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【摘 要】 超欠挖是一个当今隧道开挖施工中普遍存在的现象，直接影响到施工安全及经济效益，而光面爆破技术有效地控制了超欠挖现象，本文研究了隧道工程的光面爆破技术，对地下洞室群在开挖初期出现的问题进行了相应分析并提出了处理措施，取得了较为满意的效果。
【关键词】 地下工程;钻爆;问题;处理措施
引言：
光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，仍在探索之中。尽管在理论上还不成熟，在定性分析方面已有共识。隧道工程洞室群的开挖采用光爆技术，从实施效果看半孔率偏低，洞段成型效果差，尤其在Ⅵ、Ⅴ类岩体地带，超挖严重。为确保工程质量，制定了相应的措施。
1、半孔率偏低的原因及采取的措施
1.1半孔率偏低的原因分析
1.1.1周边光爆孔没有按爆破设计要求布孔
（1）周边孔间距及抵抗线未按设计要求布置。设计Ⅲ类围岩周边孔间距a=40～50cm，抵抗线W=50cm，并保证炮眼密集系数M（M=a/w）在0.8～1.0范围;Ⅳ、Ⅴ类围岩周边光爆孔间距a=30～40cm，抵抗线W=40～50cm（软弱破碎岩体取小值，坚硬完整岩石取大值），并保证M在0.6～0.8范围内。而在实际中，各类围岩周边孔布孔间距较大（60～80cm），抵抗线大，则爆破后岩壁面欠挖;抵抗线过小，则岩壁面产生超挖。
（2）周边光爆孔布孔倾斜、发散，与洞轴线不平行，孔与孔之间也不平行。布置光爆孔时应向洞壁外偏斜3～5°，偏角太大将产生大量超挖。如果孔向两侧偏斜（即呈剪刀形）两孔间距离较大，则会产生局部欠爆。孔距小，局部可能将孔壁爆烂。
1.1.2周边孔光爆线装药量未按要求装药
没有将所装炸药与导爆索按要求绑在竹片上，从而导致线装药量不均匀，有的地方密，有的地方稀;故爆破后有的地方孔壁爆烂，有的地方欠爆，从而影响半孔的保存率。当岩石为Ⅱ、Ⅲ类围岩时，光爆孔线装药量Q线=200～300g/m。将整节的炸药，间隔20～30cm绑在竹片上，间距为Ⅲ类围岩取30cm，Ⅱ类围岩取20cm（将炸药卷均匀绑在导爆索与竹片上）。
1.2针对半孔率偏低采取的措施
为保证周边孔的钻孔质量，要求周边光爆孔布孔平直且与洞轴线平行，孔与孔之间平行，各孔底应尽可能落在同一垂直面上;將孔深、孔斜、孔间、排距（抵抗线）、线装药量及装药结构严格按爆破设计控制，并遵照如下程序和方法进行过程控制。
（1）钻孔前，测量放出每一茬炮的中心线、腰线、周边轮廓线及洞轴方向延伸线，并用红油漆标识在掌子面和洞顶上，现场技术人员根据爆破设计用红油漆布孔。周边孔在断面轮廓线上开孔，若有的地方不好布孔，则沿轮廓线调整的孔位偏差应小于5cm;
（2）钻工根据油漆标识进行钻孔时，应先钻一个标准孔，在孔中插入炮杆（竹竿），长4～5m，随后进行的钻孔钻杆应平行于竹竿;
（3）采用套钎法施工;
（4）钻爆台车顶层作业面距顶拱应小于2m;
（5）每班固定2～3名较为熟练、精干的钻工进行周边孔的钻孔作业;
（6）由现场技术员、钻工班长、炮工班长对每一茬炮的爆破参数记录进行会签;
