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1、隧道工程施工质量控制隧道工程施工质量控制l中铁隧道集团四处有限公司工程部城市隧道宜万铁路第一长隧宜万铁路第一长隧 （全长（全长13.833K13.833Km m，全线，全线I I级风险隧道级风险隧道 复杂岩溶隧道，采用钻爆法作业）复杂岩溶隧道，采用钻爆法作业）一、目前隧道施工中常见的质量问题一、目前隧道施工中常见的质量问题 （包括过程控制工作质量）（包括过程控制工作质量）（一）超前地质预测预报质量不达标（手段单一、 过程管理存在盲区、判释失误等），将严重影响 预处理措施和衬砌结构体系合理性，潜伏安全隐 患；（二）开挖前的预处理质量（包括超前预支护和不 良与特殊地质处治）及效果检验控制不达标，势
2、 必将给开挖及开挖后带来严重安全隐患；（三）初支钢架安装质量（接头连接、垂直度以及 间距等）不达标；（四）光爆质量不达标，衬砌背后空洞没有杜绝，背后回填质量不满足设计及验标规定；（五）衬砌厚度不满足设计的情况较为普遍，严重削弱了衬砌自身的承载能力；（六）施工管理失当，造成衬砌开裂；（七）砼强度离散性大，甚至强度不足，尤其是喷射砼；（八）富水地段的衬砌渗水严重；（九）基底处理不当，在振动荷载作用下，出现翻浆冒泥。（十）对围岩量测不重视，量测质量不达标的现象较为突出（将难以及时掌控围岩和支护结构的稳定动态，导致丧失处理大变形甚至结构失稳的良机）。超前地质预报不到位导致隧道突水突泥超前地质预报和预处
3、治措施不到位导致隧 道瓦斯爆炸超前支护和初期支护不到位导致隧道掌子 面及侧壁坍方钢架安装质量、喷射砼厚度不足，导致 初支被压溃后隧道掌子面形成坍方涌泥初支钢拱架连接质量不达标，在薄弱部位 开裂围岩量测不到位，使得横撑补强不及时， 导致弯曲超前地质预报未实施和围岩量测不 到位，致使错过了处理洞口坍塌的 时机隧道初支喷射砼强度（尤其是干喷） 不达标l光爆质量不重视、衬砌背后存在空洞衬砌背后空洞坍塌造成落石衬砌背后空洞坍塌造成落石衬砌空洞造成衬砌空洞造成弯曲挤压破坏衬砌背后衬砌背后 脱空导致脱空导致 初支破坏初支破坏假喷混凝土违规用碎石回填l施工管理失当（如过早通行、爆破等） 引起衬砌开裂衬砌渗水洞
4、口支护措施不及时、质量不达标导致滑坡二、隧道工程的施工质量控制特点和要点（一）对隧道工程施工特点的基本认识（一）对隧道工程施工特点的基本认识1、施工环境恶劣（特殊）围岩条件：复杂、多变，不可预见因素多；作业空间：有限，地下水、通风、燥声、采 光问题众多。2、作业特点生产线多，专业多，综合性强；隐蔽性大；循环性大；风险高，对作业管理人员的应变能力要求极高；实施动态管理。 （二）对隧道工程质量控制特点的理（二）对隧道工程质量控制特点的理 解解1、充分认识和彻底领悟隧道工程质量的极端重 要性（事关施工安全）； 2、环境影响大，要注意规避不良环境的影响， 尤其是地下水、瓦斯等； 3、隐蔽工程多，验收和
5、旁站工作量大； 4、质量检验特殊，要采用“及时检查、及时 发现、及时整改”的原则，避免积重难返；5、认真抓好光爆质量，加大对围岩的保护 力度，充分发挥结构与围岩的共同作用 ： 衬砌结构本身的质量衬砌结构同围岩紧密贴合6、衬砌质量控制要努力做到内实外 光，内实是基础和关键。其内实(密实) 的核心是：喷射砼密实；普通砼密实；喷射砼与围岩紧贴，背后无空洞；二衬砼与喷射砼密贴，背后无空洞。（三）隧道开挖控制（三）隧道开挖控制 1、高危地段必须设置钻爆开挖条件 （1）对于高压富水、断层破碎带、浅埋、偏压 以及瓦斯突出工区等高风险地段，应设置隧道开 挖条件（也就是所谓的开挖安全评审）。 并经公司、业主或监
