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(yùn)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(tuán)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(yàn)證孔76.2.4.雷達(dá)檢測(cè)86.2.5.過(guò)程中施工管控85.2.6.建立獎(jiǎng)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(shí)處理12武九鐵路客運(yùn)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(hào)；(2)高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)TB10753-2010J1149-2011；(3)隧道工程相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙及參考圖(4) 關(guān)于開(kāi)展鐵路隧道初期支護(hù)背后脫空專項(xiàng)檢查和整治的通知（質(zhì)監(jiān)綜電201535 號(hào)）、武九鐵路客運(yùn)專線湖北段大冶北建設(shè)指揮部（大冶指電2015130 號(hào)）。(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(yàn)2.編制原因根據(jù)武九鐵路客運(yùn)專線湖北段大

3、冶北建設(shè)指揮部對(duì)隧道工程初期支護(hù)背后脫空的相關(guān)要求，為加強(qiáng)武九鐵路客運(yùn)專線二標(biāo)三分部隧道實(shí)體質(zhì)量，最終實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)安全，特編制武九鐵路客運(yùn)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(duì)隧道初期支護(hù)防止背后脫空措施、施工過(guò)程檢查、初支轉(zhuǎn)序驗(yàn)收以及處理相關(guān)措施要求，并針對(duì)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(yùn)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(duì)武九鐵路客運(yùn)專線二標(biāo)三分部現(xiàn)場(chǎng)施工情況及施工作業(yè)水平，并結(jié)合大冶指對(duì)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(diǎn)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(guò)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(shí)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(chǎng)操作隨意性強(qiáng)；二是噴射時(shí)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(shí)要求往復(fù)噴射，部分作業(yè)人員為節(jié)省時(shí)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(duì)隧道初期支護(hù)轉(zhuǎn)序驗(yàn)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(wèn)題。(4)雖進(jìn)行初支轉(zhuǎn)序孔驗(yàn)證，但現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)轉(zhuǎn)序孔數(shù)量不足、深度不夠，只

5、按照設(shè)計(jì)厚度驗(yàn)證噴射砼厚度問(wèn)題，未進(jìn)一步加深檢查孔至巖面，難以如實(shí)反映初支背后是否脫空。（5）初期支護(hù)檢查驗(yàn)證孔抽查范圍，不能“全覆蓋、全斷面”逐個(gè)進(jìn)行檢查，對(duì)小范圍的小脫空問(wèn)題容易遺漏。5.初期支護(hù)質(zhì)量控制體系武九鐵路客運(yùn)專線二標(biāo)三分部項(xiàng)目經(jīng)理部針對(duì)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(zhǎng)：趙豐功副組長(zhǎng)：魏志成 封鑫組員：安質(zhì)部 工程部 物設(shè)部 實(shí)驗(yàn)室 各工區(qū)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人武九鐵路客運(yùn)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(xiàng)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(qiáng)測(cè)量放樣、優(yōu)化鉆爆設(shè)計(jì)參數(shù)、加

6、強(qiáng)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(diǎn)控制“初噴”和“復(fù)噴”工序。(3)加強(qiáng)噴射砼工藝過(guò)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(shū)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(shí)。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(zhǎng)度不宜大于6m。噴射時(shí)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(qiáng)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(yàn)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(kāi)挖臺(tái)架或是防水板鋪掛臺(tái)架對(duì)初期支護(hù)及時(shí)施作檢查驗(yàn)證孔。其中拱部不少于2個(gè)，邊墻不少于4個(gè)，檢查驗(yàn)收按照要求形成檢查驗(yàn)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(shí)在澆筑二襯前利用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)初支進(jìn)行檢測(cè)排查，發(fā)現(xiàn)脫空及時(shí)注漿處理。(6)加強(qiáng)初期支護(hù)施工過(guò)程中的管控，尤其是超挖較大部位過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)旁站管控，噴射砼工藝的指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)要求整改。(7)初支背后脫空處理方案對(duì)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(dòng)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(duì)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(bǔ)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(jī)向脫空處壓注水泥砂漿的方法對(duì)脫空或孔隙進(jìn)行處理；局部噴射混凝土不密實(shí)部位或存在少量空隙部位，鑿除后掛網(wǎng)補(bǔ)噴。處理完成后，采用打孔驗(yàn)證或地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測(cè)直至密實(shí)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(cè)量放樣時(shí)要精確標(biāo)出開(kāi)挖輪廓線，在開(kāi)挖過(guò)程中控制好開(kāi)挖斷面，做到測(cè)量精確；(2)巖石隧道爆破開(kāi)挖時(shí)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(jì)，準(zhǔn)確確定鉆爆參數(shù)。根據(jù)開(kāi)挖斷面實(shí)際和地質(zhì)情況，周密做好光面爆破施工方案，準(zhǔn)確計(jì)算鉆爆參數(shù)，并對(duì)作業(yè)方案實(shí)施動(dòng)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(kāi)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(kāi)挖過(guò)程中還需根據(jù)實(shí)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(shí)要控制好外插角，防止因外插角過(guò)大造成超挖；(5)預(yù)留開(kāi)挖輪廓邊緣線，在開(kāi)挖過(guò)程中采用人機(jī)配合，避免機(jī)械開(kāi)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(shí)根據(jù)實(shí)際情況盡快施作初期支護(hù)進(jìn)行封閉處理；(7)開(kāi)挖到設(shè)計(jì)輪廓線位置后立

10、即進(jìn)行初噴封閉開(kāi)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(diǎn)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(duì)暴露的巖面排險(xiǎn)后對(duì)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(duì)開(kāi)挖不規(guī)則的巖面找平。“初噴”混凝土面的平整度是減少背后脫空的關(guān)鍵，因?yàn)榛炷帘砻嫫秸?，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(huì)留有間隙。在開(kāi)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。“復(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(shí)砼不需要穿過(guò)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(kāi)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(duì)初噴巖面進(jìn)行清理后復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。初噴混凝土噴射時(shí)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(shí)插入長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)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(guò)

