高 铁隧道初支喷射 混凝土 降耗总结

一、项目工程概况

1.1、总体概况

本标段起讫里程为：DK31+ xxx ～DK53+ xxx ，全长21.353km。合同总价17.82亿元（其中线下工程15.22亿、铺轨工程2.60亿元）。开工时间为2 018 年1 1 月，结束时间为2 024 年1 2 月，合同工期为72个月（包括线下及铺轨工程），线下工程工期为4 8 个月。

  本标段主要包括路基、桥梁、隧道、轨道工程等，主要情况如下：

本标段主要工程数量表

1 .2 、隧道围岩等级及断面参数

标段内隧道围岩类别有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级等三个等级，Ⅴ级围岩长度 2455 m占总长度1 3.6% 、Ⅳ级围岩长度 9615m 占总长度5 3.4% 、Ⅲ级围岩长度 5750 m占总长度3 1.9% 。开挖断面面积在1 42.4 ～1 52.4 m ² 之间，喷射砼厚度在1 2 ～2 8 cm厚之间，每米喷射砼方量在6 .03 ～1 2.69 m ³ 之间。隧道断面部分参数如下表：

1 .3 、隧道喷射砼配合比

本标段喷射砼标号均为C 25 ，坍落度为1 60 ～2 00 mm，根据不同的原材料配制了3套配合比，胶凝材料在4 73 ～5 00 kg /m ³ 之间，速凝剂掺量均为6 % ，减水剂掺量均为1 .2% 。胶凝材料采用水泥和粉煤灰双掺及水泥单掺两种。喷射砼配合比如下：

1 .4 、隧道喷射砼设备配置

本标段4座隧道，共 9 个作业点1 1 个工作面（掌子面），配置为 12 台湿喷机（机械手），分别有中铁岩锋、安徽佳乐、江西鑫通等3个生产厂家共有6种型号，喷射能力在7～3 2 m ³ / h。喷射砼采用湿喷工艺，采用拌合站集中搅拌，汽车运输。目前从 xxx 一号隧道横洞作业面喷射砼反馈情况，中铁岩锋TKJ -25 湿喷机械手较好用，平整度较好。喷射砼设备共计 6种型号见下表 ：

 

中铁岩锋 HP2516湿喷机                中铁岩锋 TKJ25湿喷机

 

安徽佳乐 HSC3015C湿喷机            江西鑫通 CSP30湿喷机

二、隧道降耗情况及原因分析

2 .1 、隧道降耗情况

本标共4座隧道， 隧道 主洞长度为18.011 K m， 占全线路长度8 5% ，其中辅助坑道3 .937 Km（包括 横洞687m及泄水洞3250m ） ，喷射砼设计量 （包括辅助坑道） 16.9万方。目前 隧道 主洞完成12.7km， 辅助 坑道完成3.1km。 以下表格为2 018 ～2 020 年度及开累砼超耗情况。    

    从开工至2020年10月20日设计喷射砼设计量为110285m³，实际用量为229275m³，平均消耗系数为108%。从2019年4月份，在两级公司帮扶指导下，喷射砼超耗量从2018年度132%降至2019年度115%，项目部通过总结固化成果，并在集团公司多次现场指导下，从试验配合比优化、欠挖处理等方面细化，目前喷射砼超耗量稳定降至97%，实现了集团公司初定的控制在100%以下的标准。

2.2、喷射砼超耗主要原因分析

1、隧道洞身溶腔发育

XXX一号隧道全隧穿越可溶岩区，岩溶发育，截止目前开挖揭示较大溶洞、溶槽共计6处，影响范围达198m。小型溶洞数量更多，引起喷射砼消耗量增大。

2、隧道掌子面水平岩层节理发育

目前XXX一号隧道横洞大里程及XXX二号隧道进口、横洞小里程掌子面水平岩层发育，且岩层厚度在20～120cm之间，厚度较薄。施钻炮孔时钻进速度慢、卡钻严重，爆破后拱顶两侧圆弧邦落严重引起超挖，喷射砼消耗量增大。

3、隧道通过浅埋破碎带区段长

XXX二号隧道进口长距离穿越浅埋破碎带，长度达200m，洞身采用长9m的中管棚超前支护。管棚施作后在周边围岩形成了应力薄弱带，应力薄弱带以内的破碎围岩脱落引起超挖，喷射砼消耗量增大。

4、喷射砼回弹量大

采用水洗的工艺生产机制砂细含粉量偏低，拌制的喷射砼粘结性差，喷射砼回弹量增大。

三、隧道减耗采取措施

3 .1 、开挖断面控制

3.1. 1、调整预留沉降量

将设计轮廓线、实际开挖轮廓线及放炮出碴完成后的实测轮廓线进行比较，并利用沉降观测数据进行分析，及时调整预留沉降量，确定合理的开挖轮廓线。项目部对围岩级别及量测结果进行总结， IV、V级围岩由设计预留10cm及15cm， 一般围岩（围岩较好、渗水量少） 统 一 调整到10cm。扣除模板台车扩大5cm净空外，余下5cm留作拱架安装误差及土工布、热熔垫片、防水板厚度。 断层、破碎及渗水量大的地段按设计沉降量不调整。

3.1. 2、采用断面控制爆破

（ 1）及时测量放样，钻孔 施工 前，由测量人员用红油漆标 示 隧道开挖轮廓线 ；

（2） 对 周边眼位置进行标注， 控制周边眼的入口点位置、角度（3～5度）及平行轮廓，周边眼间距控制在4 0 cm以内，采用间隔非耦合装药，装药系统为3 0% ；

 

