用qc方法防止隧道軟弱圍巖段施工變形

運(yùn)用QC方法防止隧道軟弱圍巖段施工變形1、小組概況防變形施工QC小組前身為一處工程施工技術(shù)研究QC小組，成立于1996年2月5日，成員9人，歷年來曾獲多項(xiàng)全國性及省、部級(jí)優(yōu)秀QC成果獎(jiǎng)榮譽(yù)稱號(hào)。參建烏鞘嶺隧道后，由原小組部份專業(yè)技術(shù)人員和現(xiàn)場有關(guān)管理、技術(shù)人員組成現(xiàn)名QC小組，成員增加至13人，均接受過系統(tǒng)的全面質(zhì)量管理知識(shí)教育64小時(shí)以上。小組概況圖和成員情況表略。2、選題理由近幾年來隧道施工中時(shí)常遇到圍巖和初期支護(hù)發(fā)生大變形的事例。國外有陶恩隧道、阿爾貝格隧道及惠那山等隧道，國內(nèi)有南昆線家竹箐隧道、蘭新復(fù)線烏鞘嶺特長隧道、宜萬線堡鎮(zhèn)隧道等，都曾經(jīng)發(fā)生過圍巖或初期支護(hù)大變形現(xiàn)象，其中烏鞘嶺隧道F7斷層某段墻腰最大收斂變形達(dá)69cm，拱頂下沉21.2cm，最大日變形量5.2cm，型鋼拱架頂部被壓平、邊墻扭成麻花狀，初期支護(hù)開裂、掉塊，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞侵入凈空而拆換。這些隧道變形每每造成的損失都是數(shù)十萬至上百萬元。烏鞘嶺隧道為國內(nèi)目前最長的鐵路隧道，工期很緊，而30#工區(qū)是控制工期的重中之重。其任務(wù)包括：30#、30-1#橫通道（襯砌凈空：寬×高為5.5×5.75m）和右線YDK175+972～YDK176+240共268米正洞全斷面施工、左線DK175+503～DK175+987共484米正洞擴(kuò)挖施工。該段左、右線縱坡均為-11‰，處于直線段上，埋深在500m以上。其中左線前期作為右線平行導(dǎo)坑、提供運(yùn)輸通道和超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，后期擴(kuò)挖施工成型。該嶺脊段施工時(shí)我局一、二項(xiàng)目部和一局共用斜井、橫通道，施工干擾極大。尤其是洞身通過板巖、千枚巖地段，巖體受F6、F7斷層構(gòu)造影響較重，節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖體軟弱，圍巖V級(jí)，松散破碎，遇水軟化，并具有一定膨脹性，開挖后成粉狀、泥狀，自穩(wěn)性極差，容易產(chǎn)生圍巖失穩(wěn)、大變形等地質(zhì)災(zāi)害。同時(shí)因蘭新線作為進(jìn)口石油運(yùn)輸?shù)闹匾獎(jiǎng)用}和鐵路跨越式發(fā)展的標(biāo)志性工程，更是一條經(jīng)濟(jì)線、政治線！烏鞘嶺隧道有8個(gè)鐵路局20多個(gè)工程隊(duì)共同施工，若施工中發(fā)生任何一點(diǎn)安全事故，其影響將是破壞性的。如何在30#工區(qū)這樣的千枚巖、板巖軟弱地質(zhì)條件下安全進(jìn)行隧道施工、防止發(fā)生支護(hù)大變形，防止產(chǎn)生質(zhì)量隱患，按期完成工程任務(wù)，是擺在施工單位面前的一大難題。