隧道換拱施工方案專家版

1、目錄1 編制依據(jù)及原則 11.1 編制依據(jù) . 11.2 編制原則 . 12 工程概況 22.1 設(shè)計概況 22.2 變更情況 22.3 工程現(xiàn)狀 43 套拱施工方案 63.1 施工準(zhǔn)備 63.1.1 成立該隧道套拱施工領(lǐng)導(dǎo)小組 63.1.2 建立健全安全管理組織機構(gòu) 83.1.3 機械設(shè)備 93.2 建立監(jiān)控量測系統(tǒng) 93.2.1 量測程序 93.2.2 測點布置 93.2.3 布點觀測 103.2.4 量測整理及分析 103.2.5 加強監(jiān)控量測工作 103.3 套拱施工 115 安全保證措施 135.1 臺架加固 135.2 險情應(yīng)急處理 135.3 安全教育 135.4 安全物資 14

2、5.5 其他安全措施 146 附件 146.1 會議紀(jì)要 146.2 應(yīng)急預(yù)案 14常安隧道初支變形段套拱施工方案(DK82+850DK82+88段0 )1 編制依據(jù)及原則1.1 編制依據(jù)(1) 國家相關(guān)法律、 法規(guī)和中國鐵路總公司相關(guān)規(guī)章制度以及現(xiàn)行的施工規(guī)范、 規(guī)程， 技術(shù)規(guī)程和驗收標(biāo)準(zhǔn)等。(2) 已審核批準(zhǔn)的施工設(shè)計圖紙及設(shè)計院下發(fā)的交底文件。(3) 業(yè)主組織召開的會議紀(jì)要。(4) 關(guān)于進一步明確軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道設(shè)計施工有關(guān)技術(shù)規(guī)定的通知 (鐵建設(shè) 2010120 號)。(5) 國家安全監(jiān)管總局、交通運輸部、國務(wù)院國資委、國家鐵路局四部門聯(lián)合印發(fā)的 隧道施工安全九條規(guī)定。1.2

3、 編制原則(1) 積極響應(yīng)招標(biāo)文件中的安全、質(zhì)量、工期、環(huán)保、文明施工等方面的規(guī)定，嚴(yán)格遵 守鐵路建設(shè)工程施工合同條件、合同協(xié)議條款及補充協(xié)議內(nèi)容，充分結(jié)合投標(biāo)階段現(xiàn)場調(diào) 查資料。(2) 堅持“預(yù)防為主，安全第一”的指導(dǎo)思想，結(jié)合本工程特點，制定積極有效的安全 管理、技術(shù)、組織措施，確保人身安全和工程安全。(3) 堅持“百年大計，質(zhì)量第一”的方針，制定完善的工程質(zhì)量管理制度，建立質(zhì)量保 證組織體系，針對本工程特點和質(zhì)量目標(biāo)的要求，加強過程控制，從各個環(huán)節(jié)上保證工程 質(zhì)量目標(biāo)的實現(xiàn)。(4) 根據(jù)施工總工期的安排和分階段節(jié)點工期要求，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)化工期安排和資源 配置，突出重點項目和關(guān)鍵工序，統(tǒng)

4、籌組織，超前計劃，合理安排工序銜接。(5) 高度重視文明施工和環(huán)境保護工作，珍惜、合理利用土地資源。(6) 采用先進的施工技術(shù)， 堅持專業(yè)化作業(yè)與系統(tǒng)管理相結(jié)合， 科學(xué)安排各項施工程序， 通過建立先進的項目信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)施工組織的連續(xù)、均衡、緊湊、高效。(7) 按照生產(chǎn)組織工廠化、工序控制專業(yè)化、現(xiàn)場作業(yè)機械化、過程控制信息化的原則 組織施工2 工程概況2.1 設(shè)計概況常安隧道位于浙江省杭州市富陽市境內(nèi)，進口位于常安鎮(zhèn)，出口位于場口鎮(zhèn)，隧道起 訖里程 DK82+500DK83+504，全長 1004m，其中正洞長 909m、明洞長 59m、斜切式洞門長 36m，圍巖分布情況為：級圍巖 59

