隧道換拱施工方案

1、 隧道初期支護拆換施工方案編制： 審核： 審批： 二零一四年四月目 錄一、編制依據(jù)1二、編制范圍1三、工程概況1四、初期支護加固方案2五、初期支護拆換方案及施工工藝2六、監(jiān)控量測系統(tǒng)5七、安全質(zhì)量保證措施7一、編制依據(jù)1、新建鐵路云（昆明）至桂（南寧）鐵路YGZQ-3標招標、投標文件。2、國家和鐵道部現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范、高速鐵路技術(shù)指南和驗收評定標準。3、中華人民共和國安全生產(chǎn)法、建設工程安全管理條例和鐵路工程施工安全技術(shù)規(guī)程等工程建設安全生產(chǎn)有關(guān)管理規(guī)定。4、近年來我公司類似工程施工經(jīng)驗、施工工法、科技成果。5、我公司的人員和機械設備等綜合能力以及以往類似工程的施工經(jīng)驗。二、編制范圍該初期支護拆

2、換施工方案適用于云桂鐵路（廣西段）XXXXXX段初期支護拆換。編制內(nèi)容主要包括：初期支護加固方案、拆換方案及施工工藝，施工組織和安全、文明施工等管理措施。三、工程概況XX隧道進口里程XX，出口里程XX，全長714m，最大埋深約43m。隧道范圍內(nèi)巖性為頁巖夾泥質(zhì)砂巖。全結(jié)合地形地質(zhì)條件，隧道進口XX段，采用V級單壓式抗震明洞，XX段采用V級偏壓式抗震明洞，隧道出口XX段埋深較淺且橫坡較緩，全隧為V級淺埋段，除明洞外其余地段均采用V級B型復合襯砌。截至目前，XX隧道出口施工進展情況為：掌子面上臺階里程K155+146，中臺階里程K155+155.1,下臺階里程K155+161.1，仰拱里程K155

3、+165.9，二襯里程K155+169.4。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，XX隧道K155+155.1K155+169.4段初期支護凈空輪廓實測資料如附件1所示。洞內(nèi)初期支護出現(xiàn)扭曲變形侵入二次襯砌限界，整體向右偏移，需要拆換該段初期支護。四、初期支護加固方案根據(jù)監(jiān)控量測記錄，對K155+155.1K155+169.4段初支進行加固，具體措施如下：采用42鋼花管對該段圍巖進行徑向注漿加固處理，按照1.2m1.0m(環(huán)向縱向)的間距梅花形布設。42鋼花管每根長4.5m，壁厚3.5mm。鋼花管施工順序：環(huán)向自兩側(cè)往拱頂方向進行，在42鋼管表面必須鉆6注漿孔，間距20cm，梅花形布置，間距不能隨意放大。根據(jù)監(jiān)控

4、量測斷面，在需換拱的鋼拱架接頭處增加4根42鎖腳錨管采用L型鋼筋卡與鋼拱架焊接牢固，并注漿以加強鎖腳。42鎖腳錨管每根長4.5m，壁厚3.5mm。 為避免注漿軟化圍巖而進一步造成圍巖失穩(wěn)，要求注漿采用1：0.51:1水泥漿，水泥漿中添加速凝劑，摻量為水泥用量的2%-3%，注漿壓力0.30.5Mpa，根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調(diào)節(jié)，采用跳孔間隔注漿，保證注漿質(zhì)量。 圖1 初期支護拆換順序圖 ()中臺階范圍內(nèi)，完成臨時仰拱支撐，并在拱頂位置處支頂I18工字鋼與臨時仰拱連接牢固，在左右兩側(cè)各加一根I18工字鋼斜撐，與中、上臺階接頭處連接。五、初期支護拆換方案及施工工藝待注漿加固完成后，采用超前水平鉆對該段

5、圍巖進行取樣分析，取樣分析結(jié)果和監(jiān)控量測數(shù)據(jù)滿足拆換要求及圍巖初期支護穩(wěn)定后，按照由二襯端向掌子面端“隔兩榀分單元拆換”的原則，對K155+155.1K155+169.4段初期支護局部進行拆換，每榀拆換順序如圖1所示。初期支護拆換工藝流程如圖2所示。1、拆除初期支護圖2 拆換工藝流程圖按照拱架單元進行鑿除，且每次只能鑿除一榀中的一個拱架單元。鑿除主要以人工利用風鎬開挖為主，盡量減少對圍巖的擾動。初期支護噴射混凝土鑿除根據(jù)斷面測量結(jié)果鑿除侵限噴射混凝土，鑿除侵限初支混凝土施工注意事項：根據(jù)斷面實測數(shù)據(jù)，用紅油漆在噴射混凝土表面標志出侵限的范圍，并用數(shù)字寫出該處或該段侵限多少。風鎬鑿除噴射混凝土之