（7）爆破工程师每天进行现场巡视，及时发现并指出现场施工存在的问题，根据围岩的出露情况有预见性的对爆破参数作出适当的调整;
2、Ⅳ、Ⅴ类围岩超挖严重的原因及预防措施
2.1 Ⅳ、Ⅴ类围岩超挖严重的原因分析
2.1.1施工方面的原因
（1）布孔疏密不均匀;孔向孔位控制不好（有的打成剪刀形，有的孔向外围倾斜过大），从而导致局部超欠挖。
（2）在施工过程中没有按光爆孔装药。由于Ⅳ、Ⅴ类围岩岩石破碎，光爆后半孔率低，故施工人员以此为由不愿意采用光爆装药，从而导致周边光爆孔装药量过大，产生超挖;其次是施工技术人员不按要求布孔，越是破碎的岩体周边布孔越是要求加密，而施工队却不愿多打孔，故周边布孔太稀，影响成型。
（3）由于有的循环测量没有放线，钻工打钻时仅根据上次爆破情况估计布孔，使周边光爆孔开孔位置未设在洞室开挖轮廓线上，从而造成局部超、欠挖。
（4）支护不及时，有可能导致围岩在应力重组时失稳，特别是Ⅴ类围岩。
2.1.2地质方面的原因
一般而言，岩石愈完整、均匀，愈有利于光面爆破;非均质、破碎的多裂隙的岩层不利于光面爆破，特别是岩石节理、裂隙发育程度和裂隙主要方向对光面爆破的影响很大。岩石裂隙率大的，会使开挖面不平整度增加，甚至造成超挖;与光爆面交叉成锐角的裂隙，最有可能促使壁面不平整和超挖。有的地段，洞室顶拱有近于水平状的节理，洞室两侧有近于竖直向的节理、裂隙，爆后节理、裂隙外的岩石掉下，产生超挖;有时，两节理、裂隙呈楔形切割岩体，爆后造成楔形体内的岩石掉下，导致超挖。
2.2针对Ⅳ、Ⅴ类围岩超挖严重的预防措施由于Ⅳ、Ⅴ类围岩局部完整性差，块体嵌合能力弱，节理裂隙局部发育，局部呈碎石状压碎结构，施工中需采用如下技术措施：
（1）尽量减轻对围岩的过大扰动，浅钻孔（孔深控制在80～120cm），多循环，弱爆破（控制每孔装药量）。
（2）加强支护，勤检查、观测，分析量测数据，为开挖施工设计提供资料。预测节理、裂隙的发展动向，做好险情预报。
（3）Ⅳ、Ⅴ类围岩光爆孔距控制在30～40cm（均匀完整取大值，反之取小值），光爆孔按设计线装药量装药，Q线=80～120g/m（Ⅳ类围岩取大值，Ⅴ类围岩取小值）。当采用以上措施后洞室成型不佳时，可将光爆孔加密至20～30cm（隔孔装药），线装药量控制在Q线=50～80g/m（1/3节，U25炸药，间隔35cm，绑在竹片与导爆索上）。Ⅳ、Ⅴ类围岩产生超挖的原因主要为上述两方面。地质方面产生的超挖是我们难以控制的。 3、其它原因可能引起的超挖及对策
（1）对于Ⅲ类及Ⅰ、Ⅱ类围岩，设计要求掏槽孔采用双层楔形掏槽，但有的施工队伍不按要求施工，不打内层掏槽孔，从而导致掏槽孔抵抗线过大（岩石夹制作用过大），掏槽孔内层岩石欠爆，从而无法为崩落孔充分提供侧向临空面，因此连锁影响，爆后炮孔利用率较低，残孔较大，如进行补爆，则又会产生超挖。故作业队一定要按爆破设计要求布孔，多打几个内掏槽孔，表面看似多占了钻孔时间，但内层掏槽孔能将孔内侧大部分岩石爆碎，为后爆各序孔创造出了侧向临空面，这样做爆破效果好，爆孔利用率高，几乎没有残孔，总的效益比不打内层掏槽孔好得多，同时，洞壁成型也好。
