方俊波, 劉洪震, *, 馬留闖

(1. 中鐵隧道局集團(tuán)有限公司， 廣東 廣州 511400； 2. 中國中鐵隧道股份有限公司， 河南 鄭州 450001)

0 引言

鉆爆設(shè)備的配套與選型直接影響隧道施工的工期、質(zhì)量、安全、成本等。越來越多的施工企業(yè)在選擇鉆爆機(jī)械設(shè)備時(shí)，綜合考慮施工方法、工期、隧道規(guī)模、斷面尺寸、環(huán)保及企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)等因素，均優(yōu)先選擇大能力、高效率的鉆孔機(jī)械，如采用多臂鑿巖臺(tái)車[1]。

近年來，隨著國內(nèi)裝備制造技術(shù)的發(fā)展[2]，國產(chǎn)化鑿巖臺(tái)車技術(shù)逐漸成熟，進(jìn)口設(shè)備也開始降價(jià)，加上國家大力倡導(dǎo)提高隧道施工機(jī)械化水平，液壓鑿巖設(shè)備應(yīng)用逐漸廣泛，國產(chǎn)液壓鑿巖設(shè)備已有迎頭趕上的趨勢(shì)[3-5]。目前，鑿巖臺(tái)車已成為隧道鑿巖設(shè)備發(fā)展水平的重要標(biāo)志。但是鑿巖臺(tái)車鉆孔時(shí)，由于推進(jìn)梁鉆臂結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面原因，加上現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境視線不清、人員責(zé)任心不強(qiáng)或不熟練等，臺(tái)車鉆孔時(shí)鉆桿外插角普遍偏大。特別是在軟弱圍巖中施工時(shí)，由于拱架支護(hù)靠近工作面，鉆桿的外插角更大，致使隧道鉆爆超挖量大，在一定程度上也制約了鑿巖臺(tái)車的推廣使用。因鑿巖臺(tái)車推進(jìn)梁結(jié)構(gòu)無法進(jìn)行較大范圍的改進(jìn)，采用技術(shù)措施降低多臂鑿巖臺(tái)車鉆孔爆破超挖量很有必要。

當(dāng)前，針對(duì)隧道施工機(jī)械化重點(diǎn)配套機(jī)械，很多技術(shù)人員對(duì)鑿巖臺(tái)車的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)研究?？祵毶鶾6]對(duì)三臂液壓鑿巖臺(tái)車在客運(yùn)專線隧道工程中的使用情況進(jìn)行了分析，指出了影響鑿巖臺(tái)車使用效率的原因，提出了搞好臺(tái)車使用管理的思路。朱琴生[7]通過三臂液壓鑿巖臺(tái)車在青島膠州灣海底隧道施工中的應(yīng)用研究，指出三臂液壓鑿巖臺(tái)車在軟弱圍巖中亦能實(shí)現(xiàn)快速、優(yōu)質(zhì)、安全、高效施工。馬宏偉[8]從鑿巖臺(tái)車的測量放線、周邊孔司鉆、底板孔司鉆、底板光面爆破、欠挖管理、司鉆管理等技術(shù)和措施方面出發(fā)，詳細(xì)介紹了液壓鑿巖臺(tái)車開挖隧道控制超欠挖施工技術(shù)。金明等[9]以鄭萬高鐵小三峽隧道工程為依托，介紹了鑿巖臺(tái)車從施工工效、人員配置、安全性、超欠挖控制、成本投入等方面施工應(yīng)用制約，指出鑿巖臺(tái)車較風(fēng)鉆施工平均線性超挖較大，但可通過加強(qiáng)管理來縮小差距。胡衛(wèi)平[10]分析發(fā)現(xiàn)三臂鑿巖臺(tái)車推進(jìn)梁上的頂盤結(jié)構(gòu)存在一定的缺陷，導(dǎo)致施鉆時(shí)外插角難以控制，從而影響超欠挖控制精度；通過改進(jìn)頂盤結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)了施鉆精度控制，減少了超挖量。尹文綱等[11]采用"長短眼"控制爆破技術(shù)，Ⅳ級(jí)圍巖段隧道周邊超欠挖可控制在150 mm以內(nèi)。