6、前，必須先把噴射混凝土的鑿除部分與不鑿除部分在分界處切開分離，以防對不鑿除部分混凝土有損傷。不得大面積拆除初期支護，防止塌方及冒頂。拆換位置、鋼拱架加工數(shù)量、鑿除混凝土面積由現(xiàn)場技術(shù)人員確認。初期支護鋼拱架割除鋼拱架拆除時先用風鎬破除鋼拱架背后的巖土，當用風鎬不便于操作時可用鋼釬鑿除其背后的巖土。鋼拱架切割應沿半徑方向，一次割除一個鋼拱架單元，割除前采用頂撐頂住被割除段的型鋼，兩端用氣焊割除后，再割除鋼拱架原有的縱向連接筋，然后用錘頭先輕敲震動鋼拱架，使鋼拱架松動，此時由4名工人人工配合托住鋼拱架，1人用撬棍從一端到另一端逐步撬動，直至鋼拱架順利拆除。2、掛設鋼筋網(wǎng)片在鋼拱架拆除完成后，人工進

7、行欠挖處理，對于局部殘留的砼采用風鎬破除，錨桿超前支護等鋼結(jié)構(gòu)采用電氣焊切除，直至輪廓滿足施工和設計要求。由于考慮該段地勢偏壓嚴重換拱后圍巖有可能產(chǎn)生較大變形，輪廓開挖時預留沉降量為10-15cm。巖面修整完成后及時進行初噴，掛設鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)采用8mm鋼筋，網(wǎng)格間距為2020cm,搭接長度為12個網(wǎng)格。3、I20b鋼架安裝把加工好的相應鋼拱架單元運至作業(yè)面，調(diào)整后定位安裝。打設4根鎖腳錨管，用L型筋與鋼拱架焊接牢固。鎖腳錨管采用長4.5m的423.5mm鋼花管。在鋼拱架與初噴混凝土的空隙處加設混凝土墊塊，楔緊鋼拱架。按設計要求焊縱向連接筋。注漿采用1:1水泥砂漿，注漿壓力0.30.5Mpa。

8、4、噴射混凝土每單元初期支護拆換完成后及時濕噴C25砼，厚度同設計。5、二襯施工按以上拆換順序反復循環(huán)，并及時跟進仰拱及仰拱填充，初期支護拆換完成一段，襯砌一段，確保安全。6、初期支護拆換注意事項初期支護拆換由二次襯砌端向掌子面端間隔兩榀鋼拱架實施。拆換拱過程中，必須全程監(jiān)測，設安全員全程值守，負責安全管理工作。拆換過程中，應盡量避免、減少各種振動、沖擊作業(yè)，避免水影響。拆換拱與二襯施作宜穿插進行，即拆換一段，襯砌一段。拆換前對工人進行換拱安全教育，施工時盡量減少正面對著換拱作業(yè)面的時間，加工1.0m、1.5m、2.0m鋼釬各兩根，以方便在換拱工作面的側(cè)面進行作業(yè)。拆換后的拱架單元恰巧不能栓接

9、時，要采用型鋼或16mm的鋼板對連接處楔緊并四面焊牢。六、監(jiān)控量測系統(tǒng)1、量測程序監(jiān)控量測的目的在于監(jiān)測圍巖變形和壓力情況，驗證支護襯砌的設計效果，保證圍巖穩(wěn)定和施工安全；通過對量測數(shù)據(jù)的分析處理，掌握地層穩(wěn)定性變化規(guī)律，預見事故和險情，作為調(diào)整和修整支護參數(shù)及施工方法的依據(jù)，提供圍巖和支護襯砌最終穩(wěn)定的信息。 隧道監(jiān)控量測程序圖2、測點布置在XX隧道換拱過程中，監(jiān)控量測嚴格進行地表下沉量測、拱頂下沉量測、水平凈空收斂量測三項量測。凈空變化量測測線布置地表沉降測點布置圖3、布點觀測施工前，在洞內(nèi)該段初期支護鋼拱架上布置監(jiān)控量測點，拱頂下沉觀測點及凈空收斂觀測點按每5米一個斷面進行布設，以觀測圍

10、巖及初期支護結(jié)構(gòu)的變化；洞頂原地表，每5米一個斷面布設地表下沉觀測點，以觀測地表沉降。周邊收斂、拱頂下沉及地表下沉各項目測點盡量集中斷面布設，以便量測成果分析。對初支侵限較大處，增設絕對位移監(jiān)測點，尤其是連接鋼板處和墻角處。拱頂下沉觀測點，在隧道需換拱的初期支護上每3米設置一個點，換拱施工完的初期支護上每兩米設置一個點，并且在換拱施工完6小時內(nèi)進行第一次觀測，儀器采用高精度全站儀，觀測頻率為每天2次，直至二襯完成后為止。凈空收斂觀測點，在拱頂下沉觀測點同一斷面設置，儀器采用高精度全站儀，觀測頻率同拱頂下沉觀測。4、量測整理及分析根據(jù)現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)繪制位移-時間曲線圖，在位移-時間曲線趨于平緩時進