（2）网络联接不合理，造成盲炮、瞎炮，从而引起超、欠挖。爆破设计要求的起爆顺序为：内层掏槽外层掏槽崩落孔二周边孔周边光爆孔底板孔。如果装毫秒延期雷管时不注意每发雷管段数，装错或不按要求的顺序起爆，都会影响爆破效果，甚至造成瞎炮。对于这类问题，只要发装雷管时细心，按爆破设计要装雷管即可。起爆网络联接不合理引起瞎炮：掌子面装完药，堵塞好以后就可以将延期雷管管线用黑胶布绑在导爆索上，且导爆管与导爆索绑扎搭接长度为15～20cm。从掌子面上部往下进行联接，每8根导爆管均匀绑在导爆索周围。但导爆管多了，导爆索引不爆全部导爆管。光爆孔炸药可以用导爆管雷管引爆，也可以用导爆索引爆。
当用导爆索引爆孔中的炸药时，将绑有炸药（炸药按要求的间距绑扎在竹片及导爆索上）的导爆索延伸出孔外（孔外留30cm），并将孔外的导爆索缠绕在主导爆索上（主导爆索沿光爆孔铺设），支、主导爆索间的夹角在15°～90°之间，最好为45°，缠绕（搭接）长度为20cm，并用黑胶布绑紧。然后在主导爆索的末端绑上两发同段毫秒延期雷管，然后将这两发毫秒延期雷管照上述方法绑在掌子面主导爆索上，待无关人员、设备撤离至安全地带后，即可起爆。
4、结束语
洞室群采用以上措施后，取得了明顯的经济和社会效益，具体表现在：
（1）对于Ⅲ类围岩，洞径超挖控制在规范要求的15cm以内且无欠挖，光爆孔半孔率达80%以上;
（2）对于Ⅳ、Ⅴ类围岩，洞室最大超挖量控制在30cm以内，较完整岩石处光爆孔半孔率达40%以上，无大的塌方产生。
参考文献：
[1]姚张红.我国水利工程管理运作中存在问题及原因探析[J].机电信息.2009（30）
[2]温海军.小型低压水轮发电机中性线电流过大的原因及处理措施[J].科技信息（科学教研）.2007（11）
【关键词】 地下工程;钻爆;问题;处理措施
引言：
光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题，仍在探索之中。尽管在理论上还不成熟，在定性分析方面已有共识。隧道工程洞室群的开挖采用光爆技术，从实施效果看半孔率偏低，洞段成型效果差，尤其在Ⅵ、Ⅴ类岩体地带，超挖严重。为确保工程质量，制定了相应的措施。
1、半孔率偏低的原因及采取的措施
1.1半孔率偏低的原因分析
1.1.1周边光爆孔没有按爆破设计要求布孔
（1）周边孔间距及抵抗线未按设计要求布置。设计Ⅲ类围岩周边孔间距a=40～50cm，抵抗线W=50cm，并保证炮眼密集系数M（M=a/w）在0.8～1.0范围;Ⅳ、Ⅴ类围岩周边光爆孔间距a=30～40cm，抵抗线W=40～50cm（软弱破碎岩体取小值，坚硬完整岩石取大值），并保证M在0.6～0.8范围内。而在实际中，各类围岩周边孔布孔间距较大（60～80cm），抵抗线大，则爆破后岩壁面欠挖;抵抗线过小，则岩壁面产生超挖。
（2）周边光爆孔布孔倾斜、发散，与洞轴线不平行，孔与孔之间也不平行。布置光爆孔时应向洞壁外偏斜3～5°，偏角太大将产生大量超挖。如果孔向两侧偏斜（即呈剪刀形）两孔间距离较大，则会产生局部欠爆。孔距小，局部可能将孔壁爆烂。
1.1.2周边孔光爆线装药量未按要求装药
