隧道施工常见问题原因分析及处理措施

1隧道施工中常见问题原因分析及处理预防措施问题一：二衬拱顶、拱腰个别地方存在空洞和不密实㈠原因分析：1、Ⅱ、Ⅲ级围岩光爆效果差，造成隧道开挖轮廓凹凸不平，有棱角⑴光爆设计不合理（孔网参数、装药结构、起爆网络等）。⑵火工品的性能不稳定（炸药的爆速、非电毫秒雷管延期时间的精确性、火工品的可靠性）。⑶钻爆时施工班组存在偷工行为，未按要求炮眼间距、数量布置炮眼。⑷在开挖断面的下部位置，由于作业空间的限制和操作人员的操作水平的问题。在钻眼时，未能较好的控制钻杆的角度和周边眼的间距。⑸在周边眼施工放样时，放样精度不满足要求。2、人为原因：⑴Ⅱ、Ⅲ级围岩初期支护砼厚度不足，喷射砼时未把凹凸面喷平，平整未达到规范要求。⑵防水板铺设时未预留好足够的松铺系数，导致砼浇筑完毕后防水板未与初支面密贴。⑶在砼浇筑到拱顶位置时，未及时的调整砼的坍落度，导致拱顶未被砼充填密实。⑷在砼浇筑到拱顶位置时出现堵管现象，现场人员在未仔细分析原因的情况下就主观地认为已经管满，停止砼泵送造成二衬厚度不足，出现脱空现象。⑸在浇筑二衬砼时，施工作业班组主观上存在偷工减料行为，表现为衬砌厚度不足，注浆不满、不实等现象；现场管理人员在砼最后补方时，向拌合站提供的补方数量不准确，造成拌合站停止砼搅拌，实际二衬砼在未注满的情况下停止，造成二衬脱空。⑹在二衬砼未初凝前急于拆管，造成未自稳的砼掉在自重的作用下下落形成漏斗，造成二衬脱空。3、技术原因：⑴砼的收缩徐变，导致空隙。2⑵砼施工配合比水灰比偏大、坍落度大、砼振捣不密实，砼自重下沉。⑶用输送泵输送砼时，拱顶的砼在输送过程中把部分空气密闲在狭小空间内无法排出，造成空隙。㈡处理措施1、加强Ⅱ、Ⅲ级围岩光爆控制，提高光爆效果和基岩面平整度。⑴针对不同围岩、不同的开挖断面、有无仰拱三种情况重新进行光爆设计，其设计参数见（表1～表5及附图）：⑵提高轮廓线放样精度，周边轮廓线的放样允许误差控制为±2cm。⑶掏槽眼采用高爆速、高猛速、高密度的炸药；周边眼采用低爆速、低猛度、低密度、传爆性能好、爆炸威力大的炸药。⑷采用不耦合装药结构，通过空气的缓冲作用减轻震动和保护岩体。⑸根据地质条件选择合理的爆破参数。在施工中，首先调整周边眼的药量，并对炮眼装药结构进行调整，具体做法是将周边眼炸药均匀的绑扎在导爆索上，使炸药能量更加均布于炮孔壁上，必要时增打导向孔以减轻爆破对围岩的扰动，其次是加强掏槽，增大内圈眼至周边眼的段间隔时间，跳1～2段分别使用毫秒雷管，以减轻爆破时围岩对周边孔的夹制作用及破坏，确保周边眼采用通段雷管同时起爆（采用导爆索连接），提高爆破效果。最后是加强孔口填塞质量，使用高质量炮泥堵塞。⑹提高钻孔精度及炮孔成孔质量。光爆效果好坏，超欠挖多少均与周边钻孔成孔质量有密切关系。在钻凿周边眼时，要尽量控制好外插角。⑺加强对工人的培训，增强工人责任心，钻凿周边眼时，选择经验丰富的钻工作为领钻员，让其先钻凿一拱顶周边眼，插入钢钎，其他钻工依据此作为引导，平行于钢钎进行钻凿，以控制好钻孔角度。⑻根据现场实际地质情况，动态调整爆破参数，尤其是孔网参数的确定和药量控制，更好的对超欠挖加以控制。⑼隧道开挖前，分部主管技术员根据现场围岩情况制定光面爆破参数报监理审批后交作业人员执行，在整个钻眼、装药过程技术员要全程监控，每一循环进尺不宜超过3.5米。2、对于初期支护表面不平整的情况，采取喷射砼补喷平整，必要时打设锚杆并挂网喷砼。使其岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）欠3挖不大于5cm。3、在二衬砼浇筑到拱顶位置时，及时的调整砼的坍落度，使拱顶完全被砼充填密实。4、采用有效措施提高施工作业人员及现场管理人员的责任心、质量意识：补方准确、砼初凝后拆管等；5、对已形成二衬后脱空现象的处理：对于拱顶部位二衬脱空：采用拱顶预留注浆孔进行注浆回填；对拱腰及边墙处二衬脱空：采用钻孔后注浆回填。⑴以雷达监测数据为依据，明确需注浆回填加固的范围和数量。