一、硬岩质隧道超欠挖技术的成因 (一)硬岩质特征 在开挖地下隧道的过程中,无法防止出现超挖的情况,出现超挖的最主要原因就是岩体的地质特征。硬岩地质特征具体是指硬岩的节理、裂缝、水等一系列的非主观因素。因为硬岩存在着显着的节理、裂缝、软弱的夹层以及溶洞等,岩体经过爆破之后不会顺着炮孔周边的轮廓

线产生破坏,最有可能是沿着这些结构表面或是软弱面产生破坏,主观上形成的超欠挖是非常难控制的。

(二)放线测量

放线测量的重要任务就是对开挖轮廓线精度的控制,这也是超欠挖控制的一个重要条件。因为在隧道之内只有有限的能见度,放线测量人员在隧道内实施测量,会出现前后照准视点出现困难容易造成误差。与此同时掌子面出现的凹凸不平,画出轮廓线时非常容易产生偏离。轮廓线开挖的掌子面放样时出现的精度会对爆破效果产生直接的影响,因为位于周边孔的孔位是在轮廓线的放样上进行定位的,轮廓线出现了偏差,自然孔位就会出现偏差,因此对隧道产生超欠挖。

(三)钻孔的精准度

在钻爆法整体施工中的重要环节就是钻孔的精度。因为工作面属于一个不太平整的岩石面,钻孔的部分位置很难在制定的孔位实施定位,有些钻孔的位置岩石出现破碎、加泥现象,极易产生夹钻或是塌孔等状况,只有在制定的孔位周围进行补孔,加上各种的人为条件,造成了孔位出现了不同大小的偏差。与此同时钻孔人员只顾开孔容易、操作便捷等因素,不选择在指定好的孔位进行钻孔,尤其是不能很好控制周围的孔距,或者是不能很好控制钻杆的外插角,极易造成严重的超欠挖。

(四)超前支护的影响

超前支护一般情况下采用超前小导管支护,小导管超前注浆的基本原理是在工作面周边按一定角度将小导管打(钻、压)入地层中,借助注浆泵的压力,使浆液通过小导管渗透,扩散到地层孔隙或裂隙中,以改善土体物理力学性能,这样既可止水又可在工作面周围成一个承载壳——地层自承拱,同时管体又可起到超前锚杆的作用,从而达到增加土体的自稳时间、提高开挖面地层自稳能力、限制地层松弛变形。从而使爆破的岩体得到分层,提高超欠挖。

二、硬岩质隧道超欠挖技术影响因素

(一)爆破技术影响因素

爆破技术对超欠挖产生的影响主要是设计的爆破参数选择不合乎常理,具体包括:1.四周孔药量装的过大,爆破发生时出现大块围岩的塌落,造成了超挖;2.炮孔四周距离设计不合理,出现了超挖或是欠挖。在一般的爆破作业中,经过爆破出现的超挖要远远大于钻孔,可是二者都是出现超挖的最主要原因。因此在光面爆破中,钻孔出现的超挖数量要远超过爆破产生的超挖数量。因此,实施光面的爆破或是预裂爆破等是对超挖实施控制的有效手段。

(二)放线测量影响因素

超挖的合理控制手段主要是控制开挖轮廓线的精准度。隧道放样中线测量与设计相对标高的数值产生的偏移,将会令断面得轮廓朝向一侧偏移,致使断面开挖一侧出现超挖或是欠挖。因此,应当对隧道放样中线的标高的准确性进行保证,并采用正确的方法来确保轮廓线位置的准确度,减少超挖出现的影响。

(三)地质条件影响因素

地质条件属于客观的条件,它决定了爆破时候的基本参数。地质条件是随着不断的开挖产生的变化,其中最主要的是围岩节理出现的变化。在施工现场,应根据实际的情况对钻孔位置角度进行适当的调整,或者是对钻孔周边的爆破参数进行适当的调整。除此之外,爆破操作因为释放的围岩应力,出现了岩石节理的张开,破坏了隧道围岩的稳定性,石块与岩层脱离,在问顶清帮时候,在一定的范围内形成坍塌与剥落,进而出现超挖。这样形式的超挖量伴随着封闭围岩支护时间的延长而逐渐增加。

三、硬岩质隧道超欠挖技术控制措施

(一)调整爆破参数

地质条件属于客观因素,主要决定了爆破的参数。在隧道的施工中,围岩地质条件是不断的产生变化的,经常会出现软弱夹层、溶洞等地质情况。目前,设计爆破的主要方法是类比经验法,并且结合现场的试验。在开挖的整个过程中,伴随着围岩出现的众多变化,应当适时调整钻孔的相关位置与角度,以及周边孔的具体参数等。根据在掘进的整体过程中围岩产生不断变化的情况,因此每茬炮之后地质工程师应认真对围岩周围的变化进行鉴定。每茬炮发生爆破之后,应认真分析该爆破产生的效果,并且联系围岩变化的实际情况,设计相应的爆破参数。1.爆破发生之后出现了较大的超挖,无孔痕并且在炮孔四周出现了清晰的爆破裂痕,这表明药量较高,需要对 药量进行调节。2.爆破之后光爆空孔产生凹面,表明抵抗线较小,应对光薄层的厚度进行适当的加大;相反假如出现凸面,表明光薄层较厚,应适当对其减? ? (二)提升钻孔的精准度 在爆破光面中,钻孔出现的超挖量明显高于爆破出现的超挖量,因此对钻孔精度的提升是减少隧道超欠挖的关键途径。钻孔应当严格依据爆破的

实施方案进行,掏槽孔需按照爆破的具体方案选择一定的倾角。可是在实际操作中,因为钻孔机械产生的影响,会对外插角产生一定的影响。1.必须培训司钻人员,监督其依据操作设计细则进行施钻,确保孔位、孔深以及倾斜角。并且由技术熟练的操 作人员周边孔。2.钻周边孔时,利用少量内移钻孔的位置以此来减少外插角。按照放线测量人员在掌子面上画定的轮廓线,将轮廓线内侧确定钻孔孔位,进而减少外插角带来的影响。

(三)提升放线测量的精准度

超欠挖的控制主要依赖于开挖时轮廓线的精度。在放样测量之前应当考虑设计文件,充分熟悉开挖设计断面各个位置的具体尺寸,同时还应考虑沉落预留量和变形量。中线与标高出现的偏移,造成了轮廓线断面朝向一侧偏移,致使断面开挖一侧出现超挖,另一侧出现欠挖,因此首先要确保中线与标高的准确程度。

四、硬岩质隧道超欠挖技术对造价的影响

针对欠挖来说,超挖对隧道造价产生的影响要远远超过欠挖。可是不能代表欠挖能够被忽略,在一定的情况下,假如对欠挖的消除没有使用辅助设施,而是采用了补炮钻孔的方法实施消除,则欠挖将会出现更加严重的超挖。因为采用补炮钻孔通常会爆下超过欠挖量几倍的岩石,进而对人工和材料产生过度消耗。