隧道常见质量通病及防治措施

广东省连州（湘粤界）至怀集段第1标合同段（K0+000～K3+700）隧道常见质量通病及防治方案中铁十二局集团有限公司广东省连州（湘粤界）至怀集段第1标项目部二0一一年五月广东省连州（湘粤界）至怀集段第1标合同段（K0+000～K3+700）隧道常见质量通病及防治方案编制：复核：审核：中铁十二局集团有限公司广东省连州（湘粤界）至怀集段第1标项目部二0一一年五月中铁十二局集团连怀公路第1标项目经理部隧道常见质量通病及防治方案目录第一章工程概况..................................................................................11.工程概况...........................................................................................12.技术标准...........................................................................................13.自然条件...........................................................................................14.设计概况...........................................................................................2第二章隧道常见质量通病及防治措施............................................31.光爆效果不佳，超欠挖严重...........................................................32.钢拱架安装侵入衬砌界线...............................................................43.喷射混凝土质量差...........................................................................54.仰拱基底处理不好，出现变形，溶岩地段基底溶洞隐患...........65.二次衬砌表观效果差.......................................................................66.隧道拱背回填不实.........................................................................127.隧道墙施工缝接触面处混凝土不密实.........................................128.隧道渗漏水.....................................................................................129.预埋件、预留洞室.........................................................................1310.隧道水沟、电缆槽不平直..........................................................14中铁十二局集团连怀公路第1标项目经理部隧道常见质量通病及防治方案1第一章工程概况1.工程概况二广高速公路粤境连州三水至怀集怀城段起自湘粤两省交界的南风坳，接在建的二广高速公路湘境永州至南山段，经三水瑶族乡、两岸镇、连州市区、三江镇（连南县城）、吉田镇（连山县城）、福堂镇、中洲镇，终于广东省肇庆市怀城镇，接在建的二广高速公路怀集至三水段。第1标段起于湘粤两省交界的南风坳，终于三水瑶族乡的沙坪村，长3.700公里(右线计)。本合同段内九嶷山隧道位于广东省连州市三水瑶族乡牛洞村与湖南省蓝山县所城镇半山村交界处。线路所经之处地貌以丘陵山地为主，地表起伏较大；隧道进出口处覆盖较薄，为第四系全新统坡残积层，基岩为燕山晚期花岗岩（γ52）；洞身基岩出露较好，节理发育，岩体破碎。九嶷山隧道全长6400.1m，本标段为广东境内部分，起终点里程为YK0+000～YK3+815（ZK0+000～ZK3+817），长2815m。隧道布置形式采用标准间距分离式、小净距分离两种形式，出口段由于受地形限制，265m范围左右测设线间距为20~11m，采用小净距形式。2.技术标准本项目主线采用双向四车道高速公路标准，设计速度100km/h、路基宽度26m。3.自然条件1）地形地貌项目区地处南岭山脉南缘，山峦起伏较大，山系多近东西向展布。地势上总体由北往南大致呈北高南低的趋势，海拔高程在100~1100m之间，相对高程较大。地貌总体上为构造剥蚀中低山地貌单元。路线YK0+000（ZK0+000）（起点）~YK2+790（ZK2+800）段属于构造剥蚀中中铁十二局集团连怀公路第1标项目经理部隧道常见质量通病及防治方案2低山地貌。该地貌单元多为隧道通过区，最高海拔高度1002m（九嶷山）。区内地形陡峭，坡陡谷深，剥蚀严重，植被发育，花岗岩风化的第四系残坡积物厚度变化大，在牛洞及杉木垦的山间河谷中有第四系的河流冲积物。路线YK2+790（ZK2+800）~YK4+500（ZK4+520）段属于构造剥蚀低山及河流侵蚀“V”型谷地貌。该地貌单元内河流弯曲，河谷深切，坡陡谷深，河谷断面呈“V”字型，除在局部山间小盆地河床有洪冲积物沉积外，余均为燕山期花岗岩，河流两侧的坡谷坡度在25~60°之间，地表花岗岩风化的残坡积层厚度不一，跟坡度有一定反相关的关系。2）气侯本项目属中纬度亚热带季风性湿润气候；夏季盛行东南风，冬季盛行西北风；全年日照时间长，雨水充沛，有“三月低温阴雨、六月江河爆满、十月寒风”的气候特征。