[qc]超前小导管注浆扩散范围的控制

1、超前小导管注浆扩散范围的控制发布单位：中国水电十五局椒溪河项目部目录一、相关介绍 七、原因分析二、工程概况 八、制定对策三、小组简介 九、对策实施四、选题理由 十、效果检查五、制定目标 十一、总结阶段六、现状调查 十二、今后打算一、相关介绍超前小导管注浆是隧洞初期支护施工过程中最主要的施工工序，主要用于处理地层破碎带或浅埋层施工中的改善上拱部围岩条件。工艺原理：在处理围岩中沿着开挖轮廓线，按照一定的入射角度，钻设一定数量的小导管，用注浆设备把配置好的注浆材料通过小导管注入到软弱地层里，使注浆材料在软弱地层里向四周迅速扩散和加固，并使小导管和岩体固结在一起，起到固结岩层的作用。二、工程概况引汉济

2、渭秦岭隧洞椒溪河勘探试验洞主洞长6592米，其中进口方向2575米，出口方向4063米，全断面采用钻爆法施工，隧洞断面形状为马蹄形断面，成洞尺寸6.76*6.76m(宽*高)。地质情况：地质构造复杂，断裂构造发育。断层段宽度为50-100米，断层带主要物质为破碎岩，夹有少量断层泥及断层角砾，岩体强风化，受构造影响极严重，节理裂隙发育，岩体极破碎，洞室位于地下水位以下。在断层段极不稳定的围岩拱部120。采用超前小导管支护，超前小导管的规格采用热轧无缝钢管，外径42mm，壁厚3.5mm。在管身设注浆孔，孔径6-8mm，孔间距15cm，呈梅花形布置，前端加工成锤形，尾部长度不小于30cm,作为不钻孔

3、的止浆段。小导管施工设计图小导管超前支护剖面图小导管架设位置示意图小导管构造图三、小组简介课题名称超前小导管注浆扩散范围的控制课题类型现场型组员培训时间累计30小时活动次数12次成员资料性别学历职称职务组内分工党晓青男本科高级工程师项目经理活动策划商晓辉男本科工程师项目总工协调监督党少明男本科高级工程师质量部主任活动实施张 博男本科助工技术员现场管理王创博男本科助工技术员效果分析董元朝男本科助工测量员测量屈杰男本科助工技术员信息反馈蔡荣梅女本科助工资料员数据统计整理资料地质原因在需要进行超前小导管处理的地层，由于围岩构造复杂多变，节理发育程度不一,若浆液扩散范围控制不好，爆后坍塌掉块严重造成超

4、挖且不利于施工安全。经验缺乏现场技术人员在隧洞工程施工经验缺乏，超前小导管施工认知水平不一，造成施工结果较难把握。质量检测小导管超前支护地层爆破后仍然超挖严重，对施工现场岩体的固结情况进行检测，发现岩体固结率为38%左右，对周围围岩通过灌浆使其固结完整达不到要求。四、选题理由五、制定目标通过QC小组活动，使安装小导管范围内岩体的固结率达到80%，达到加固周边围岩的目的，有效控制隧洞超挖，确保隧洞施工安全。六、现状调查根据QC小组对施工过程中小导管施工质量检查发现：注浆压力不够，容易产生漏浆现象，封堵不密实；角度过小，爆破完后小导管暴露在外面，起不到支护作用；角度过大，开挖搭接长度不够（设计搭接

5、长度一米），起不到覆盖掌子面周边围岩的作用。对破碎围岩超前支护是隧洞施工安全的关键。为此，对小导管超前支护施工质量进行了调查统计，影响其质量的主要因素有：注浆压力、浆液配合比、孔位布置、注浆量等。缺陷统计列表如下：小导管注浆质量缺陷统计表序号缺陷项目频次频率%累计频率%1注浆压力4544.1244.122 注浆量2524.5168.633浆液配合比1514.7183.334围岩裂隙大小98.8292.165注浆管封堵65.8898.046其它21.96100总计102100根据缺陷统计绘制排列图6.1根据统计表找出主要缺陷从统计表及排列图中可得出结论，影响小导管超前支护质量的主要因素是：注浆压

6、力、注浆量和浆液配合比，这三项因素占总数的83.33%。七、原因分析针对上述各种因素生产的问题，QC小组经过全面分析，就小导管超前支护质量缺陷作业因果分析图，如下：7.1要因确认序号末端因素论证是否要因1水泥浆液滞留时间较长精心组织，加强工序协调，可避免非要因2注浆设备陈旧设备更换，可避免非要因3压力表、流量计损坏经常检查，损坏后及时更换，可避免非要因4分工不明确加强施工管理，可避免非要因5操作不熟练，责任心不强操作人员对注浆工艺不熟悉，可避免 非要因6注浆量难控制围岩裂隙分布复杂不可知，注浆量难控制，不可避免要因7注浆管与孔口塞不密实加强检查，可避免非要因根据小导管注浆质量缺陷因果分析图，经

