河南交通职业技术学院
欧阳光明（2021.03.07）
毕业设计（论文）
题目:对隧道超欠挖控制措施探讨
系别：公路学院
专业: 道路桥梁工程技术
班级：12303
学生姓名：朱棚：
指导老师：刘雅莉
2015年4月25日
摘要
在隧道钻爆法施工中，隧道的超挖和欠挖是不可避免的。但在实际施工中，不少单位对超挖和欠挖的认识不够，以至于开挖成型质量较差，其不仅对隧道施工的工程质量和安全进度产生重要的影响，而且会影响工程的经济效益。在超挖严重的情况下，对隧道洞室的稳定性也会产生一定的影响，因此对隧道超欠挖的控制，始终是隧道质量控制的重难点，所以隧道超欠挖问题必须引起重视结合具体工程实践，分析影响隧道超欠挖产生的主要因素，采取控制隧道超欠挖的技术措施，有利于施工质量和投资的控制。文章以阿福隧道超欠挖控制为例，主要通过隧道施工成本分析，提出隧道超欠挖控制的必要性和重要性，经过认真讨论对比分析，总结出控制超
欠挖的几种有效途径，为以后隧道施工提供参考这在隧道施工中保证工程质量，取得预期的经济效益和社会效益，具有重要的实际意义。
。
关键词：隧道超欠挖；原因分析；影响分析；控制措施
目录
摘要
一、绪论
二、隧道开挖的控制标准
(一)、洞身开挖
（二）、隧底开挖
三、隧道超欠挖检查及处理
（一）、对开挖断面进行超欠测量
（二）、对二次衬砌进行超欠测量
（三）、仰拱断面检查
(四)、超欠挖处理
四、实际工程概况简述
（一）、工程概况
（二）、隧道围岩概况
五、影响隧道超欠挖因素
（一）、测量放样影响分析
（二）、钻孔精度影响分析
1、钻孔人员操作出现偏差
2、风钻出现故障
3、钻孔台架设置不合理
4、岩石内的附加偏差
（三）、材料因素
（四）、爆破技术影响分析
（五）、地质因素
（六）、现场管理的影响分析
六、超欠挖对隧道的影响
（一）、隧道的经济性
（二）、隧道结构的影响
七、隧道超欠挖的控制措施
（一）、提高中线、高程、轮廓线放样精度
(二)、提高钻孔精度
(三)、加强材料检验
(四)、配置合理的爆破参数
（五）、加强现场的施工组织管理
（六）、加强地质情报预测与记录工作
八、结束语
参考文献
致谢摘要
在隧道钻爆法施工中，隧道的超挖和欠挖是不可避免的。但在实际施工中，不少单位对超挖和欠挖的认识不够，以至于开挖成型质量较差，其不仅对隧道施工的工程质量和安全进度产生
重要的影响，而且会影响工程的经济效益。在超挖严重的情况下，对隧道洞室的稳定性也会产生一定的影响，因此对隧道超欠挖的控制，始终是隧道质量控制的重难点，所以隧道超欠挖问题必须引起重视结合具体工程实践，分析影响隧道超欠挖产生的主要因素，采取控制隧道超欠挖的技术措施，有利于施工质量和投资的控制。文章以阿福隧道超欠挖控制为例，主要通过隧道施工成本分析，提出隧道超欠挖控制的必要性和重要性，经过认真讨论对比分析，总结出控制超欠挖的几种有效途径，为以后隧道施工提供参考这在隧道施工中保证工程质量，取得预期的经济效益和社会效益，具有重要的实际意义。
。关键词：隧道超欠挖；原因分析；影响分析；控制措施一、绪论在隧道施工过程中，各项施工技术在不断日益成熟，但是对超欠挖的控制，始终是现场技术人员进行治疗控制的重难点之一。在开挖过程中，由于爆破所产生的超欠挖是普遍存在的，超挖过多，不仅因出渣量和衬砌量增多而提高工程造价，而且由于局部超挖会产生应力集中问题，影响围岩稳定性；而欠挖则直接影响到衬砌厚度，对工程质量和安全产生隐患，处理起来费时、费力、费物。所以必须要控制好超欠挖，为围岩稳定和安全支护创造良好条件。在隧道施工中，超挖过多、不但因出渣量和衬砌量增多而提高工程造价，而且由于局部超挖会产生应力集中，影响围岩稳定性；欠挖则直接影响衬砌厚度、处理起来费时、费力。因此在隧道开挖过程中，必须采取有效措施严格控制超欠挖。
