2024年4月26日发(作者：鲍驹)
·14·
价值工程
AnalysisofCausesandCountermeasuresforExcessiveConsumptionofTunnelConcrete
隧道混凝土超耗成因分析及对策
蒋昌利JIANGChang-li
（中铁一局集团第四工程有限公司咸阳712000）
（ChinaRailwayFirstGroupFourthEngineeringCo.，Ltd.，Xianyang712000，China）
期间平均
130km/年，摘要院公司每年完成暗挖隧道任务超145km，“十三五”因为隧道混凝土超耗导致经济损失10.0亿/年以上。
现以贡觉高山隧道
IV级围岩为例对隧道混凝土超耗及对策进行分析
质量、进度、成本等问题。
同时隧道超挖超耗引起一系列的安全、
总结。
Abstract:Thecompanycompletesover145kmofundergroundtunnelexcavationtaskseveryyear,withanaverageof130km/year
heexcessiveconsumptionoftunnelconcrete,theeconomiclossexceeds1.00billionyuan/
ametime,excessiveexcavationandconsumptionoftunnelshavecausedaseriesofsafety,quality,progress,costandother
theClassIVsurroundingrockofGongjueGaoshanTunnelasanexample,thisarticleanalyzesandsummarizestheexcessive
consumptionoftunnelconcreteanditscountermeasures.
对策
超耗；成因分析；
关键词院隧道；混凝土；
Keywords:tunnel；concrete；excessiveconsumption；causeanalysis；countermeasure
中图分类号院U455文献标识码院A文章编号院1006-4311（2023）13-014-04doi:10.3969/.1006-4311.2023.13.005
表1正洞分离式隧道围岩复合式衬砌支护设计参数表
1工程概况
锚杆钢架
1.1隧道简介
预留变形量喷砼厚衬砌厚度
长度间距
贡觉高山隧道左线
12090m、
衬砌类型适用范围
部位型号@间距
（cm）（cm）（cm）
部位
（cm）（cm伊cm）
隧道设置通风斜井
右线
12037m。
深埋（较）
IV1520拱墙250100伊100拱墙工14@1.040
1#斜井左线1973m、右线
两处，
坚硬岩
2075m，2#斜井左线1094m、右线
表2斜井分离式隧道围岩复合式衬砌支护设计参数表
1053m。隧道洞身主要岩性为粉
锚杆钢架
其中
V
砂岩、砂岩、粉砂质泥岩，
预留变形量喷砼厚衬砌厚度
长度间距
级围岩2861延米占总长的
衬砌类型适用范围
部位型号@间距
（cm）（cm）（cm）
部位
（cm）（cm伊cm）
11.9%，郁级围岩21266延米占总
XJIV复复合衬砌5耀722拱墙300120伊120拱墙工16@1.030
进
长的
88.1%。出口海拔2610m、
2号斜井海拔
口海拔
2684m、
因地质原因坍塌、
不可预见性高，变形、
渗漏
隧
过程不可逆，
2795m、1号斜井海拔3101m。隧道洞身最大埋深787m，
九树后
水等造成的超耗例外情况非常复杂。
轿顶山向斜、
道地质条件较复杂，主要有瓦五断层、
于目前隧道内作业班组人员老龄化严重，流动性大、
日阿鸠背斜、大变形等不良地质。
坡向斜、隧道突涌水、
对精细管理抵触情绪较重，难以有效制约作
服管能力差，
1.2隧道开挖方式
郁J1、郁J2、郁JQ1、郁
业工人的问题。
正洞进口左线衬砌类型
V4型、
盂由于前后盘无法有效沟通、现场无法精准预测，因
其余类型均采用台阶
JQ2
采用环形开挖留核心土法开挖，
此每循环喷射混凝土在最后阶段都会发生补方浪费问题，
