理，对减少隧道超欠挖具有十分重要的意义。应建立以工序质量为控制目标的管理体系，把责任层层分解落实到每一个人，加强各级管理的基础工作，落实责任、严格制度、消灭违章，制定施工、管理、操作检查考核标准；从经济上刺激和激励施工人员，最大限度地调动其积极性，对测量、钻眼和爆破设计，要有措施，有操作细则，有制度，岗位责任到人，有检查办法，有奖惩办法，要指定专人抓这项工作，使之形成制度，抓出成效；还应做到及时检测，有问题能够及时反馈，保证测量、钻孔和爆破设计等工序之间的衔接和呼应。

总而言之，超欠挖是隧道工程施工中的常见问题之一，对工程施工进度、施工质量以及施工成本有着严重影响。分析该问题的影响因素，一定要从多方面角度进行考虑，结合问题影响因素，有针对性的选择控制措施，切实避免超欠挖现象发生，确保隧道工程施工质量。

参考文献：

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