因此，我們選擇了“運(yùn)用QC方法防止隧道軟弱圍巖段施工變形”作為這次活動(dòng)的主題，努力開展技術(shù)攻關(guān)工作，確保工程順利施工。3、活動(dòng)目標(biāo)摸索適宜的施工工藝，確保隧道開挖后初期支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、質(zhì)量可靠，防止發(fā)生大變形。3.1、現(xiàn)狀分析根據(jù)隧道施工規(guī)范要求及新奧法規(guī)定，單線隧道正常位移值U<13cm，雙線隧道U<25cm，最大允許變形量為洞徑的3%。在隧道施工中如果初支發(fā)生了大于25cm（單線隧道）和50cm（雙線隧道）的位移，則判定為其發(fā)生了大變形。變形的種類主要有：膨脹變形、擠壓變形、松弛變形和高地應(yīng)力引起的軟弱圍巖變形幾種。對(duì)于板巖、千枚巖地段，因其本身性軟，在開挖后遇水易軟化，具有一定的膨脹性，在空氣中暴露時(shí)間越長膨脹越大，超過一定限度時(shí)就會(huì)發(fā)生膨脹變形。對(duì)于斷層破碎帶地段，施工時(shí)易產(chǎn)生斷層帶的松弛變形。如果再加上隧道區(qū)地應(yīng)力較高，則容易產(chǎn)生擠壓性圍巖的擠壓變形和高地應(yīng)力引起的軟弱圍巖變形。多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為“原始地應(yīng)力及圍巖軟弱構(gòu)成高應(yīng)力比”、“支護(hù)的剛度不足”，這兩點(diǎn)是造成大變形的必要條件。在烏鞘嶺隧道嶺脊板巖、千枚巖地段，圍巖及初期支護(hù)的變形屬斷層帶的松弛變形和軟弱圍巖變形。控制變形的方法在于遵循“弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、早封閉”的作業(yè)原則。在適宜、適時(shí)的支護(hù)和其它措施的輔助下，特別是根據(jù)圍巖變化實(shí)際采取動(dòng)態(tài)施工，按“施工工序內(nèi)部控制標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)范作業(yè)，穩(wěn)扎穩(wěn)打，是可以取得成功的。3.2、隧道施工中圍巖及初期支護(hù)變形的因果分析（圖1）人人無類似工程施工經(jīng)驗(yàn)支護(hù)技術(shù)不熟練環(huán)法輔助施工措施不妥工藝配套不完善管理手段不適宜料噴砼配比不佳、效果差材質(zhì)不合格圖1因果分析圖影響圍巖及初期支護(hù)穩(wěn)定的因素未按規(guī)范作業(yè)有畏難情緒管理人員不重視機(jī)性能不佳導(dǎo)致支護(hù)進(jìn)度緩慢千枚巖、板巖性軟開挖后自穩(wěn)性差斷層破碎帶圍巖滲水高溫紫4夏、要因確認(rèn)頭（呼表世1乘）套因素腫項(xiàng)刮陽目瞎分寬悄析藏結(jié)駱馳論草人敏支護(hù)技術(shù)不熟性練，有畏難情親緒。皂經(jīng)過培訓(xùn)學(xué)習(xí)互和加強(qiáng)要求可狗以解決。止非要因若管理人員不重部視，安質(zhì)擊意識(shí)差。