二、隧道开挖的控制标准
《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）对隧道开挖有如下规定：
（一）、洞身开挖
第6.3.1条：隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。
第6.3.2条：隧道开挖断面净空必须符合设计要求。隧道开挖硬严格控制超欠挖，石质坚硬岩石个别突出部分（每1m2不大于0.5m2）侵入衬砌应小于5cm，拱脚和墙角以上1m内断面严禁欠挖。
第6.3.6条：光面爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩不应小于80%，中硬岩不应小于60%，并在开挖的轮廓面上均匀分布。（二）、隧底开挖
隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求，石质坚硬岩石个别突出部分(每1m2不大于0.5m2)侵入衬砌应小于5cm，拱脚和墙角以上1m内断面严禁欠挖。
三、隧道开挖超欠挖检查及处理
（一）、洞身每循环开挖后，由测量人员对上一个循环开挖断面进行断面测量，经软件分析自动形成实际开挖断面，同时和设计轮廓进行比较，能够清楚的反应出实际的超欠挖情况。测量结果出来后，测量人员及时将测量断面传送到项目工程部长、各洞口技术人员，及时指导现场施工。
（二）、二次衬砌施工时，土工布铺设前，每隔3m对衬砌初期支护后断面进行一次测量，形成断面资料，反应初期支护后断
面超欠挖情况。
（三）、仰拱断面检查
仰拱开挖清底后，由现场技术员根据测量人员在边墙上标定的内轨顶面标高进行仰拱深度测量，由中心线每间隔1.5m测量一个断面，欠挖处及时用红油漆标注。
（四）、超欠挖处理
1、经过测量断面后，对欠挖处进行红油漆标注。欠挖较小处采用风镐或电钻进行处理；欠挖较大处采用风枪钻眼爆破处理；对于土工布铺设前发现欠挖处，为防止爆破损坏防水板，采用膨胀剂处理。
2、经过现场测量，基面平整度超标的，即两突出物之间的深长比D/L≤1/10（D~初期支护基层相邻两凸面凹进去的深度；L~初期支护基层相邻两凸面之间的距离），需补喷混凝土处理，超标严重的地段需进行挂网补喷混凝土。
四、实际工程概况简述
（一）、工程概况
阿福隧道全长6847米，最大埋深246米，DK443+700—
DK444+200段有两处埋深较浅区段，埋深45—48米。
（二）、隧道围岩概况：本隧道所穿围的岩为Ⅲ、Ⅳ级、Ⅴ级，岩层以强风化的泥质粉砂岩、泥岩夹砂岩、粉砂岩为主，泥岩在地下水作用下易软化崩解，形成泥化软弱夹层剥落。五、影响隧道超欠挖因素
（一）、测量放样影响分析
测量放样误差较大。因隧道内光线暗，照明条件较差，致使测量人员在放样时误差较大，甚至错误，造成隧道外轮廓线偏离，从而产生超欠挖。因此，首先保证测量放样隧道中线和标高的正确性，并通过正确的方法来保证轮廓线位置的准确，减少对超欠挖的影响。通过选取技术过硬、责任心较强的测量人员和较先进的仪器来减少放样误差。
（二）、钻孔精度影响分析
1、钻孔人员操作不熟练。钻孔人员眼位钻得不正确，周边眼距、钻杆外插角控制不好，钻孔眼底深浅不一，也不在同一平面上，导致超欠挖严重。
2、风钻出现故障。风钻出现故障，致使钻孔质量差，从而影响爆破质量。
3、钻孔台架设置不合理。台架各层平台设置不合理，预留空间过大或过小，使得钻孔操作困难，周边炮眼外插角度难以控制，造成超欠挖严重。