法开挖。
约在
2%耀5%左右，
二次衬砌同样存在这
斜井左右洞洞口段
XJV土采用环形开挖留核心土法
根据不完全统计，
个问题。
开挖，其余类型均采用台阶法开挖。
榆设计图纸预留沉降量是根据经验类比法进行设定，
（表
1、
表
2）1.3隧道支护参数
会加大设计预留沉降量，导致
技术人员为确保结构厚度，
2引起超耗的原因分析
这部分超耗基本在
20%上下。
得出以下结论：
二次衬砌混凝土往往超标，
根据现场混凝土消耗量统计并分析，
3措施及建议
消耗
超挖要占到超耗
70%以上，
正常工况主要构成：
3.1隧道测量控制
主要解决断面控制技术。
总量在
50%~300%；
3.1.1加强开挖轮廓测量放样
回弹、掉块占到
70%，消耗总
散状富水情况主要构成：
作业队伍每循环按照上循环钢拱架为标准凭借经验
量在
200%~500%。
误差较大。
导致开挖断面与设计断面不匹配，
且
淤隧道工程地质及水文地质千差万别，施工周期长，
进行施钻，
现场技术员往往采用设计半径
+预留沉降量+5cm台车误
要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
。
差（下称理论断面）
（
1974-）
毕业于西安建筑科
作者简介院蒋昌利，男，陕西咸阳人，
淤理论断面为炮眼孔底断面，而不应作为开孔断面，
本科，
技大学，
研究方向为道桥和隧道工程建设。
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380
局部欠挖采用机械处理
·15·
短孔
长孔
210
图1钻杆长短孔角度
于优化炮眼间距。2号斜井右洞最初周边眼炮眼间距
圈距为50cm。后经试验优化调整至周边眼
为
60cm左右，
圈距为60cm，经过5循环的跟班爆破
炮眼间距为
40cm，
周边眼残留率明显较提高，
各部位平均超挖值
统计数据，
同时得出
IV级围岩周边眼钻孔角度在2毅耀5毅之
显著下降。
间为宜。
进尺、
在施钻角度、人员分布、
通过现场试验，围岩级
得出在周边间距为
40cm时超挖值最小。
别相同的条件下，
盂优化装药方式。2号斜井辅助正洞右洞周边眼装药
方式由最初的孔底集中装药优化为分段装药，采用导爆
（图
3、
形成间隔装药。
索
+竹夹片的方式将炸药送入孔内，
图
4）
榆优化装药量。2号斜井辅助正洞右洞在相同围岩相
（表
5）
同进尺的情况下，逐步优化各炮眼的装药量。
表3不同进尺钻孔长度对比表
周边孔装药量通过分段装药由单孔药量
1500g降至
短孔长度长孔长度平均超挖最大超挖局部欠挖
（
m）序号进尺
1050g，通过优化单孔装药，由最初的每循环炸药单耗
（
cm）值（m）（m）值（cm）值（cm）
0.75kg/m
3
降至0.71kg/m
3
。
3.23.21526811.5
虞优化爆破间隔时间。作业队为避免爆破线被炸断、
20522.13.83.813
241032.64.24.217
设置掏槽眼、周边眼的爆破间隔时间为
起爆失败，辅助眼、
造成炸药在短时间内同时引爆，
50ms，分段爆破时间太短，
平均超挖
进尺控制在
3.8m每循环的时候，通过对比，
加大了对周边围岩的扰动。根据试验得出分段间隔
100ms
处理欠挖的时间最短
值最小，（现场施工时按照进尺
3.5~
最优。
。
4.0m
控制）
愚炮眼角度复测。针对爆破后断面复测的超挖情况，
3.2爆破优化
对爆破后的炮眼角度进行复测纠偏。
淤优化爆破参数。
钻孔作业实行分区定
舆钻孔作业分区定人定位管理。
表
4。
优化后设计爆破参数见图
2、
人定钻定位，钻孔质量必须满足“准”“
平”
；
“齐”每班钻孔过程中技术人员旁站盯控
并与开挖班班组长共同进行炮孔验收对
不符合要求的钻孔要求重新施做。
技术员对开挖成型断
余出渣完成后，
及时
面进行扫描，分析本循环超挖原因，
提醒各作业区的作业人员钻孔角度、深
度，调整装药量。
根据断面
俞严格执行炸药审批制度，
0ms
超欠挖及炮眼打钻速度合理调整单孔装
300ms
400ms
避免因装药量过大造成超挖。
药量，
200ms
3.3找顶方式优化调整