6、理审批同意后方可开挖。 （2）专项钻爆设计须经相关部门审批后实施。 （3）相关应急预案（人员、物资、逃生路线等 ） 已经落实于现场。 （4）作业工人的安全专项教育培训业已通过。l2、爆破前的控制l（1）炮眼布置是否满足经批准后的钻爆 设计要求。l（2）开挖工法是否满足钻爆设计要求。l（3）预留变形量、测量贯通误差和施工 误差是否满足钻爆设计、验标要求 。l（4）采用分部开挖时，应在初期支护喷 射混凝土强度达到设计强度的70%及以上 时，方可进行下一分部的开挖。3、开挖质量的主要控制指标 （1）洞身开挖中线、高程必须符合设计要求；严格控制欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，方 允许岩石个别突出部分（每
7、1m2 不大于0.1m2） 侵入衬砌，整体式衬砌应小于10cm，其它衬砌不 应大于5cm。拱脚和墙脚以上1内断面严禁欠 挖；光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩 应大于等于80%，中硬岩应大于等于60%，并在开 挖轮廓面上均匀分布。（2）隧底开挖开挖轮廓线和底部高程应符合设计要求。隧 底范围岩石局部突出每1.02内不应大于 0.12，侵入断面不大于5cm；基础及隧底地质情况或加固处理后应满足设 计要求。 （3）各工作面布局满足业主和国家部委的相 关要求。光面爆破光面爆破炮眼残留率 硬岩80% 中硬岩 60%（四）隧道衬砌质量控制要点（四）隧道衬砌质量控制要点1、衬砌质量三个核心要素1）砼（
8、喷砼）强度2）衬砌厚度3）密实性（四点含义） 2、防排水系统可靠性因地制宜，注重保护环境。1）注浆效果排放流量的控制2）排导系统的畅通 3、净空和外观质量1 1、喷射砼质量控制、喷射砼质量控制l喷射砼强度控制；l喷射砼工艺选择；l喷射砼厚度和表面平整度控制；l背后密实度控制。喷砼强度检验问题之一喷砼强度检验问题之一 取样代表性及方法取样代表性及方法 验标规定的试件制作的主要方法： 大板切割 45cm35cm12cm 试件 10cm10cm10cm k=0.95现场钻取k1 现场取样损伤系数，可取0.85k2 圆柱形试件形状系数，当试件尺寸为1010cm时 k2=1 无底试模喷射成型 15cm1
9、5cm15cm 注意：试件成型的喷射方向应予边墙相同；换算系数。 以上三种方法制作试件的压试结果，均可作为质量评定的依据 。其他参考方法： 超声-回弹法气压射钉枪法喷射砼强度指标要求与控制喷射砼强度指标要求与控制l早期强度（1d）必须满足设计要求 ，每喷射环采用贯入法或拔出法检 测。l标准龄期强度必须满足设计要求。喷砼强度检验问题之二喷砼强度检验问题之二 -匀质性指标匀质性指标 l强度水平l变异性喷砼强度喷砼强度R R检验准则检验准则匀质性指标强度要求样本规模,减小K提高匀质性,减小Sn喷射砼工艺浅析喷射砼工艺浅析l 存在的问题粉尘回弹品质管理和质量控制喷混凝土的不同工艺喷混凝土的不同工艺 干
10、喷和湿喷工艺的区别干拌和物成品混凝土成品混凝土压缩空气速凝剂水稀薄流干拌和物稀薄流成品混凝土稠密流成品混凝土速凝剂相对干喷而言，湿喷砼工艺的主要优势：可以很好的控制住影响砼强度的主要因素W/C ，从而确保砼强度，这是湿喷工艺的最大优势 ；粉尘和回弹量减小，可大大改善作业环境，符 合时代潮流；每小时喷射量可达20m3（进口）和5m3（国产 ）以上，在施工能力上进口机械占有优势，国 产机械也不落下风，这对于大断面隧道喷射作 业极为有利。l混凝土配合比的确定l强度 C/Wl和易性 W, Cl A, W, C喷混凝土厚度喷混凝土厚度d d检验检验检断面及测点设置（1）断面间距全断面开挖：每作业循环检查