没有将所装炸药与导爆索按要求绑在竹片上，从而导致线装药量不均匀，有的地方密，有的地方稀;故爆破后有的地方孔壁爆烂，有的地方欠爆，从而影响半孔的保存率。当岩石为Ⅱ、Ⅲ类围岩时，光爆孔线装药量Q线=200～300g/m。将整节的炸药，间隔20～30cm绑在竹片上，间距为Ⅲ类围岩取30cm，Ⅱ类围岩取20cm（将炸药卷均匀绑在导爆索与竹片上）。
1.2针对半孔率偏低采取的措施
为保证周边孔的钻孔质量，要求周边光爆孔布孔平直且与洞轴线平行，孔与孔之间平行，各孔底应尽可能落在同一垂直面上;將孔深、孔斜、孔间、排距（抵抗线）、线装药量及装药结构严格按爆破设计控制，并遵照如下程序和方法进行过程控制。
（1）钻孔前，测量放出每一茬炮的中心线、腰线、周边轮廓线及洞轴方向延伸线，并用红油漆标识在掌子面和洞顶上，现场技术人员根据爆破设计用红油漆布孔。周边孔在断面轮廓线上开孔，若有的地方不好布孔，则沿轮廓线调整的孔位偏差应小于5cm;
（2）钻工根据油漆标识进行钻孔时，应先钻一个标准孔，在孔中插入炮杆（竹竿），长4～5m，随后进行的钻孔钻杆应平行于竹竿;
（3）采用套钎法施工;
（4）钻爆台车顶层作业面距顶拱应小于2m;
（5）每班固定2～3名较为熟练、精干的钻工进行周边孔的钻孔作业;
（6）由现场技术员、钻工班长、炮工班长对每一茬炮的爆破参数记录进行会签;
（7）爆破工程师每天进行现场巡视，及时发现并指出现场施工存在的问题，根据围岩的出露情况有预见性的对爆破参数作出适当的调整;
2、Ⅳ、Ⅴ类围岩超挖严重的原因及预防措施
2.1 Ⅳ、Ⅴ类围岩超挖严重的原因分析
2.1.1施工方面的原因
（1）布孔疏密不均匀;孔向孔位控制不好（有的打成剪刀形，有的孔向外围倾斜过大），从而导致局部超欠挖。
（2）在施工过程中没有按光爆孔装药。由于Ⅳ、Ⅴ类围岩岩石破碎，光爆后半孔率低，故施工人员以此为由不愿意采用光爆装药，从而导致周边光爆孔装药量过大，产生超挖;其次是施工技术人员不按要求布孔，越是破碎的岩体周边布孔越是要求加密，而施工队却不愿多打孔，故周边布孔太稀，影响成型。
（3）由于有的循环测量没有放线，钻工打钻时仅根据上次爆破情况估计布孔，使周边光爆孔开孔位置未设在洞室开挖轮廓线上，从而造成局部超、欠挖。
（4）支护不及时，有可能导致围岩在应力重组时失稳，特别是Ⅴ类围岩。
2.1.2地质方面的原因
一般而言，岩石愈完整、均匀，愈有利于光面爆破;非均质、破碎的多裂隙的岩层不利于光面爆破，特别是岩石节理、裂隙发育程度和裂隙主要方向对光面爆破的影响很大。岩石裂隙率大的，会使开挖面不平整度增加，甚至造成超挖;与光爆面交叉成锐角的裂隙，最有可能促使壁面不平整和超挖。有的地段，洞室顶拱有近于水平状的节理，洞室两侧有近于竖直向的节理、裂隙，爆后节理、裂隙外的岩石掉下，产生超挖;有时，两节理、裂隙呈楔形切割岩体，爆后造成楔形体内的岩石掉下，导致超挖。
2.2针对Ⅳ、Ⅴ类围岩超挖严重的预防措施由于Ⅳ、Ⅴ类围岩局部完整性差，块体嵌合能力弱，节理裂隙局部发育，局部呈碎石状压碎结构，施工中需采用如下技术措施：