100
100ms
作业人员往往通过挖机对开挖断面
找顶排除危石，此种方式造成过度找顶，
导致拱顶局部超挖较大。利用大型湿喷
200ms
避
机械手喷射高压空气清除松散岩石，
300ms
免过度找顶造成超挖。
400ms
60
3.4喷射混凝土配合比优化
正洞郁1优化后设计炮眼
3.4.1优化调整配合比
炮眼个数：
淤以现有原材料和配合比为基础，在
周边眼
57个，
辅助眼
49个，
底板眼：共计
135个掏槽眼14个，15个，
引入外掺料
水胶比、砂率不变的前提下，
永远无法避免超挖。
否则无论如何精心施作，
于对三维激光扫描仪成果结合超欠挖情况及围岩情
即开孔断面。
况进行调整拟合后作为工艺断面，
对于拱脚、围岩软硬变化处等设
盂开孔断面确定后，
确保断面成型。
置短眼、空孔等导向，
减小开眼
榆定期要对掌子面采用短循环进行修整，
误差。
定区域，培养施钻工对围岩的感性
虞定人、定钻、
认知。
3.1.2现场采取长孔与短孔相结合的方式进行施钻，
长孔起钻位置调整至距开挖轮廓线
10cm位置处起钻。同
采用坡度
控制长短孔孔深，
时在钻杆上用防水胶布标记，
表
3）
（
图
1、
尺控制角度。
图2正洞IV1优化后设计炮眼
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·16·
价值工程
表42#斜井辅助正洞IV1级围岩全断面钻爆设计参数表
序号开挖部位眼类型
掏槽眼
辅助眼
周边眼
底板眼
电子雷管延
炮眼/药卷
（
mm）
时（ms）
直径
0
100-300
400
400
42/32
42/32
42/32
42/32
炮眼个数
（
个）
14
49
57
15
炮眼深度
（m）
4.8
4.2
4.2
4.2
炮眼间距
（m）
0.4
0.75-0.9-1
0.4
0.6
3.4
2.5
1.1
2.1
单眼装药
（kg/眼）卷数
11
8
3.5
7
累计装药量
（kg）
47.04
123.48
59.85
31.50
IV1开挖
断面
合计
1
2
3
4
全断面
135261.87
表5优化各炮眼的装药量
序号
1
2
3
4
开挖部位眼类型
掏槽眼
辅助眼
周边眼
底板眼
进尺
炮眼个数
（
个
）
14
41
47
13
最初
单眼装药
（kg/眼）
3.8
2.9
1.5
2.5
卷数
13
10
5
8
累计装药量
炮眼个数
（
个）
（kg）
53.76
120.54
69.09
32.76
14
49
57
15
优化之后
单眼装药
（kg/眼）
3.4
2.5
1.1
2.1
卷数
11
8
3.5
7
累计装药量
（kg）
47.04
123.48
59.85
31.50
全断面
4m
合计11536276.1513529.5261.87
混凝土罐车只运输
8m
3
，有效地解决
了混凝土在运输过程中遗洒导致混
准32mm药卷
空气柱
炮泥堵塞
电子雷管
确保了混凝土出场数
凝土数量不足，
量与到达现场数量一致。
3.4.3混凝土补方管理
线脚
拌合站调度根据开盘通知单所需
严
按总量的
1%进行限额发料，
方量，
禁一次将通知单的设计方量全额生
产配送至现场。
图3最初的周边眼孔底集中装药渊采用5卷共1500g冤
喷射混凝土需要少量补方时，可
在下一循环喷
先进行下一循环施工，
射混凝土时对上一循环就行补喷。
准32mm药卷
电子雷管
炮泥堵塞
3.5推广应用大型湿喷机械手优
化湿喷工艺
线脚
竹夹片
正洞及斜井喷射混凝土采用大型
湿喷机械手。经过现场试验段试喷研
导爆索
对初支不同部位喷射机工作压力、
究，
喷射距离、喷射分层厚度等工艺性参
数进行了总结调整。拱脚部位喷射压
图4优化后周边眼孔底分段装药渊采用3.5卷共1050g冤
拱腰部位
力一般按
0.2耀0.4MPa控制，
调整外掺料掺量等方式调整和优化配
（粉煤灰、微硅粉）、
喷射距
拱顶部位按0.6耀0.8MPa控制，
按
0.4耀0.6MPa控制，
选出符合工作性和经济性要求的最优配合比。
合比，
（距离与风压成正比调整，能减少混凝土
离
0.6耀1.5m控制
于为有效控制喷射混凝土的回弹率，试验室现场跟