譽(yù)將可能導(dǎo)致發(fā)悼生支護(hù)大變形或或安全事故。應(yīng)要透原因陣機(jī)貧性能不佳導(dǎo)致肝支護(hù)進(jìn)度緩慢壩配置性能良好飽的設(shè)備可解決衫非要因道汪料尖砂漿、速凝劑談質(zhì)量不合格獵影響早期強(qiáng)度鐵、外觀質(zhì)量和壤支護(hù)效果激要行幸因狼型鋼、錨桿、衛(wèi)網(wǎng)片質(zhì)量不合趕格。店影響支護(hù)結(jié)構(gòu)省剛度和支護(hù)效葵果。表要舞箱嘆因趴噴砼配比不佳肚。某影響強(qiáng)度及噴崗砼粘聚力斤要噴殃因所法熄工藝配套不完隆善。套輔助施工措施莊不妥。半管理手段不適束宜。腥這三點(diǎn)是影響盤初期支護(hù)結(jié)構(gòu)鼠體穩(wěn)定的最重芝要因素。析要限含因規(guī)環(huán)典偽舅影響支護(hù)施工交速度和質(zhì)量剩要滑稿因叔5側(cè)、對(duì)策及實(shí)施義對(duì)策表橫（藍(lán)表譯2測(cè)）帽因素戰(zhàn)項(xiàng)屈羊目媽處絹坑理恥稍方因?yàn)E法耗責(zé)任人到處理捕時(shí)間桿人森管理人員不重磨視，安全質(zhì)量鋪意識(shí)差。陶實(shí)行崗位責(zé)任橋制，加強(qiáng)施工浩安全、質(zhì)量檢炸查監(jiān)督。陣×××菠全過程促料暴砂漿、速凝劑糕質(zhì)量不合格。扶用錨固劑替代渡砂漿全長錨固獲，提高錨桿支鄰護(hù)時(shí)效性，采意購時(shí)比選控制驢材料質(zhì)量捎×××踏施工前謀噴砼配比不佳窯。揀嚴(yán)守試驗(yàn)程序影，優(yōu)化配合比板；稱量要求準(zhǔn)圾確純×××鬼全過程榆型鋼、錨桿、功網(wǎng)片質(zhì)量不合批格。情控制料源，使穗用前檢驗(yàn)確認(rèn)瘦×××姨全過程戲法充1細(xì)、工藝配套不頭完善。螺2過、輔助施工措?yún)s施不妥。愿3薯、管理手段不湊適宜。秧科學(xué)合理地進(jìn)蔥行施工組織，旺加強(qiáng)支護(hù)，措制施到位，剛性句支撐，優(yōu)化工醉藝配套。及時(shí)授施工監(jiān)測(cè)及反保饋信息、指導(dǎo)尋現(xiàn)場作業(yè)。蟻×××勻全過程攜環(huán)都高溫、圍巖滲擠水、地質(zhì)差。飲制定切實(shí)可行枝的應(yīng)對(duì)措施肌×××擦全過程嫁5.寄1埋、臺(tái)軟弱圍巖段施潔工，強(qiáng)支護(hù)是呆控制變形的最贊直接、最有效畜的手段。那針對(duì)本隧地質(zhì)爛及變形原因，疾采用剛度大的蚊H17嚴(yán)5豈型鋼代替常規(guī)個(gè)的用I1菠6水、錘I2溫0翻型鋼制作拱架歇，充分發(fā)揮大墊鋼度拱架承受帶荷載的作用，殲來抵抗開挖后渾釋放的圍巖壓扇力。角通過加強(qiáng)小導(dǎo)出管超前支護(hù)和濫系統(tǒng)錨桿、鋼變筋網(wǎng)噴射混凝糧土聯(lián)合支護(hù)，妨以及二襯緊跟蝴來確保洞身結(jié)夕構(gòu)體的安全；騰通過統(tǒng)籌安排惱、合理組織施對(duì)工來抓好工序炭銜接，縮短作啦業(yè)循環(huán)時(shí)間，矮確保施工進(jìn)度浮。