隧道工程初期支護(hù)背后脫空預(yù)控措施及處理方案2015

1、新建大冶北至新建鐵路武九客運專線二標(biāo)三分部隧道工程初期支護(hù)背后脫空預(yù)控措施及處理方案編制：審核：批準(zhǔn)：中鐵十八局集團第三工程有限公司二一五年八月二十五日目 錄1.編制依據(jù)12.編制原因13.編制范圍14.初支脫空原因分析15.初期支護(hù)質(zhì)量控制體系26.初支背后脫空預(yù)控措施及處理方案36.1.預(yù)控措施36.2.初支背后脫空控制性措施46.2.1.超欠挖控制46.2.2.調(diào)整初期支護(hù)施工工序56.2.3.噴射砼作業(yè)66.2.3.施打初支驗證孔76.2.4.雷達(dá)檢測86.2.5.過程中施工管控85.2.6.建立獎懲措施86.3.初支背后脫空處理96.3.1.較大脫空處理96.3.2.脫空注漿處理10

2、6.3.3不密實處理12武九鐵路客運專線二標(biāo)三分部 隧道工程初期支護(hù)背后脫空預(yù)控措施及處理方案隧道工程初期支護(hù)背后脫空預(yù)控措施及處理方案1.編制依據(jù)(1)高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南鐵建設(shè)2010241號；(2)高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)TB10753-2010J1149-2011；(3)隧道工程相關(guān)設(shè)計圖紙及參考圖(4) 關(guān)于開展鐵路隧道初期支護(hù)背后脫空專項檢查和整治的通知（質(zhì)監(jiān)綜電201535 號）、武九鐵路客運專線湖北段大冶北建設(shè)指揮部（大冶指電2015130 號）。(5)其他現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程、規(guī)定等。(6)以往高速鐵路工程施工經(jīng)驗2.編制原因根據(jù)武九鐵路客運專線湖北段大

3、冶北建設(shè)指揮部對隧道工程初期支護(hù)背后脫空的相關(guān)要求，為加強武九鐵路客運專線二標(biāo)三分部隧道實體質(zhì)量，最終實現(xiàn)運營安全，特編制武九鐵路客運專線二標(biāo)三分部隧道工程初期支護(hù)背后脫空控制措施及處理方案，主要針對隧道初期支護(hù)防止背后脫空措施、施工過程檢查、初支轉(zhuǎn)序驗收以及處理相關(guān)措施要求，并針對特殊部位的脫空制定處理方案，進(jìn)一步指導(dǎo)陳家、石馬寨隧道工程初支施工。3.編制范圍武九鐵路客運專線二標(biāo)三分部所有存在初期支護(hù)施工的隧道工程。4.初支脫空原因分析針對武九鐵路客運專線二標(biāo)三分部現(xiàn)場施工情況及施工作業(yè)水平，并結(jié)合大冶指對初期支護(hù)的相關(guān)要求，總結(jié)分析以往施工造成背后脫空可能存在以下幾點原因：(1)初期支護(hù)鋼

4、筋網(wǎng)片與鋼架與巖面的空隙易造成背后局部脫空。隧道掌子面巖面未進(jìn)行初噴，巖面極不平順，導(dǎo)致鋼架及鋼筋網(wǎng)背后與巖面存在加大空隙，在噴射過程中易造成空洞。（2）噴射混凝土的施工工藝不規(guī)范造成局部脫空。一是噴射混凝土作業(yè)時未按照分段、分片、分層依次進(jìn)行，噴射順序不是自下而上，現(xiàn)場操作隨意性強；二是噴射時未先將低洼處大致噴平后按照施工順序操作；三是噴射砼時要求往復(fù)噴射，部分作業(yè)人員為節(jié)省時間、減少操作步驟而采取的“堆碼式”噴射砼；四是操作手的噴頭未垂直巖面。(3)對隧道初期支護(hù)轉(zhuǎn)序驗收重視不足，僅關(guān)注初期支護(hù)鋼架施工質(zhì)量二忽略脫空問題。(4)雖進(jìn)行初支轉(zhuǎn)序孔驗證，但現(xiàn)場操作時轉(zhuǎn)序孔數(shù)量不足、深度不夠，只

