隧道超欠挖控制办法

开挖是隧道施工中的关建工序。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。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、所以隧道开

挖必须控制好超欠挖，以利于下道工序的正常进行。

超欠挖的概念及允许值

隧道超欠挖是以设计的隧道开挖轮廓线为基准线，实际开挖获得的断面在基准线以外的部分为超挖，在基准线以内的部分则称为欠挖。

如下图：

在《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）中对超欠挖 有如下规定：隧道不应欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，允许岩石个别突出部分（每1㎡不大于0.1㎡）侵入衬砌。对整体式衬砌，侵入值应小于衬砌厚度的1/3，并小于10㎝；对喷锚衬砌不应大于5㎝，拱脚和墙脚以上1m内范围内严禁欠挖。不同围岩地质条件下的允许超挖值规定见下

表：

允许超挖值（单位：㎝）

围岩级别 开挖部位 Ⅰ Ⅱ-Ⅳ Ⅴ-Ⅵ 平均10 拱部 最大20 边墙、仰拱、 隧平均10 底

平均15 最大25 平均10 最大15 平均10 平均10 注：本表适用于炮眼深度不大于3.0m的隧道。炮眼深度大于3.0m

时，可根据实际情况另行规定

根据本隧道开挖现状，现就超欠挖控制特定办法如下：

一.开挖断面尺寸的确定；

隧道开挖断面应以隧道净空为基准。加上二衬厚度，初期支护厚度。考虑预留变形量，测量贯通误差和施工误差等因素适当放大。预留变形量可根据围岩级别、隧道宽度，埋置深度、施工方法和支护情况等条件，采用类比法确定，也可参考隧道收敛量测记录予以确定。如无以

上资料可参考表1-1确定:

表1-1预留变形量（cm）

围岩级别 2级 3级 4级 5级 6级 单线隧道 --- 1--3 3--5 5--7 7--10 注:1.深埋、软岩隧道取大值，硬岩隧道取小值。

开挖断面尺寸=隧道净空+二衬厚度+初期支护厚度+预留变形量。

二.开挖轮廓线放样:

在开挖过程中、轮廓线的放样非常重要。轮廓线就是“师傅”。我们现场放样一般采用“五寸台”法。现就“五寸台”法放样步骤及应注意的几

点问题阐述如下：

放样步骤： 1.中线确定：

中线确定一般采用偏角法。 架镜—后视—拔角—测距—定中线

a角的取值根据后视点、架镜点及中线点所处位置不同而计算方法

各不相同。（请参照铁路隧道施工技术手册 上册）

2. 拱顶及底板确定：

用水准仪测三个平点（一个点必须在中线上），根据平点高程，拱顶高程及底扳高程算出其距离。量距定出拱顶及底扳。由于工作面凹凸不平、量距时应尽量做到钢尺垂直，如果不能则应根据钢尺的倾斜程度

考虑其增量。 3. 轮廓线确定：

从拱顶沿中线每50cm定一个点。沿点向左右两边量其距离定出其轮廓点。量距时一定要注意尺子要水平。把所有的轮廓点连起来就定出

了轮廓线。 应注意的问题：

1. 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，不但要将控制点按规定要求埋置，还应设有明显标志及保护措施。

应定期对控制点进行复核测量。 2.所有放样过程都要施行“双检”制。

3.量距时钢尺一定要垂直或水平，做到准确无误。

三、提高钻孔技术水平

1） 钻孔技术对隧道超欠挖的影响主要是周边炮孔的外插角θ、开口位置e和钻孔深度L。它们与超欠挖高度有如下的关系：h=e+Ltan(θ/2)。 该式表明随外插角θ和钻孔深度L的增大，h也随之增大。θ和L主要取决于司钻人员的操作水平和所采用钻机的某些性能，为确保控制θ和L，一定要努力提高司钻人员的操作水平和责任心。

2）e作为一个独立参数，当e为负值时，h会随之减小。也就是说，可以允许一定量的欠挖，使e成为负值，这样可以有效的减少超挖。

四、完善爆破技术

爆破技术是指爆破方法、爆破方式及各种爆破参数的合理匹配。 1) 一般视开挖方式的不同，爆破方式有全断面一次爆破、台阶法爆破、导洞先行扩大爆破和预留光面层爆破等方式。而从减少超欠挖，改善开挖成形来看，预留光面层、导洞先行开挖的控制爆破方式比较好。

2) 在控制爆破中，主要的技术参数包括：单位岩石炸药消耗量q、周边孔线装药密度g、周边炮孔布置等。合理地调整这些参数之间的配

合，对减少超欠挖是至关重要的。

i.单位岩石炸药消耗量应根据围岩类别，结合隧道现场施工的钻孔设备、爆破器材等各方面因素，并参照同类围岩有关资料统计数据来

确定其范围，并不断进行调整，直至达到最佳效果。

ii. 周边炮孔的装药量与周边炮孔长度的比值为周边孔线装药密度。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会使爆破后周边孔形成贯通的裂缝，不会过多的破

坏孔壁岩体，同时造成的超欠挖量较小。

iii.周边孔布置应准确，排列整齐便于钻孔，这样可提高钻孔效

率。

3)采用合理的爆破器材（雷管和炸药）和装药方法，可减少由于爆破产生的振动和应力波对围岩的破坏作用，因而有利于减少超欠挖，提

高开挖轮廓质量。

五、根据地质条件的变化，采取动态施工的方法

地质条件是客观条件，它是确定爆破参数的依据。地质条件是随掘进不断产生变化，这就要求在施工过程中，紧跟开挖面进行观测描述，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。

六、强化施工组织管理

在控制隧道超欠挖中，应建立一个比较完善、系统的质量保证体系。对爆破设计、钻爆作业实施全面的监督管理，对有关人员进行技术培训。建立质量责任制，实行质量奖惩制度，并以预先制订的各项作业方法和作业质量标准为准则，经常检查各项作业质量。建立及时准确的信息反馈系统，保证超欠挖的信息及时反馈给现场施工人员，以便及时

调整施工方法和施工步骤，将超欠挖值控制在规范范围之内。 本隧道施工存在着围岩类型变化大，且不同岩性频繁交替出现的现象。隧道内地质条件复杂多变是客观存在的，施工中应加强地质超前预报，准确探明前方围岩类型，随围岩条件变化及时调整钻爆参数。通过采用合理的施工方法和施工工艺，并辅以先进的精密仪器，来达到控制

隧道超欠挖的目的。