隧道換拱施工方案

1、 隧道初期支護(hù)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(hù)加固方案2五、初期支護(hù)拆換方案及施工工藝2六、監(jiān)控量測(cè)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(biāo)招標(biāo)、投標(biāo)文件。2、國(guó)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(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。3、中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法、建設(shè)工程安全管理?xiàng)l例和鐵路工程施工安全技術(shù)規(guī)程等工程建設(shè)安全生產(chǎn)有關(guān)管理規(guī)定。4、近年來(lái)我公司類似工程施工經(jīng)驗(yàn)、施工工法、科技成果。5、我公司的人員和機(jī)械設(shè)備等綜合能力以及以往類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)。二、編制范圍該初期支護(hù)拆

2、換施工方案適用于云桂鐵路（廣西段）XXXXXX段初期支護(hù)拆換。編制內(nèi)容主要包括：初期支護(hù)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(jìn)口里程XX，出口里程XX，全長(zhǎng)714m，最大埋深約43m。隧道范圍內(nèi)巖性為頁(yè)巖夾泥質(zhì)砂巖。全結(jié)合地形地質(zhì)條件，隧道進(jìn)口XX段，采用V級(jí)單壓式抗震明洞，XX段采用V級(jí)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(jí)淺埋段，除明洞外其余地段均采用V級(jí)B型復(fù)合襯砌。截至目前，XX隧道出口施工進(jìn)展情況為：掌子面上臺(tái)階里程K155+146，中臺(tái)階里程K155+155.1,下臺(tái)階里程K155+161.1，仰拱里程K155

3、+165.9，二襯里程K155+169.4。通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，XX隧道K155+155.1K155+169.4段初期支護(hù)凈空輪廓實(shí)測(cè)資料如附件1所示。洞內(nèi)初期支護(hù)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(hù)。四、初期支護(hù)加固方案根據(jù)監(jiān)控量測(cè)記錄，對(duì)K155+155.1K155+169.4段初支進(jìn)行加固，具體措施如下：采用42鋼花管對(duì)該段圍巖進(jìn)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(shè)。42鋼花管每根長(zhǎng)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(jìn)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(cè)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(qiáng)鎖腳。42鎖腳錨管每根長(zhǎng)4.5m，壁厚3.5mm。 為避免注漿軟化圍巖而進(jìn)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(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)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(hù)拆換順序圖 ()中臺(tái)階范圍內(nèi)，完成臨時(shí)仰拱支撐，并在拱頂位置處支頂I18工字鋼與臨時(shí)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(tái)階接頭處連接。五、初期支護(hù)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(duì)該段

5、圍巖進(jìn)行取樣分析，取樣分析結(jié)果和監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)滿足拆換要求及圍巖初期支護(hù)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(duì)K155+155.1K155+169.4段初期支護(hù)局部進(jìn)行拆換，每榀拆換順序如圖1所示。初期支護(hù)拆換工藝流程如圖2所示。1、拆除初期支護(hù)圖2 拆換工藝流程圖按照拱架單元進(jìn)行鑿除，且每次只能鑿除一榀中的一個(gè)拱架單元。鑿除主要以人工利用風(fēng)鎬開(kāi)挖為主，盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。初期支護(hù)噴射混凝土鑿除根據(jù)斷面測(cè)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(xiàng)：根據(jù)斷面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，用紅油漆在噴射混凝土表面標(biāo)志出侵限的范圍，并用數(shù)字寫(xiě)出該處或該段侵限多少。風(fēng)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(kāi)分離，以防對(duì)不鑿除部分混凝土有損傷。不得大面積拆除初期支護(hù)，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(chǎng)技術(shù)人員確認(rèn)。初期支護(hù)鋼拱架割除鋼拱架拆除時(shí)先用風(fēng)鎬破除鋼拱架背后的巖土，當(dāng)用風(fēng)鎬不便于操作時(shí)可用鋼釬鑿除其背后的巖土。鋼拱架切割應(yīng)沿半徑方向，一次割除一個(gè)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(dòng)鋼拱架，使鋼拱架松動(dòng)，此時(shí)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(dòng)，直至鋼拱架順利拆除。2、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片在鋼拱架拆除完成后，人工進(jìn)

