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堡镇隧道高地应力软岩大变形阶段性研究介绍孙伟亮宜万铁路指挥部摘要：堡镇隧道为宜万铁路第二长隧、七大控制工程之一，也是全线唯一的高地应力软岩长隧，施工中发生软岩大变形。
目前采用科研引导、稳扎稳打的方针，目前施工较稳定。
关键词：堡镇隧道高地应力软岩大变形科研1 工程概况堡镇隧道左线全长11565m，右线全长11599m，是宜万铁路第二长隧、七大控制工程之一，也是全线唯一的高地应力软岩长隧。
隧道采用左、右两单线方案。
十四局承担左线进口段5641m、右线进口段5622m的施工任务。
右线初期设计为平导，作为左线辅助施工通道，后期再将平导扩挖形成右线隧道。
隧道穿越岩性主要为粉砂质页岩、泥质页岩，呈灰黑色，多软弱泥质夹层带，白色云母夹层，强度极低。
大部分页岩呈薄层状，层厚3～10cm，分层清晰，强度很低，遇水膨胀；顺层发育，有光滑顺层面，层间多夹软泥质夹层，节理、层理发育、切割严重，围岩整体性很差，爆破后滑坍、掉块严重。
隧道左线DK72+834～DK75+800段及隧道右线YDK72+248～YDK75+800段隧道埋深较大，局部地段达到450m左右，经测试及分析隧道洞身最大水平主应力和隧道横截面内的最大初始应力，以及对应岩体的单轴抗压强度，计算R c /σmax，根据国标《工程岩体分级标准》，该区属高应力区，产生大的位移和变形。
目前国内外隧道工程中所遇到的挤压大变形不良地质问题较多，国外如奥地利的陶恩隧道 (Tanern)与阿尔贝格隧道(Arlberg)、日本的惠那山隧道(Enason)，国内如南昆线的家竹箐隧道、宝中线的大寨岭隧道及渝长线的华蓥山公路隧道等，给隧道设计施工带来了一系列的问题：隧道施工中难以控制变形量、洞身开挖后空间效应明显，产生蠕动变形，引起支护破坏，引发坍塌等。
堡镇隧道地应力高、岩体单轴抗压强度低，软弱夹层发育较为普遍，且隧道洞轴平行地层走向，岩层倾向山体（倾向右侧），倾角40°～50°，加之节理切割，左侧边墙、拱脚存在不稳定结构体，在高地应力作用下易产生岩体内挤，形成较大的变形或出现较大规模的坍塌。
边坡开挖部分质量控制实施细则内容1、1目的为确保本标段所承建的边坡开挖工程的施工质量，在施工过程中按设计、规范、合同等进行施工，满足业主和顾客的要求，特编制本实施细则。
1、2适应范围适用于溪洛渡水电站工程左岸缆机平台基础及坝肩开挖和相关工程，以及其他补充合同工程项目中的开挖工程质量检验工作2 引用程序或规定QC/SSL0402《质量记录的控制程序》QC/SSL0802《不合格品的控制程序》QC/SSL0803《纠正措施的控制程序》QC/SSL0804《预防措施的控制程序》QG/SDSJ0602《人员培训的规定》QG/SDSJ0603《特殊作业人员的资格确认及业绩评审的规定》QG/SDSJ0604《设备的管理和控制规定》QG/SDSJ0701《施工组织设计的编制和管理规定》QG/SDSJ0711《产品标识的规定》QG/SDSJ0607《工作环境和安全管理的控制规定》QG/SDSJ0802《检验和试验的控制规定》QG/SDSJ0710《特殊过程的确认和控制规定》QJ/SDSJ0701《施工测量控制规定》采用受控的国家标准、行业现行标准、规范、规程。
3定义本作业指导书采用了GB/T19000idtISO9000:2000《质量管理体系基础和术语》的定义。
3、1开挖：指将涉及范围内原状土、岩石通过钻爆、挖运等手段挖除，使其成为满足合同要求的规则形状的过程。
3、2高徒边坡：凡开挖边坡高度大于50米，坡度大于550者称为高徒边坡。
3、3爆破：指利用炸药爆炸时释放的能量，使周围介质破碎、抛掷或松动，从而达到特定的工程目的。
3、4爆破参数：爆破介质与炸药特性、药包布置、炮孔的孔径和孔深、装药结构及起爆药量等影响爆破效果因素的统称。
3、5预裂爆破：沿开挖轮廓线按设计孔距，不耦合装药，在主爆孔起爆前分段一次起爆，形成一定宽度的贯穿裂缝的爆破技术。
4 职责与权限4、1施工局总工是技术总负责，负责对开挖工程进行技术管理，批准施工组织设计，处理重大技术问题；总质检师是质量总负责，负责对质量控制、策划活动，处理重大质量问题。
岩石开挖施工方案岩石开挖施工方案一、施工目标本次施工的目标是将指定区域内的岩石进行开挖，以便后续工程的进行。
二、施工内容1. 岩石开挖：根据设计图纸和现场实际情况，确定开挖范围和深度，并使用合适的机械设备进行开挖。