拱
。分层喷射厚度边墙按
8cm控制，
喷射过程中回弹量）
同时在喷射过程中对速凝
测定喷射混凝土的回弹量，
踪，
通过现场盯控和工艺参数调整，达到了降
顶按
6cm控制，
确保理论与实际的一致性。
剂掺量进行控制，
低回弹量的目标。
通过不同配合比优化调整，最终选定粉煤灰掺量
20%
3.6设计优化
混凝土配合比为最配合比。
淤动态调整预留变形量。应就具体隧道围岩段落的预
表6优化后喷射混凝土配合比各级材料用量表
留沉降量设置试验段，通过试验段取得较为符合现场实际
根据一定段落围岩具有“相近性”
的预留沉降量，的特点，
项目
水泥粉煤灰粗集料细集料水减水剂速凝剂
编号
实现动态精准管控。（
表
7）
再加以动态调整，
材料用量（kg/m
3
）
377947169481654.7132.97
确定最佳预留沉
收敛结果，
根据监控量测累计沉降、
质量比
10.251.902.510.440.01250.087
（最大变形量
1.8cm，因衬砌台车模板外轮廓比设计
降量。
。
故初支断面按照扩大7cm进行施做）
断面大
5cm，
运输过程管控
3.4.2混凝土拌合、
于优化钢筋网片直径及超前支护。IV围岩初支钢筋
因部分施工便道坡度较大，为控制混凝土在运输过程
网格尺寸25cm伊25cm，后将钢
10m
3
的
网片原设计为
HPB300准6，
中遗洒导致混凝土的数量不足，经现场运输总结，
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·17·
贡觉高山隧道出口及2#斜井每月喷混混凝土超耗比统计
4超耗控制效果
淤通过优化混凝土配合比、爆破方
调整湿喷工艺，加强
案，强化炸药管理，
超挖超耗得
地质预报及监控量测工作，
于隧道开挖超挖得到
到了有效的控制。
郁级围
了有效控制。平均线型超挖量：
降至18cm；大大减
岩由原来的
27cm，
盂通过
少了由超挖导致的混凝土超耗。
不断的试验和验证，将喷射混凝土的回
弹率由起初的
16%，降至了7%左右，
总结
大幅减小了喷射混凝土的回弹量。
得出：拱顶液体速凝剂最佳掺量为
7%，
边墙最佳掺量为
拱部最佳掺量为
5%，
图
6）1.5%耀2%。（
图
5、
出口右洞
出口左洞
5结语
图6贡觉高山隧道出口及2#斜井每月二衬混凝土超耗比统计图
本文结合西昭项目贡觉
综上所述，
表7动态调整预留变形量表
高山隧道
IV级围岩进行分析总结造成
（
cm）序号衬砌代号适用范围设计预留变形量
混凝土超耗的原因及对策，通过对设
（较）坚硬岩
51IV1郁级深埋
配合比、
计、爆破参数、工艺参数优化和
坚硬岩
（较）
52IV2郁级浅埋偏压
对三维激光扫描仪、大型湿喷机械手、
软岩
（较）
83IV3郁级深埋
并在施工过
洗挖机等先进设备的使用，
软岩
（较）
84IV4郁级浅埋偏压
｛较｝硬围岩段
修正，总结提炼出适用
V级深埋105V1
程中不断调整、
（较）坚硬岩
软岩及浅埋偏压强风化
10V2V级深埋（较）6
于本隧道对应围岩级别的施工工艺参
数，达到降低混凝土超耗的目的。为后
筋网片优化为HPB300准8（25伊25），避免施工过程中钢筋
续类似隧道施工提供参考和借鉴。
间距过大导致喷射砼掉落的问题。同时对
网片强度较低、
参考文献院
王林
.混凝土学[M].武汉：[1]宋少民，武汉理工大学出版社，
取消超前小导管，避免超前小导
IV较完整围岩设计变更，
2013.
管环向切割引起的超挖。
[2]王梦恕.中国隧道及地下工程修建技术[M].北京：北京人民
欠挖处理”
3.7“宁欠勿超，
交通出版社，2010.
“宁欠勿超，的原则。按照上一循
严格执行欠挖处理”
刘仁智，
[3]马辉，陈寿根，等.当前铁路隧道施工亟待解决的
环的最小超挖，即为下一循环断面必须收回来的数值；同
若干技术问题[J].现代隧道技术，2011，48（05）：1-6.
时上一循环的最大欠挖，即为下一循环断面必须放出去的
[4]赵雪.铁路隧道工程施工技术和机械化配套措施[J].建筑技
尺寸。少量欠挖采用洗挖机进行处理。
术开发，2020，47（18）：111-113.