7、过小组成员认真讨论、现场分析，确认小导管注浆质量缺陷的主要原因是：a、注浆压力难控制；b、注浆量难控制；c、浆液水灰比难控制；序号末端因素论证是否要因8浆液水灰比难控制围岩裂隙分布特征复杂，浆液水灰比难控制，不可避免要因9注浆终压力难控制设计压力0.52Mpa，根据地质构造及裂隙情况采用不同压力要因10岩体渗水不可避免但非常见现象非要因11施工场地狭窄现场统一部署，可改善非要因针对影响小导管注浆质量的三大主因，我们研究制定了对策，并分工负责，见下表：对策实施表八、制定对策序号主因目标对策完成时间负责人1注浆压力难控制确保每个小导管注浆孔的注浆压力满足设计扩散范围要求根据岩性、注浆量、浓度等因素

8、现场确认2013.7.25党少明2注浆量难控制确保小导管注浆扩散半径满足设计要求根据围岩裂隙、注浆压力及浓度等因素确定2013.6.1张 博3注浆水灰比难控制及时调整水灰比，确保裂隙充满浆液每次注浆前对围岩裂隙进行观察，及时调整水灰比2013.7.25党少明九、对策实施实施一：针对小导管注浆施工工艺，项目部技术人员对现场作业人员、值班员进行业务培训，并定期组织现场作业人员召开经验交流会议，让作业人员熟悉小导管的施工工艺。现场施工过程中，项目部技术人员全程值班，及时发现问题并进行指导，逐步积累施工经验。 实施二：对现场陈旧的、不满足施工工艺要求的机械设备进行更换，确保现场的机械设备满足施工工艺要

9、求。实施三：严把原材料关，现场使用的原材料严格按照规范要求进行检验，经检验合格后方可使用，杜绝不合格材料进入施工现场。实施四：注浆过程中，水泥浆液控制在1:11:0.6，注浆压力控制0.52mpa,合理的控制注浆压力 ，是确保注浆质量的重要因素。每次注浆前由技术人员对掌子面围岩情况进行观察，根据掌子面围岩裂隙、水量大小等情况来确定注浆压力的大小。注浆过程采用一次升压法，在以开始就在短时间内将压力升到确定的注浆压力，并一直保持到注浆结束。在此压力下，注浆由稀到浓，首先将较大的裂隙充填压好，而后将中等或较小的裂隙压注密实。浆液浓度的变换是在同一浓度下注浆持续一段时间后，吸将量无显著改变时，即加浓一

10、级，若加浓后吸浆量突减时，说明浓度变换不当，立即换回原来浓度。十、效果检查效果一：通过认真执行对策后，我们再一次对超前小导管施工质量进行检查，其检查结果如下：序号质量因素检测次数不合格次数合格次数单项合格率%备注1注浆压力60357952注浆配合比60654903注浆量110810292.7累计2301721392.6平均活动开展后小导管支护的效果效果二：通过现场检测，岩体的固结率达到85%，达到加固周边围岩的目的，有效控制隧洞超挖，确保了开挖面的平整度；确保隧洞施工安全。效果三：经济效益通过小导管注浆扩散范围的控制，加强了软弱岩层的固结率，有效的控制超挖方量，减少出渣时间、节约混凝土的用量、

11、缩短了劳动时间。活动开展前后，测量人员分别以50米的开挖情况进行测量统计，每延米超挖面积3.451m2,平均超挖40cm，每延米平均超挖1.38m3，超挖量全部用喷射砼回填，材料损耗按每方喷射砼25%计算,活动开展后，每延米超挖面积1.14m2, 平均超挖15cm,每延米平均超挖0.17m3 ，超挖量全部用喷射砼回填，材料损耗按每方喷射砼25%计算。每方开挖量的运输费是40.10元，每方喷射砼803元。每五十米节约成本63154元。活动开展前后隧洞五十米超挖所需工程数量表活动开展前后隧洞五十米超挖所需工程数量表项次序号超挖量（m3）增加的喷砼量(m3)材料损耗(m3)费用（元）活动开展前696

12、917.2572026活动开展后8.58.52.1258872前-后60.560.52.12563154根据活动开展前后超挖量绘制排列图如下： 效果四：质量效益活动开展前，最大超挖60cm,平均超挖40cm;活动开展后，最大超挖25cm,平均超挖15cm , 有效的控制了开挖质量，使开挖面的平整度满足规范要求。效果五：安全文明效益通过小导管注浆扩散范围的控制，加固了掌子面周边围岩，减少了危石掉落、岩体垮塌的发生；减少了岩体的渗水量，改善了工作环境。十一、总结阶段通过开展QC攻关活动，将理论与实践有机的结合起来，得出以下结论：1）超前支护是隧道软弱围岩施工的关键，超前支护是在确保施工安全的前提下，有效的控制隧道超挖情况。2）小导管注浆是超前小导管施工的重要工序，每道工序环环相扣，相辅相成。3）在活动开展期间，QC活动小组发现设计中顶拱部120超前小导管施工后对顶部的围岩起到了很好的加固作用，但侧墙部分仍出现因围岩破碎造成的坍塌及掉块，从而引起超挖，QC小组通过与设计方进行沟通将原设计顶拱部120超前小导管施工范围变更为180，从而保证了施工安全、减小了超挖量、增加了经济效益。4）通过开展本次QC活动，QC小组成员在分析思考处理施工难题的能力、质量