目前對(duì)鑿巖臺(tái)車控制超挖的研究主要集中在臺(tái)車鉆孔施工管理及對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行小范圍技術(shù)改進(jìn)等方面，在技術(shù)措施方面對(duì)減少隧道超挖進(jìn)行深入研究工作較少。本文在前人研究及施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出一套用于鑿巖臺(tái)車控制隧道超欠挖的長短眼配套施工技術(shù)，并應(yīng)用于施工實(shí)踐，減少了隧道超欠挖，節(jié)省了成本，提高了施工工效，達(dá)到了較好的光面爆破效果。

1 隧道鉆爆開挖引起超挖的原因及相關(guān)規(guī)定

鉆爆法隧道施工時(shí)，受鉆孔設(shè)備本身結(jié)構(gòu)的影響，周邊孔在鉆進(jìn)過程中需要有一定的外插角，保持一定量的超挖量，才能始終滿足隧道凈空設(shè)計(jì)要求[12]。特別是Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖，有時(shí)要求鋼拱架支護(hù)結(jié)構(gòu)緊跟掌子面，在支護(hù)結(jié)構(gòu)保證安全的情況下，再進(jìn)行鉆孔工作。受支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，鑿巖臺(tái)車鉆孔過程中的外插角會(huì)更大，且鉆孔越深，超挖量會(huì)越大。另外，在目前鐵路隧道嚴(yán)禁二次襯砌結(jié)構(gòu)欠厚的情況下，圍巖欠挖已基本上不被允許，"寧超勿欠"已成鉆爆開挖的一條不成文的規(guī)定。超挖必定會(huì)給施工單位帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失，影響隧道施工質(zhì)量[13]。如何將不可避免的超挖降到合適水平，是廣大隧道施工管理及技術(shù)人員非常關(guān)心的問題。

根據(jù)Q/CR 9604-2015《高速鐵路隧道工程施工技術(shù)規(guī)程》10.2.1條相關(guān)內(nèi)容規(guī)定，隧道開挖的允許超挖值應(yīng)符合如表1所示的要求。

表1 隧道允許超挖值

表1所示的隧道允許超挖值是基于人工手持風(fēng)鉆施工時(shí)統(tǒng)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，考慮的影響因素主要有： 風(fēng)鉆結(jié)構(gòu)、鉆孔定位誤差、巖石節(jié)理裂隙、圍巖松弛掉塊等。相對(duì)于多臂鑿巖臺(tái)車，人工手持風(fēng)鉆機(jī)動(dòng)靈活，結(jié)構(gòu)小巧，鉆桿直徑小、柔度大，司鉆時(shí)采用長鉆桿鉆進(jìn)，利用其柔性可一定程度降低周邊眼超挖數(shù)值，有利于隧道超挖的控制；而鑿巖臺(tái)車鉆臂寬厚，鉆桿及鉆頭直徑大、剛度強(qiáng)，推進(jìn)梁頂端設(shè)有頂盤等，加上現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境視線不清、視距較遠(yuǎn)、人員責(zé)任心不強(qiáng)或不熟練等，同時(shí)為了保護(hù)頂盤及扶釬器不與巖面摩擦碰撞，使得鉆孔時(shí)因其結(jié)構(gòu)構(gòu)造原因，產(chǎn)生的超挖要遠(yuǎn)大于人工手持風(fēng)鉆。目前國內(nèi)還未有針對(duì)鑿巖臺(tái)車鉆爆施工時(shí)的允許超挖值，現(xiàn)場產(chǎn)生的超出規(guī)范允許超挖值得不到有效簽認(rèn)，使得施工成本上升。這也是目前國內(nèi)阻礙鑿巖臺(tái)車普及推廣應(yīng)用的原因之一。

2 鑿巖臺(tái)車鉆爆超挖量產(chǎn)生原因分析

按規(guī)范，衡量隧道單位長度上的超挖量主要有2個(gè)指標(biāo)： 斷面上最大超挖值與平均線性超挖值。其中，平均線性超挖值指斷面上超挖量(面積)除以隧道周長(不含仰拱)。由于炮孔是直線，隧道斷面(高鐵雙線斷面)周長一定，則隧道最大超挖值就決定了隧道超挖量，即決定了平均線性超挖值。故本文僅對(duì)鑿巖臺(tái)車鉆爆施工中產(chǎn)生的最大超挖值進(jìn)行研究。

受機(jī)械臂結(jié)構(gòu)影響，鑿巖臺(tái)車鉆孔時(shí)產(chǎn)生的超量較大且不可避免。鑿巖臺(tái)車機(jī)械臂結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 鑿巖臺(tái)車機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖

