營盤上隧道襯砌永久性加固方案

1、京九線營盤上隧道永久性加固方案匯報材料中鐵十七局集團第二工程有限公司二0一0年六月十四日營盤上隧道襯砌病害整治方案一、工程概況營盤上隧道全長1286m，起訖里程DK225+491DK226+777，為雙線隧道，其中：左線進口端223.26m為半徑R=3000m左轉(zhuǎn)曲線，左線出口端401.62m為半徑R=6000m的右轉(zhuǎn)曲線。該隧道由中鐵十七局二處二段、三段施工，于1993年3月15日開工，1994年12月15日竣工。1、運營期間發(fā)生兩處拱頂混凝土脫落掉塊2010年4月23日贛州工務段在營盤上隧道檢查中發(fā)現(xiàn)：在隧道進口段DK225+730（距進口239m）前后7m范圍，線路間正上方拱頂混凝土脫落

2、掉塊，面積為0.6×0.3m、深0.3m，鋼筋裸露，周圍襯砌空響嚴重。在隧道進口段DK225+834（距進口343m）前后7m范圍，線路間正上方拱頂混凝土掉落，面積為0.6×0.3m、深0.3m，鋼筋裸露，周圍襯砌空響嚴重。在線路間偏下行方向，拱頂混凝土掉塊范圍2×1.5m，深0.3m，鋼筋裸露，周圍襯砌環(huán)形開裂，空響嚴重。2、本次須整治隧道襯砌病害地段施工情況回顧本次須整治隧道襯砌病害地段為DK225+730及DK225+834兩處的前后7m范圍，距原坍方地段DK225+743+782較近。施工期間隧道進口段曾出現(xiàn)過兩次坍方據(jù)“施工小結(jié)”記載，施工中進口段曾出現(xiàn)

3、兩次坍方：一是進口洞口DK225+491.34+500因山體不穩(wěn)定造成滑坍掉拱坍方，坍體約1000m3。坍方處理：洞頂坍穴回填密實噴砼封閉，并做好排水處理，洞內(nèi)采用超前小導管預注漿加固坍塌土體，再短臺階逐榀開挖，初期支護格柵鋼架間距0.6m，加密縱向連接筋，早封閉快成環(huán)；加強襯砌厚度1.2m。二是進口洞身DK225+743+782（距進口252291m）段坍穴高度距隧道頂約30m，坍體堵塞全洞，坍方量約6000m3,該坍方段圍巖為含碳千枚狀板巖、凝灰質(zhì)變質(zhì)砂巖，裂隙發(fā)育，受構(gòu)造影響，巖石破碎，呈碎石鑲嵌結(jié)構(gòu)；坍方處理：采用管棚及小導管注漿，逐榀開挖，管棚下架立工字鋼和格柵鋼架支撐，支撐間距0.

4、6m0.8m,并將管棚與支撐焊接，噴射砼厚度2025cm。根據(jù)程檢證資料顯示：DK225+730（進口239m）地段地質(zhì)情況為：類破碎凝灰?guī)r、節(jié)理發(fā)育、較硬不一、含有風化碳質(zhì)夾層。施工中因圍巖破碎和含有夾層，引起坍方超挖，坍方總計達25m3。根據(jù)程檢證資料記載，DK225+721741段襯砌平均厚度25cm。本地段拱部安裝格柵，間距75cm,兩拱腳分別安裝有25a的槽鋼。根據(jù)竣工圖地質(zhì)資料顯示，該地段為寒武系之含炭千枚板巖，受構(gòu)造影響強烈、破碎。DK225+834（進口343m）地段地質(zhì)情況為：圍巖節(jié)理發(fā)育、風化巖重（左側(cè)），有滴水、左側(cè)圍巖風化破碎，施工中造成坍方，坍方總計120m3。程檢證

5、記載襯砌平均厚度28cm。本地段拱部格柵，間距75cm,兩拱腳分別安裝有25a的槽鋼。根據(jù)竣工圖地質(zhì)資料顯示，該地段為寒武系之含炭千枚板巖，受構(gòu)造影響強烈、破碎。營盤上隧道施工中，防水措施采用了CCR911橡膠防水板結(jié)合無紡布及防水砼結(jié)合PE塑料板盲溝防排水。本次須做整治的兩段病害襯砌均設(shè)有格柵拱架支撐。二、隧道襯砌病害部位搶險加固方案2010年5月6日南昌鐵路局組織鐵四院、中鐵十七局、北京方達工程管理有限公司及工務處、贛州工務段相關(guān)人員對進行京九線營盤上隧道DK225+730、DK225+834處拱頂襯砌嚴重開裂、脫落掉塊進行了分析，并由中鐵十七局二公司施做襯砌臨時加固處理如下：1、對隧道病