贡觉高山隧道出口及2#斜井每月二衬混凝土超耗比统计
图5贡觉高山隧道出口及2#斜井每月喷混混凝土超耗比统计图
出口左洞
2#斜井左洞
出口右洞
2#斜井右洞
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2024年4月26日发(作者：鲍驹)
·14·
价值工程
AnalysisofCausesandCountermeasuresforExcessiveConsumptionofTunnelConcrete
隧道混凝土超耗成因分析及对策
蒋昌利JIANGChang-li
（中铁一局集团第四工程有限公司咸阳712000）
（ChinaRailwayFirstGroupFourthEngineeringCo.，Ltd.，Xianyang712000，China）
期间平均
130km/年，摘要院公司每年完成暗挖隧道任务超145km，“十三五”因为隧道混凝土超耗导致经济损失10.0亿/年以上。
现以贡觉高山隧道
IV级围岩为例对隧道混凝土超耗及对策进行分析
质量、进度、成本等问题。
同时隧道超挖超耗引起一系列的安全、
总结。
Abstract:Thecompanycompletesover145kmofundergroundtunnelexcavationtaskseveryyear,withanaverageof130km/year
heexcessiveconsumptionoftunnelconcrete,theeconomiclossexceeds1.00billionyuan/
ametime,excessiveexcavationandconsumptionoftunnelshavecausedaseriesofsafety,quality,progress,costandother
theClassIVsurroundingrockofGongjueGaoshanTunnelasanexample,thisarticleanalyzesandsummarizestheexcessive
consumptionoftunnelconcreteanditscountermeasures.
对策
超耗；成因分析；
关键词院隧道；混凝土；
Keywords:tunnel；concrete；excessiveconsumption；causeanalysis；countermeasure
中图分类号院U455文献标识码院A文章编号院1006-4311（2023）13-014-04doi:10.3969/.1006-4311.2023.13.005
表1正洞分离式隧道围岩复合式衬砌支护设计参数表
1工程概况
锚杆钢架
1.1隧道简介
预留变形量喷砼厚衬砌厚度
长度间距
贡觉高山隧道左线
12090m、
衬砌类型适用范围
部位型号@间距
（cm）（cm）（cm）
部位
（cm）（cm伊cm）
隧道设置通风斜井
右线
12037m。
深埋（较）
IV1520拱墙250100伊100拱墙工14@1.040
1#斜井左线1973m、右线
两处，
坚硬岩
2075m，2#斜井左线1094m、右线
表2斜井分离式隧道围岩复合式衬砌支护设计参数表
1053m。隧道洞身主要岩性为粉
锚杆钢架
其中
V
砂岩、砂岩、粉砂质泥岩，
预留变形量喷砼厚衬砌厚度
长度间距
级围岩2861延米占总长的
衬砌类型适用范围
部位型号@间距
（cm）（cm）（cm）
部位
（cm）（cm伊cm）
11.9%，郁级围岩21266延米占总
XJIV复复合衬砌5耀722拱墙300120伊120拱墙工16@1.030
进
长的
88.1%。出口海拔2610m、
2号斜井海拔
口海拔
2684m、
因地质原因坍塌、
不可预见性高，变形、
渗漏
隧
过程不可逆，
2795m、1号斜井海拔3101m。隧道洞身最大埋深787m，
九树后
水等造成的超耗例外情况非常复杂。
轿顶山向斜、
道地质条件较复杂，主要有瓦五断层、
于目前隧道内作业班组人员老龄化严重，流动性大、
日阿鸠背斜、大变形等不良地质。
坡向斜、隧道突涌水、
对精细管理抵触情绪较重，难以有效制约作
服管能力差，
1.2隧道开挖方式
郁J1、郁J2、郁JQ1、郁
业工人的问题。
正洞进口左线衬砌类型
V4型、