5、按照設(shè)計厚度驗證噴射砼厚度問題，未進(jìn)一步加深檢查孔至巖面，難以如實反映初支背后是否脫空。（5）初期支護(hù)檢查驗證孔抽查范圍，不能“全覆蓋、全斷面”逐個進(jìn)行檢查，對小范圍的小脫空問題容易遺漏。5.初期支護(hù)質(zhì)量控制體系武九鐵路客運專線二標(biāo)三分部項目經(jīng)理部針對初期支護(hù)質(zhì)量控制，成立以分管領(lǐng)導(dǎo)為主導(dǎo)、安質(zhì)部和工程部配合的初支質(zhì)量預(yù)控小組。小組組長：趙豐功副組長：魏志成 封鑫組員：安質(zhì)部 工程部 物設(shè)部 實驗室 各工區(qū)現(xiàn)場負(fù)責(zé)人武九鐵路客運專線二標(biāo)三分部的初支質(zhì)量預(yù)控小組辦公室設(shè)在項目經(jīng)理部安質(zhì)部，進(jìn)行日常檢查考核。6.初支背后脫空預(yù)控措施及處理方案6.1.預(yù)控措施(1)加強測量放樣、優(yōu)化鉆爆設(shè)計參數(shù)、加

6、強超前預(yù)注漿支護(hù)施工，減少和控制超欠挖現(xiàn)象。(2)改善初期支護(hù)施工質(zhì)量，調(diào)整施工工序，改進(jìn)施工工藝，嚴(yán)格按照即：爆破初噴打錨桿掛鋼筋網(wǎng)格立鋼架復(fù)噴，重點控制“初噴”和“復(fù)噴”工序。(3)加強噴射砼工藝過程指導(dǎo)及施作質(zhì)量，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書噴射砼作業(yè)施工工藝進(jìn)行，分層噴射，避免在巖面與鋼筋網(wǎng)出現(xiàn)空隙或造成初支不密實。噴射混凝土作業(yè)應(yīng)采用分段、分片、分層依次進(jìn)行，噴射順序應(yīng)自下而上，分段長度不宜大于6m。噴射時先將低洼處大致噴平，再自下而上順序分層、往復(fù)噴射。圖1 噴射作業(yè)順序示意圖(4) 加強初支轉(zhuǎn)序施工管理及施作質(zhì)量，嚴(yán)格執(zhí)行“一帶班、兩跟班”及“三檢”制度，必須將初期支護(hù)檢查驗證孔納入

7、隧道日常工序管理，專人負(fù)責(zé)、專人盯控。(5) 必須按照大冶指文件要求，利用隧道開挖臺架或是防水板鋪掛臺架對初期支護(hù)及時施作檢查驗證孔。其中拱部不少于2個，邊墻不少于4個，檢查驗收按照要求形成檢查驗收記錄及監(jiān)理轉(zhuǎn)序簽認(rèn)工作，方可進(jìn)行下道工序施工。同時在澆筑二襯前利用地質(zhì)雷達(dá)對初支進(jìn)行檢測排查，發(fā)現(xiàn)脫空及時注漿處理。(6)加強初期支護(hù)施工過程中的管控，尤其是超挖較大部位過程中應(yīng)加強旁站管控，噴射砼工藝的指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)問題及時要求整改。(7)初支背后脫空處理方案對初支背后超挖較大或掉塊溜坍形成空腔較大部位以及初期支護(hù)已施工完脫空范圍較大或脫空深度較深處，在初期支護(hù)噴砼完成后埋管泵送流動性較大的C20砼回

8、填吹沙處理,合格后方可進(jìn)行下道工序；對于初支背后范圍較小且初支未噴射前采取分階段打錨桿多層掛網(wǎng)補噴處理；脫空深度較小或僅僅是混凝土和圍巖之間有少量間隙，采用鉆孔利用注漿機向脫空處壓注水泥砂漿的方法對脫空或孔隙進(jìn)行處理；局部噴射混凝土不密實部位或存在少量空隙部位，鑿除后掛網(wǎng)補噴。處理完成后，采用打孔驗證或地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測直至密實為止。6.2.初支背后脫空控制性措施6.2.1.超欠挖控制(1)測量放樣時要精確標(biāo)出開挖輪廓線，在開挖過程中控制好開挖斷面，做到測量精確；(2)巖石隧道爆破開挖時要嚴(yán)格按照爆破施工技術(shù)交底進(jìn)行提前準(zhǔn)備，精確控制好炮眼間距，并嚴(yán)格按照技術(shù)參數(shù)裝入藥量，不能忽多忽少；認(rèn)真進(jìn)行