4、岩石内的附加偏差，即由于岩层产状或岩石节理原因造成钻孔后的偏差加大。
（三）、材料因素
爆破材料产品不合格，炸药、导爆索不起爆。
（四）、爆破技术影响分析
1、爆破参数不合理。爆破参数未随围岩的改变而及时调整，从而产生超欠挖。
2、装药量及装药结构不合理。施工人员不按设计的装药结构装药，错误地认为只要加大药量就可以提高炮眼利用率，就能得到较好的爆破效果，从而产生超挖。为了使超挖得到控制又盲目地减少装药量，从而又导致了欠挖。
3、爆
破网络连接不规范。爆破网络联接不规范，使得爆破未能按设计的次序起爆或拒爆，导致隧道局部欠挖。
（五）、地质因素
地质条件是客观条件，它是确定爆破参数的基本依据。地质条件是随着开挖而不断变化的，其中主要是围岩的节理的变化。对于可以采用全断面开挖的地质情况，虽然围岩开挖后能够自稳，但节理裂隙和岩层走向会产生局部坍塌或顺层溜帮，从而造成超挖。此超挖量会会随着支护时间的推迟而增加，因此及时封闭的施工原则就显得非常重要，及时初喷、施作锚杆和布设网片，可以充分利用围岩自承能力，减少此类超挖。阿福隧道地处云贵高原，属构造剥蚀和侵蚀低山地貌，地形起伏大，地质情况复杂，隧道开挖断面较大，围岩节理发育，不同地段围岩的等级变化较大，内部结构复杂多变，给施工增加了难度。（六）、现场管理的影响分析
在控制超欠挖中，建立一个比较完善的、统一的质量保证体系，对作业全过程及相关的因素实行严格科学的管理非常重要。爆破作业的现场管理主要指人员安排、作业组织、技术交底与指导、质量检测、信息反馈、经验总结及相应的规章和技术标准的制定等。管理的目的就把众多的因素置于可控的状态，达到爆破设计的基本要求。
六、超欠挖对隧道的影响
超欠挖会给隧道施工的综合效益带来很大的影响，包括经济、施工进度、喷砼、排水壁面美观、安全的方面。隧道的经济效益
和隧道结构的可靠性最为明显。
（一）、隧道的经济性
爆破造成的超挖增加爆破费用、增加出渣量，延长出渣作业时间。超挖回填混凝土，增加额外的工程量，衬砌施工中，欠挖的处理造成误工、窝工。
（二）、隧道结构的影响
超欠挖时隧道局部应力集中，围岩的塑区显著增大，洞身围岩变形较大；欠挖超过允许限度再次超挖导致围岩扰动次数增加。
七、隧道超欠挖的控制措施
（一）、提高中线、高程、轮廓线放样精度
增强隧道照明质量，采取激光指向仪控制隧道掘进方向。由于隧道内施工车辆很多、为了防止对导线点及中线点的破坏，将控制点按规定要求埋置的同时，设置明显标志及保护措施，并定期对控制点进行复核测量。测量人员为熟练、技术过硬的人员担任，测量数据换手复核。测量仪器选用较先进仪器操作，定期到技术鉴定部门进行仪器标定。（二）、提高钻孔精度
提高钻孔精度是防止超欠挖的最重要措施，为了使超欠挖值限制在最小范围内，必须加强对司钻人员的培训，使他们熟练掌握钻孔技术，做到按操作细则、设计要求和布置的孔位施钻，确保达到规定的孔位、孔深、倾斜度等。并且要加强风钻的维护和保养，安排专人负责维护风钻，每天检查一次调整改进钻孔台架的不合理部分对台架各层平台设置不合理的部分进行改进，平台间预留适当的空间，以方便作业。
（三）、加强材料检验
选择严格控制原材料的进货渠道，从源头上控制原材料的质量，不合格者不得进场。
（四）、配置合理的爆破参数
1、爆破设计要遵守：炮孔布置便于提高机械钻孔效率；提高炸药能量利用率，以降低炸药用量；减少对围岩的扰动，控制好开挖轮廓，提高钻爆效果；在保证安全前提下，尽可能提高掘进速度。
2、根据围岩类别、隧道现场施工的钻孔设备、爆破器材等各方面因素，按照设计及规范要求确定掏槽眼、辅助眼、周边眼的布置和数量，眼孔深度与角度，各眼孔的装药量及装药结构、起爆次序、网路联接等爆破参数，并在施工中合理调整。