盂由于前后盘无法有效沟通、现场无法精准预测，因
其余类型均采用台阶
JQ2
采用环形开挖留核心土法开挖，
此每循环喷射混凝土在最后阶段都会发生补方浪费问题，
法开挖。
约在
2%耀5%左右，
二次衬砌同样存在这
斜井左右洞洞口段
XJV土采用环形开挖留核心土法
根据不完全统计，
个问题。
开挖，其余类型均采用台阶法开挖。
榆设计图纸预留沉降量是根据经验类比法进行设定，
（表
1、
表
2）1.3隧道支护参数
会加大设计预留沉降量，导致
技术人员为确保结构厚度，
2引起超耗的原因分析
这部分超耗基本在
20%上下。
得出以下结论：
二次衬砌混凝土往往超标，
根据现场混凝土消耗量统计并分析，
3措施及建议
消耗
超挖要占到超耗
70%以上，
正常工况主要构成：
3.1隧道测量控制
主要解决断面控制技术。
总量在
50%~300%；
3.1.1加强开挖轮廓测量放样
回弹、掉块占到
70%，消耗总
散状富水情况主要构成：
作业队伍每循环按照上循环钢拱架为标准凭借经验
量在
200%~500%。
误差较大。
导致开挖断面与设计断面不匹配，
且
淤隧道工程地质及水文地质千差万别，施工周期长，
进行施钻，
现场技术员往往采用设计半径
+预留沉降量+5cm台车误
要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
。
差（下称理论断面）
（
1974-）
毕业于西安建筑科
作者简介院蒋昌利，男，陕西咸阳人，
淤理论断面为炮眼孔底断面，而不应作为开孔断面，
本科，
技大学，
研究方向为道桥和隧道工程建设。
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380
局部欠挖采用机械处理
·15·
短孔
长孔
210
图1钻杆长短孔角度
于优化炮眼间距。2号斜井右洞最初周边眼炮眼间距
圈距为50cm。后经试验优化调整至周边眼
为
60cm左右，
圈距为60cm，经过5循环的跟班爆破
炮眼间距为
40cm，
周边眼残留率明显较提高，
各部位平均超挖值
统计数据，
同时得出
IV级围岩周边眼钻孔角度在2毅耀5毅之
显著下降。
间为宜。
进尺、
在施钻角度、人员分布、
通过现场试验，围岩级
得出在周边间距为
40cm时超挖值最小。
别相同的条件下，
盂优化装药方式。2号斜井辅助正洞右洞周边眼装药
方式由最初的孔底集中装药优化为分段装药，采用导爆
（图
3、
形成间隔装药。
索
+竹夹片的方式将炸药送入孔内，
图
4）
榆优化装药量。2号斜井辅助正洞右洞在相同围岩相
（表
5）
同进尺的情况下，逐步优化各炮眼的装药量。
表3不同进尺钻孔长度对比表
周边孔装药量通过分段装药由单孔药量
1500g降至
短孔长度长孔长度平均超挖最大超挖局部欠挖
（
m）序号进尺
1050g，通过优化单孔装药，由最初的每循环炸药单耗
（
cm）值（m）（m）值（cm）值（cm）
0.75kg/m
3
降至0.71kg/m
3
。
3.23.21526811.5
虞优化爆破间隔时间。作业队为避免爆破线被炸断、
20522.13.83.813
241032.64.24.217
设置掏槽眼、周边眼的爆破间隔时间为
起爆失败，辅助眼、
造成炸药在短时间内同时引爆，
50ms，分段爆破时间太短，
平均超挖
进尺控制在
3.8m每循环的时候，通过对比，
加大了对周边围岩的扰动。根据试验得出分段间隔
100ms
处理欠挖的时间最短
值最小，（现场施工时按照进尺
3.5~
最优。
。
4.0m
控制）
愚炮眼角度复测。针对爆破后断面复测的超挖情况，
3.2爆破优化
对爆破后的炮眼角度进行复测纠偏。
淤优化爆破参数。
钻孔作业实行分区定
舆钻孔作业分区定人定位管理。
表
4。
优化后设计爆破参数见图
2、
人定钻定位，钻孔质量必须满足“准”“
平”
；
“齐”每班钻孔过程中技术人员旁站盯控
并与开挖班班组长共同进行炮孔验收对
不符合要求的钻孔要求重新施做。
技术员对开挖成型断
余出渣完成后，
及时
面进行扫描，分析本循环超挖原因，
提醒各作业区的作业人员钻孔角度、深
度，调整装药量。
根据断面
俞严格执行炸药审批制度，
0ms
超欠挖及炮眼打钻速度合理调整单孔装
300ms
400ms
避免因装药量过大造成超挖。
药量，
200ms
3.3找顶方式优化调整
