目前国内隧道对隧道暗挖断面控制技术研究，对于隧道工程施工有着巨大的正面影响，它不仅保障了工作人员安全，还能提高隧道初支的施工质量，大大缩减工程施工工期，确保了隧道工程施工的安全性，大幅度节约了成本，技术经济效益显著。
关键词：隧道断面超欠挖、隧道断面控制技术、施工工艺、光面爆破、影响因素
1 引言
目前我国仍处在隧道建设期，尤其是西部山区，地势险要，山谷河流纵横，需要建造大量的隧道，开展本项目研究，对提高我国隧道暗挖断面控制技术，完善现行《公路隧道施工技术规范》均具有重要的理论意义和工程价值。
贵州中交沿印松高速第五合同段位于贵州省铜仁市印江苗族自治县境内，本项目共有隧道4条，总长8202米，隧道暗挖段施工普遍存在超挖、混凝土超方严重等现象，导致效益不佳，通过此课题的研究，总结一套在满足安全、技术、质量的前提下断面控制技术的相关成果，也对钻孔精度、爆破参数调整、测量放线的精度、爆破技术、施工管理和组织进行试验研究，数据分析，理论性丰富，具有广泛的适用性，供以后同类项目实施参考。
2 隧道暗挖断面研究内容
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。因为硬岩存在着显著的节理、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。
装药结构
3隧道暗挖断面光面爆破的关键控制点：
3.1对单独循环段选取不同的装药方式来确定是否对光爆所有的影响
①耦合连续装药结构是将炸药药卷割开，在炮孔中装药时将药卷塞入炮孔并用炮杆将拆开的药卷在炮孔中压捣密实，在连接好雷管。如下图
本工程爆破采用1～15段非电毫秒延期雷管，根据单段允许最大装药量进行分段微差爆破，实行孔内延期。每段延时雷管递增时间必须大于30ms，以保证爆破效果，同时不产生叠加现象，网络采用簇连法连接，连接时将导爆管分片区捆成不超过20根一束，每束中心捆绑两2发1段雷管（击发，所有击发雷管均采用并联法并网，最后收拢合并，采用2发非电雷管击发起爆。
④钻孔前把设计开挖轮廓线标注到掌子面上，要明确标注出周边孔、掏槽孔、辅助孔等关键孔位。分别确定几个循环按找不同的装药方式进行光面爆破，在爆破后及时采集实验数据。
⑤尽量克服开孔误差、钻孔角度误差、测量放线误差，严格控制周边孔钻孔外插角度和外插量，保证轮廓面平整圆顺成型。将每一个炮孔都固定人员司钻，由经验丰富的爆破工钻周边孔、辅助孔及掏槽孔等关键孔位，确保钻孔质量。
3.3 实验结果收集和对比
根据三种不同装药方法所爆破产生的数据对比
根据图表中的数据可以得出①耦合连续装药的爆破方式下隧道断面的平均超挖在30公分左右；（图一）②不耦合连续装药的爆破方式下隧道断面的平均超挖在20公分左右（图二）；③不耦合连续装药的爆破方式下隧道断面的平均超挖在10公分左右（图三）。数据见下图
3.4试验结果
当周边眼采用耦合连续装药的方法进行爆破时，爆破威力较大造成隧道断面的超挖较大，故而不适合。当周边眼采用不耦合连续装药的方法进行爆破时，隧道断面的超挖有所减小但是靠近孔口较近的部分爆破效果不好。当周边眼采用耦合间断装药的方法进行爆破时，隧道断面的超挖控制效果很好。基于此，采用不耦合间断装药的方式进行光爆施工掘进方案。
4 结语
本次研究过程，进行试验研究，同时也对钻孔精度、爆破参数调整、测量放线的精度、爆破技术、施工管理和组织进行试验研究，数据分析，理论性丰富，具有广泛的适用性，为提高其他同类型隧道断面控制超欠挖提供指导，也为类似工程施工提供了宝贵的经验；通过对隧道断面控制技术的变化分析，更加安全高效的保证了隧道的经济性。对隧道断面超欠挖进行数据采集，动态监控,使得隧道超欠挖得到控制。
论文作者:王东海
论文发表刊物:《科学与技术》2019年14期
论文发表时间:2019/12/4
标签：隧道论文; 断面论文; 钻孔论文; 雷管论文; 精度论文; 测量论文; 技术论文; 《科学与技术》2019年14期论文;