6、害部位采取臨時加固處理。中鐵十七局二公司于2010年5月9日進場，2010年5月25日開始了對以上兩處襯砌脫落部位采用全斷面工字鋼拱架加鋼筋網(wǎng)噴射混凝土進行了臨時搶險加固處理，加固范圍為DK225+730處前后共5榀拱架，DK225+834處前后共4榀拱架，拱架間距1m，縱向鋼筋連接，拱架與襯砌采用膨脹螺栓連接。拱架間采用了掛網(wǎng)錨噴，C20噴射砼，噴射厚度為10cm。6月中旬完成了臨時搶險加固。2、對隧道病害部位（DK225+730、DK225+834）前后10m范圍兩側(cè)各鉆芯取樣2組，并委托了贛州市建設(shè)工程檢測中心對樣品做了抗壓強度檢測，檢測數(shù)據(jù)與設(shè)計相符，達到了C20（設(shè)計砼標號200級）

7、。三、隧道襯砌病害部位整治方案根據(jù)現(xiàn)場病害實際情況，依據(jù)營業(yè)線施工運輸、施工兼顧，確保行車和施工安全的原則，初擬四種整治方案備選：方案一：病害處原位掛網(wǎng)錨噴每榀臨時性鋼拱架間施做掛網(wǎng)錨噴，采用20錨桿，長度4m,錨桿間距1m左右，梅花型布置，鋼筋網(wǎng)片采用8鋼筋加工，網(wǎng)眼為10cm×10cm，網(wǎng)片與錨桿綁扎或焊接。安裝錨桿前，采用空壓機風管對錨眼進行清孔，并注入錨固劑，然后安裝錨桿。網(wǎng)片覆蓋兩處病害部位的砼襯砌面。錨桿、網(wǎng)片安裝好后對其進行噴射C20砼，厚度10cm，第一遍噴射厚度5cm，待初凝后再噴射5cm，噴射時保證噴射面厚度均勻，面層平整，完全覆蓋病害位置。待噴射砼達到設(shè)計強度的

8、90%以上，利用封鎖點拆除前期臨時加固支護的鋼拱架。其中DK225+730掛網(wǎng)噴錨寬度為4.5m，長度為8m；DK225+834掛網(wǎng)噴錨的寬度為4.5m，長度為5m。同時對錨噴后背進行注漿加固處理，預計16個封鎖點完成，(每個封鎖點120分鐘以上)。 工程數(shù)量表 方案一序號項目單位數(shù)量備注18鋼筋kg466.910×10cm網(wǎng)片2噴射C20砼m258.5厚10cm320錨桿kg739.8長度4m4襯砌背后注漿m384估計值此方案優(yōu)點：在既有線條件下施工便于操作，難度較低，安全風險小，對京九線運輸影響小，可在短時間內(nèi)完成。缺點：若襯砌背后存在較大范圍空洞，增加了錨桿的安裝難度，同時錨桿

9、的受力作用明顯降低。方案二：鋼拱架在拱頂部位緊貼襯砌內(nèi)緣，起拱線處拱腳嵌入襯砌之內(nèi)，中間半嵌半露，再噴砼補平。由起拱線開始，在臨時鋼拱架間布置永久性I 18鋼拱架，間距1m，拱架兩頭嵌入起拱線處襯砌之內(nèi)，拱頂部位處拱架緊貼襯砌面。拱架兩側(cè)每隔1.5m對稱設(shè)置直徑20mm、長度2.5m錨桿，錨孔鉆好后清孔并注入錨固劑后再安裝錨桿，錨桿與拱架焊接牢靠，外露面噴砼補平。待拱頂鋼拱架安裝完成后，利用封鎖點拆除前期臨時加固支護的鋼拱架。其中DK225+730鋼拱架加工寬度為11.64m，共加固6榀；DK225+834拱架加工寬度為14.52m，共加固5榀。預計50個封鎖點完成，(每個封鎖點120分鐘以上