100
100ms
作业人员往往通过挖机对开挖断面
找顶排除危石，此种方式造成过度找顶，
导致拱顶局部超挖较大。利用大型湿喷
200ms
避
机械手喷射高压空气清除松散岩石，
300ms
免过度找顶造成超挖。
400ms
60
3.4喷射混凝土配合比优化
正洞郁1优化后设计炮眼
3.4.1优化调整配合比
炮眼个数：
淤以现有原材料和配合比为基础，在
周边眼
57个，
辅助眼
49个，
底板眼：共计
135个掏槽眼14个，15个，
引入外掺料
水胶比、砂率不变的前提下，
永远无法避免超挖。
否则无论如何精心施作，
于对三维激光扫描仪成果结合超欠挖情况及围岩情
即开孔断面。
况进行调整拟合后作为工艺断面，
对于拱脚、围岩软硬变化处等设
盂开孔断面确定后，
确保断面成型。
置短眼、空孔等导向，
减小开眼
榆定期要对掌子面采用短循环进行修整，
误差。
定区域，培养施钻工对围岩的感性
虞定人、定钻、
认知。
3.1.2现场采取长孔与短孔相结合的方式进行施钻，
长孔起钻位置调整至距开挖轮廓线
10cm位置处起钻。同
采用坡度
控制长短孔孔深，
时在钻杆上用防水胶布标记，
表
3）
（
图
1、
尺控制角度。
图2正洞IV1优化后设计炮眼
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·16·
价值工程
表42#斜井辅助正洞IV1级围岩全断面钻爆设计参数表
序号开挖部位眼类型
掏槽眼
辅助眼
周边眼
底板眼
电子雷管延
炮眼/药卷
（
mm）
时（ms）
直径
0
100-300
400
400
42/32
42/32
42/32
42/32
炮眼个数
（
个）
14
49
57
15
炮眼深度
（m）
4.8
4.2
4.2
4.2
炮眼间距
（m）
0.4
0.75-0.9-1
0.4
0.6
3.4
2.5
1.1
2.1
单眼装药
（kg/眼）卷数
11
8
3.5
7
累计装药量
（kg）
47.04
123.48
59.85
31.50
IV1开挖
断面
合计
1
2
3
4
全断面
135261.87
表5优化各炮眼的装药量
序号
1
2
3
4
开挖部位眼类型
掏槽眼
辅助眼
周边眼
底板眼
进尺
炮眼个数
（
个
）
14
41
47
13
最初
单眼装药
（kg/眼）
3.8
2.9
1.5
2.5
卷数
13
10
5
8
累计装药量
炮眼个数
（
个）
（kg）
53.76
120.54
69.09
32.76
14
49
57
15
优化之后
单眼装药
（kg/眼）
3.4
2.5
1.1
2.1
卷数
11
8
3.5
7
累计装药量
（kg）
47.04
123.48
59.85
31.50
全断面
4m
合计11536276.1513529.5261.87
混凝土罐车只运输
8m
3
，有效地解决
了混凝土在运输过程中遗洒导致混
准32mm药卷
空气柱
炮泥堵塞
电子雷管
确保了混凝土出场数
凝土数量不足，
量与到达现场数量一致。
3.4.3混凝土补方管理
线脚
拌合站调度根据开盘通知单所需
严
按总量的
1%进行限额发料，
方量，
禁一次将通知单的设计方量全额生
产配送至现场。
图3最初的周边眼孔底集中装药渊采用5卷共1500g冤
喷射混凝土需要少量补方时，可
在下一循环喷
先进行下一循环施工，
射混凝土时对上一循环就行补喷。
准32mm药卷
电子雷管
炮泥堵塞
3.5推广应用大型湿喷机械手优
化湿喷工艺
线脚
竹夹片
正洞及斜井喷射混凝土采用大型
湿喷机械手。经过现场试验段试喷研
导爆索
对初支不同部位喷射机工作压力、
究，
喷射距离、喷射分层厚度等工艺性参
数进行了总结调整。拱脚部位喷射压
图4优化后周边眼孔底分段装药渊采用3.5卷共1050g冤
拱腰部位
力一般按
0.2耀0.4MPa控制，
调整外掺料掺量等方式调整和优化配
（粉煤灰、微硅粉）、
喷射距
拱顶部位按0.6耀0.8MPa控制，
按
0.4耀0.6MPa控制，
选出符合工作性和经济性要求的最优配合比。
合比，
（距离与风压成正比调整，能减少混凝土
离
0.6耀1.5m控制
于为有效控制喷射混凝土的回弹率，试验室现场跟
拱
。分层喷射厚度边墙按
8cm控制，
喷射过程中回弹量）
同时在喷射过程中对速凝
测定喷射混凝土的回弹量，
踪，