由圖1可知，鉆爆時(shí)超挖值主要受機(jī)械臂鉆桿中心距鑿巖機(jī)頂面距離l1、鉆桿中心距中間扶釬器頂面距離l2、鉆桿中心距頂盤頂面距離l33個(gè)參數(shù)影響，這3個(gè)參數(shù)越小，鉆桿越容易貼近開挖巖面，超挖值就越小。一般鑿巖機(jī)生產(chǎn)廠家在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能減小l1、l2、l33個(gè)參數(shù)值，并盡量確保l2、l3相等且不大于l1。但即便推進(jìn)梁能與縱向開挖圍巖面平行、緊貼(不考慮鑿巖機(jī)與開挖面通過安全距離5 cm)，其仍會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與l1相等的最大超挖值。

超挖值除了與鑿巖臺(tái)車鉆臂結(jié)構(gòu)構(gòu)造有關(guān)外，還與工作面上一循環(huán)初期支護(hù)施工有關(guān)。當(dāng)上一循環(huán)初期支護(hù)緊鄰開挖工作面及厚度較大時(shí)，鉆桿外插角增大，平均線性超挖大。

2.1 理論超挖量計(jì)算

假設(shè)鑿巖臺(tái)車鉆臂外插角為0°，此時(shí)在鉆臂施工范圍內(nèi)初期支護(hù)厚度也為0，圍巖無欠挖，如此鉆臂才能基本平行且緊貼于隧道拱部圍巖，該狀態(tài)稱為理想狀態(tài)，此時(shí)不產(chǎn)生欠挖，且形成的超挖量最小。但鉆臂緊貼圍巖時(shí)仍需要預(yù)留約5 cm的操作空間，稱為鑿巖機(jī)頂面保護(hù)距離，以保證推進(jìn)梁上鑿巖機(jī)的順利移動(dòng)；如不預(yù)留該空間，鑿巖機(jī)工作時(shí)可能結(jié)構(gòu)受損。

理想狀態(tài)時(shí)，鑿巖臺(tái)車鉆爆超挖成因分析如圖2所示。

α為外插角度； l為開挖進(jìn)尺； d為初期支護(hù)厚度； H為超挖值； h為欠挖值； l1為鉆桿中心距鑿巖機(jī)頂面距離； l3為鉆桿中心距頂盤頂面距離； C為鑿巖機(jī)通過安全距離，一般為5 cm。下同。

理想狀態(tài)時(shí)的隧道超挖值由鑿巖機(jī)頂面保護(hù)距離C、鉆桿中心距鑿巖機(jī)頂面距離l1決定，為二者之和。一般情況下，C取值5 cm,l1=9 cm，則鑿巖臺(tái)車鉆爆施工時(shí)理論上最小超挖量約為14 cm。

Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖進(jìn)行施工時(shí)，如果僅進(jìn)行初期支護(hù)(假設(shè)僅濕噴混凝土)，則鑿巖臺(tái)車最大超挖量還需要加上初期支護(hù)厚度，厚度越大，最大超挖量越大。理想狀態(tài)時(shí)，還要求圍巖不超出5 cm高的欠挖，否則還需要加上上一循環(huán)欠挖高度。也可以說，采用鑿巖臺(tái)車進(jìn)行Ⅱ、Ⅲ圍巖施工時(shí)，假設(shè)近工作面2～3循環(huán)圍巖處初噴混凝土厚度為8 cm,無欠挖，則其理論上最小超挖量應(yīng)該為14 cm+8 cm=22 cm。

Ⅳ、Ⅴ級(jí)軟弱圍巖進(jìn)行施工時(shí)，由于臺(tái)車推進(jìn)梁需要8 m左右的作業(yè)空間，若圍巖不能自穩(wěn)或自穩(wěn)能力差，長時(shí)間大空間不及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)，隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)將陡高，故理想狀態(tài)施工實(shí)際應(yīng)用的可能性較低。

2.2 上一循環(huán)支護(hù)緊鄰開挖工作面超挖量計(jì)算

上一循環(huán)支護(hù)緊鄰開挖工作面時(shí)，鉆臂施鉆可分以下2種情況。

1)狀態(tài)1： 外插角為0，鉆臂頂面緊貼圍巖水平鉆進(jìn)(見圖3)。此時(shí)，施工時(shí)僅產(chǎn)生欠挖值，無超挖。欠挖值h主要由鉆桿中心距鑿巖機(jī)頂面距離l1、鑿巖機(jī)頂面保護(hù)距離C、初期支護(hù)厚度d決定，為三者之和。