（3）采用楔形复合掏槽，最深掏槽眼比周边眼加深2 0 cm。采用连断耦合装药，装药系数为8 5 ～9 0% ，最先启爆。

            

3 .1.3 、软弱围岩短进尺施工

针对软弱围岩施工，为了减少超挖量，采用短进尺、弱爆破，减少对周边围岩的扰动。同时在软弱围岩地段严格按要求施工超前支护，控制好超前支护角度，使围岩四周形成环形应力薄弱面，通过短进尺、弱爆破可以保护应力薄弱面以外围岩稳定，有效剥落应力环以内的围岩。

3.1.4 、宁欠勿超，机械修整

软岩隧道，因为岩体稳定性差，“宁超勿欠”的施工方式势必造成更大的超挖，不仅加大施工风险还极大地增加了混凝土消耗。

项目根据软弱围岩多的特点，配备松土器、破碎锤等适用设备进行后续的欠挖处理，有效降低了超挖，控制了消耗。该方法尤其适用于仰拱开挖，因为其弧形倒角处一次开挖成型困难，通过减少药量、分步开外、机械处理的方式，能够有效控制断面超挖。

各洞口作业面仰拱开挖均配置了破碎锤，仰拱钻爆开挖预留30cm采用破碎锤机械开挖，较好控制了仰拱超挖现场。

 

3.1. 5 、 自制钢刷清扫隧底

Ⅲ、Ⅳa围岩仰拱无钢架，设计8～10cm喷射砼封底。大部分围岩整体性差，裂隙发育，采用挖机钭齿清理隧道松碴，导致越挖越深，超挖越严重。

采用截断的钢丝绳利用钢板夹着，固定在挖机钭上，利用挖机对隧底进行清理，有效地减少对原围岩体的扰动，同时代替人工清理松碴，减少人工清理，提高了工作效率。

 

3 .2 、优化试验配合比

1、砼工作性能问题

配合比好坏的重要指标就是砼的工作性能，扩展性及保坍性是重要指标，因地材不稳定，通过对地材、减水剂等排列组合不断试拌，找出规律，配制砼工作性能最优的配合比。

2、优化试验配合比

配制出工作性能最优的配合比后，再对配合比进行优化。主要是通过胶凝材料（水泥、粉煤灰）调整比例进行配制，并进行现场湿喷机械手试喷作业，确定最佳配合比。

3 .3 、砼原材料质量控制

1、外加剂质量控制

影响喷射砼质量的外加剂有减水剂和速凝剂，减水剂影响砼的工作性能，速凝剂影响喷射砼的凝结时间和回弹量。影响减水剂质量主要是母液以次充好、掺量不足，采用砼试拌检测减水率和固含量控制质量。影响速凝剂的重要指标是Hp值，Hp值直接影响砼的初凝时间、终凝时间及1d强度。

2、骨料质量控制

本项目砼骨料均在附近生产，低标号砼均采用此骨料施工。粗骨料质量除含泥量偶尔偏高一点外，其它指标相对稳定。细骨料稳定性较差，特别是MB值和含粉量两项指标不稳定，只有通过对母材进行挑选、冲洗才能有效控制。

3.4、加强作业人员培训及对标学习

1、加强作业人员培训

对开挖班、喷射手进行定期交底培训，一般一个月一次，不断强化规范要求。并在交底过程中不断总结前期的经验及教训，不断总结提高。

2、开挖班、喷浆班对标学习

组织开挖班到标段内及兄弟单位控制较好的掌子面学习，让作业人员有感性认识。喷射班请喷射水平高的作业手到现场指导，通过观摩学习及现场指导，不断提高作业水平。目前 本 项目初支平整度控制水平大幅度提 高。

3.5、定制度奖罚及时兑现

     制定喷射砼的降耗制度，每月对平整度较好、超挖控制较好、回弹量较低的班组进行奖励，反之则处罚。

四、喷射砼降耗存在问题

1 、机制砂的质量控制困难

项目部自建 骨料场，因母材为灰岩、泥质灰岩并有强风化夹层，在生产过程中需要对母材进行有效挑选。母材为灰岩本身MB值偏高，采用风选工艺生产机制砂MB值更高，吸附减水剂更严重，砼工作性能差。改为水洗工艺后，质量波动性不大，MB值降下来并稳定，但含粉量3～ 5% 范围内，比最佳含粉量7～ 10% 偏差，喷射砼粘结力差，砼回弹量增大。

2、长期坚持降耗困难

项目管理是多方面的，从安全、质量、进度、效益、环水保等方面管理，因于人的精力有限及管理团队整体水平不高，长期抓住超耗产生疲劳感，抓住这一项丢了那一项，提醒那项再抓一阵，时间长了又放了。因此需要建立系统性机制，才能长期坚持降耗。

有些部分管理人员认识不到位，认为抓节能降耗是技术部门及技术员的事，没有充分认识到是体系性。节能降耗是综合性强的管理，要各部门通力合作、齐抓共管，特别是一线管理人员反复抓。

五、喷射砼降耗下步计划

1、加强水平岩层开挖控制

XXX 一号隧道横洞大里程及 XXX 二号隧道进口、横洞小里程水平层发育，且岩层厚度在2 0 ～1 20 cm之间。施钻炮孔时钻进速度慢、卡钻严重，爆破后拱顶两侧圆弧邦落严重。为了减轻卡钻及超挖，采取短进尺，由原来的4m进尺缩短到2m。拱顶两侧圆弧容易幇落，采取加密炮孔及减少装药的方法控制。

2 、统一思想，形成体系，长期坚持降耗。

项目统一思想，从管理入手，各部门通力合作，人人重视降耗工作，形成降耗机制，有效推动长期坚持降耗。

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