換拱施工方案

II線西寧方向DYK298+551?540段欠挖處理方案

現(xiàn)場情況

由于圍巖比較破碎，II線西寧方向DYK298+551-540掌子面右側(cè)普遍存在較大欠挖，侵入襯砌凈空，欠挖尺寸15?25cm。在2012年5月2日開挖DYK298+544.7-543.8時，拱頂出現(xiàn)坍塌，在掌子面形成一個高約1.5m，環(huán)向長4m的空洞。量測組對此段進行量測監(jiān)控，其中DYK298+571累計收斂值為13.4cm，DYK298+563累計收斂值為5.5cm，DYK298+549累計收斂值為21.6cm，DYK298+540累計收斂值為17.6cm。目前監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)在圍巖已經(jīng)趨于穩(wěn)定，不再變形。為了保證二次襯砌的厚度，需要對欠挖部位進行換拱處理。

換拱施工方案

根據(jù)測量數(shù)據(jù)顯示，欠挖主要在下臺階的位置。測量組先畫出欠挖的位置，然后在欠挖位置上方增加鎖腳錨管，加固已經(jīng)安裝好的鋼架。然后將下臺階欠挖部分的鋼架進行拆換。從DYK298+551開始，向掌子面方向進行拆換施工，每次拆換的鋼架不超過2棉。

1、補打鎖腳錨管

在欠挖部位上部，每棉鋼架的上臺階拱腳位置補打兩根2.5m長832的鎖腳套管，用橫向連接筋把鎖腳錨管與拱架焊接牢固。

a） 定位

由測量組對鎖腳錨管的安裝位置進行描點劃線。

b） 打孔

由作業(yè)隊按照定出的鎖腳錨管的位置打出符合設(shè)計要求的孔。

c）清孔

用高壓風(fēng)把孔內(nèi)的余渣清除干凈。

d）安裝鎖腳錨管

將鎖腳錨管插入孔內(nèi)長度至少達到設(shè)計長度的95%,使其與拱架及

圍巖連接牢固。補打鎖腳錨管位置見圖1。

圖1：補打鎖腳錨管

2、拆除鋼架

測量組對于欠挖部位進行標(biāo)注。先將上臺階拱腳位置的噴射混凝土剝離，將連接腳板的螺栓切除。然后采用弱爆破拆除下臺階欠挖的鋼架。從DYK298+551開始向掌子面方向進行處理。每次拆除的鋼架不超過2根。在進行弱爆破的時候注意防止出現(xiàn)塌方情況，如果出現(xiàn)塌方將對塌方的部位進行注漿處理，按照下列方案進行換拱施工：打注漿小導(dǎo)管一進行注漿一檢查注漿效果一換拱一徑向注漿。日的：采用注漿固結(jié)松散的圍巖，在換拱部位的頂部形成一個有效保護層，保證下步換拱施工的安全。

a）施工超前小導(dǎo)管

小導(dǎo)管安設(shè)采用鉆孔打入法，即先按設(shè)計要求鉆孔，鉆孔直徑比鋼管直徑大3?5mm，打入長度不小于鋼管長度的90%，并用高壓風(fēng)將鋼管內(nèi)的砂石吹出。小導(dǎo)管施工須高出開挖輪廓線線1m，間距40cm，共施工約16根。注意小導(dǎo)管的外插角要適當(dāng)增大，保證小導(dǎo)管的底端能后超出開挖輪廓線外不小于1m的位置。小導(dǎo)管要按照附圖要求扇形布置，坍塌部位要全部施做，以保證注漿效果。

小導(dǎo)管形狀尺寸如圖（單位：cm）

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b） 注漿

漿量要求每個孔注漿1.5m3（每根注漿管，水泥用量不小于705kg，52Be，水玻璃不小于987kg，水泥漿與水玻璃漿液體積比為1:1?1:0.6），以達到注漿固結(jié)的長度縱向不小于2m，厚度不小于2m。注漿量達到要求時可結(jié)束注漿，注漿過程中要隨時觀察注漿壓力及注漿泵排漿量的變化，分析注漿情況，防止堵管、跑漿、漏漿，并做好注漿記錄，以便分析注漿效果。

c） 檢查注漿效果

在注漿完成后，漿液強度達到，在換拱部位頂部形成一個有效保護層時進行下一部位換拱開挖。開挖過程采用人工開挖，避免放炮，開挖長度不大于1棉拱架的距離。其它支護參數(shù)按照交底執(zhí)行。在開挖過程中要觀察圍巖的情況，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時反應(yīng)。

d）徑向注漿

開挖后，從塌方部位開始進行徑向注漿，漿液采用水泥單液漿，漿液比例為水泥漿液水灰比（重量比）1:1。徑向小導(dǎo)管長度3.5m，環(huán)向與縱向1mX1m布置。注漿量要求每個孔注漿1m3（每根注漿管，水泥用量不小于712kg）。

3、換立拱架

下臺階的鋼架拆除后，及時的架立新鋼架。注意測量，避免出現(xiàn)侵入凈空的情況。然后按照設(shè)計參數(shù)要求施工其他支護。

（1） 申22砂漿注漿錨桿，長3m，間距1.2m*1.2m（環(huán)向X縱向），按梅花形布置，錨桿端部必須設(shè)墊板，墊板尺寸為150*150*6mm（長*寬*厚），每棉拱架設(shè)3根。

（2） 鋪設(shè)申8鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格間距為20*20cm，搭接1-2個網(wǎng)格（注意上下臺階處搭接），鋼筋網(wǎng)片需超過拱架1-2個網(wǎng)格。

