隧道工程初期支護(hù)背后脫空預(yù)控措施及處理方案

1、 .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.施打初支轉(zhuǎn)序孔 . 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. 105.3.3 不密實(shí)處理. 12 .1.編制依據(jù)(1)高速鐵路隧道工程施

2、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)(3)隧道工程相關(guān)設(shè)計圖紙及參考圖(4)隧道實(shí)體質(zhì)量問題專題會會議紀(jì)要（2015 年第 109 期）、關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)隧道初支轉(zhuǎn)序管理的通知（云桂云鐵安20144 號）及其他云桂公司相關(guān)文件。2.編制原因根據(jù)云桂公司對隧道工程初期支護(hù)背后脫空的相關(guān)要求，為加強(qiáng)云桂標(biāo)隧道實(shí)體質(zhì)量，最終實(shí)現(xiàn)運(yùn)營安全，特編制云桂標(biāo)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)隧道工程初支施工。3.編制范圍云桂標(biāo) dk+

3、dk+段所有存在初期支護(hù)施工的隧道工程。4.初支脫空原因分析針對云桂標(biāo)現(xiàn)場施工情況及施工作業(yè)水平，并結(jié)合云桂公司、監(jiān)理單位對初期支護(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(diǎn)原因：(1)初期支護(hù)鋼筋網(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(qiáng)；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、

4、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(shí)反映初支背后是否脫空。（5）初期支護(hù)檢查驗證孔屬于抽查范圍，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：常務(wù)副經(jīng)理副組長：安全總監(jiān) 分管副經(jīng)理組員：安質(zhì)部 工程部 物設(shè)部

5、中心實(shí)驗室的初支質(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。(1)加強(qiáng)測量放樣、優(yōu)化鉆爆設(shè)計參數(shù)、加強(qiáng)超前預(yù)注漿支護(hù)施工，減(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(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(qiáng)

6、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)檢查驗證孔納入隧道日常工序管理，專人負(fù)責(zé)、 .專人盯控。(5)必須按照云桂公司文件要求，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(qiáng)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(qiáng)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

7、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(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，采用打孔驗證或地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測直至密實(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

8、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)行鉆爆設(shè)計，準(zhǔn)確確定鉆爆參數(shù)。根據(jù)開挖斷面實(shí)際和地質(zhì)情況，周密做好光面爆破施工方案，準(zhǔn)確計算鉆爆參數(shù)，并對作業(yè)方案實(shí)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(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(jī)配合，避免機(jī)械開挖造成超、

9、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(shí)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(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。“初噴”混凝土面的平整度是減少背后脫空

10、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，為了保證“初噴”混凝土表面平整?！皬?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

11、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(jī)、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

12、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(shí)。風(fēng)壓過大，噴射速度增大，回彈增加；風(fēng)壓過小

13、，噴射速度過小，壓實(shí)力小，影響噴混凝土強(qiáng)度。因此在開機(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：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(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，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(shí)，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

14、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.施打初支轉(zhuǎn)序孔在初支轉(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(shí)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。針對掌

15、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)鉆孔檢查外必要時采用地質(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(shí)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(bǔ)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

16、采取多次噴砼密實(shí)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(diǎn)所屬分部給予處罰 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，而分部自檢未發(fā)現(xiàn)，檢查發(fā)現(xiàn)一處，給予相應(yīng)工點(diǎn)

17、所屬分部給予處罰1000 元(大寫：壹仟圓)，并對轉(zhuǎn)序驗收質(zhì)檢工程師處罰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。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)理部對分部處罰 8000 元(大寫：捌仟圓)，所屬分部經(jīng)理、安全總監(jiān)、總工各處罰 800 元(大寫：捌佰圓)，現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人處罰 500 元（大寫：伍佰圓），并將處罰結(jié)果少送分部所屬子公司。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

18、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。砼由各片區(qū)攪拌站集中供應(yīng)至現(xiàn)場后，接駁泵送管，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?，進(jìn)行雷達(dá)掃描檢測，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)。 .埋設(shè)注漿孔漿液配制圖 3 注漿工藝示意圖(2)注漿管布設(shè)圖 .圖 4 注漿孔布置示意圖縱向施做注漿孔，注漿孔為鉆孔埋設(shè),根據(jù)脫空面積大小區(qū)別布設(shè)。連續(xù)脫空部位，環(huán)向間距 3m，縱向間距 5m；獨(dú)立脫空較小部位,一次注漿完成。當(dāng)獨(dú)立脫空范圍相對較大時，為避免局部承載過大，注漿分兩次或三次完成，先注漿 11.5 個小時，后移至第二個注漿孔注漿，以此類推。等第一個注漿孔初凝后有一定強(qiáng)度時，在進(jìn)行二次注漿，最后一次進(jìn)行補(bǔ)注至空腔密實(shí)，用棉紗封堵注漿管，以防止?jié){液從管內(nèi)溢出。埋設(shè)注漿管利用破檢孔洞預(yù)埋注漿管。注漿導(dǎo)管采用423.5mm 熱軋鋼管，長度為 40cm，當(dāng)有超挖時適當(dāng)加長，注漿管迎水面位置應(yīng)與圍巖密貼，注漿管埋設(shè)不少于 2 根，一根作為注漿孔，一根作為排氣孔或檢查孔。注漿注漿采用 1:1 的 m