述開挖時(shí)艇加大變形預(yù)留商量以字抵抗變形值岸。按設(shè)計(jì)控制瞞好拱架間距，肯適當(dāng)加長錨桿默，以提高圍巖釀的灌C賀、欠φ很值，減小初期釀支護(hù)變形，提部高圍巖自穩(wěn)能司力、改善圍巖材的受力作用。炎5.槐2遮、杜采用人工風(fēng)鉆娘打眼淺眼爆破細(xì)，拋PC14付0掙型挖掘機(jī)裝碴潛配營合罪20執(zhí)T上自卸汽車出碴建，仰拱作業(yè)橋詞輔助施工仰拱背，整體模板臺(tái)懸車襯砌。賴嚴(yán)格按每眼“猜五步三臺(tái)階法獻(xiàn)”錘進(jìn)行施工，即挑“刷上臺(tái)階，下臺(tái)揮階、仰拱、小然邊墻和拱墻襯勿砌窄”耍五個(gè)施工作業(yè)佩面，流水作業(yè)沙、步調(diào)一致、飄整體推進(jìn)。各饞開挖作業(yè)面采沉取平行流水作舊業(yè)，盡量減少樓相互干擾，加刃強(qiáng)現(xiàn)場工序銜賊接，加強(qiáng)運(yùn)輸窄組織與調(diào)度，漸從而實(shí)現(xiàn)快速說施工。輩5.摧3翅、洞身熱上部采用光面蒙爆破，周邊眼浸間距刻E=40塑～碌45cm泳，抵抗線墻W=述55cm屯，底板眼間距儉E=霞70cm科。下部采用預(yù)乏裂爆破，周邊蠟眼間距蔑E=30撒～撲35cm答，抵抗線毅W=越60cm材，底板眼間距盼E=撒85cm釋。炮眼深度：桃圍巖自穩(wěn)性極蹲差時(shí)炮眼深則1憤米詠，每循環(huán)進(jìn)尺蘿控制在傲1m欠以內(nèi)。一般情愛況下炮眼深蜻1.臘7寇m參左右，每循環(huán)賺進(jìn)尺干1.佳6骨m贊。采用塑料導(dǎo)唯爆管非電毫秒辟雷管起爆技術(shù)為，炸藥采用抗拉水性能好的乳灌化炸藥。周邊蔬眼采找用慚Φ已25mm賊藥卷間隔裝藥稼，其它炮眼采攻用保Φ堆32mm油藥卷羨連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)懲，霧相連炮眼用同葵段雷管起爆。夜比裝藥量：上玩半斷面獸為沫1.長1街～從1.3Kg睛/m芝3械，下斷面由為詢0.僚8壁～貓0.9Kg丟/m虎3浙。黎鉆爆作業(yè)前先街在拱蔑部長150描°丈范圍內(nèi)施作小宅導(dǎo)管超前支護(hù)頓（滲水大時(shí)予暑以注漿），長恢度密4m謀/仍根，環(huán)距地30cm恢，每勇環(huán)剪3專5訂根。開挖后先冰噴一層浸4cm租厚沉的屆C2著0芒素混凝土封閉添掌子面，保持鼻圍巖穩(wěn)定，再天在拱墻部位施悅作系統(tǒng)錨桿表（末3有6暗根溜/慌米）；然后罰立攤H17池5淺型鋼拱架，掛售設(shè)渠∮勵(lì)8mm箱鋼筋網(wǎng)，最后村再濕斷噴丈C2踐0的混凝土總厚服25cm幸封閉。旋5.姐4感、工序施作時(shí)敬間控制：紋施工中應(yīng)保持徑上臺(tái)階長度在焰5散m靈左右，仰拱距膊下半斷面不超圣過伙15非m竊，襯砌距下半失斷面途30陵m稍以內(nèi)，勾及時(shí)支護(hù)，盡蜂早封閉。量測(cè)憶變形巷10cm釣后開始復(fù)噴混誰凝土，變形映20cm隙后必須襯砌，柄防止變形進(jìn)一常步擴(kuò)大。頁5.蹄5觀、張采炎用組Φ拔22mm銀螺紋鋼錨桿，演錨固劑全長錨賠固。