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(kāi)速凝劑輔助風(fēng)緩慢打開(kāi)主風(fēng)閥啟動(dòng)速凝劑計(jì)量泵、主電機(jī)、振動(dòng)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(zhǎng)度不宜大于6m。噴射時(shí)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(shí)，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(rùn)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(kāi)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(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)間宜為24h。噴射速度要適當(dāng)，以利于混凝土的壓實(shí)。風(fēng)壓過(guò)大，噴射速度增大，回彈增加；風(fēng)壓過(guò)小，噴射速度過(guò)小，壓實(shí)力小，影響噴混凝土強(qiáng)度。因此在開(kāi)機(jī)后要注意觀察風(fēng)壓，起始風(fēng)壓達(dá)到0.5MPa后，才能開(kāi)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(shí)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(shí)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(dòng)，一圈壓半圈，噴射手所畫(huà)的環(huán)形圈，橫向4060cm，高1520cm；若受噴面被鋼架、鋼筋網(wǎng)覆蓋時(shí)，可將噴嘴稍加偏斜，將鋼架、鋼筋網(wǎng)背后噴填密實(shí)，但不宜小于70，必要時(shí)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(huì)形成混凝土物料在受噴面上的滾動(dòng)，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(yàn)證孔在初支轉(zhuǎn)二襯施工前，要對(duì)初支后脫空情況進(jìn)行檢查，對(duì)初支

15、后脫空檢查除按要求進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)外，還應(yīng)在施作二襯前，按每一襯砌臺(tái)車長(zhǎng)度范圍內(nèi)對(duì)隧道初支進(jìn)行鉆孔檢查，檢查孔數(shù)量不少于6個(gè)，其中拱部不少于2個(gè)，邊墻不少于4個(gè)。實(shí)際施工過(guò)程中，按照掌子面滯后一個(gè)開(kāi)挖臺(tái)車位進(jìn)行施作并用紅油漆標(biāo)識(shí)清楚。在施作破檢孔時(shí)技術(shù)員現(xiàn)場(chǎng)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(guò)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(cè)針對(duì)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(wú)損探測(cè)，按照拱頂、拱腰及邊墻進(jìn)行，根據(jù)檢測(cè)報(bào)告結(jié)果及及時(shí)采取相應(yīng)處理措施處

16、理，處理合格后再次報(bào)請(qǐng)檢測(cè)單位復(fù)檢，復(fù)檢合格后方可轉(zhuǎn)序。6.2.5.過(guò)程中施工管控在出渣排險(xiǎn)完畢后，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員立即安排現(xiàn)場(chǎng)對(duì)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(shí)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(kāi)挖工法等，實(shí)行動(dòng)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(shí)過(guò)程中就及時(shí)采取分層掛網(wǎng)補(bǔ)噴平整或預(yù)埋PVC管回填注漿處理，同時(shí)在噴砼作業(yè)中應(yīng)采取旁站監(jiān)督對(duì)于超挖較小地段采取多次噴砼密實(shí)處理。在進(jìn)入下一循環(huán)作業(yè)時(shí)，利用打鉆時(shí)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(cè)，做到每循環(huán)檢測(cè)每循環(huán)脫空現(xiàn)象的處理，不留隱患。5.2.6.建立獎(jiǎng)懲措

17、施 建立健全質(zhì)量獎(jiǎng)懲制度，嚴(yán)格按照項(xiàng)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(yàn)收作為項(xiàng)目經(jīng)理部日常檢查重要項(xiàng)目，如發(fā)現(xiàn)未按照要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)布置及施工安排，及時(shí)進(jìn)行處理，檢查發(fā)現(xiàn)一處，給予相應(yīng)工點(diǎn)所屬工區(qū)給予處罰1000元(大寫(xiě)：壹仟圓)。(2)如項(xiàng)目經(jīng)理部對(duì)初期支護(hù)現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)所屬工區(qū)給予處罰1000元(大寫(xiě)：壹仟圓)，并對(duì)轉(zhuǎn)序驗(yàn)收技術(shù)主管處罰100元(大寫(xiě)：壹佰圓)。(3)如檢查發(fā)現(xiàn)未進(jìn)行初期支護(hù)轉(zhuǎn)序驗(yàn)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(duì)初期支護(hù)是否脫空進(jìn)行檢查驗(yàn)證且脫空處理完成，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格，方可恢復(fù)施工，項(xiàng)目經(jīng)理部對(duì)施工班組處罰2000元(大寫(xiě)：貳仟圓)，技術(shù)主管處罰200元(大寫(xiě)：貳佰圓)，現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人處罰500元（大寫(xiě)：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(cè)空洞范圍并標(biāo)識(shí)清楚。采用取芯機(jī)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(chǎng)后，接地泵送管，分階段分批次進(jìn)行對(duì)空洞進(jìn)行回填處理。為避免初支承載力過(guò)大，砼采用流動(dòng)性較大砼，泵送過(guò)程中應(yīng)安排專人指揮及觀察，泵送速度不宜過(guò)快，分段分批次間隔時(shí)間泵送并及時(shí)調(diào)整坍落度，使得砼向四周撒開(kāi)填充空洞，同時(shí)對(duì)護(hù)拱上方吹沙回填作為緩沖層。回填處理完成后，進(jìn)行雷達(dá)掃描檢測(cè)，如發(fā)現(xiàn)局部不密實(shí)或存在孔隙范圍可采用回填1:1水泥砂漿處理直至密實(shí)。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(diǎn)及要求縱向施做注漿孔，