2. 岩石清理：在开挖过程中，将开挖出来的岩石进行清理，将较大的岩石用机械设备进行破碎处理，并将碎石清理干净。
三、施工步骤1. 准备工作：施工前需进行现场勘查，了解工地的地质情况和岩石的性质，制定施工方案。
2. 施工准备：确定施工区域，搭建施工场地，布置施工设备和人员。
3. 施工开挖：根据设计要求，在施工现场使用适当的机械设备，如挖掘机、钻洞机等进行开挖，深度根据设计要求确定。
4. 岩石清理：将挖掘出来的岩石进行分类处理，较大的岩石进行机械破碎，碎石使用挖掘机进行清理，并运输到指定地点。
5. 清理现场：清理施工现场，将水泥、砂石等材料清理干净，保持现场整洁。
6. 检查验收：施工完成后，由相关部门进行验收，确保施工质量符合要求。
四、施工安全1. 施工人员必须佩戴好个人防护装备，如安全帽、安全鞋等。
2. 确保施工现场的安全，设置警示标志，防止他人误入危险区域。
3. 严格按照操作规程进行施工，确保设备、工具的正常使用。
4. 注意周边环境的安全，保持施工现场的整洁。
五、施工进度控制1. 制定详细施工计划，明确各项工作的时间节点和所需资源。
2. 不断跟踪和监控施工进度，及时解决可能导致施工延误的问题。
3. 配备足够的人员和机械设备，确保施工进度的顺利进行。
六、质量控制1. 严格按照设计图纸和相关施工标准进行施工。
2. 施工过程中要进行质量检查，对发现的问题及时改正。
3. 对开挖深度、岩石清理等关键环节进行质量把控，确保施工质量符合要求。
七、环境保护1. 施工过程中要遵守环保法规，注意岩石破碎和清理的粉尘控制。
2. 做好施工现场的垃圾分类处理，将可回收物和不可回收物分类存放。
3. 施工结束后，及时清理施工现场，保持周边环境的清洁。
幻灯片1QC报告方斗山隧道全断面光面爆破中交华北工程有限公司重庆涪丰石高速第三工程处方斗山特长隧道软弱围岩光面爆破效果质量控制QC小组幻灯片2一、工程概况我项目部承建方斗山特长隧道隧道位于丰都石柱交界处方斗山，为高速公路分离式四车道隧道，左线隧道起讫桩号为ZK79+165～ZK86+450，长7285m，右线隧道起讫桩号为YK79+150～YK86+460，长7310m，是全线的重点控制性工程。
为加快施工进度，保证良好爆破效果，控制好超欠挖，研究在软弱破碎围岩中如何达到较好的光面爆破效果，做好质量控制。
幻灯片3二、QC小组概况1、小组名称：中交华北工程有限公司重庆涪丰石高速第三工程处方斗山特长隧道软弱围岩光面爆破效果质量控制QC小组2、小组类型：现场攻关型3、活动时间：2010年10月1日—2011年4月1日3、小组成员及概况：成员接受TQM教育情况：小组成员均参加过48小时基本知识教育并取得合格证。
幻灯片4QC小组成员基本情况表幻灯片5三、选择理由及目标值：中交华北愿景：固基修道，履方致远；让世界更畅通。
将提高软弱围岩光面爆破开挖施工质量作为整个工程质量控制重点方斗山隧道管理方针：安全生产，质量创优；文明施工，保证进度。
方斗山隧道是我们公司近几年来最长的隧道工程，该隧道的施工质量直接影响我们公司在隧道工程市场上的信誉。
光面爆破是施工隧道一道重要工序，直接影响隧道的施工质量和成本控制。
光面爆破破岩机理是一个十分复杂的问题，目前仍在探索之中。
尽管在理论上不甚成熟，但在定性分析方面已有共识。
幻灯片6四、可行性分析幻灯片7五、第一次现场调查情况QC小组在2010年10月1日制定了两个光面爆破设计方案，第一各爆破设计方案周边眼孔距为50cm，其余辅助炮眼孔距75cm，每个周边眼用药量0.48kg，预计循环进尺1.5m。
第二个爆破设计方案周边眼孔距为35cm，其余辅助炮眼孔距70cm，每个周边眼用药量0.36kg，预计循环进尺1.5m。
堡镇隧道软岩开挖质量控制
中铁十四局集团宜万铁路指挥部隧道软岩开挖QC小组
1 工程概况
堡镇隧道为宜万铁路的重点工程和控制性工程，为宜万线第二长隧，全长11,599m，我单位担负施工的第九标段长度为5622m。
右线隧道初期设计为贯通平行导坑一座，初期平导按有轨单道断面设计，初期平导在左线隧道施工期间辅助施工，之后再将平导扩挖形成右线隧道。
隧道地质岩性较为单一，广泛分布志留系下统龙马溪组（s11）粉砂质页岩、泥质页岩，围岩为黄绿、灰绿色。
岩层产状为5°∠38º。
节理发育，线路近平行于地层走向，隧道左边拱部存在顺层软弱面，易形成滑坍。