3、光面爆破中周边孔线装药密度是决定光面爆破效果的关键，选择合适的周边孔装药密度和合理的周边眼间距和周边的最小抵抗线，使爆破后周边孔形成贯通的裂缝，以减少对孔壁岩体的破坏，同时减少超欠挖量。
4、准确布置周边孔，使其排列整齐，提高钻孔效率。
5、在每茬炮爆破后，认真分析爆破结果，并结合围岩的变化情况，及时修正钻爆设计参数，将超欠挖控制在规定范围内。
6、本隧道拟采用斜眼槽形式，掏槽孔单眼装药系数为85％；其眼口间距误差不得大于3 cm，眼底间距误差不得大于5 cm。辅助眼均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，单眼装药系数为75％；其行距、排距误差均不得大于5 cm。周边眼眼口间距误差不得大于3 cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线3 cm/m～5
cm/m。其起爆顺序为：掏槽眼→辅助眼→掘进眼→周边眼。7、
开挖断面无渗水时隧道拱角以上和底眼及有渗水断面均采用ф25乳化炸药。电雷管采用塑料导爆管毫秒雷管起爆，毫秒雷管采用15个段位的等差毫秒雷管引爆。8、周边眼装药采用ф25小直径光爆药卷间隔装药，导爆索连接，导爆索用竹片和电工胶布与炸药卷绑在一起。其他眼采用不偶合连续装药结构，所有炮孔均堵塞不小于 200 mm的炮泥。
（五）、加强现场的施工组织管理
建立一套比较健全的质量保证体系，对作业全过程及相关因素实行严格科学的管理。实施标准化管理，对每个分项工程，都坚决落实质量责任制度，自上而下明确各级质量责任人，将每个分项工程分解成若干主要工序，明确各工序的具体责任人，明确各主要工序控制的重点，定人定岗，制定奖罚制度，确保每一工序的施工质量。必须要做到及时监测，有问题及时反馈，保证测量、钻孔和爆破设计等工序之间的衔接和呼应。（六）、加强地质情报预测与记录工作
在施工中，派专人紧跟开挖面对围岩进行观测描述，并对围岩的节理裂隙状态进行预测，据此调整爆破参数和施工方法，通过动态施工来控制超欠挖。
结束语
隧道钻爆法施工中超欠挖问题虽然是不可避免的，但是可以将其控制在一定程度之内。控制隧道超欠挖是一项综合技术，必须从钻孔精度、测量放线、材料、爆破技术等全面抓起，在施工过程中根据不同围岩的地质条件进行相应的调整，并以严格是施
工管理制度为保障。从技术和管理两方面入手严格控制隧道超欠挖，不仅为隧道整体工程质量提供了保证，而且节约了工程造价，加快了工程进度，实现了经济效益和社会效益。
参考文献
[1]王良国.公路隧道超欠挖原因分析及控制措施[j].中国新技术新产品,2010,18:53-54.
[2]李新文.pdca循环在隧道超欠挖控制中的应用[j].建筑技术,2007(增):111-112.
[3]黄成光.公路隧道施工.北京：人民交通出版社，2001
[4]齐景岳.隧道爆破现代技术. 北京，中国铁道出版社，1995
致谢
致谢
我历时将近一个多月的时间终于完成了这篇论文，这也将标志着我的大学生活的结束。在论文的写作过程中遇到了一些困难和障碍，在指导老师和同学的帮助下度过了难关。在这里，尤其要感谢我的论文指导老师—刘雅莉老师，因为有了她对我的指导和帮助，所以我的论文才能不断的修改和改进，最终使我的论文圆满完成。再次向我的指导老师致以最衷心的感谢。
同时，我也要感谢本论文所引用的的各位学者的专著，没有这些学者的研究成果的启发和帮助，我难以完成本论文。当然，也要感谢朋友和同学在论文的素材和撰写等方面的帮助。