多年平均气温19.4℃，最高气温39.8℃；每年雨季集中在3～9月，占全年降雨的85%左右，多年平均降雨量1628.5～1785.4mm，年蒸发量1419mm；风向具明显的季节变化，风速平均1.2～2m/s，较大风力相当于7级风力。3）水系项目区主要河流有：东陂河及其支流。4）地震根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）附录A，本地区抗震设防烈度为VI度，设计基本地震加速度为0.05g。4.设计概况1）设计围岩情况隧区地层主要由第四系松散堆积物和下伏基岩组成。第四系松散堆积物主要为亚粘土，在沟谷中有冲洪积沙、乱砾石层，亚粘土主要为坡积、残积成因，上部有薄层腐植土，大部呈硬塑状，冲洪积层物质组成主要为卵砾石夹漂石，分布于沟谷边缘两侧或沟口，呈松散至稍密状。下伏基岩主要为花岗岩，全风化层大部分呈土状，大部呈坚硬状；强风化呈半岩半土状，岩质软，易水易软化泥化，裂隙极发育，完整性差；弱风化岩岩质较硬，裂隙较发育，完整性稍好；微风化岩岩质坚硬，裂隙稍发育或不发育，完整性好。根据沿线地下水的赋存、埋藏条件及水动力特征，地下水可分为第四系孔隙中铁十二局集团连怀公路第1标项目经理部隧道常见质量通病及防治方案3潜水和基岩裂隙水两大类。2）设计支护情况本隧道布置形式分为小间距分离式和标准间距分离式两种。复合式衬砌参数一般根据围岩级别，工程地质水文条件，地形及埋置深度，结构跨度及施工方法等来确定。复合式衬砌按照新奥法原理进行设计和施工，以锚杆、喷混凝土或钢筋网喷混凝土、钢拱架为初期支护，模筑混凝土或钢筋模筑混凝土为二次支护，共同组成永久性承载结构。初期支护：对于Ⅳ、Ⅴ级围岩由工字钢架（或格栅钢架）、径向锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成，对于Ⅱ、Ⅲ级围岩则由径向锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成。二次衬砌：一般情况下为素混凝土，浅埋软弱围岩段采用钢筋混凝土。辅助施工：洞口段设40m长φ108大管棚，Ⅳ、Ⅴ级围岩地段一般设有超前小导管、超前锚杆。第二章隧道常见质量通病及防治措施我项目部承建的第1标合同段主要工程项目为九嶷山特长隧道，地质条件复杂多变。为提高工程质量，减少质量通病的发生，本着“源头把关、工艺控制、持之以恒、常抓不懈”的原则，做到提前谋划，及时纠正。特编制如下方面的质量通病预防措施：1.光爆效果不佳，超欠挖严重1．1原因分析1)爆破设计参数不合理。2)爆破设计未根据围岩情况进行调整。3)爆破作业过程中未按照设计炮眼布置、钻孔深度、装药量等进行施工。4)地质条件限制，排除危岩造成超挖或自然垮塌造成超挖。1.2治理方法1)及时调整围岩光面爆破设计参数，并向操作者作好技术交底，坚持每循环精确放样，准确标定开挖轮廓线，施工员、技术人员从炮眼位置、倾角、炮眼深中铁十二局集团连怀公路第1标项目经理部隧道常见质量通病及防治方案4度、装药到起爆各个环节全过程监控。2)准确布置炮眼位置，严格控制装药量，并根据围岩变化情况，及时修正爆破参数。3)加强技术培训，使施工技术人员和操作人员了解爆破施工的设计参数，强化管理，规范操作，用水平尺定位钻杆钻进角度。4)合理设计爆破参数，根据围岩情况适时调整，严格控制循环进尺，在围岩差的地段采用超前锚杆等辅助施工手段来预加固围岩，避免超欠挖的产生。2.钢拱架安装2.1原因分析1)钢拱架加工尺寸不准确。2)钢拱架安装不准确，间距偏差大。3)钢拱架扭曲变形严重。4)围岩开挖超、欠挖严重。5）钢拱架连接松动、刚度不够。2．2治理方法1)采用隧道激光断面仪测量断面净空，及时处理超欠挖。2）不同规格的首榀钢架加工完成后，应放在模具上试拼，周边拼装允许偏差为±30mm，平面翘曲应小于20mm，保证钢架架立的垂直度。当各部尺寸满足设计要求时，方可批量生产。3)安装钢架时测量精确定位，钢架安装应确保两侧拱脚必须放在牢固的基础上。安装前应将底脚处的虚渣及其它杂物彻底清除干净；脚底超挖、拱脚标高不足时，应用混凝土垫块或木楔填充；拱脚高度应低于上半断面底线15～20cm，当拱脚处围岩承载力不够时，应向围岩方向加设钢垫板、垫梁或浇注强度不低于C20混凝土以加大拱脚接触面积。4)钢架在初喷砼后安装，应尽可能与围岩或初喷面密贴，有间隙时应采用混凝土垫块楔紧，严禁采用片石回填。5）钢架应严格按设计架设，间距必须符合设计要求，拱架安装位置采用红油漆进行标注，并编写号码。6）钢架立起后，根据中线、水平将其校正到正确位置，然后用定位筋固定来控制钢拱架的间距，并用纵向连接筋将其和相邻钢架连接牢靠。中铁十二局集团连怀公路第1标项目经理部隧道常见质量通病及防治方案57)钢架安装后尽快焊接连接筋、规范施做系统锚杆和锁脚锚杆（管）、喷混凝土形成整体受力体系。钢架施工是关键工序，钢架直接影响初期支护中的围岩受力状况，尤其在钢架应力集中的地方，如两节钢架连接处螺栓的连接情况。在钢架安装过程中防止两拱脚标高不一致和前倾后仰现象的出现，倾斜角度不得超过2o，并在下一榀钢架中找平。8）加强锁脚锚杆的角度、位置控制，严格按照设计图施工，并与拱脚焊接牢固。3.注浆锚杆3.1原因分析1）锚杆长度不符合设计和规范要求。2）锚杆间距不均匀。3）锚杆数量不够。4）注浆量不足，注浆不饱满。3.2治理方法1）在锚杆施做之前对锚杆的长度逐一检查，挑检出不符合要求的锚杆，清除出场。2）锚杆严格按照设计位置进行钻孔，偏差范围必须在规范范围内。3）锚杆施做后要仔细检查锚杆数量是否与设计一致。4）开启注浆机器，按照设计的注浆压力进行压力注浆，当排气孔出浆后封闭。4.喷射混凝土质量差4.1原因分析1）喷射砼料搅拌不均匀。2）米石粒径超标，原材料质量差。3）喷射风压不合理。4）喷射角度、厚度不合理。5）围岩裂隙水发育。6）混凝土配合比设计不准。中铁十二局集团连怀公路第1标项目经理部隧道常见质量通病及防治方案67）围岩面浮尘粉尘太厚。4.2治理方法1)喷射前用高压水