5、2m，臺階法施工；級圍巖 217m，三臺階法施工、 級圍巖 195m，三臺階臨時仰拱法施工。詳見隧道圍巖分級表。常安隧道圍巖分級表序號起訖里程長度（ m）圍巖分級襯砌類型鋼架設(shè)計1DK82+500DK82+51717斜切式洞門2DK82+517DK82+55841明洞3DK82+558DK82+60749bI20a 型鋼鋼架 /0.6m4DK82+607DK82+63730a160 格柵鋼架 /1.0m5DK82+637DK82+905268a6DK82+905DK82+9105級下錨段140 格柵鋼架 /1.0m7DK82+910DK82+9155a8DK82+915DK82+98469bI

6、18 型鋼鋼架 /1.0m9DK82+984DK83+04460a10DK83+044DK83+09046a160 格柵鋼架 /1.0m11DK83+090DK83+0955級下錨段I18 型鋼鋼架 /1.0m12DK83+095DK83+13237a160 格柵鋼架 /1.0m13DK83+132DK83+386254a14DK83+386DK83+41630bI18 型鋼鋼架 /1.0m15DK83+416DK83+43519bI20a 型鋼鋼架 /0.6m16DK83+435DK83+09032bI20a 型鋼鋼架 /0.6m17DK83+467DK83+48518明洞18DK83+48

7、5DK83+50419斜切式洞門2.2 變更情況常安隧道 DK82+760+915段洞身表層為 Qel+dl 粉質(zhì)黏土，褐黃色，硬塑，厚 0.51.0m ； 下伏 3h 條帶狀灰?guī)r，夾炭質(zhì)泥巖，青灰色，強風(fēng)化 弱風(fēng)化，隱晶結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖 層產(chǎn)狀 290 30。地下水主要為基巖裂隙水，不發(fā)育，設(shè)計為級圍巖，支護類型為 a。開挖過程中圍巖為炭質(zhì)泥巖，灰色，強風(fēng)化，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層破碎，地下水不發(fā)育，通過四方簽認(rèn)將此段變更為級圍巖，支護類型為 b512 07221386006內(nèi)軌頂面b1=641系統(tǒng)錨桿：拱部 25 普通中空錨桿 L=3.0m 間距（環(huán) 1.2m縱 1.5m ）梅花型布置。線

8、路 中 線081級圍巖 a 型復(fù)合式襯砌斷面圖 單位： cm 比例： 1： 10022 砂1.5m ；邊墻：環(huán) 1.5m縱1.2m隧線路中b1=641內(nèi)軌頂面0.02線部b2=6100.0225 普通中空錨桿，邊墻=3.5m ，梅花型布置。間距：拱部：14120.020.0225級圍巖 b 型復(fù)合式襯砌斷面圖單位： cm 比例： 1： 1002.3 工程現(xiàn)狀常安隧道于 2015年3月1日正式進洞，現(xiàn)場按照設(shè)計圖紙進行施工， 截止 9月12日， 上臺階施工到 DK82+960，計 412m；下臺階施工到 DK82+915，計 367m；仰拱施工至 DK82+850， 計 292m；襯砌施工至 D

9、K82+830，計 262m。施工縱斷面見圖 1 。2 0m 60m 5 0m圖1當(dāng)日，經(jīng)現(xiàn)場測量發(fā)現(xiàn) DK82+850+880段右側(cè)邊墻初期支護存在變形現(xiàn)象，拱架侵入 襯砌結(jié)構(gòu)，后續(xù)施工無法保證襯砌厚度， 存在安全隱患， 我部立即停止隧道內(nèi)的一切施工， 此時掌子面施工到 DK82+960，仰拱施工到 DK82+850，襯砌施工到 DK82+830；9月 16日， 杭黃公司組織相關(guān)單位召開了常安隧道 DK82+850+880段右側(cè)邊墻初支變形侵限處理方案 會議，要求 DK82+850+880變形段采用臨時仰拱加固處理并完成 DK82+880+910段襯砌澆 筑后，進行 DK82+850+880