圖3 超欠挖成因分析示意圖(狀態(tài)1)

①Ⅱ、Ⅲ圍巖進(jìn)行施工時(shí)，初期支護(hù)厚度一般在12 cm左右，鑿巖機(jī)保護(hù)距離為5 cm，鉆桿中心距鑿巖機(jī)頂面距離l1為9 cm,則其欠挖值應(yīng)該為12 cm+9 cm+5 cm=26 cm。

②Ⅳ、Ⅴ級(jí)軟弱圍巖進(jìn)行施工時(shí)，初期支護(hù)厚度一般在25 cm左右，鑿巖機(jī)保護(hù)距離為5 cm，鉆桿中心距鑿巖機(jī)頂面距離l1為9 cm,則其欠挖值應(yīng)該為25 cm+9 cm+5 cm=39 cm。

由此可知，狀態(tài)1時(shí)鑿巖臺(tái)車鉆爆施工產(chǎn)生的欠挖大，需要二次爆破處理，擾亂正常的施工次序，不利于快速施工和安全控制，且二次欠挖處理仍會(huì)造成一定程度的超挖。因此，被應(yīng)用的可能性極低。

2)狀態(tài)2： 具有一定外插角，孔口有欠挖，但孔底無超欠挖，且位于設(shè)計(jì)輪廓線上(見圖4)。此時(shí)，施工時(shí)在孔口部分產(chǎn)生欠挖值，至孔底依距離減少，孔底無超欠挖值。但由于具有一定的外插角，推進(jìn)梁上鑿巖機(jī)移動(dòng)時(shí)可不與初期支護(hù)接觸，故不存在鑿巖機(jī)保護(hù)距離C，僅推進(jìn)梁最前端頂盤與圍巖接觸。則最小欠挖值h主要由鉆桿中心距頂盤距離l3、初期支護(hù)厚度d決定，為二者之和； 最小外插角α=arctan(h/l)。

圖4 超挖成因分析示意圖(狀態(tài)2)

Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖時(shí)，孔口最小欠挖值為12 cm+8 cm=20 cm；Ⅳ、Ⅴ級(jí)軟弱圍巖時(shí)，孔口最少欠挖值為25 cm+8 cm=33 cm。

狀態(tài)2時(shí)孔底雖無超挖，但鉆孔孔口位置欠挖大，二次欠挖處理擾亂正常施工次序，仍會(huì)造成一定程度的超挖，實(shí)際應(yīng)用的可能性很低。

2.3 上一循環(huán)支護(hù)未緊鄰開挖工作面超挖量計(jì)算

上一循環(huán)支護(hù)未緊鄰開挖工作面時(shí)，鉆臂施鉆可分以下2種情況。

1)狀態(tài)3： 具有一定外插角，孔口無欠挖，孔口位于設(shè)計(jì)輪廓線上，但孔底有超欠挖(見圖5)。此時(shí)，施工時(shí)孔口無欠挖值，但孔深超挖量增加，至孔底產(chǎn)生最大超挖值； 鑿巖機(jī)移動(dòng)時(shí)可能與初期支護(hù)接觸，存在鑿巖機(jī)保護(hù)距離C。則最大超挖H=l(d+c+l1)/S,最小外插角α=arctan[(d+c+l1)/S]。一般情況下，未初期支護(hù)長度S常與下一循環(huán)進(jìn)尺l相等，則孔底最大超挖值H=d+c+l1。

S為初期支護(hù)至掌子面的距離，其根據(jù)圍巖級(jí)別及穩(wěn)定情況綜合確定，為確保施工安全受控，該段落需完成錨桿、網(wǎng)片及初噴混凝土施工。下同。

Ⅱ、Ⅲ圍巖施工時(shí)，孔底最大超挖值為12 cm+5 cm+9 cm=26 cm；Ⅳ級(jí)軟弱圍巖施工時(shí)，孔底最大超挖值為25 cm+9 cm+5 cm=39 cm；Ⅴ級(jí)軟弱圍巖施工時(shí)，孔底最大超挖值為29 cm+9 cm+5 cm=43 cm。

狀態(tài)3預(yù)留了初期支護(hù)至掌子面距離，孔口雖無欠挖，但孔底超挖巨大。尤其是預(yù)留距離較小、開挖進(jìn)尺越大時(shí)超挖值越大，如增大初期支護(hù)與掌子面間預(yù)留距離，對(duì)軟弱圍巖施工不利，如縮短開挖進(jìn)尺，不利于達(dá)到施組進(jìn)度指標(biāo)。因此，實(shí)際應(yīng)用的可能性低。