并將所有桶系統(tǒng)錨桿改為染鎖腳錨桿施工北（錨桿和立拱睡架、網(wǎng)噴同時(shí)關(guān)施作），不設(shè)親墊板而把其尾蹈端彎曲焊接在舞鋼拱架上，作亮為加強(qiáng)鎖腳。潤大部分錨桿垂兼直巖面打進(jìn)，膽而將每側(cè)拱腳合中的兩根以碎15o騾～虛30o似斜向下打入圍古巖形成禾“講撐腳錨桿石”屋。型鋼拱架兩遠(yuǎn)側(cè)鎖腳錨桿假用題Φ浩22mm豎短鋼筋相互焊胖接牢固，確保燭鋼按架望整體穩(wěn)定性。餃5.猴6版、迅在板巖、千枚朗巖地段，圍巖剖開挖后變形較譯快，一次噴射庸厚度不足或質(zhì)宿量不佳時(shí)，無貨法提供有效的帳結(jié)構(gòu)抗力，同腸時(shí)二次噴射混鼓凝土與第一次娘噴射混凝土粘羞接效果受到影號(hào)響，因不密實(shí)點(diǎn)而形成縫隙，橫容易造成混凝聞土剝落、掉塊悉，進(jìn)而產(chǎn)生位裹移。因此均應(yīng)田設(shè)法一次噴射們到位，并針對(duì)顆拱頂回彈大的救情況，采取在摘拱頂乖2球米袍范圍縱向鋪設(shè)晚尺寸為撫10cm望×仇10cm秘網(wǎng)格的鋼筋網(wǎng)至片，增加網(wǎng)噴禽的有效性。裙5.太7振、加強(qiáng)返監(jiān)控量測(cè)。施墾工中根據(jù)實(shí)際侵需要進(jìn)行圍巖串及支護(hù)狀態(tài)觀脫察、凈空水平金收斂和拱頂下膏沉三個(gè)必測(cè)項(xiàng)題目，及時(shí)進(jìn)行渡數(shù)據(jù)處理，繪罰制相關(guān)時(shí)態(tài)曲裁線，進(jìn)行回歸續(xù)分析，反饋信輕息和提出相應(yīng)慶對(duì)策。勾通過接長鉆桿敘在掌子面超前財(cái)鉆探測(cè)孔朝，捧根據(jù)鉆進(jìn)過程皇中排除的巖粉更、出水量、卡射釬情況以及目女測(cè)巖層結(jié)構(gòu)面討性質(zhì)、組合關(guān)棉系、軟弱層和行滲水特點(diǎn)等來凈分析推斷前方紀(jì)的不良地質(zhì)問蝦題以及巖體穩(wěn)縱定性狀，從而串提出施工建議鋸和防坍工程措譽(yù)施。垮6也.卵1美、通過嚴(yán)格打畏設(shè)小導(dǎo)管超前斑支護(hù)、型鋼拱尼架支撐、鎖腳塵錨桿及鋼筋網(wǎng)公噴混凝土聯(lián)合兼支護(hù)，形成了拖一個(gè)可靠的受萌力整體，隨挖沸隨護(hù)，穩(wěn)步推想進(jìn)，倘保證了楊開挖順利進(jìn)行跡。初期支護(hù)最謊大周邊收斂束、自最大拱頂下沉古量胞，噸以及遣襯砌前變形驟趨于穩(wěn)定離，滿足有關(guān)施條工規(guī)范要求。豪6爭.餅2稱、在施工過程逃中加強(qiáng)超前地惰質(zhì)預(yù)報(bào)和監(jiān)控顯量測(cè)工作，大被力推行信息化國施工技術(shù)，規(guī)覽避了施工風(fēng)險(xiǎn)峰，保障了施工濟(jì)安全。國6植.騎3攝、搞好防排水凈措施，避免板塔巖、千枚巖吸驕水膨脹、流塑洽變形甚至坍塌去具有重要的意蘆義。施工中發(fā)啊現(xiàn)，該段隧道殃通過區(qū)域地質(zhì)偽較為特殊，初獅期支護(hù)表面仍毫有滲水或濕潤簡現(xiàn)象時(shí)，則必音須充分考慮深候處水源的影響芬，可能此處會(huì)筑有流水縫隙，愉甚至水腔、水礙室等。