7、行欠挖處理，對(duì)于局部殘留的砼采用風(fēng)鎬破除，錨桿超前支護(hù)等鋼結(jié)構(gòu)采用電氣焊切除，直至輪廓滿足施工和設(shè)計(jì)要求。由于考慮該段地勢(shì)偏壓嚴(yán)重?fù)Q拱后圍巖有可能產(chǎn)生較大變形，輪廓開(kāi)挖時(shí)預(yù)留沉降量為10-15cm。巖面修整完成后及時(shí)進(jìn)行初噴，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)采用8mm鋼筋，網(wǎng)格間距為2020cm,搭接長(zhǎng)度為12個(gè)網(wǎng)格。3、I20b鋼架安裝把加工好的相應(yīng)鋼拱架單元運(yùn)至作業(yè)面，調(diào)整后定位安裝。打設(shè)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(zhǎng)4.5m的423.5mm鋼花管。在鋼拱架與初噴混凝土的空隙處加設(shè)混凝土墊塊，楔緊鋼拱架。按設(shè)計(jì)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(hù)拆換完成后及時(shí)濕噴C25砼，厚度同設(shè)計(jì)。5、二襯施工按以上拆換順序反復(fù)循環(huán)，并及時(shí)跟進(jìn)仰拱及仰拱填充，初期支護(hù)拆換完成一段，襯砌一段，確保安全。6、初期支護(hù)拆換注意事項(xiàng)初期支護(hù)拆換由二次襯砌端向掌子面端間隔兩榀鋼拱架實(shí)施。拆換拱過(guò)程中，必須全程監(jiān)測(cè)，設(shè)安全員全程值守，負(fù)責(zé)安全管理工作。拆換過(guò)程中，應(yīng)盡量避免、減少各種振動(dòng)、沖擊作業(yè)，避免水影響。拆換拱與二襯施作宜穿插進(jìn)行，即拆換一段，襯砌一段。拆換前對(duì)工人進(jìn)行換拱安全教育，施工時(shí)盡量減少正面對(duì)著換拱作業(yè)面的時(shí)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(jìn)行作業(yè)。拆換后的拱架單元恰巧不能栓接

9、時(shí)，要采用型鋼或16mm的鋼板對(duì)連接處楔緊并四面焊牢。六、監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)1、量測(cè)程序監(jiān)控量測(cè)的目的在于監(jiān)測(cè)圍巖變形和壓力情況，驗(yàn)證支護(hù)襯砌的設(shè)計(jì)效果，保證圍巖穩(wěn)定和施工安全；通過(guò)對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理，掌握地層穩(wěn)定性變化規(guī)律，預(yù)見(jiàn)事故和險(xiǎn)情，作為調(diào)整和修整支護(hù)參數(shù)及施工方法的依據(jù)，提供圍巖和支護(hù)襯砌最終穩(wěn)定的信息。 隧道監(jiān)控量測(cè)程序圖2、測(cè)點(diǎn)布置在XX隧道換拱過(guò)程中，監(jiān)控量測(cè)嚴(yán)格進(jìn)行地表下沉量測(cè)、拱頂下沉量測(cè)、水平凈空收斂量測(cè)三項(xiàng)量測(cè)。凈空變化量測(cè)測(cè)線布置地表沉降測(cè)點(diǎn)布置圖3、布點(diǎn)觀測(cè)施工前，在洞內(nèi)該段初期支護(hù)鋼拱架上布置監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，拱頂下沉觀測(cè)點(diǎn)及凈空收斂觀測(cè)點(diǎn)按每5米一個(gè)斷面進(jìn)行布設(shè)，以觀測(cè)圍

10、巖及初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的變化；洞頂原地表，每5米一個(gè)斷面布設(shè)地表下沉觀測(cè)點(diǎn)，以觀測(cè)地表沉降。周邊收斂、拱頂下沉及地表下沉各項(xiàng)目測(cè)點(diǎn)盡量集中斷面布設(shè)，以便量測(cè)成果分析。對(duì)初支侵限較大處，增設(shè)絕對(duì)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，尤其是連接鋼板處和墻角處。拱頂下沉觀測(cè)點(diǎn)，在隧道需換拱的初期支護(hù)上每3米設(shè)置一個(gè)點(diǎn)，換拱施工完的初期支護(hù)上每?jī)擅自O(shè)置一個(gè)點(diǎn)，并且在換拱施工完6小時(shí)內(nèi)進(jìn)行第一次觀測(cè)，儀器采用高精度全站儀，觀測(cè)頻率為每天2次，直至二襯完成后為止。凈空收斂觀測(cè)點(diǎn)，在拱頂下沉觀測(cè)點(diǎn)同一斷面設(shè)置，儀器采用高精度全站儀，觀測(cè)頻率同拱頂下沉觀測(cè)。4、量測(cè)整理及分析根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)繪制位移-時(shí)間曲線圖，在位移-時(shí)間曲線趨于平緩時(shí)進(jìn)