通过现场盯控和工艺参数调整，达到了降
顶按
6cm控制，
确保理论与实际的一致性。
剂掺量进行控制，
低回弹量的目标。
通过不同配合比优化调整，最终选定粉煤灰掺量
20%
3.6设计优化
混凝土配合比为最配合比。
淤动态调整预留变形量。应就具体隧道围岩段落的预
表6优化后喷射混凝土配合比各级材料用量表
留沉降量设置试验段，通过试验段取得较为符合现场实际
根据一定段落围岩具有“相近性”
的预留沉降量，的特点，
项目
水泥粉煤灰粗集料细集料水减水剂速凝剂
编号
实现动态精准管控。（
表
7）
再加以动态调整，
材料用量（kg/m
3
）
377947169481654.7132.97
确定最佳预留沉
收敛结果，
根据监控量测累计沉降、
质量比
10.251.902.510.440.01250.087
（最大变形量
1.8cm，因衬砌台车模板外轮廓比设计
降量。
。
故初支断面按照扩大7cm进行施做）
断面大
5cm，
运输过程管控
3.4.2混凝土拌合、
于优化钢筋网片直径及超前支护。IV围岩初支钢筋
因部分施工便道坡度较大，为控制混凝土在运输过程
网格尺寸25cm伊25cm，后将钢
10m
3
的
网片原设计为
HPB300准6，
中遗洒导致混凝土的数量不足，经现场运输总结，
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·17·
贡觉高山隧道出口及2#斜井每月喷混混凝土超耗比统计
4超耗控制效果
淤通过优化混凝土配合比、爆破方
调整湿喷工艺，加强
案，强化炸药管理，
超挖超耗得
地质预报及监控量测工作，
于隧道开挖超挖得到
到了有效的控制。
郁级围
了有效控制。平均线型超挖量：
降至18cm；大大减
岩由原来的
27cm，
盂通过
少了由超挖导致的混凝土超耗。
不断的试验和验证，将喷射混凝土的回
弹率由起初的
16%，降至了7%左右，
总结
大幅减小了喷射混凝土的回弹量。
得出：拱顶液体速凝剂最佳掺量为
7%，
边墙最佳掺量为
拱部最佳掺量为
5%，
图
6）1.5%耀2%。（
图
5、
出口右洞
出口左洞
5结语
图6贡觉高山隧道出口及2#斜井每月二衬混凝土超耗比统计图
本文结合西昭项目贡觉
综上所述，
表7动态调整预留变形量表
高山隧道
IV级围岩进行分析总结造成
（
cm）序号衬砌代号适用范围设计预留变形量
混凝土超耗的原因及对策，通过对设
（较）坚硬岩
51IV1郁级深埋
配合比、
计、爆破参数、工艺参数优化和
坚硬岩
（较）
52IV2郁级浅埋偏压
对三维激光扫描仪、大型湿喷机械手、
软岩
（较）
83IV3郁级深埋
并在施工过
洗挖机等先进设备的使用，
软岩
（较）
84IV4郁级浅埋偏压
｛较｝硬围岩段
修正，总结提炼出适用
V级深埋105V1
程中不断调整、
（较）坚硬岩
软岩及浅埋偏压强风化
10V2V级深埋（较）6
于本隧道对应围岩级别的施工工艺参
数，达到降低混凝土超耗的目的。为后
筋网片优化为HPB300准8（25伊25），避免施工过程中钢筋
续类似隧道施工提供参考和借鉴。
间距过大导致喷射砼掉落的问题。同时对
网片强度较低、
参考文献院
王林
.混凝土学[M].武汉：[1]宋少民，武汉理工大学出版社，
取消超前小导管，避免超前小导
IV较完整围岩设计变更，
2013.
管环向切割引起的超挖。
[2]王梦恕.中国隧道及地下工程修建技术[M].北京：北京人民
欠挖处理”
3.7“宁欠勿超，
交通出版社，2010.
“宁欠勿超，的原则。按照上一循
严格执行欠挖处理”
刘仁智，
[3]马辉，陈寿根，等.当前铁路隧道施工亟待解决的
环的最小超挖，即为下一循环断面必须收回来的数值；同
若干技术问题[J].现代隧道技术，2011，48（05）：1-6.
时上一循环的最大欠挖，即为下一循环断面必须放出去的
[4]赵雪.铁路隧道工程施工技术和机械化配套措施[J].建筑技
尺寸。少量欠挖采用洗挖机进行处理。
术开发，2020，47（18）：111-113.
贡觉高山隧道出口及2#斜井每月二衬混凝土超耗比统计
图5贡觉高山隧道出口及2#斜井每月喷混混凝土超耗比统计图
出口左洞
2#斜井左洞
出口右洞
2#斜井右洞
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