（3） 重新架立拱架，架立拱架之前清除拱架底部虛渣，腳板必須落到穩(wěn)定的基巖上，由測量組控制不得欠挖。

（4） 換立拱架之后，相鄰兩棉拱架間用申22鋼筋拉桿縱向連接牢固，環(huán)向間距1.0m，以便形成整體受力結(jié)構(gòu)。

（5） 在換立拱架的拱腳位置打一組2.5m長申32的鎖腳套管，用橫向連接筋把套管與拱架之間焊接牢固。

（6）鋼架、錨桿、鋼筋網(wǎng)安裝完成后，及時進行噴射混凝土施工，進行封閉。噴射順序應(yīng)自下而上，噴射混凝土作業(yè)應(yīng)采用分段、分片、分層依次進行，噴射時先將低洼處大致噴平，再自下而上順、往復(fù)噴射。噴射厚度為23cm，混凝土表面的平整度允許偏差為100mm，采用濕噴工藝。

4、監(jiān)控量測

鋼架拆換完成后，量測組埋設(shè)2組新的量測樁，進行量測監(jiān)控。量測數(shù)據(jù)及時采集分析，上報。

（1）量測點的布置

量測斷面測點的布置個數(shù)應(yīng)根據(jù)施工方法確定，全斷面法施工地段每個量測斷面處設(shè)置一個拱頂下沉測點及兩個水平凈空收斂測點（見圖2）；兩臺階法施工地段每個量測斷面處設(shè)置一個拱頂下沉測點，四個水平凈空收斂測點（見圖3）；三臺階法施工地段每個量測斷面處設(shè)置一個拱頂下沉測點，六個水平凈空收斂測點（見圖4）。地表沉降測點布置范圍為隧道中線左、右側(cè)各30m范圍，每個量測斷面共布置17個監(jiān)控測點及2個基準(zhǔn)點，測點間距按以下原則布置：隧道中線處設(shè)置一測點，然后自中線開始依次按3m、3m、3m、4m、4m、4m、4m、5m的間距向左、右側(cè)布置（見圖5）。無論采用何種施工方法，但每個量測斷面必須布置拱頂下沉測點和一條水平凈空收斂量測測線。

圖2全斷面法施工段拱頂下沉及凈空量測的測線布置示意圖

圖3兩臺階法施工段拱頂下沉及凈空量測的測線布置示意圖

圖4三臺階法施工段拱頂下沉及凈空量測的測線布置示意圖

圖5地表沉降橫向測點布置示意圖

(2)量測頻率

凈空變化、拱頂下沉量測做到在每次開挖后12小時內(nèi)取得初讀數(shù)，最遲不得大于24小時，且在下一循環(huán)開挖前必須完成。

測點布設(shè)要做到牢固可靠。為易于識別，并有利于保護測點，量測組在測點形成之后，立即用油漆標(biāo)示出明顯的紅“△”，并掛牌，在布點時讓量測樁露出初期支護面盡可能短，嚴(yán)防意外損壞。

拱頂下沉和洞內(nèi)水準(zhǔn)基點建立聯(lián)系。在正洞內(nèi)，量測基點必須保證其穩(wěn)固和不動性，為此要做到科學(xué)選位，在選定位置上用風(fēng)鉆豎直向下打1M深的眼，注入沙漿，插入一根1M長經(jīng)過處理鋼筋棍(頂端打磨成圓凸形，底端焊盤條成十字叉以利于穩(wěn)固基點)，并對量測基點作明顯標(biāo)志。

凈空變化、拱頂下沉量測過程中要對收斂儀鋼尺和拱頂下沉用的銦鋼尺進行溫度修正，用電子溫度計現(xiàn)場測溫，體現(xiàn)溫度修正對量測誤差的充分消除，保證數(shù)據(jù)的精度和可信度。

量測樁的制作是在工區(qū)工程部量測人員的指導(dǎo)下由機修工區(qū)完成。成品量測樁由量測組放置于指定位置。

量測樁被破壞時，需通報各個部門領(lǐng)導(dǎo)，并協(xié)調(diào)施工現(xiàn)場，做到及時恢復(fù)。并為此建立專門的量測樁臺帳和量測樁附品臺帳（表附后）。量測樁臺帳是用來監(jiān)控量測點的使用過程狀態(tài)，量測樁附品臺帳記錄量測工作中必不可少的構(gòu)件（如基點、溫度計等）現(xiàn)狀。

當(dāng)初期支護段受外界擾動，出現(xiàn)明顯裂縫并有發(fā)展趨勢時，須在裂縫發(fā)生處布臨時加密測點（測點編號為前一測點編號加,，如**,），加強量測；當(dāng)靠近掌子面的初期支護變形速率過大或初期支護變斷面或圍巖情況發(fā)生突變時，應(yīng)在突變位置加密測點，加強量測。當(dāng)發(fā)現(xiàn)初期支護有明顯變形時，應(yīng)采用靜測法，在附近量測基線上花幾分鐘觀測讀數(shù)變化。

表3監(jiān)控量測頻率表

距離掌子面距離M

量測頻率

位移速度（MM/D）

量測頻率

(0?1)B

2次/D

N5

2次/D

(1?2)B

1次/D

15

1次/D

(2?5)B

1次/2一

3D

0.51

1次/2—3D

>5B

1次/7D

0.2—0.5

1次/3D

<0.2

1次/7D

注：當(dāng)按表3選擇量測頻率出現(xiàn)較大差異時，宜取量測頻率較高的作為實施的量測頻率。各量測作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后2?3周結(jié)束。對于膨脹性和擠壓性圍巖，位移長期沒有減緩趨勢時，應(yīng)適當(dāng)延長量測時間。

施工注意事項

1、 在進行開挖爆破時，注意控制炸藥用量，進行弱爆破處理。

2、 欠挖部位開挖爆破時，所有