根据现场实际情况选定合适的注浆方案。①对于脱空高度小于10cm，一般采用φ42mm注浆管压注纯水泥浆处理，水灰比为0.5:1；②对于脱空高度为10～15cm，采用φ42mm注浆管压注水泥砂浆处理，水泥砂浆具有良好的流动性；③对于脱空高度大于15cm，采用φ150mm钢管接砼输送泵直接泵送砼。砼要具有良好的和易性和流动性。坍落度控制在15～20cm，碎石最大粒径小于1cm。⑵施工过程中注意事项：①钻孔预埋注浆管时，管口距围岩要预留5～10cm空隙，以便浆液能顺利流出。②注浆管要用钢板和膨胀螺栓与既有衬砌固结，最后通过法兰盘连接注浆管或注浆泵进行注浆或泵送砼。③注浆速度不能过快，当出现较大压力时可暂停10分钟左右，使浆液顺利扩散。④注浆完成后不要急于拆除法兰盘，待浆液有一定的自稳能力后再拆并及时封堵注浆口。6、返工处理情况对于二衬砼标号低于设计标准、二衬厚度低于验收标准和二衬厚度不足范围过大的现象，要分析原因。并对此类工程要坚决拆除返工。㈢二衬背后脱空的预防措施1、严格执行“三检制度”，严把工序质量关，上道工序不合格严禁4下道工序施工。2、加强光面爆破控制，提高基岩平整度。3、加强施工过程控制，对初支平整度不满足要求的不予验收，直至补喷合格后才允许进行下道工序施工，确保初支基面平整。4、加强二衬砼振捣质量。5、加强各工序作业人员的质量意识教育，掌握每道工序的质量标准。6、加强技术管理人员的责任心教育，把好每道工序质量。光面爆破参数统计（Ⅱ级围岩）表1序号围岩类别参数名称炮眼类别备注掏槽眼掘进眼辅助眼周边眼底眼1花岗岩（Ⅱ级）钻孔深度（m）4.53.74.33.54.72炮眼间距（m）0.250.80.80.50.653炮孔个数（个）141011860204装填系数（%）80807060805光爆层厚度（m）0.556周边眼线装药密度（Kg*m-1）0.257炸药单耗（Kg*m-3）11凝灰岩（Ⅱ级）钻孔深度（m）4.33.84.33.54.52炮眼间距（m）0.30.80.80.550.653炮孔个数（个）141011856204装填系数（%）80807060805光爆层厚度（m）0.66周边眼线装药密度（Kg*m-1）0.37炸药单耗（Kg*m-3）1说明：此数量表中数据为全断面爆破开挖炮眼数量。5Ⅱ级围岩Ⅱa型全断面爆破开挖炮眼布置图注：本图尺寸除注明外均以厘米计。115193513579131517光面爆破参数统计（Ⅲ级围岩）表2序号围岩类别参数名称炮眼类别备注掏槽眼掘进眼辅助眼周边眼底眼1花岗岩（Ⅲ级）钻孔深度（m）4.53.74.53.54.72炮眼间距（m）0.350.80.80.60.753炮孔个数（个）81012042174装填系数（%）80807060805光爆层厚度（m）0.66周边眼线装药密度（Kg*m-1）0.37炸药单耗（Kg*m-3）0.91凝灰岩（Ⅲ级）钻孔深度（m）4.33.84.33.54.52炮眼间距（m）0.30.80.80.650.753炮孔个数（个）81011640174装填系数（%）80806560805光爆层厚度（m）0.66周边眼线装药密度（Kg*m-1）0.37炸药单耗（Kg*m-3）0.9说明：此表中的数量为全断面爆破开挖炮眼布置数量（无仰拱）。6注：本图尺寸除注明外均以厘米计。Ⅲ级围岩Ⅲa型全断面爆破开挖炮眼布置图1379111315131317光面爆破参数统计（Ⅲ级围岩）表3序号围岩类别参数名称炮眼类别备注掏槽眼掘进眼辅助眼周边眼底眼1花岗岩（Ⅲ级）钻孔深度（m）4.53.74.53.54.72炮眼间距（m）0.350.80.80.60.73炮孔个数（个）81012042244装填系数（%）80807060805光爆层厚度（m）0.66周边眼线装药密度（Kg*m-1）0.37炸药单耗（Kg*m-3）0.91凝灰岩（Ⅲ级）钻孔深度（m）4.33.84.33.54.52炮眼间距（m）0.30.80.80.650.73炮孔个数（个）81011640244装填系数（%）80806560805光爆层厚度（m）0.66周边眼线装药密度（Kg*m-1）0.37炸药单耗（Kg*m-3）0.9说明：此表中的数量为全断面爆破开挖炮眼布置数量（有仰拱）。