隧道開挖爆破超挖控制技術(shù)探究

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1、隧道開挖爆破超挖控制技術(shù)探究　　摘要：對(duì)于開挖斷面成形差、隧洞開挖超挖嚴(yán)重的現(xiàn)狀，對(duì)超挖造成的影響和危害進(jìn)行探討，并從施工技術(shù)、爆破技術(shù)和施工管理技術(shù)的角度提出了隧洞開挖時(shí)控制超挖的有效方法。關(guān)鍵詞：隧道開挖；隧道爆破；超挖控制中圖分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A一、超挖影響因素（一）地質(zhì)因素隧洞圍巖的性質(zhì)是影響爆破效果的最主要因素，也是影響超欠挖的主要因素之一。圍巖體構(gòu)造和裂隙發(fā)育易導(dǎo)致開挖破裂線沿軟弱結(jié)構(gòu)面（斷層、節(jié)理面等）開裂，造成超挖，見圖1（a）；圍巖體均質(zhì)性差、存在軟硬交界部位，可能造成圍

2、巖較軟部位超挖，見圖１（ｂ）；圍巖體風(fēng)化嚴(yán)重、整體硬度低等，爆破后周邊開挖輪廓難以沿設(shè)計(jì)開挖線開裂，造成超挖，見圖１（ｃ）。因此在一定程度上，由于地質(zhì)原因造成的超挖是最難控制的。(二)施工因素在圍巖巖性一定的情況下，施工管理不規(guī)范也是造成超挖的主要因素之一。包括：8（１）測(cè)量放線不規(guī)范。周邊孔開挖輪廓線不是每茬炮都放線或者放線時(shí)超放了5～10cm。（２）鉆孔作業(yè)不規(guī)范。鉆孔操作人員未嚴(yán)格按照設(shè)定的周邊孔孔位鉆孔，造成開孔孔位偏差大、鉆孔外偏角過大、孔與孔間不平行或孔底未落到同一開挖面上等現(xiàn)象。欠挖

3、處理造成的超挖。欠挖常因處理過度造成超挖。(三)爆破技術(shù)因素爆破參數(shù)選取不合理也是導(dǎo)致超挖的主要因素之一。包括：(1)單循環(huán)進(jìn)尺偏大。在周邊孔外偏角一定的情況下，單循環(huán)進(jìn)尺越大，鉆孔孔底離設(shè)計(jì)開挖輪廓越遠(yuǎn)，超挖越大。(2)孔距偏大。周邊孔孔距偏大，未能根據(jù)巖性選擇合理的孔距，造成周邊輪廓未能沿孔間連線方向開裂，或開裂較好但孔周圍巖體損傷較大。(3)最小抵抗線選擇不合理。最小抵抗線偏大造成周邊輪廓難于沿孔間連線開裂，孔內(nèi)炸藥能量過多地作用于保留圍巖，造成超挖；最小抵抗線小于孔距，造成孔內(nèi)炸藥能量未主

4、要用于孔間連線方向開裂，而是作用于最小抵抗線方向，造成孔間欠挖。(4)線裝藥量選擇偏大。未能根據(jù)巖性選擇合理的線裝藥量、未通過光面爆破試驗(yàn)確定合理的線裝藥量、未根據(jù)爆破效果及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，造成超挖。8(5)藥徑選擇偏大。在孔徑一定且連續(xù)裝藥的情況下，藥徑選擇偏大，不耦合系數(shù)偏小，不能有效減小周邊孔炸藥能量作用在孔壁上的峰值壓力，孔壁破壞嚴(yán)重，造成超挖。(6)未采用間隔裝藥。在孔徑一定，藥徑偏大時(shí)，未采用間隔裝藥，不能有效減小周邊孔炸藥能量作用在孔壁上的峰值壓力，致使炮孔周圍巖石過度粉碎，造成超挖。二