9、鉆爆設(shè)計，準(zhǔn)確確定鉆爆參數(shù)。根據(jù)開挖斷面實際和地質(zhì)情況，周密做好光面爆破施工方案，準(zhǔn)確計算鉆爆參數(shù)，并對作業(yè)方案實施動態(tài)優(yōu)化，以提高光面爆破施工質(zhì)量，最大限度地減少開挖斷面超挖，縮小網(wǎng)格和鋼架背后的空間，也減少了噴射混凝土數(shù)量和人工工作量。(3)在開挖過程中還需根據(jù)實際情況確定預(yù)留變形量，應(yīng)將施工中可能發(fā)生的圍巖變化情況（掉塊或坍落）進(jìn)行考慮；(4)在施作超前小導(dǎo)管時要控制好外插角，防止因外插角過大造成超挖；(5)預(yù)留開挖輪廓邊緣線，在開挖過程中采用人機配合，避免機械開挖造成超、欠挖現(xiàn)象；(6)地質(zhì)情況較差、局部出現(xiàn)坍塌時根據(jù)實際情況盡快施作初期支護(hù)進(jìn)行封閉處理；(7)開挖到設(shè)計輪廓線位置后立

10、即進(jìn)行初噴封閉開挖面，再架設(shè)型鋼拱架；6.2.2.調(diào)整初期支護(hù)施工工序調(diào)整施工工序，改進(jìn)施工工藝。為了避免初支背后脫空，優(yōu)化施工工序，即：爆破初噴打錨桿掛鋼筋網(wǎng)格支立鋼架復(fù)噴，重點把握“初噴”和“復(fù)噴”工序。具體而言：“初噴”是指在掌子面爆破完成后，不是緊跟架設(shè)鋼架，而應(yīng)該對暴露的巖面排險后對鋼架和第一層噴射混凝土表面必須進(jìn)行徹底清理；先噴一層混凝土封閉尤其是先噴射填塞鋼架背后,然后以每層35cm厚度分層噴射，并對開挖不規(guī)則的巖面找平?！俺鯂姟被炷撩娴钠秸仁菧p少背后脫空的關(guān)鍵，因為混凝土表面平整，鋼筋網(wǎng)格和鋼架就能緊貼“初噴”的混凝土面，其背后就不會留有間隙。在開挖斷面存在超挖的情況下，為

11、了保證“初噴”混凝土表面平整。“復(fù)噴”是指二次噴射混凝土?！皬?fù)噴”混凝土在打設(shè)錨桿與鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)后緊貼巖面，安裝格柵架或型鋼鋼架，復(fù)噴作業(yè)時砼不需要穿過鋼筋網(wǎng)格去填充網(wǎng)格和鋼架背后的空間，直接覆蓋網(wǎng)格和鋼架不易在巖面與鋼筋網(wǎng)中間形成較大空隙或造成空洞。6.2.3.噴射砼作業(yè)在隧道開挖完成后，先噴射4cm厚混凝土封閉巖面，然后打設(shè)錨桿、架立鋼架、掛鋼筋網(wǎng)，對初噴巖面進(jìn)行清理后復(fù)噴至設(shè)計厚度。初噴混凝土噴射時應(yīng)先填平巖面較大凹洼處，初噴混凝土面應(yīng)大致圓順。設(shè)置控制噴射混凝土厚度的標(biāo)志，一般采用埋設(shè)鋼筋頭做標(biāo)志，亦可在噴射時插入長度比設(shè)計厚度大5cm的鐵絲，每12m設(shè)一根，作為施工控制用。噴射砼作業(yè)過