（1）尽量减轻对围岩的过大扰动，浅钻孔（孔深控制在80～120cm），多循环，弱爆破（控制每孔装药量）。
（2）加强支护，勤检查、观测，分析量测数据，为开挖施工设计提供资料。预测节理、裂隙的发展动向，做好险情预报。
（3）Ⅳ、Ⅴ类围岩光爆孔距控制在30～40cm（均匀完整取大值，反之取小值），光爆孔按设计线装药量装药，Q线=80～120g/m（Ⅳ类围岩取大值，Ⅴ类围岩取小值）。当采用以上措施后洞室成型不佳时，可将光爆孔加密至20～30cm（隔孔装药），线装药量控制在Q线=50～80g/m（1/3节，U25炸药，间隔35cm，绑在竹片与导爆索上）。Ⅳ、Ⅴ类围岩产生超挖的原因主要为上述两方面。地质方面产生的超挖是我们难以控制的。 3、其它原因可能引起的超挖及对策
（1）对于Ⅲ类及Ⅰ、Ⅱ类围岩，设计要求掏槽孔采用双层楔形掏槽，但有的施工队伍不按要求施工，不打内层掏槽孔，从而导致掏槽孔抵抗线过大（岩石夹制作用过大），掏槽孔内层岩石欠爆，从而无法为崩落孔充分提供侧向临空面，因此连锁影响，爆后炮孔利用率较低，残孔较大，如进行补爆，则又会产生超挖。故作业队一定要按爆破设计要求布孔，多打几个内掏槽孔，表面看似多占了钻孔时间，但内层掏槽孔能将孔内侧大部分岩石爆碎，为后爆各序孔创造出了侧向临空面，这样做爆破效果好，爆孔利用率高，几乎没有残孔，总的效益比不打内层掏槽孔好得多，同时，洞壁成型也好。
（2）网络联接不合理，造成盲炮、瞎炮，从而引起超、欠挖。爆破设计要求的起爆顺序为：内层掏槽外层掏槽崩落孔二周边孔周边光爆孔底板孔。如果装毫秒延期雷管时不注意每发雷管段数，装错或不按要求的顺序起爆，都会影响爆破效果，甚至造成瞎炮。对于这类问题，只要发装雷管时细心，按爆破设计要装雷管即可。起爆网络联接不合理引起瞎炮：掌子面装完药，堵塞好以后就可以将延期雷管管线用黑胶布绑在导爆索上，且导爆管与导爆索绑扎搭接长度为15～20cm。从掌子面上部往下进行联接，每8根导爆管均匀绑在导爆索周围。但导爆管多了，导爆索引不爆全部导爆管。光爆孔炸药可以用导爆管雷管引爆，也可以用导爆索引爆。
当用导爆索引爆孔中的炸药时，将绑有炸药（炸药按要求的间距绑扎在竹片及导爆索上）的导爆索延伸出孔外（孔外留30cm），并将孔外的导爆索缠绕在主导爆索上（主导爆索沿光爆孔铺设），支、主导爆索间的夹角在15°～90°之间，最好为45°，缠绕（搭接）长度为20cm，并用黑胶布绑紧。然后在主导爆索的末端绑上两发同段毫秒延期雷管，然后将这两发毫秒延期雷管照上述方法绑在掌子面主导爆索上，待无关人员、设备撤离至安全地带后，即可起爆。
4、结束语
洞室群采用以上措施后，取得了明顯的经济和社会效益，具体表现在：
（1）对于Ⅲ类围岩，洞径超挖控制在规范要求的15cm以内且无欠挖，光爆孔半孔率达80%以上;
（2）对于Ⅳ、Ⅴ类围岩，洞室最大超挖量控制在30cm以内，较完整岩石处光爆孔半孔率达40%以上，无大的塌方产生。
参考文献：
[1]姚张红.我国水利工程管理运作中存在问题及原因探析[J].机电信息.2009（30）
[2]温海军.小型低压水轮发电机中性线电流过大的原因及处理措施[J].科技信息（科学教研）.2007（11）