10、變形段的換拱施工，完成后及時施作仰拱和襯砌，消除安全隱 患，方可恢復(fù)掌子面開挖施工。施工縱斷面見圖 2。20m30m30m50m圖2我部于 9 月 17 日19日對 DK82+850+880變形段進行了臨時仰拱加固， 同時加強變形 段監(jiān)控量測，初支變形已趨于穩(wěn)定。變形段臨時仰拱拱架采用 I18 工字鋼制作，共兩個單 元，中間位置通過螺栓將連接鋼板連接，兩側(cè)與初支下臺階鋼架拱腳焊接牢固，拱架縱向 間距 1.0m，通過 22 螺紋鋼筋連接，連接筋呈“八”字型，中對中 1.0m，拱架安裝完成 后澆筑厚 25cm的 C20 混凝土。臨時仰拱施工見圖 3、圖 4。下臺C20砼厚25cm連接鋼板 螺栓連接

11、臨時仰拱I18工字鋼焊接牢固上臺階線隧線路道路中中中線線線中臺階DK82+850+88段0 臨時仰拱施工斷面圖圖3杭州100 進口下臺階邊墻10001I 18工字鋼 1縱向間距1m臨時仰拱 連接鋼板 22螺紋鋼筋環(huán) 向中對中 1m下臺階邊墻8KD100 100 100 100 100 100100100100100100出圖 4 DK82+850+880段臨時仰拱施工平面圖（單位： cm）30m程里始開拱仰時程里待 DK82+850+880段臨時仰拱加固穩(wěn)定后，我部按照會議紀(jì)要精神，積極組結(jié)但在仰+拱施工過程 2015年10月 10 日杭黃公司再次組織有關(guān)專家及參建各方查看了現(xiàn)場拱并在我分8部

12、 隧道 DK82+850+913段初支變形侵限處理方案會議，會議決定停止仰掌子面 DK82+850+880變形段采用臨時加固（套拱加固）后恢復(fù)掌子面施工，隧道時貫通員施K82+880+910段仰拱，于 2015年9月22日至 9月30施工完成，發(fā)現(xiàn) DK880+913段初支又出現(xiàn)不同程度的變形，造成侵限問題。分8部召開，對后再處理初支侵限問題。3 套拱施工方案鑒于 DK82+850+880段初期支護已侵入二襯 5cm35cm而, 該段隧道級圍巖二襯厚度 為 40cm，為滿足設(shè)計支護厚度要求， 在確保安全及質(zhì)量的前提下必須對該段隧道初期支護 做換拱處理。但此段換拱施工工期較長，嚴(yán)重影響業(yè)主要求工

13、期節(jié)點，根據(jù) 10月 10 日會 議紀(jì)要精神，要求在此段增加臨時套拱進行加固，完成后恢復(fù)掌子面施工，隧道貫通后再 處理侵限問題。DK82+850+880段臨時加固方案：在現(xiàn)有初支上增設(shè)鋼拱架，噴射混凝土，形成封閉 拱圈進行加固，鋼拱架采用 I18 型鋼，每隔 3m設(shè)置 3m拱圈（4 榀鋼架）。設(shè)置鋼拱架既能 起到臨時加固，又有利于后期的換工施工。3.1 施工準(zhǔn)備3.1.1 成立該隧道套拱施工領(lǐng)導(dǎo)小組 建立質(zhì)量責(zé)任制，將質(zhì)量目標(biāo)層層分解，制定各級、各部門質(zhì)量工作崗位責(zé)任制，明仰拱初支30m臨時仰拱仰拱確具體的質(zhì)量責(zé)任， 把質(zhì)量管理的每項工作、 每個環(huán)節(jié)具體落實到每一個部門、 每一個人， 切實把質(zhì)

14、量工作落到實處。組長職責(zé)：項目經(jīng)理作為第一責(zé)任人主要組織實施套拱方案，制定落實質(zhì)量和技術(shù)保 證措施。定期向建設(shè)單位、監(jiān)理和質(zhì)量管理部門匯報施工情況。副組長職責(zé)：項目總工具體編制該隧道套拱方案并組織落實，對施工過程組織技術(shù)人 員進行監(jiān)督、指導(dǎo)并作好監(jiān)控量測，及時處理現(xiàn)場險情?，F(xiàn)場負(fù)責(zé)人主要督促施工人員嚴(yán) 格按照方案要求進行施做，并做好現(xiàn)場人員及機械設(shè)備的安全管理工作。工程部職責(zé)：具體組織實施套拱方案的落實并對施工全過程進行指導(dǎo)，負(fù)責(zé)技術(shù)交底 的制定和現(xiàn)場監(jiān)控量測并對監(jiān)控量測結(jié)果進行分析，及時上報。對施工人員進行技術(shù)交底 及培訓(xùn)工作。安質(zhì)部職責(zé)：制定詳細(xì)的安全應(yīng)對措施，對施工全過程進行監(jiān)控并及時處