12、程中應(yīng)嚴(yán)格按照以下要求進(jìn)行：噴射操作程序應(yīng)為：打開速凝劑輔助風(fēng)緩慢打開主風(fēng)閥啟動速凝劑計量泵、主電機、振動器向料斗加混凝土。噴射混凝土作業(yè)應(yīng)采用分段、分片、分層依次進(jìn)行，噴射順序應(yīng)自下而上，分段長度不宜大于6m。噴射時先將低洼處大致噴平，再自下而上順序分層、往復(fù)噴射。噴射混凝土分段施工時，上次噴混凝土應(yīng)預(yù)留斜面，斜面寬度為200300，斜面上需用壓力水沖洗潤濕后再行噴射混凝土。分片噴射要自下而上進(jìn)行并先噴鋼架與壁面間混凝土，再噴兩鋼架之間混凝土。邊墻噴混凝土應(yīng)從墻腳開始向上噴射，使回彈不致裹入最后噴層。在噴射邊墻下部及仰拱前，需將上部斷面噴射時的回彈物清理干凈，防止將回彈物卷入下部噴層中降低支

13、護(hù)能力。分層噴射時，后一層噴射應(yīng)在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，若終凝1h后再進(jìn)行噴射時，應(yīng)先用風(fēng)水清洗噴層表面。一次噴混凝土的厚度以噴混凝土不滑移不墜落為度，既不能因厚度太大而影響噴混凝土的粘結(jié)力和凝聚力，也不能太薄而增加回彈量。邊墻一次噴射混凝土厚度控制在710cm，拱部控制在56cm，并保持噴層厚度均勻。頂部噴射混凝土?xí)r，為避免產(chǎn)生墮落現(xiàn)象，兩次間隔時間宜為24h。噴射速度要適當(dāng)，以利于混凝土的壓實。風(fēng)壓過大，噴射速度增大，回彈增加；風(fēng)壓過小，噴射速度過小，壓實力小，影響噴混凝土強度。因此在開機后要注意觀察風(fēng)壓，起始風(fēng)壓達(dá)到0.5MPa后，才能開始操作，并據(jù)噴嘴出料情況調(diào)整風(fēng)壓。一般工作風(fēng)壓：

14、邊墻0.30.5MPa，拱部0.40.65MPa。噴射時使噴嘴與受噴面間保持適當(dāng)距離，噴射角度應(yīng)與受噴面垂直，以使獲得最大壓實和最小回彈。噴嘴與受噴面間距宜為0.61.8m；噴嘴應(yīng)連續(xù)、緩慢作橫向環(huán)行移動，一圈壓半圈，噴射手所畫的環(huán)形圈，橫向4060cm，高1520cm；若受噴面被鋼架、鋼筋網(wǎng)覆蓋時，可將噴嘴稍加偏斜，將鋼架、鋼筋網(wǎng)背后噴填密實，但不宜小于70，必要時應(yīng)在鋼架和初期支護(hù)后注漿填充。如果噴嘴與受噴面的角度大小，會形成混凝土物料在受噴面上的滾動，產(chǎn)生出凹凸不平的波形噴面，增加回彈量，影響噴混凝土的質(zhì)量。6.2.3.施打初支驗證孔在初支轉(zhuǎn)二襯施工前，要對初支后脫空情況進(jìn)行檢查，對初支

15、后脫空檢查除按要求進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)檢測外，還應(yīng)在施作二襯前，按每一襯砌臺車長度范圍內(nèi)對隧道初支進(jìn)行鉆孔檢查，檢查孔數(shù)量不少于6個，其中拱部不少于2個，邊墻不少于4個。實際施工過程中，按照掌子面滯后一個開挖臺車位進(jìn)行施作并用紅油漆標(biāo)識清楚。在施作破檢孔時技術(shù)員現(xiàn)場旁站跟蹤，破檢孔應(yīng)鉆穿初支并深入至圍巖內(nèi)，根據(jù)鉆進(jìn)過程中鉆桿進(jìn)尺速度及鉆設(shè)完畢后探孔情況，綜合判定初支背后是否脫空，存在脫空采取注漿或鑿除掛網(wǎng)噴砼處理。6.2.4.雷達(dá)檢測針對掌子面至二襯段落已施工完的初支，分部進(jìn)行自檢，除采用常規(guī)鉆孔檢查外還要采用地質(zhì)雷達(dá)等可進(jìn)行無損探測，按照拱頂、拱腰及邊墻進(jìn)行，根據(jù)檢測報告結(jié)果及及時采取相應(yīng)處理措施處

