隧道初期支护喷射混凝土回弹量控制研究

卓贵波

（重庆市园林建筑工程（集团）股份有限公司　重庆　401122）

隧道初期支护喷射混凝土回弹量控制研究

卓贵波

（重庆市园林建筑工程（集团）股份有限公司重庆401122）

本文结合作者在中铁十二局集团渝利铁路项目经理部玉峰山隧道施工中开展的QC小组活动，通过对喷射混凝土回弹量的现状调查并制定合理的QC小组活动目标，对影响喷射混凝土回弹量原因分析-要因确认-制定对策-实施对策，恰当使用工具方法，达到了降低隧道初期支护喷射混凝土回弹量的目的。

隧道；初期支护；喷射混凝土；回弹量；控制

1　前言

由于喷射混凝土在隧道施工过程中对安全、质量、进度等方面影响较大，成本上也占有较大比重，而回弹量是喷射混凝土最关键因素之一。喷射混凝土施工工艺虽然相对成熟和完善，但影响喷射混凝土回弹量因素较多，控制比较困难。

2　玉峰山隧道工程概况

隧道全长3222km，中心里程为DK17+535，起点里程为DK15+924，终点里程为DK19+146，我项目部负责隧道进口到中心里程段（DK15+924～DK17+535）的施工，玉峰山隧道设计双线时速200km/h有砟铁路隧道，属低山地貌，地形起伏较大，相对高差约15～340m，植被发育。地质条件比较复杂，地表为粉质黏土、碎石土、块石土，基岩为须家河组砂岩夹页岩，泥岩及煤层线。地下水较为发育，预测隧道最大涌水量为12406m3/d，地下水以基岩裂隙水为主，主要赋存在砂岩中，在化学侵蚀环境属硫酸盐及酸性H2侵蚀。

我项目部负责施工工程量：Ⅴ级围岩80m，Ⅳ级围岩142m，Ⅲ级围岩1389m；C25喷射混凝土。

3　现状调查

QC小组派专人深入施工现场，对喷射混凝土作业工序进行旁站，随机抽取3个循环作业实际数据，分别对拱部和边墙喷射混凝土实际消耗量和设计量进行了对比，通过计算得出实际回弹量。

