提高隧道涌水地段喷射砼效果

组长:余志鸿编制人：杨晓旭发表人:李蕾科技先行、强化管理、守约重誉、质量兴业中铁二局一公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果沪蓉国道主干线支线重庆忠县至垫江高速公路第A3合同段谭家寨隧道起止里程为K84+800～K87+175，全长2375m。该隧道地下涌水量大。此隧道涌水特点：在开挖初期涌水量最大，随时间减弱，且随着隧道开挖的掘进，涌水主要集中在掌子面50m范围内。隧道开挖后必须立即进行初期支护。围岩稳定情况：Ⅱ、Ⅲ类段及断层破碎带围岩节理发育，遇水后极易失稳，Ⅳ类段自稳能力好。一、工程概况上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果二、小组简介小组于2006年5月成立，小组成员8人，组长余志鸿，副组长杨勇，成果编制人：杨晓旭，发布人：李蕾，小组成员接受了TQC学习平均每人60小时，课题类型：问题解决型。质量管理小组登记表小组名称忠垫高速公路A3项目经理部QC小组注册日期2006.5.15课题名称提高谭家寨隧道涌水段喷射混凝土效果注册号2006-3活动日期2006年6月1日~2006年8月15日小组类型现场型上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果姓名组内分工性别文化程度职称接受教育时间余志鸿组长男大专项目经理60小时杨勇副组长男大专总工60小时李康组员男大专副经理60小时蔡爽组员男大专副总工60小时杨晓旭组员男大学工程部长60小时李蕾组员男大学工程师60小时何浪组员男中专助工60小时陈映宇组员男中专助工60小时（续上表）上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果三、选题理由该隧道在施工中涌水极为严重，对喷射砼作业有很大的影响。1、涌水量大，涌水面广，从操作工艺和环境上提出新的要求。2、围岩中存在大量软弱层，增加失稳的可能。3、喷射砼作业时的平整度以及水流引排对下一步防排水施工有很大的影响。针对以上特殊条件，施工关键和核心是快速、优质地作好锚网喷。特定条件下新工艺的应用提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果选定课题确保施工安全及质量,经济、文明、环保、按期完成项目业主要求制定并落实严密的施工方案及技术措施，尤其是关键部位及工序，安全、优质、按期、文明、高效完成项目。公司要求全部工程达到国家、交通部质量验收标准，争创省部级优质工程。保持良好的工程形象和社会形象。项目目标上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果四、现状调查此前谭家寨隧道喷射混凝土采用湿喷技术，在涌水量达到10米长度范围内150m3/h后，砼喷射1.875m3/h，钢筋网挂设0.5延长米/h，砼回弹率26.5%。经现场检查，涌水口处已喷射的砼被涌水迅速带出，在涌水明显地段已喷砼被大面积胀坍，经常须补喷，钢筋网与受喷面不密贴，导致喷射砼表面平整较差、容易形成空洞现象，同时，在喷射砼过程中，部分围岩面无法承受新喷砼重量而发生坍塌。施工现状调查主要从影响一次砼喷射成型效果及引起砼需补喷的因素着手，6月1日至6月3日小组对喷射砼进行了现场调查，统计结果如下表，并绘制排列图。上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果序号项目名称频数（个）频率（%）累计频率（%）1涌水点砼坍塌1146462与围岩接触面脱落（无水处）625713表面不平整(须处理)313844钢筋网晃动28925其他28100合计24100影响喷射砼作业主要因素统计表上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果影响喷射砼效果的排列图累计频率（%）04812162024020406080100涌水点砼坍塌与围岩接触面脱落(无水处)钢筋网晃动其它46%频数N=3271%84%92%2个主要因素钢筋网与受喷面不密贴上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果五、确定目标值和可行性分析（一）目标：小组讨论决定目标值定为：新喷射砼一次成型，围岩面能承受新喷砼重量。