15、理。其他部門：負(fù)責(zé)落實物資供應(yīng)及相關(guān)配套工作。施工隊：組織有經(jīng)驗的專業(yè)施工隊伍，施工前對所有施工人員進行安全交底，嚴(yán)格按 照套拱施工方案及有關(guān)技術(shù)要求進行施工，現(xiàn)場必須聽從技術(shù)及管理人員的指導(dǎo)。套拱施工管理體系組織機構(gòu)見圖 3-1 。副副工程 部劉 兵安質(zhì)部侯子物機 部陳 勇財務(wù)部劉工經(jīng)部彭試驗室劉辦公室薛新圖 3-1 套拱施工質(zhì)量管理體系組織機構(gòu)圖3.1.2 建立健全安全管理組織機構(gòu)成立以施工負(fù)責(zé)人為組長的安全領(lǐng)導(dǎo)小組，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人任安全領(lǐng)導(dǎo)小組 副組長，施工隊設(shè)安全管理檢查小組及專職安全員，從施工、技術(shù)方面來保證施工生產(chǎn)的 安全。安全領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室設(shè)在工區(qū)安全協(xié)調(diào)科，成立安全管理

16、檢查小組，并在各工班設(shè)兼 職安全檢查員，堅持經(jīng)常性的施工安全管理檢查及監(jiān)督指導(dǎo)。安全管理組織機構(gòu)如圖 3-2 所示。副組長 程輝莫恩財 務(wù) 部 劉辦 公薛 新 民俊隊 安 全 員 林 君 財圖 3-2 安全管理組織機構(gòu)框圖3.1.3 機械設(shè)備利用該隧道現(xiàn)有設(shè)備提前加工臺架、馬凳、鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、系統(tǒng)錨桿，按照設(shè)計及 方案要求加工鎖腳鋼管；配備壓漿機、電焊機等。3.2 建立監(jiān)控量測系統(tǒng)3.2.1 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(shè)計效果，保證圍巖 穩(wěn)定和施工安全；提供判斷圍巖和支護系統(tǒng)基本穩(wěn)定的依據(jù)，確定襯砌的施做時間；通過 對量測數(shù)據(jù)的分析處理，掌握地層穩(wěn)定性變

17、化規(guī)律，預(yù)見事故和險情，作為調(diào)整和休整支 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。 監(jiān)控量測流程見圖 3-3分析、研究地質(zhì)資料，制定監(jiān)控量測計劃施工監(jiān)控量測作面狀態(tài)評價施工方 更支護結(jié)束圖 3-3 監(jiān)控量測流程圖否經(jīng)濟否弱護加否施工是否完成否是3.2.2 測點布置在常安隧道套拱施工過程中，監(jiān)控量測嚴(yán)格進行拱頂下沉量測、水平凈空收斂量測兩 項量測，測點布置見圖 3-43.2.3 布點觀測 施工前，在洞內(nèi)該段初期支護背后圍巖上布置監(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(shè)，以觀測圍巖及初期支護結(jié)構(gòu)的變化。周邊收斂、拱 頂下沉各項目測點盡量集中斷面布

18、設(shè)，以便量測成果分析。拱頂下沉觀測點，在隧道變形段初期支護上每 5 米設(shè)置一個點，套拱施工完的初期支 護上每 5 米設(shè)置一個點，并且在套拱施工完 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 12 小時一次，直至變形穩(wěn)定為止。凈空收斂觀測點，在拱頂下沉觀測點同一斷面設(shè)置，儀器采用高精度全站儀，觀測頻 率同拱頂下沉觀測。3.2.4 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(dāng)隧道周邊變形趨勢

19、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(dāng)變化速率過快、過大，或當(dāng)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(yīng)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。3.2.5 加強監(jiān)控量測工作 監(jiān)控量測不僅對原初期支護鋼架變形進行觀測，對增加的套拱同樣要加強觀測，量 測人員應(yīng)及時對測量結(jié)果進行分析。 套拱安裝過程中注意觀察初期支護狀態(tài)包括噴砼層是否產(chǎn)生裂縫、剝離和剪切破 壞、支撐是否壓屈變形進行觀察分析。對以上情況進行詳細(xì)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、