2)狀態(tài)4： 具有一定外插角，孔口位于設(shè)計(jì)輪廓線下方，孔口有欠挖，孔底有超挖(見圖6)。但孔底超挖量應(yīng)盡量控制在國標(biāo)允許范圍之內(nèi)，且炮孔外插角應(yīng)至少保證炮孔的一半長度位于在設(shè)計(jì)輪廓線上方，確保不產(chǎn)生大量欠挖。

為了使炮孔底部的超挖值H減小，可將開孔位置向輪廓線內(nèi)移，在鉆孔深度不變及外插角大小不變的情況下，超挖值H將會(huì)減小。因開孔位置進(jìn)行了內(nèi)移，導(dǎo)致孔口位置一定深度范圍內(nèi)出現(xiàn)了欠挖，為了不產(chǎn)生欠挖，應(yīng)將該范圍內(nèi)的欠挖用淺炮眼爆破掉，即在放樣輪廓線另設(shè)置短炮孔處理長炮眼爆破產(chǎn)生的欠挖。采取長短眼配套措施可以一定程度上控制鑿巖臺(tái)車鉆爆施工產(chǎn)生的大量超挖難題。

3 長短眼配套措施控制超挖技術(shù)

鄭萬高鐵某項(xiàng)目一共投入8臺(tái)鑿巖臺(tái)車，因隧道圍巖軟弱，節(jié)理裂隙發(fā)育，前期超挖量較大，項(xiàng)目結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況及臺(tái)車結(jié)構(gòu)進(jìn)行了爆破技術(shù)改進(jìn)試驗(yàn)，采用長短眼的方式控制超挖量，具體如下：

隧道周邊采用長短眼形式，主要是利用短眼處理長眼爆破后部的欠挖，這樣既減少了長眼因外插角大造成的過大超挖，又把欠挖處理和本循環(huán)開挖合并減少了時(shí)間浪費(fèi)，同時(shí)還可保證循環(huán)進(jìn)尺不減少，有利于發(fā)揮鑿巖臺(tái)車鉆眼速度快的優(yōu)勢(shì)。

長短眼配套在掌子面斷面上鉆孔平面布置如圖7所示。按光爆設(shè)計(jì)設(shè)置長眼、短眼環(huán)向間距(40～55 cm),長短眼徑向間距約為14 cm,長眼、短眼交錯(cuò)布置,短眼掘進(jìn)長度一般為長眼掘進(jìn)長度的40%～50%，其主要取決于長眼的開孔位置及外插角度，確保爆破清除長眼爆破后的欠挖部分。開孔位置與初期支護(hù)厚度及初期支護(hù)距掌子面距離、設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，外插角度決定了最大超挖量，應(yīng)盡可能小，但也不能過小，否則會(huì)增加短眼處理欠挖部分的長度，從而增加短眼長度，造成短眼鉆孔工作量加大，經(jīng)濟(jì)效益反而降低。

圖7 長短眼斷面布置平面圖(單位： cm)

長短眼配套炮孔縱向剖面布置如圖8所示。

圖8 長短眼配套布置剖面圖

圖8中，A1為短眼鉆孔時(shí)鑿巖機(jī)運(yùn)動(dòng)至初期支護(hù)界面時(shí)距設(shè)計(jì)輪廓線的距離，其由初期支護(hù)厚度d、鑿巖機(jī)保護(hù)距離C及鑿巖機(jī)頂面中鉆桿中心線距離l1組成，初期支護(hù)厚度一定，則A1值就確定。短眼開孔位置確?？卓诓磺吠?，孔口位于設(shè)計(jì)輪廓線上，此2點(diǎn)決定了短眼的外插角，當(dāng)短眼的循環(huán)進(jìn)尺一定時(shí)，則該孔底的最大超欠值H1=A1×B1/S。針對(duì)長眼而言，其位置亦由2點(diǎn)決定： 1)要保證短眼的下前方長眼超出設(shè)計(jì)輪廓線才能確保不欠挖，即長眼第1個(gè)點(diǎn)是短眼孔底垂直于設(shè)計(jì)輪廓線的交點(diǎn)； 2)長眼在掌子面的開孔位置要保證鑿面機(jī)的運(yùn)移空間，即第2個(gè)點(diǎn)為長眼的開孔位置，其距設(shè)計(jì)輪廓線至少由鑿巖機(jī)保護(hù)距離C及鑿巖機(jī)頂面中鉆桿中心線距離l1組成，為9 cm+5 cm=14 cm。則可計(jì)算出長眼孔底最大超挖值為H2=14×(B2-B1)/B1。也就是說： 只要長短眼的循環(huán)進(jìn)尺及初期支護(hù)距掌子面的距離確定了，則孔底的最大超挖也確定了。

