大断面隧道爆破超欠挖控制方法与经济性研究
成 涛1，游 佳2，3*，王海龙1，李禄豪1，孙 泽2，3，谭大川1
(1. 中铁北京工程局集团第一工程有限公司，陕西 西安 710100; 2. 西安建筑科技大学 土木工程学院，陕西 西安 710055;3. 陕西省岩土与地下空间工程重点实验室，陕西 西安 710055)
摘 要： 为了解决隧道大型机械化钻爆法施工中受围岩条件、施工空间、初期支护等因素影响导致的超欠挖控制难题，以西渝高铁隧道工程为背景，采用数值模拟与现场试验相结合的方法，系统研究了“长短”双排周边孔布孔技术对隧道爆破超欠挖的调控机理与工程应用效果。研究结果表明：①基于预设孔底超挖量的动态钻孔参数设计方法，构建了综合考虑初支距掌子面的距离、初支厚度、开挖进尺等参数的超欠挖理论计算模型，并引入通过预设孔底超挖量实现超欠挖平衡的经济优化机制。②通过现场理论分析和经济性评价发现，当预设孔底超挖量为5～10 cm时，可实现超欠挖平衡，经济效应最好;当预设孔底超挖量不超过15 cm时，经济效应较好。③数值模拟表明，采用长短孔优化方案可使轮廓线内岩体充分破碎并减少轮廓线外围岩损伤，使得断面轮廓成型平整度提升，危石量降低。④现场试验验证了该技术可使超挖量控制在15 cm规范限值内，每延米减少喷射混凝土用量1 m3，累计掘进隧道9.2 km，节约成本455.4万元。研究成果可为复杂地质条件下隧道爆破超欠挖控制提供理论依据与实用技术方案，具有显著的经济效益与工程应用价值。
关键词： 高速铁路; 爆破超欠挖; 数值模拟; 现场试验; 长短孔; 混凝土超耗
基金项目： 陕西省创新能力支持计划-创新团队(2020TD-005)
引文格式： 成涛，游佳，王海龙，等. 大断面隧道爆破超欠挖控制方法与经济性研究[J]. 市政技术，2025，43(10)：138-147，225. (CHENG T，YOU J，WANG H L，et al. Control methods and economic study on overbreak and underbreak excavation in large-section tunnel blasting[J]. Journal of municipal technology，2025，43(10)：138-147，225.)