10、)。 工程數(shù)量表 方案二序號項目單位數(shù)量備注18鋼筋網(wǎng)kg466.910×10cm網(wǎng)片2噴射C20砼m2131.5厚10cm320錨桿kg604.3長度2.5m4I18工字鋼kg3448.9共計11榀5襯砌面開鑿m30.8此方案優(yōu)點：拱部襯砌與嵌入的鋼拱架共同受力，對病害襯砌起到較好的支護作用。缺點：鋼拱架加工尺寸必須精確，安裝前需開鑿起拱線處襯砌面，鋼拱架安裝的技術(shù)要求比較高，封鎖時間內(nèi)完成一榀拱架的安裝比較困難，對后期的電氣化改造可能造成影響。方案三：半斷面嵌入鋼拱架后掛網(wǎng)錨噴在兩榀臨時拱架之間開鑿20cm寬、22cm深環(huán)向槽，槽內(nèi)嵌入永久性I 18鋼拱架，拱架兩側(cè)每隔1.5m對

11、稱設(shè)置直徑20mm、長度2.5m錨桿，與鋼拱架焊固聯(lián)接。拱架間距1m。待永久性鋼拱架安裝完后，拆除臨時性鋼拱架，病害襯砌面掛網(wǎng)錨噴C20砼，厚度10cm，覆蓋病害襯砌面及鋼拱架嵌入槽。其中DK225+730鋼拱架加工寬度為21.73m，共加固6榀；DK225+834拱架加工寬度為22.64m，共加固5榀。預計需要80個封鎖點完成，(每個封鎖點120分鐘以上)。 工程數(shù)量表 方案三序號項目單位數(shù)量備注18鋼筋網(wǎng)kg466.910×10cm網(wǎng)片2噴射C20砼m2199.7厚10cm320錨桿kg1085長度2.5m4I18工字鋼kg5878共計11榀5襯砌面開鑿m310.8寬20cm，深

12、22cm此方案優(yōu)點：對拱部襯砌能起到比較好的支護作用，效果優(yōu)于方案二。缺點：施工工期過長，安裝一榀永久性鋼拱架預計需要8個封鎖點(每個封鎖點120分鐘左右)，對京九線運營造成比較大的影響。襯砌內(nèi)的格柵拱架直接造成開槽難度增大，操作困難。方案四：全斷面安裝鋼拱架，拱頂處拱架緊貼拱部襯砌砼外露面，起拱線到水溝頂鋼拱架嵌入襯砌內(nèi)，然后掛網(wǎng)錨噴砼。起拱線至拱頂處緊貼襯砌面采用錨桿錨入I18鋼拱架，起拱線至水溝頂鑿20cm寬、22cm深槽，將I18鋼拱架嵌入襯砌內(nèi)，然后采用錨桿錨入。拱架兩側(cè)每隔1.5m對稱設(shè)置20長度2.5m錨桿，與鋼拱架焊固聯(lián)接。拱架間距1m。待永久性鋼拱架安裝完后，拆除臨時性鋼拱架

13、，病害襯砌面掛網(wǎng)錨噴C20砼，厚度10cm，覆蓋病害襯砌面及鋼拱架嵌入槽。其中DK225+730鋼拱架加工寬度為21.73m，共加固6榀；DK225+834拱架加工寬度為22.64m，共加固5榀。預計60個封鎖點完成，(每個封鎖點120分鐘以上)。 工程數(shù)量表 方案四序號項目單位數(shù)量備注18鋼筋網(wǎng)kg466.910×10cm網(wǎng)片2噴射C20砼m2199.7厚10cm320錨桿kg1085長度2.5m4I18工字鋼kg5878共計11榀5襯砌面開鑿m36.3寬20cm，深22cm此方案優(yōu)點：對拱部襯砌能起到比較好的支護作用，與方案三比較各有長短。缺點：施工工期較長，安裝一榀永久性鋼拱架預計需要6個封鎖點(每個封鎖點120分鐘)左右，對京九線運營造成較大的影響。襯砌內(nèi)的格柵拱架直接造成開槽難度，操作難度大。綜合比選建議：首選方案一，次選方案二，再選方案四。經(jīng)濟技術(shù)比較（略）。四、隧道襯砌病害部位整治過程中可能