7注：本图尺寸除注明外均以厘米计。137911131511Ⅲ级围岩Ⅲb型全断面爆破开挖炮眼布置图111317光面爆破参数统计（Ⅲ级围岩）表4序号围岩类别参数名称炮眼类别备注掏槽眼掘进眼辅助眼周边眼底眼1花岗岩（Ⅲ级）钻孔深度（m）4.53.74.53.54.72炮眼间距（m）0.350.80.80.60.73炮孔个数（个）8106732264装填系数（%）80807060805光爆层厚度（m）0.66周边眼线装药密度（Kg*m-1）0.37炸药单耗（Kg*m-3）0.91凝灰岩（Ⅲ级）钻孔深度（m）4.33.84.33.54.52炮眼间距（m）0.30.80.80.650.73炮孔个数（个）8106430264装填系数（%）80806560805光爆层厚度（m）0.66周边眼线装药密度（Kg*m-1）0.37炸药单耗（Kg*m-3）0.9说明：此表中的数量为台阶法施工上台阶爆破开挖炮眼布置数量。8Ⅲ级围岩Ⅲa型台阶法炮眼布置图（无仰拱）注：本图尺寸除注明外均以厘米计。91313711139Ⅲ级围岩Ⅲb型台阶法炮眼布置图（有仰拱）注：本图尺寸除注明外均以厘米计。9131371113问题二：无砂砼、排水盲管、土工布及防水板施工不规范㈠原因分析：1、排水管⑴纵向排水管接侧沟处的泄水管在浇筑砼前，未固定牢固。致使砼浇筑后，泄水管在砼浇筑过程中产生位移，导致管口高底不一致或管口高于管底现象。⑵纵、环向排水管在浇筑砼前，未对管口进行有效的保护，致使砼浇筑后管口堵塞。⑶由于在制作和安装纵向排水管时，未精确定位，导致两相邻接侧沟处的泄水管管口中心间距超标。2、无砂砼排水体⑴未严格按无砂砼配合比进行拌制，致使拌制后的砼质量差、施作不饱满。10⑵在施作排水体时未按要求采用防水板将纵向排水管进行反包。3、土工布及防水板铺设⑴在准备铺设防水板前，未对隧道不平整基面进行有效处理；⑵铺挂土工布时，用于固定土工布的射钉和热熔衬垫数量不足，特别是Ⅱ、Ⅲ级围岩由于现场喷射砼的厚度薄而岩石又较坚硬，射钉很难固定在岩石上，此时作业人员为了省工，存在侥幸心理。最后导致固定防水板的焊点密度不足，铺挂后的防水板不规范。⑶由于基面不平整、防水板的松铺系数不准确，导致相邻两幅防水板铺设后，搭接处出现错位，最终致使两幅防水板间个别地方的搭接宽度未达到设计要求。4、止水带安装：⑴纵向止水带个别地方未采用固定钢筋固定或固定不牢固，导致砼施工后止水带不顺直。⑵二衬环向止水带安装不规范、下板仰拱开挖时未对上板仰拱安装的止水带进行有效保护导致破损。⑶止水带未按要求进行焊接，相邻止水带接头搭接长度不足。㈡处理措施1、基面处理严格施工过程控制，对初支面不平整的不予验收，直至补喷合格后才允许下道工序的施工，确保初支基面平整。2、排水管⑴纵向排水管安装前，按设计尺寸划线，使其位置准确合理；⑵纵向排水管接侧沟处的泄水管在浇筑砼前，采用有效的加固措施进行加固，使出水口与管底坡度符合要求。并保证泄水管在砼浇筑过程中不产生位移，管口高底不一致或管口高于管底现象。⑶纵、环向排水管在浇筑砼前，向管口塞堵土工布或其他软质材料进行保护，保证砼浇筑后管口不被堵塞。⑷在制作和安装纵向排水管时，按设计尺寸精确定位，保证两相邻接侧沟处的泄水管管口中心间距符合要求。⑸连接纵向排水管与接侧沟的泄水管的135°的弯头，必须采用胶带包扎。3、止水带⑴二衬环向止水带的安装11沿隧道衬砌厚度的中心线每隔0.5m在档头板上钻φ12的钢筋孔。将制成的钢筋卡，由内侧向外侧穿过档头板，内侧卡进止水带一半，另一半止水带平靠在挡头板上。待砼凝固后拆除挡头板，将止水带拉直，然后弯钢筋卡紧止水带。②注意事项：A、按断面环向长度截取止水带，使每条施工缝用一整条止水带，尽量不采取搭接，除材料长度原因只允许有左右两侧边基上部两个接头（搭接长度不小