11、行回歸分析，以推算最終位移和掌握位移變化規(guī)律，回歸分析為建立下沉量（U）隨時間（T）發(fā)展的時態(tài)函數(shù)，根據(jù)測點位移變化速率判斷圍巖穩(wěn)定狀況，當隧道周邊變形趨勢有明顯減緩趨勢，則說明隧道變形基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，當變化速率過快、過大，或當位移-時間曲線出現(xiàn)反彎點時，說明位移出現(xiàn)反常的急劇增加現(xiàn)象，表明圍巖及支護已呈不穩(wěn)狀態(tài)，應及時加強支護并停止作業(yè)，并根據(jù)現(xiàn)場及施工情況進行分析。5、加強監(jiān)控量測工作監(jiān)控量測不僅對原初期支護鋼拱架變形進行觀測，對置換后的拱架同樣要加強觀測，量測人員應及時對測量結(jié)果進行分析。開挖過程中注意觀察初期支護狀態(tài)包括噴混凝土層是否產(chǎn)生裂縫、剝離和剪切破壞、支撐是否壓屈變形進行觀察

12、分析。對以上情況進行詳細描述、記錄，并予以評估，作為及時采取支護參數(shù)選擇的參考及量測等級選擇的依據(jù)。量測方法及頻率現(xiàn)場量測時根據(jù)開挖、換拱各工序作業(yè)持續(xù)時間加大測量頻率。七、安全質(zhì)量保證措施1、成立換拱安全施工領導小組為了保證置換拱架期間的施工安全以及隧道結(jié)構(gòu)安全，項目部成立以項目經(jīng)理為組長的安全施工指導小組。組 長：項目經(jīng)理副組長：總工、生產(chǎn)經(jīng)理成 員：各部室負責人，現(xiàn)場技術(shù)主管，技術(shù)員等組長負責換拱期間的安全工作的總體協(xié)調(diào)及遭遇緊急情況時進行總調(diào)度，副組長負責置換拱架期間具體的安全事項，各成員配合組長及副組長工作。2、建立值班制度在洞口設置警示標志，并設置警戒線，無關(guān)人員不得進洞，且進洞人

13、員必須先登記后進洞，嚴格執(zhí)行進出洞登記制度。置換拱架期間，要加強值班制度，除正常的專職安全員需現(xiàn)場值班外，還需配置專門的換拱值班人員，值班人員主要負責現(xiàn)場的安全物資調(diào)配及應急匯報。專職安檢人員每班都要對每榀置換拱架進行一次全面檢查，尤其是要注意加強對圍巖和臨時支護狀態(tài)的檢查，不放過任何微小變化，并應逐級做好記錄。發(fā)現(xiàn)問題及時上報。在施工作業(yè)面設置宣傳標語和警示標志，保證作業(yè)人員隨處可見，提高“三不傷害”的安全防范意識。派專人在洞外對山體開裂等情況進行觀測，如有異常，及時上報。3、技術(shù)保障工程材料控制措施工程材料和輔助材料（包括構(gòu)件、成品、半成品），都將構(gòu)成建筑工程的實體。保證工程材料按質(zhì)、按量

14、、按時的供應是提高和保證質(zhì)量的前提。因此，對采購的原材料、構(gòu)件（配件）、半成品等材料，建立健全進場前檢查驗收和取樣送檢制度，杜絕不合格材料進入現(xiàn)場。在置換拱架期間，要派專人進行隧道圍巖監(jiān)控量測。在監(jiān)控量測單位的正常監(jiān)控外，項目部測量班也要進行觀測，觀測項目包括：未拆除段的拱頂下沉、周邊收斂；已拆除置換段的拱頂下沉、周邊收斂；變形段的洞外山體下沉、位移等。對觀測數(shù)據(jù)認真做好記錄和數(shù)據(jù)處理工作，以修正支護參數(shù)，保障施工安全。嚴禁對侵限部分的鋼拱架之間的混凝土多榀同時鑿除，多榀同時換拱，防止暴露面積過大造成圍巖出現(xiàn)突然性垮塌，避免意外事故的發(fā)生。嚴禁對一榀鋼拱架一次性進行拆除，必須逐榀逐單元換除。遵循原有鋼拱架縱向連接筋最后割除的原則，以防鋼拱架忽然掉落傷人。鋼拱架從拆除鋼拱架至換拱完成必須有專人指揮，現(xiàn)場負責安全的人員進行旁站監(jiān)督。系統(tǒng)錨桿設置時，需在鋼拱架兩側(cè)交錯布置，錨墊板與鋼拱架焊接牢固，砂漿錨桿采用M20水泥砂漿