隧道YDK72+540～YDK75+800段埋深300m≤H＜400m，设计为高地应力软岩地段。
2 小组概况
隧道开挖QC小组于2006年7月5日成立并注册，主要由技术人员、管理人员、操作人员组成，共8人，小组成员情况见下表。
3 选题理由
⑴堡镇隧道地质条件复杂，提高光爆效果，有利于提高围岩的自稳能力，较大地提高隧道施工的安全性，另外杜绝欠挖，减少超挖，能有效地降低工程成本，是项目部提高经济效益的保证。
⑵堡镇隧道是宜万铁路及我集团公司重点工程，其创优目标为“保部优，争国优”，其施工质量好坏直接影响到我集团公司在宜万线及整个铁路系统的声誉，也是我集团公司再创佳绩的机会。
⑶我公司为隧道施工专业公司，多年的隧道施工经验及技术，机械力量为实现活动目
标提供了有力的保证。
4 活动目标及可行性分析
㈠.活动目标：
㈡. 可行性分析：
5 小组活动情况
小组根据施工实际情况，按照本小组目标共开展了二次循环。
现将两次循环情况叙述如下：
（1）第一次 PDCA 循环（2006. 7.10~2006.7.25） 目标：半眼保存率，平均线性超挖值达规范要求。
检查分析：
根据采用不同的装药方式而实际获得的效果试验，我们采用了反向空气间隔装不同直径药包配合导爆管起爆的装药方式进行施工，实践证明这种装药方式具有以下优点：
⑴ 有效地提高了每炮进尺：连续装药时打2.5m 深的炮眼只能爆出1.8～2.0m ，采用反向空气间隔装不同直径药包配合导爆管起爆的装药方式后，打2.5m 深的炮眼能爆出2～2.3m 的洞身；
⑵ 开挖面光滑平整，对保留岩体的破坏影响小，有利于隧道围岩的稳定； ⑶ 减少了超欠挖产生的后续工程量，节省装运、回填、支护费用；
⑷ 空气间隔装不同直径药包达到了既能满足进尺要求，又很好地做到了全炮孔均匀爆破，避免了连续装药容易造成的炮根炸的很烂，而孔身爆破不完全，常需补炮的现象发生。
采用该方法施工后，我们跟踪检查，发现问题及时分析解决并作详细记录，7月25号小组召开了质量分析会，对15天共36m 的光爆情况进行了分析，分析情况如调查表一。
（见下页）
根据检查结果绘制排列图如下。
（见下页）
从排列图中可以看出影响爆破质量的主要问题是非半眼数、超挖两个方面。
对此我们进行了因果分析，共找出了影响因素8个，其中人员3个，材料1个，施工方法3个，机具1个，详见因果分析图。
调查表一：
◆组织QC 小组成员及有关人员学习《光面爆破作业指导书》，掌握施工方法及其要领，提高全员质量意识。
◆加强施工过程控制，严格按作业指导书要求施工。
目
标能够顺利实现
◆根据隧道地质情况，及时调整爆破设计。
制图人：彭龙杰 制图时间：2006.7.5
计 频 率 %
分析图一：
方法
根据这些因素，我们进行了认真地分析讨论，制定了相应的措施，详见对策表一。
（见下页）
经过落实对策后，施工人员端正了工作态度，并严格按技术要求施工，经过一段时间后，光爆效果提高明显。
（2）第二次PDCA循环（2006.8.5~2006.8.20）
目标：继续加强过程控制，调整爆破参数，完全达到活动目标。
对策表一：
从2006年8月5日~8月20日我们抽查了5个断面，共检查点50个，找出缺陷点7个，合格率86%，检查结果详见调查表二。
根据检查结果我们绘制了质量因素排列图,详见排列图二。
累
计
频
率
%
析，共找出影响因素5个，其中人员2个，材料0个，方法2个，机具1个。
详见因果分析图二。
分析图二：
针对上述因素，我们召开了质量分析会，制定了以下对策，详见对策表二。
以上措施落实后，我们检查了五个断面，爆破轮廓圆顺，平均超挖7.7cm ，软岩半眼
保存率达78.8%，实现了QC 小组活动目标。
6 活动效果
1、 隧道开挖达到了预期目标软岩半眼保存率达78.8%，轮廓圆顺，平均线性超挖值达7.7cm ，其它满足规范要求。
2、 隧道开挖与以往施工经验相比节约了约一半超挖回填量。
既减少了开挖运输成本，又节约了混凝土量，且增大了隧道施工安全系数。
3、 通过QC
小组活动，提高了全体人员的质量意识和施工经验，造就了一批人才。
4、 QC 小组活动的成果已初步整理成反向空气间隔装不同直径药包配合导爆管起爆的装药爆破方法，为以后类似隧道的施工积累了经验。
5、 活动的光爆效果在宜万铁路多次检查评比中得到了各级领导的好评。
7 今后打算
1、 加强TQC 的学习，掌握并将全面质量管理方法运用到实践中去。
2、将各关键工序成立QC 小组，采用集体的智慧，把好质量关，确保堡镇隧道保部优，创国优目标的实现，为企业争光。