5、、超挖控制方法（一）、施工技術(shù)控制(1)精細(xì)測(cè)量放線。隧洞開挖工程中，必須堅(jiān)持每茬炮均測(cè)量放線，除布放本茬炮的中心點(diǎn)、設(shè)計(jì)周邊線外，還必須按照爆破設(shè)計(jì)布放掏槽孔、崩落孔、周邊孔，周邊孔孔位精度控制在±２ｃｍ內(nèi)。每茬炮放線時(shí)均應(yīng)測(cè)量上茬炮的超欠挖情況，并將測(cè)量的超欠挖結(jié)果及時(shí)反饋給項(xiàng)目部和負(fù)責(zé)該部位鉆孔的鉆工。(2)配置適宜的鉆孔臺(tái)車、鉆孔機(jī)具。應(yīng)用適宜的鉆孔臺(tái)車、鉆孔機(jī)具能使鉆工在確保自身安全的前提下，按設(shè)計(jì)孔位、孔深、孔向鉆孔。(3)正確進(jìn)行周邊孔鉆孔。周邊孔鉆孔的精度和準(zhǔn)確性是保證光面爆破效果

6、、減少超挖的重要手段。正確的周邊孔鉆孔方法見圖２。8圖2為YT28氣腿式鑿巖機(jī)氣管彎頭側(cè)緊貼巖面時(shí)的鉆孔情況,amin為周邊孔最小鉆孔外偏角度；Ｌ為單循環(huán)進(jìn)尺；Δｒ?yàn)榭椎讖较虺谥?；ａ為鉆機(jī)貼緊巖面時(shí)，手柄與鉆桿中心延長(zhǎng)線相交點(diǎn)距圍巖面的垂直距離。鉆周邊孔除保證在設(shè)計(jì)的孔位開孔外，還必須保證最小的鉆孔外偏角，要求鉆機(jī)開孔鉆進(jìn)3～5cm后，立即調(diào)整鉆孔外斜角度，鉆機(jī)手持部位靠巖面一側(cè)的機(jī)體緊貼巖面向前鉆進(jìn)。實(shí)踐證明，這是保證最小外偏角最直接有效的手段，最小鉆孔外偏角可按下式計(jì)算：amin＝arcta

7、n（a/L）（1）以YT28氣腿式鑿巖機(jī)為例，鉆機(jī)最左側(cè)為調(diào)壓閥、最右側(cè)為氣管彎頭。調(diào)壓閥側(cè)貼緊巖面時(shí)，手柄與鉆桿中心延長(zhǎng)線相交點(diǎn)距圍巖面的垂直距離為10cm左右，?。幔?0cm；氣管彎頭側(cè)貼緊巖面時(shí)，手柄與鉆桿中心延長(zhǎng)線相交點(diǎn)距圍巖面的垂直距離為15cm左右，?。幔?5cm。根據(jù)式（2）可計(jì)算出各單循環(huán)進(jìn)尺時(shí)的最小鉆孔外偏角，見表１。(4)循環(huán)進(jìn)尺較小時(shí)采用長(zhǎng)鉆桿鉆孔。由圖２和表１中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)鉆機(jī)開孔位置在設(shè)計(jì)開挖線上，鉆機(jī)貼緊巖面時(shí)，鉆桿越長(zhǎng)，鉆孔外偏角越小，因此開挖單循環(huán)進(jìn)尺較小時(shí)采用長(zhǎng)鉆

8、桿鉆孔有利于減小鉆孔外偏角，減少超挖。根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)在單循環(huán)進(jìn)尺1.0m時(shí)，采用1.5～2.0m的鉆桿鉆孔；單循環(huán)進(jìn)尺1.5m時(shí)，采用2.0～2.5ｍ的鉆桿鉆孔；單循環(huán)進(jìn)尺2.0ｍ時(shí)，采用3.0～3.5m的鉆桿鉆孔等。8(5)在設(shè)計(jì)開挖輪廓線內(nèi)鉆孔。在一些沒有超欠挖要求的隧洞開挖或圍巖較軟、欠挖處理較容易的隧洞開挖時(shí)，可以根據(jù)圍巖情況和實(shí)際超挖情況，將周邊孔孔位內(nèi)移10～20cm，可有效減少超挖。(二)爆破技術(shù)控制對(duì)于隧洞開挖周邊輪廓超挖控制的主要方法有：①控制單循環(huán)進(jìn)尺；②當(dāng)巖