（喷射砼不小于3m3/h，钢筋网挂设0.8延米/h，砼回弹率小于18%。）（二）目标可行性分析：1、砼湿喷技术现已相当成熟，以往类似工程的施工经验可供此次QC活动借鉴和参考。2、现场技术人员及施工作业人员具备较高的素质。3、充分发挥现场技术工人的积极性和创造性，“群策群立”，为提高喷射砼效果出谋划策。上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果六、原因分析人材料方法环境作业面视线差碎石级配较差一次喷射砼厚度较厚工作气压较小各层砼间的时间间隔短喷射砼喷嘴行走路线不当★涌水量大,面广★围岩面无法承受新喷砼重喷射砼厚度标记不清喷射手操作水平不一致钢筋网晃动钢筋网与受喷面不密贴钢筋网与锚杆焊接较差影响喷射砼效果的因素★钢筋网设计网孔大上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果序号末端因素确认方法确认情况负责人时间是否要因1喷射手操作水平不一致调查分析部分技术工人缺乏在大涌水段喷射砼的操作经验，操作熟练程度不一致，事前必须有足够的培训时间。杨勇6月7日否2钢筋网与受喷面不密贴现场测量在部分超挖地段，钢筋网与受喷面不能较好的密贴。蔡爽6月8日是3钢筋网与锚杆焊接较差现场测量由于现场涌水严重，现场施焊条件差，钢筋网与锚杆焊接点不牢固，焊接点间距较大，喷射砼时钢筋网易晃动。蔡爽6月7日否七、要因确认上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果序号末端因素确认方法确认情况负责人时间是否要因4碎石级配较差现场测量回弹较大，喷射砼表面光洁度较差蔡爽6月6日否5钢筋网设计网孔大调查分析设计钢筋网网孔较大（砼喷射后受涌渗水压力影响，要求钢筋网对砼的承托力加大），对新喷砼支撑作用较差，当喷射厚度较厚时，极易整块坍落。杨晓旭6月7日否6一次喷射砼厚度较厚调查分析由于操作工人视线较差，一次喷射砼厚度不易控制，且易出现个别喷射成包现象杨晓旭6月8日否（续上表）上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果序号末端因素确认方法确认情况负责人时间是否要因7工作气压较小现场测量由于高压风管路较长，风损较严重，偶出现喷射作业面工作气压较小情况。加强管路维护，将储气罐移至洞内适当位置即可解决。李康6月7日否8喷射砼厚度标记不清调查分析作业面操作工人视线较差，喷射砼厚度标记看不清。在喷射前适当增加喷射标识即可解决杨晓旭6月8日否9各层喷射砼间的间隔时间短调查分析前层喷射砼不能承受前后两层喷射砼的自重，偶出现整块坍落现象。喷射砼作业人员合理控制两层砼间的间隔时间，即可避免。杨晓旭6月6日否（续上表）上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果序号末端因素确认方法确认情况负责人时间是否要因10喷射砼喷嘴行走路线不当调查分析喷射手掌握喷头螺旋形移动半径小，有时甚至少移动。施工人员指导作业工人严格按螺旋形路线移动即可杨晓旭6月6日否11涌水量大,面广调查分析涌水量大，面广，在新喷射砼未凝固前即被涌水胀坍杨勇6月6日是12围岩面无法承受新喷砼重调查分析围岩松软，表层遇水即自行脱落，由于涌水的作用，喷射砼无法与钢筋网有效包握，当喷射砼厚度增加时，常有喷射砼块整块沿围岩松散面脱落杨晓旭6月8日是（续上表）上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果序号末端因素确认方法确认情况负责人时间是否要因13作业面视线差调查分析作业面照明设备必须离风嘴一定安全距离，加之喷射时粉尘及回弹物影响操作工人视线。施工时加强洞内通风，同时给喷射工人准备备用面罩。李康6月8日否根据以上末端原因逐条确认，我们认为影响砼喷射效果的主要原因有：（1）钢筋网与受喷面不密贴。（2）涌水量大、面广。