20、套拱施工各工序作業(yè)持續(xù)時間加大測量頻率。3.3 套拱施工套拱施工前先對拱部及邊墻圍巖進行加固處理，拱部及邊墻均采用3.5m長的 42 小導(dǎo)管徑向支護并注水泥漿液， 小導(dǎo)管呈梅花型布置， 間距 1.0m 1.0m，水泥漿水灰比為 1： 1，注漿壓力為 0.51.0MPa。DK82+850+880變形段初期支護已施作臨時仰拱封閉成環(huán)，根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)顯 示，此段初支變形趨于穩(wěn)定，為防止后續(xù)施工對該段造成擾動，在此段增加臨時套拱進行 再次加固，保證后續(xù)施工安全。根據(jù) 10 月 10日會議紀(jì)要要求， DK82+850+880變形段長度為 30m，共計增加 5 環(huán)臨 時套拱，套拱采用 I18 型鋼鋼

21、架連接成環(huán)，每隔 3m設(shè)置 3m套拱（ 4 榀鋼架，鋼架間通過 22 螺紋鋼筋進行連接成一個整體） ，上中下臺階初期支護噴射厚 25cmC25混凝土，仰拱 采用厚 30cm，C20 混凝土澆筑。套拱鋼架間距 1.0m，鋼架落底至臨時仰拱頂面，并支墊密實。鋼架利用 4.5m 長50 鎖腳鋼管定位，鎖腳錨管施工和 U 型筋的焊接一定要在現(xiàn)場施領(lǐng)工員的盯控下完成，并且 要留有驗收人簽字的驗收記錄。利用臺架安裝套拱拱架，安裝尺寸和鎖腳錨管的施做如圖 3-5 所示，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)按設(shè)計圖紙施做。上臺階底面連接板處上線 路 中隧 道 中 線線 路 中連接板處上 50cm變形段初期支護250mm鎖腳鋼管L=4.5

22、m壁厚 3.5mm250mm鎖腳鋼管250mm鎖腳鋼管L=4.5m壁厚 3.5mmL=4.5m壁厚 3.5mm下臺階底面 L=4.5m壁厚 3.5mm250mm鎖腳鋼管L=4.5m 壁厚 3.5mm250mm鎖腳鋼管L=4.5m壁厚 3.5mm250mm鎖腳鋼管 拱腳上 50cmL=4.5m壁厚 3.5mmI18套拱拱架， 1.0m/ 榀，4榀連續(xù)安裝， 25cm厚 C25噴 射混凝土。套拱安裝順序：變形段臨時仰拱套拱臨時仰拱，澆筑C20混凝土，厚 30cm。中臺階底面圖 3-5 套拱拱架安裝橫斷面示意圖0 8 8 + 2 8 KD 程 里 道 隧圖 3-6 套拱拱架安裝縱斷面示意圖0 5 8

23、 + 2 8 KD 程 里 道 隧首先將需要安裝套拱的位置進行錨桿孔的測量放樣，進行錨桿鉆孔及安裝施工，以便 在安裝套拱時固定拱架， 錨桿按照 b 型復(fù)合式襯砌進行施工。 套拱拱架分單元進行安裝， 安裝從拱頂向臺階底部進行，拱架與臺架之間支撐連接牢固，每安裝一個單元固定一個單 元，相鄰單元之間用連接鋼板螺栓連接，最后形成一個整體。相鄰兩榀鋼架及時用 22 螺 紋鋼筋焊接，鋼筋中對中距離為 1.0m（呈“八”字形焊接） ，形成整體。鋼架加固完成后 及時施做鎖腳鋼管，最后將鋼架與初支間的間隙用噴射混凝土回填密實。每環(huán)套拱鋼架上設(shè)監(jiān)控量測點，施工時對鋼架變形和位移進行量測監(jiān)控。為保證施做的套拱拱架與變形段的a 初支面密貼，調(diào)整臨時拱架連接鋼板尺寸，連接鋼板尺寸如圖 3-7圖 3-7 臨時鋼架連接鋼板尺寸5 安全保證措施5.1 臺架加固對臺架進行加固，在臺架推到作業(yè)位置后，首先將臺架底部與下方已完成的