4　活动目标

降低喷射混凝土回弹量，满足：拱部≤25%，边墙≤15%。

保证喷射混凝土强度、厚度符合设计要求。

5　原因分析

本QC小组成员经过认真讨论和研究、从人、材、机、法、环五个方面及时分析出影响初支喷射混凝土回弹量的原因详见图1。

6　要因确认

6.1要因确认一：未进行专业培训

【确认方法】对施工班组人员进行考核。

【标准】考核优良率=100%。

【实测】经统计，隧道施工喷锚班组人员共计12人，对其进行岗位考核。

根据考核情况，岗位考核优良率是66.6%，未达到标准100%的要求。

【结论】未进行专业培训是要因。

图1　喷射混凝土回弹量因果图

6.2要因确认二：奖罚制度不完善

【确认方法】QC小组成员召开集体讨论会议，对现行管理制度进行讨论。

【标准】作业人员100%认同。

【实测】经过对奖罚制度进行讨论，对作业人员进行问卷调查，结果均显示现行管理制度是健全的，有完善的奖罚制度。

【结论】奖罚制度不完善不是要因。

6.3要因确认三：找顶、找帮不彻底

【确认方法】现场调查。

【标准】喷射过程中无掉块塌方现象。

【实测】专人跟踪10个循环喷射混凝土作业过程，有3次在喷射过程中局部掉块，1次在喷射过程中较大坍塌。

【结论】找顶、找帮不彻底是要因。

6.4要因确认四：裂隙渗水未作引排处理

【确认方法】现场调查。

【标准】有水地段喷射无掉块。

【实测】专人跟踪10个裂隙水循环喷射混凝土作业过程，每循环有水处均已作引排处理。

【结论】裂隙渗水未作引排处理不是要因。

6.5要因确认五：拌合计量不精确

【确认方法】现场调查。

【标准】原材料称量偏差值均符合规范要求。

【实测】随机抽取3盘拌合料进行复称，得到如下实测偏差值，满足规范要求。

【结论】拌合计量不精确不是要因。

6.6要因确认六：未按施工配合比配料

【确认方法】查看施工配合比，检查材料计量资料。【标准】严格按照施工配合比配料。

【实测】经过现场调查，均按施工配合比拌合。

【结论】未按施工配合比配料不是要因。

6.7要因确认七：骨料级配及洁净度

【确认方法】现场调查。

【标准】级配连续，粗骨料含泥量小于1%，细骨料含泥量小于3%。

【实测】通过现场取样试验检验粗细骨料，测得到如下数值。

【结论】骨料级配及洁净度是要因。

6.8要因确认八：机械设备老化

【确认方法】现场调查。

【标准】设备质量合格率100%。

【实测】对现场3台喷锚设备、3台LWJ-20/7型电动空压机、1套喷锚料自动计量拌合设备进行检测，检测结果全为优良。

【结论】机械设备老化不是要因。

6.9要因确认九：一次喷射厚度太薄

【确认方法】现场调查。

【标准】拱部为50～100mm，边墙为70～150mm。【实测】对现场10个循环进行现场检测。

【结论】一次喷射厚度太薄是要因。

6.10要因确认十：喷射距离、角度不合理

【确认方法】现场调查。

【标准】操作人员喷射角度和距离符合规范要求。

【实测】通过对现场操作人员实地检查，操作人员喷射角度和距离均符合规范要求。

【结论】喷射距离、角度不合理不是要因。

6.11确定四个主要原因

①未进行专业培训。②找顶、找帮不彻底。③骨料级配及洁净度。④一次喷射厚度太薄。

7　实施对策

7.1对策实施一：员工再培训

制定培训计划、培训课程：参考相关施工规范、验收标准及我公司在同类工程中的施工实践经验，使培训教材内容充实、可操作性强，从理论知识、技能操作对施工人员进行强化培训。

结论：考核优良率达到100%，达到了对策目标。

7.2对策实施二：专人彻底找顶找帮

（1）项目部建立健全隧道施工安全、质量责任制度；施工队伍严格贯彻落实。

（2）爆破作业由爆破员负责，优化爆破方案，调整爆破参数，改善爆破效果。

（3）爆破作业后，人工配合挖掘机进行找顶找帮，彻底清理松动岩石，由现场技术人员进行检查验收；验收合格后，初喷混凝土4cm，然后进行锚杆、钢架、网片等施工；最后复喷混凝土施工。

结论：喷射过程中无掉块坍塌现象，达到了对策目标。

7.3对策实施三：调整骨料级配、清洗骨料

（1）严格原材料进场验收制度，确保所有进场原材料合格。

（2）项目部试验室对已进场原材料（骨料）进行现场取样，对其进行骨料级配试验和含泥量试验，出具合格试验报告。

（3）试验不合格材料坚决不能用于施工。

（4）使用检验合格的骨料前，需对其进行进一步清洗，确保含泥量符合规范要求。

结论：级配连续，粗骨料含泥量小于1%，细骨料含泥量小于3%，达到了对策目标。

7.4对策实施四：严格按规范要求厚度喷射

（1）组织现场技术管理人员学习施工规范和验收标准，对作业人员强调喷层厚度对喷射效果的重要性，严格要求工人按施工规范和验收标准要求施工。

（2）对喷射全过程旁站，时常检查喷射厚度，如发现不符合要求，立即责令整改。

结论：喷射厚度100%满足：拱部50～100mm，边墙70～ 150mm，达到了对策目标。

8　效果检查

（1）项目部组织了相关部门对隧道喷射混凝土施工进行验收、统计。

（2）喷射混凝土实际消耗量大幅度减少，就一个喷射循环而言，活动后的喷射混凝土消耗数量较活动前节约：每循环经济效益（2.5m）：=[12×（39.4%-17.1%）+6×（31.6%-9.4%）]×380=1523.04元。

9　总结

通过本次QC小组的攻关活动，我们有效降低了隧道初支喷射混凝土回弹量，较大程度缩短了喷射时间，为企业创造了丰厚的经济效益；提高了隧道施工整体质量、安全、进度指标；同时也为隧道施工总结了相关经验，取得了良好的社会效益。《降低隧道初支喷射混凝土回弹量》QC成果材料获中铁十二局集团有限公司2010年度优秀质量管理小组成果奖（即一等奖），获铁道部2011年度优秀质量管理小组成果奖（即一等奖）。渝利铁路玉峰山隧道获中铁十二局2011年度优质工程奖。

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[5]任小平.隧道工程喷射混凝土施工的探讨[J].路基工程，2005（5）.

U454

A

1673-0038（2015）23-0276-02

2015-5-22

卓贵波（1982-），男，本科，主要从事工程管理工作。