根據(jù)不同圍巖等級(jí)初期支護(hù)設(shè)計(jì)厚度、初期支護(hù)與掌子面距離(施工中常取與長眼循環(huán)進(jìn)尺相等)以及長短眼循環(huán)進(jìn)尺(短眼分別為長眼的40%、50%)，可計(jì)算出孔底最大超挖值，計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 不同圍巖、不同長度長短眼配套孔底最大超挖值計(jì)算表

由表2可知，當(dāng)圍巖級(jí)別一定，短眼為長眼的一半時(shí)，兩孔底平均最大超挖值較少。施工中應(yīng)將短眼設(shè)置為長眼長度的一半，此時(shí)可在一定程度上降低隧道最大超挖值，即Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖施工時(shí)為14 cm、Ⅳ級(jí)圍巖施工時(shí)為19.5 cm、Ⅴ級(jí)圍巖施工時(shí)為21.5 cm，相比類似條件只采用長眼時(shí)的最大超挖分別減少約12、19.5、21.5 cm。

由圖8可知，在確保不欠挖的情況下，當(dāng)長短孔外插角一致，B1大于B2的1/2時(shí)，短孔的超挖量大于長孔的超挖量，此時(shí)最大超挖量大于常規(guī)鉆孔超挖的1/2；當(dāng)B1小于B2的1/2時(shí)，長孔的超挖量大于短孔的超挖量，此時(shí)最大超挖量大于常規(guī)鉆孔超挖量的1/2；當(dāng)B2剛好為B1的2倍時(shí)，長短孔超挖量相等，此時(shí)相對(duì)常規(guī)鉆孔的超挖減少量為50%，即采用2層長短孔進(jìn)行爆破開挖時(shí)，產(chǎn)生的超挖量可降低50%。

但在實(shí)際施工中，還應(yīng)包括約5 cm左右的鉆孔施工誤差，即得鑿巖臺(tái)車施工的最大超挖建議值見表3。

表3 鑿巖臺(tái)車長短眼配套施工各級(jí)圍巖允許最大超挖建議值

4 結(jié)論及建議

1)由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造的原因，采用鑿巖臺(tái)車鉆爆施工時(shí)產(chǎn)生的超挖量較大，如果不采取相應(yīng)的措施，如"撇桿"及長短眼配套等技術(shù)手段，很難將超挖控制在Q/CR 9604-2015《高速鐵路隧道工程施工技術(shù)規(guī)程》要求之內(nèi)。故應(yīng)一定程度上提高鑿巖臺(tái)車鉆爆超挖允許值或開挖單價(jià)等，唯有如此才能使得鑿巖臺(tái)車得以大規(guī)模推廣應(yīng)用。

2)考慮成本及效率情況下，采用2層長短眼配套技術(shù)手段有利于鑿巖臺(tái)車鉆爆時(shí)減少超挖，將超挖控制在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍之內(nèi)，與不采用技術(shù)手段相比，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖超挖量均降低50%左右，但付出代價(jià)是增加約1倍的周邊眼鉆孔、裝藥時(shí)間及火工品消耗。

3)在安全日益受到重視的情況下，成環(huán)拱架初期支護(hù)需要盡可能緊跟開挖面，但由于隧道結(jié)構(gòu)時(shí)空效應(yīng)，非不良地質(zhì)段的拱架初期支護(hù)可以滯后開挖1個(gè)循環(huán)(滯后約12 h)施作，僅初噴混凝土可以保證掌子面施工安全的，拱架滯后1個(gè)循環(huán)有利于鑿巖臺(tái)車鉆鑿周邊眼時(shí)減少外插角，有利于減少隧道超挖。

4)應(yīng)成立專業(yè)化公司進(jìn)行鑿巖臺(tái)車鉆爆施工管理及應(yīng)用，以利于機(jī)械設(shè)備的管理及爆破技術(shù)的進(jìn)步。