（3）围岩面无法承受新喷砼重。（续上表）上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果八、对策措施针对3个主要原因，小组经过研究讨论，制定出如下对策措施。对策表序号主要原因对策目标措施地点时间负责人1钢筋网与受喷面不密贴提高砼喷射面平整度钢筋网与受喷面密贴1、钢筋网挂设前，初喷一层砼，尽量找平围岩面。2、当超挖较严重时可局部先行挂网初喷。作业现场7月3日杨晓旭上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果（续上表）序号主要原因对策目标措施地点时间负责人2涌水量大，面广采用压注水泥-水玻璃浆进行整体堵水，确定合理的喷射方法尽可能减少涌水对喷射砼的不利影响1、在涌水地段开挖时在掌子面进行超前钻孔探水，一旦需要注浆堵水时，即提出方案变更，采取注浆堵水；2、开挖后涌水集中处用硬塑管将水集中引出；3、面流较大处在钢筋网背后设置软式透水管引水集中排出；4、面流较小处采用从四周向中心赶水，并在中心处埋设排水管将水引致砼以外。作业现场7月3日杨勇上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果（续上表）序号主要原因对策目标措施地点时间负责人3围岩面无法承受新喷砼自重清除松软层，加强与围岩面连结喷射砼与围岩粘结牢固1、人工仔细清除松散岩块，然后用高压风清扫围岩表面虚碴；2、钢筋网背后设置铁丝网，与钢筋网一道承受喷射砼凝固前以及未成环状前的自重。作业现场7月11日李康上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果九、实施对策实施一、提高初喷砼面平整度[由杨晓旭负责，陈映宇组织，7月3日实施]1、测量组对开挖进行每轮开挖测设中线，并检查上一次开挖的效果，严格控制超挖；2、当开挖后及时进行围岩面松碴清理，初喷约5cm厚砼，尽量找平围岩面。3、在局部超挖较明显地段设置局部钢筋网，并进行砼初喷找平，不平整位置凹凸不平控制在10cm以内。4、然后再进行全段钢筋网设置，可有效保证钢筋网与受喷面密贴。7月3日首次在K85+542～+539采用此方案，初喷前经现场断面检测，实际喷射砼（指成型砼）为：初喷3.71m3，复喷上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果13.62m3。工序作业时间：初喷（含局部钢筋网挂设）1.5小时，复喷4小时，平均每小时喷射成型砼3.150m3，砼回弹率23.2%。7月1日施工的K85+552～+549段喷射砼：初喷砼2.3m3，复喷砼16.1m3；工序作业时间：初喷0.75小时，复喷6小时（含补喷2.5小时），平均每小时喷射成型砼2.726m3，砼回弹率25.6%。将K85+542～+539（网喷砼前对局部超挖先作了局部挂网初喷处理）与K85+552～+549（按此次QC活动以前的方法喷射砼）相比较可见，采取局部钢筋网初喷砼找平围岩不平整面，可以有效提高喷射砼的作业效率，并一定程度上降低砼回弹率。上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果K85+542～+539引水初喷混凝土上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果K85+542～+539拱部挂设钢筋网钢筋网汇集的涌水上一页下一页中铁二局第一工程有限公司QC成果提高谭家寨隧道涌水地段喷射混凝土效果实施二、采用压注水泥-水玻璃浆进行整体堵水，采用合理的喷射方法[由杨勇负责，陈映宇组织，7月3日实施]1、在设计涌水地段开挖时在掌子面进行超前钻孔探水，一旦需要注浆堵水时，即提出方案变更，采取注浆堵水，该条对策需开挖前作超前探水处理，一旦进行预注浆堵水处理后，将有效阻止注浆有效范围内的涌水发生，但注浆成本往往较高，只有在涌水量大处（本隧中预计10米涌水量超过200m3处）方采用超前预注浆堵水处理，该隧道K86+195～+273段采用压浆堵水，经压浆后，该段隧道开挖后最大涌水处10米涌水量仅为56m3/h，