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(shí)間（T）發(fā)展的時(shí)態(tài)函數(shù)，根據(jù)測(cè)點(diǎn)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(shì)有明顯減緩趨勢(shì)，則說(shuō)明隧道變形基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)變化速率過(guò)快、過(guò)大，或當(dāng)位移-時(shí)間曲線出現(xiàn)反彎點(diǎn)時(shí)，說(shuō)明位移出現(xiàn)反常的急劇增加現(xiàn)象，表明圍巖及支護(hù)已呈不穩(wěn)狀態(tài)，應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)并停止作業(yè)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)及施工情況進(jìn)行分析。5、加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)工作監(jiān)控量測(cè)不僅對(duì)原初期支護(hù)鋼拱架變形進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)置換后的拱架同樣要加強(qiáng)觀測(cè)，量測(cè)人員應(yīng)及時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析。開(kāi)挖過(guò)程中注意觀察初期支護(hù)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(jìn)行觀察

12、分析。對(duì)以上情況進(jìn)行詳細(xì)描述、記錄，并予以評(píng)估，作為及時(shí)采取支護(hù)參數(shù)選擇的參考及量測(cè)等級(jí)選擇的依據(jù)。量測(cè)方法及頻率現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)時(shí)根據(jù)開(kāi)挖、換拱各工序作業(yè)持續(xù)時(shí)間加大測(cè)量頻率。七、安全質(zhì)量保證措施1、成立換拱安全施工領(lǐng)導(dǎo)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(xiàng)目部成立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)的安全施工指導(dǎo)小組。組 長(zhǎng)：項(xiàng)目經(jīng)理副組長(zhǎng)：總工、生產(chǎn)經(jīng)理成 員：各部室負(fù)責(zé)人，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)主管，技術(shù)員等組長(zhǎng)負(fù)責(zé)換拱期間的安全工作的總體協(xié)調(diào)及遭遇緊急情況時(shí)進(jìn)行總調(diào)度，副組長(zhǎng)負(fù)責(zé)置換拱架期間具體的安全事項(xiàng)，各成員配合組長(zhǎng)及副組長(zhǎng)工作。2、建立值班制度在洞口設(shè)置警示標(biāo)志，并設(shè)置警戒線，無(wú)關(guān)人員不得進(jìn)洞，且進(jìn)洞人

13、員必須先登記后進(jìn)洞，嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)出洞登記制度。置換拱架期間，要加強(qiáng)值班制度，除正常的專職安全員需現(xiàn)場(chǎng)值班外，還需配置專門的換拱值班人員，值班人員主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的安全物資調(diào)配及應(yīng)急匯報(bào)。專職安檢人員每班都要對(duì)每榀置換拱架進(jìn)行一次全面檢查，尤其是要注意加強(qiáng)對(duì)圍巖和臨時(shí)支護(hù)狀態(tài)的檢查，不放過(guò)任何微小變化，并應(yīng)逐級(jí)做好記錄。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)上報(bào)。在施工作業(yè)面設(shè)置宣傳標(biāo)語(yǔ)和警示標(biāo)志，保證作業(yè)人員隨處可見(jiàn)，提高“三不傷害”的安全防范意識(shí)。派專人在洞外對(duì)山體開(kāi)裂等情況進(jìn)行觀測(cè)，如有異常，及時(shí)上報(bào)。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(shí)體。保證工程材料按質(zhì)、按量

14、、按時(shí)的供應(yīng)是提高和保證質(zhì)量的前提。因此，對(duì)采購(gòu)的原材料、構(gòu)件（配件）、半成品等材料，建立健全進(jìn)場(chǎng)前檢查驗(yàn)收和取樣送檢制度，杜絕不合格材料進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。在置換拱架期間，要派專人進(jìn)行隧道圍巖監(jiān)控量測(cè)。在監(jiān)控量測(cè)單位的正常監(jiān)控外，項(xiàng)目部測(cè)量班也要進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)項(xiàng)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(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)認(rèn)真做好記錄和數(shù)據(jù)處理工作，以修正支護(hù)參數(shù)，保障施工安全。嚴(yán)禁對(duì)侵限部分的鋼拱架之間的混凝土多榀同時(shí)鑿除，多榀同時(shí)換拱，防止暴露面積過(guò)大造成圍巖出現(xiàn)突然性垮塌，避免意外事故的發(fā)生。嚴(yán)禁對(duì)一榀鋼拱架一次性進(jìn)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(chǎng)負(fù)責(zé)安全的人員進(jìn)行旁站監(jiān)督。系統(tǒng)錨桿設(shè)置時(shí)，需在鋼拱架兩側(cè)交錯(cuò)布置，錨墊板與鋼拱架焊接牢固，砂漿錨桿采用M20水泥砂漿