16、理，處理合格后再次報請檢測單位復(fù)檢，復(fù)檢合格后方可轉(zhuǎn)序。6.2.5.過程中施工管控在出渣排險完畢后，現(xiàn)場技術(shù)人員立即安排現(xiàn)場對圍巖進(jìn)行初噴，檢查掌子面圍巖超欠挖情況、圍巖穩(wěn)定狀態(tài)、超前小導(dǎo)管支護(hù)情況，及時調(diào)整下一循環(huán)爆破參數(shù)、優(yōu)化超前支護(hù)、調(diào)整開挖工法等，實行動態(tài)化管理，合理調(diào)整支護(hù)參數(shù)，減少超挖現(xiàn)象。在發(fā)現(xiàn)局部地段超挖時過程中就及時采取分層掛網(wǎng)補噴平整或預(yù)埋PVC管回填注漿處理，同時在噴砼作業(yè)中應(yīng)采取旁站監(jiān)督對于超挖較小地段采取多次噴砼密實處理。在進(jìn)入下一循環(huán)作業(yè)時，利用打鉆時間適當(dāng)加密破檢孔或利用小錘敲擊初支表面進(jìn)行檢測，做到每循環(huán)檢測每循環(huán)脫空現(xiàn)象的處理，不留隱患。5.2.6.建立獎懲措

17、施 建立健全質(zhì)量獎懲制度，嚴(yán)格按照項目經(jīng)理部下發(fā)的質(zhì)量管理辦法執(zhí)行，將初支轉(zhuǎn)序驗收作為項目經(jīng)理部日常檢查重要項目，如發(fā)現(xiàn)未按照要求進(jìn)行現(xiàn)場施工及操作，嚴(yán)肅考核處理，具體要求如下：(1)如檢查發(fā)現(xiàn)脫空而未及時做好現(xiàn)場布置及施工安排，及時進(jìn)行處理，檢查發(fā)現(xiàn)一處，給予相應(yīng)工點所屬工區(qū)給予處罰1000元(大寫：壹仟圓)。(2)如項目經(jīng)理部對初期支護(hù)現(xiàn)場破檢抽查發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)背部存在空洞，而工區(qū)自檢未發(fā)現(xiàn)，檢查發(fā)現(xiàn)一處，給予相應(yīng)工點所屬工區(qū)給予處罰1000元(大寫：壹仟圓)，并對轉(zhuǎn)序驗收技術(shù)主管處罰100元(大寫：壹佰圓)。(3)如檢查發(fā)現(xiàn)未進(jìn)行初期支護(hù)轉(zhuǎn)序驗收(監(jiān)理單位簽字確認(rèn))，而私自進(jìn)行下道工序施工

18、。發(fā)現(xiàn)一次立即暫停掌子面施工，對初期支護(hù)是否脫空進(jìn)行檢查驗證且脫空處理完成，經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格，方可恢復(fù)施工，項目經(jīng)理部對施工班組處罰2000元(大寫：貳仟圓)，技術(shù)主管處罰200元(大寫：貳佰圓)，現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人處罰500元（大寫：伍佰圓）。6.3.初支背后脫空處理6.3.1.較大脫空處理首先根據(jù)抽芯破檢情況，利用風(fēng)槍加大探測空洞范圍并標(biāo)識清楚。采用取芯機鉆孔埋設(shè)不少于2根100泵送管，作為排氣檢查及泵送口。砼由攪拌站集中供應(yīng)至現(xiàn)場后，接地泵送管，分階段分批次進(jìn)行對空洞進(jìn)行回填處理。為避免初支承載力過大，砼采用流動性較大砼，泵送過程中應(yīng)安排專人指揮及觀察，泵送速度不宜過快，分段分批次間隔時間泵送并及時調(diào)整坍落度，使得砼向四周撒開填充空洞，同時對護(hù)拱上方吹沙回填作為緩沖層?；靥钐幚硗瓿珊螅M(jìn)行雷達(dá)掃描檢測，如發(fā)現(xiàn)局部不密實或存在孔隙范圍可采用回填1:1水泥砂漿處理直至密實。圖1 脫空處理示意圖6.3.2.脫空注漿處理(1)注漿作業(yè)工藝流程灌注漿液埋設(shè)注漿管終止注漿檢查注漿設(shè)備漿液配制埋設(shè)注漿孔圖2 注漿工藝示意圖(2)注漿管布設(shè)圖圖3 注漿孔布置示意圖(3)施工操作要點及要求縱向施做注漿孔，