因此有綢明顯潮濕現(xiàn)象票處需打排水孔珍引排水源，并申進(jìn)行相應(yīng)防水吩處理，這是防鐵止初支變形的菜一個(gè)有效手段靠。公6乒.腹4常、捉“倉短臺(tái)階、弱爆薦破、淺進(jìn)尺、耀強(qiáng)支護(hù)，排滲穴水、緊仰拱、栗勤量測(cè)、早封嚇閉商”呈24敞字施工原則是票整個(gè)軟弱地質(zhì)逝條件下隧道施亂工防變形的精恐髓。少擾動(dòng)圍失巖、及時(shí)進(jìn)行店強(qiáng)有力的支護(hù)餃、盡快襯砌封盾閉成環(huán)、依靠茶量測(cè)信息科學(xué)丘指導(dǎo)施工，是笛我們進(jìn)行板巖蟲、千枚巖地段色擴(kuò)挖施工成功踐的關(guān)鍵所在。轉(zhuǎn)6咐.桑5旬、把系統(tǒng)錨桿啄改為鋼拱架的容鎖腳錨桿，不養(yǎng)用錨桿墊板而提將其彎曲焊接惰在型鋼上，并重適當(dāng)增加撐腳器錨桿，起到支不承、箍抱鋼拱往架的作用，對(duì)喜防止初期支護(hù)壤變形有很好的蘆效果。錨桿施紹作應(yīng)與設(shè)立型終鋼拱架、網(wǎng)噴福同時(shí)進(jìn)行，不號(hào)能滯后。鋼拱脊架間距、錨桿片數(shù)量等應(yīng)按設(shè)勉計(jì)施工，不可澡減弱，有的位漆置還應(yīng)適當(dāng)加校強(qiáng)，這樣才能推確保初期支護(hù)炭的穩(wěn)定性。三6跟.舌6甜、高地應(yīng)力條渣件下軟弱圍巖延擴(kuò)挖施工防變喬形通燙過擊“島剛性支護(hù)、及唐時(shí)支護(hù)、規(guī)范盾作業(yè)、穩(wěn)扎穩(wěn)鏟打匹”標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了施工評(píng)變形可控，從陰而確保了施工亡的安全順利進(jìn)都行。亞曬6向.駛7鉗、施工階段循咽環(huán)工期達(dá)到了鳳預(yù)期目標(biāo)支，輩30須#深工區(qū)在工期一簡減再減的情況許下，右線管段致在調(diào)200邁5潛年歷4休月量1徐9日日蘭比施組工期提己前思6譜天貫通，左線澇48益4德米榴軟弱圍巖段平燕導(dǎo)于跪200艙5菜年節(jié)5爭月贈(zèng)2帽0燦日歷開柏始課30-1忠#喝工作面擴(kuò)挖，飛6攀月尊2敗1積日產(chǎn)開參始雪29股#跳工作面擴(kuò)挖，心克服地質(zhì)復(fù)雜毅、施揉工干擾大等困邪難，于楊1腿0脈月狹1械8帆日附比建設(shè)指揮部替施組工期提前置貫通。為我集王團(tuán)公司在烏鞘稿嶺特長隧道建冷設(shè)中樹立了良拐好的施工形象底，得到了各方猜的好評(píng)，取得襖了較好的經(jīng)濟(jì)剝效益和社會(huì)效域益。嗚釣慈睛由于多方面的請(qǐng)?jiān)?，隧道施斤工工期一減再拉減，票不合理的工期土壓力，造成施彎工機(jī)械設(shè)備和愈勞動(dòng)力的高投梨入，工序轉(zhuǎn)換毅被動(dòng)調(diào)整，工抓程成本偏大。蝕如何確定科學(xué)猛合理的工期？狠值得研究。姨高地應(yīng)條件下竊軟弱圍巖使巖體這特性