降低软岩隧道初期支护变形量

中铁十四局五公司东毛高速QC小组

一、 工程概况

新建六盘山隧道属于特长大隧道，全长9.48公里。本合同段承建六盘山隧道出口。隧道为分离式双洞隧道，左线长3260m，右线长3210m，独头掘进施工。

隧道穿越围岩分别为Ⅴ、Ⅳ级围岩区。隧道穿越围岩较差，主要是泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，结构稳定性差。其中Ⅴ级围岩左线1645m，占左线50.5%，右线1650m，占右线51.4%。隧道工期紧张，为本标段的控制性工程，同时也是本标段的重、难点工程。本隧道的重点就是穿越不良地质的施工。本标段隧道区域内的不良地质主要有涌突水段、高应力软质岩大变形、岩层不整合接触带坍塌。

涌突水段——隧道在K12+980～K13+180m处穿越大峡河谷地段以及隧道穿越褶皱构造带，受向斜、背斜影响的段落，两种岩性的交界带。隧道通过此类地形、地层时均有可能发生涌突水现象。

高应力软质岩大变形——本标段六盘山隧道穿越地层岩性主要以中风化粉砂质泥岩为主，岩石风化不均，风化层厚度变化大，且这些段落埋深较大，岩质属较硬——较软岩，加之区域内存在高地应力现象，因此隧道深部软质岩（中风化粉砂质泥岩）存在大变形的可能。

岩层不整合接触带坍塌——本隧道在不同围岩级别交界处不整合接触，存在坍塌的可能。

二、 QC小组概况

小组成员： 表一 小组名称 小组成立时间 课题名称 课题注册时间 小组类型 活动时间 NO 姓 名 2013年3月5日 中铁十四局五公司东毛高速项目部QC小组 2013年3月5日 注册号 降低软岩隧道初期支护变形量 课题注册号 攻关型 2013年3月5日—2013年5月20日 年龄 性别 职务 小组成员 职 称 14人 组内职务 DM-2013-01 201306

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 帅文斌 韩利儒 梁秋彦 杨伟辉 汪军鹏 朱贵昌 樊祥存 刘运良 彭彬 康宗宁 闫川 李敏 杨际银 倪陶俊 31 27 27 25 26 43 49 40 24 25 26 32 54 42 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 总工程师 工程部部长 质检部部长 质检员 质检员 试验室主任 测量队长 测量员 技术员 技术员 技术员 试验员 施工员 施工员 工程师 助理工程师 助理工程师 助理工程师 助理工程师 工程师 工程师 技师 助理工程师 助理工程师 助理工程师 助理工程师 技师 技工 组长 质量检查 资料管理 信息收集 技术管理 试验管理 数据检测 数据检测 技术管理 技术管理 技术管理 试验统计 现场负责 现场负责 小组组建及概况：为防止、解决隧道施工中普遍存在的沉降和收敛过大，初期支护变形侵限导致拆换拱现象，东毛高速A4标项目部于2013年3月5日成立了东毛高速项目部QC小组，小组成员共14人，由管理人员、技术人员、测量人员、施工人员组成，所有成员均参加接受TQC教学大纲的72小时基本知识教育，并具备现场施工经验1年以上，能熟练通过QC活动指导生产。 制表：杨伟辉 时间：2013-3-5

小组活动计划表： 表二 时 间 项 目 选定课题 现状调查 目标值 原因分析 要因确认 制定对策措施 对策实施 效果检查 制定巩固措施 总结 3月 4月 5月 6月 7月 8月 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 制表：闫川 时间：2013-3-8

三、 选题理由

选题理由确认图： 图一 企业发展需求

诚信为本、顾客至上、科学管理、铸造精品

创优要求

宁夏公路建设管理局针对宁夏地区多软岩隧道的特点，要求依

靠现场科研、技术手段掌握准确探测大变形、高应力数值的手段，形成系统、可靠的软岩隧道快速安全施工技术。六盘山隧道作为全线控制工程，建设单位对本工程施工质量特别重视，要求创优目标是“确保省、部优质工程，争创国优工程”。

工程环境需求

隧道穿越围岩较差，主要是粉砂质泥岩和泥质粉砂岩，结构稳定性差。岩石风化不均，风化层厚度变化大，且这些段落埋深较大，加之区域内存在高地应力现象，因此隧道深部软质岩（中风化粉砂质泥岩）存在大变形的可能。

本标段六盘山隧道单洞合计长6470m，穿越围岩为Ⅴ、Ⅳ级围岩区,合同工期为33个月，工期紧、任务重。2013年2月六盘山隧道左线ZK15+477.4～ZK15+422.4段初期支护拱架发生严重变形，隧道净空收敛变形值累计达250mm。最后通过对该段上台阶施作临时仰拱封闭，补强锁脚及临时横撑后变形得到控制，该段前后二衬衬砌完成且强度达到100%后，进行了换拱处理，共耗时20天，影响了工程进度。

工期和施工质量

安全要求

选定课题 降低软岩隧道初期支护变形量

制图：汪军鹏 时间：2013-3-10

四、 现状调查

小组成员通过对隧道变形段的跟踪观察，发现初期支护变形时间集中在初期支护后1个星期内，大部分量测点变形值接近设计预留变形量150mm。其变形特征为：净空收敛、局部钢架扭曲变形、拱顶下沉、拱腰开裂、喷射砼表面出现开裂起壳和掉块等。变形初期不仅变形的绝对值很大，而且在六盘山隧道实际施工过程中双线双洞隧道的外侧横向位移速率也很大，存在结构偏压。小组成员检查收集数据对施工中各

项技术指标进行统计，做出如下调查表：

初期支护问题调查表： 表三 序号 时间 3月 项目 3月 3月 3月 3月 3月 3月 合计 10～12日 12～15日 15～18日 18～22日 22～25日 25～28日 28～31日 1 2 3 净空收敛 拱顶下沉 局部拱架 扭曲变形 喷射砼表面出现开裂、掉块 拱腰开裂 横向位移 统计检查点数 总检查点数 不合格率 3 3 2 4 4 0 6 2 2 6 5 0 4 3 0 5 3 0 4 4 1 32 24 5 4 5 6 7 8 9 1 1 1 11 27 40.7% 0 2 0 10 27 37% 2 0 0 12 28 42.8% 1 0 0 12 27 44.4% 1 0 1 9 26 34.6% 0 1 0 8 26 34.6% 0 0 0 9 27 33.3% 5 4 2 72 188 38.3% 1、 检查时段：3月10日～3月31日 2、 检查方式：24小时值班跟进、逐循环统计 3、 检查标准：按照设计预留变形量（150mm×2/3）为检查标准 4、 记录方式：现场日志、数字记录 5、 判定方式：目测、专用工具测量 6、 检 查 人：汪军鹏、闫川、康宗宁、彭彬、杨伟辉 制表：刘运良 时间：2013-4-1

初期支护问题发生频率统计表（N=72）： 表四

序号 1 2 3 4 5 6 7 项目 净空收敛 拱顶下沉 局部拱架扭曲变形 喷射砼表面出现开裂、掉块 拱腰开裂 横向位移 合计 频数 32 24 5 5 4 2 72 频率％ 44.44% 33.33% 6.94% 6.94% 5.56% 2.78% 100.00% 累积频率％ 44.44% 77.77% 84.71% 91.65% 97.21% 100.00% 制表：刘运良 时间：2013-4-1