11、1次；分部开挖：每35m检验1次。（2）测点设置自拱顶起每隔2m设置一个测点。（3）检验手段埋设厚度尺标；钻孔量测；地质雷达。用自 动断面仪检查表面平整度。（4）喷射砼厚度和表面平整度合格标 准（高铁标准）平均厚度dm 设计厚度d ；检查点数的80%及以上之厚度di设计 厚度d；最小厚度dmin 2/3d;表面平整度的允许偏差为100mm。 衬砌背后密实性衬砌背后密实性l回填质量初期支护和衬砌间的空间同级混凝土 回填（设计文件和验标要求）特殊情况经设计院同意l拱顶空洞的防止 排气预留注浆孔不密实的危害性：l结构-围岩的共同作用不能形成，受力不 可靠，不利于围岩稳定。l留有存水空间，不利于防排水
12、，也可能 造成冻胀压力。2 2、锚杆施工质量控制、锚杆施工质量控制 锚杆采用专用机械成孔打入，用一般风动凿岩机时 应配备专用冲击器。孔向应与主结构面成最大角度 。 杆体插入锚杆孔时，应保持位置居中，插入深度应 满足设计要求。 砂浆锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实，砂浆或水泥浆 内可添加适量的微膨胀剂和速凝剂。 药包型锚杆、树脂锚杆在杆体插入过程中应注意旋 转、使粘结剂充分搅拌。 锚杆安设后不得随意敲击，其端部在填充砂浆终凝 前不得悬挂重物。 锚杆安设后其填充砂浆终凝后应立即安装托板，拧 紧螺帽。填充段长度 lcm抗拔力 kN（砂浆在孔口）抗拔力 kN（砂浆在孔底 ）03038.881839.0625
13、6064.345765.00009076.943478.125012082.412184.375015084.609486.250018085.000087.500021085.625087.500024085.625087.500027085.625087.500030085.625087.5000ll粘结物填充长度 对抗拔力的影响l锚杆灌浆饱满是质量的关键。理论和实 践都说明，拉拔试验不能说明锚杆的灌 浆质量。现行规范已经取消了将拉拔试 验结果作为“锚杆质量状况的综合指标” 的条文，改为要求“砂浆锚杆孔内灌注砂 浆应饱满密实”。具体情况是：规范条文的演变规范条文的演变TBJ108-92铁路
14、隧道喷锚构筑法技术规则 TBJ204-96铁路隧道施工规范 JTJ042-94公路隧道施工规范要求对灌浆锚杆进行拉拔试验，将试验 结果作为“锚杆质量状况的综合指标”TB10108-2002铁路隧道喷锚构筑法技术规范 TB10204-2002铁路隧道施工规范“对砂浆的饱满度进行检查”，要求“砂浆 锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实”3 3、二衬质量控制、二衬质量控制（1）确保净空，严禁竣工后侵入设计轮廓线。 （2）二次衬砌浇筑时机控制 一般情况下隧道衬砌应在围岩和初期支护变形基 本稳定后（四大指标）及时施作； 特殊条件下（如：松散堆积体、浅埋地段）隧道 衬砌，应在初期支护完成后及早施作； 对于围岩变形过
15、大或初期支护变形不收敛，又难 以采取有效措施控制变形时，建议提前施做二 衬，以避免初支失稳，但二衬必须加强。（3）二次衬砌浇筑工艺控制 二次衬砌宜采用全断面一次灌筑砼； 初期支护与二次衬砌背后可能需进行回填 注浆，应事先在拱顶和应注浆部位预留注 浆孔； 严格按设计要求处治纵、环向施工缝。4 4、仰拱与填充砼施工控制专项要点、仰拱与填充砼施工控制专项要点l仰拱应尽量紧跟开挖面（与开挖面的距离不 得超过3倍衬砌循环作业段长度），并尽快形 成封闭环。同时，仰拱应超前拱墙二次衬砌施 作，其超前距离宜保持3倍以上衬砌循环作业 段长度。l仰拱施作应一次成型，整幅施作，不得分部 施工，以保证仰拱的整体稳定；仰拱施工缝和 变形缝处应作防水处理。仰拱施工前应清除虚碴、杂物和积水，坡面应 平顺，确保排水畅通，应采用一次灌注砼成型 工艺。仰拱填充严禁与仰拱同时施工，宜在仰拱砼终 凝后施作。为减少其与出碴运输的干扰，采用仰拱栈桥跨 过施工地段，以保证隧道底部的施工质量，消 除隧底结构施工质量隐患。仰拱栈桥的长度和 结构形式可根据施工需要来确定。l5、关于无损检测的过程管理（1）及时进行，以
