小密隧道DK86+895-884段換拱方案

1、小密隧道DK86+895DK86+884 段換拱方案1、工程概況1.1工程情況小密隧道全長1493米，隧道進(jìn)口里程 DK85+505出口里程DK86+998隧道平面， DK85+505- DK86+236.4里程段位于右偏曲線上，左線曲線半徑4500米，其余地段位于直 線上，該隧道時速200km客貨共線雙線隧道，隧道內(nèi)線間距 4.4米4.546米，隧道內(nèi) 縱坡為自進(jìn)口到出口位于 3.8 %。的上坡，隧道內(nèi)鋪設(shè)有砟軌道，本隧道開挖川級圍巖占 10% W級圍巖占48% V級圍巖占42%1.2地質(zhì)情況小密隧道出口 DK86+998- +880段為Q1含礫粉質(zhì)黏土，褐黃色 灰黃色，硬塑，具 有弱膨脹性

2、。DK86+960- +900設(shè)計(jì)Vc,采用四部CD法開挖，鋼架采用HW175型鋼，間 距0.5米一榀，108mmi洞口長管棚。DK86+90C+998段洞身通過的地層為大范圍富水 碎石土層、含煤的煤系地層，部分地段穿越煤層開采區(qū)，同時該段為瓦斯工區(qū)，經(jīng)初始 風(fēng)險評估該段為極高風(fēng)險地段。受附近煤洞采空區(qū)影響，雨季施工飽和富水，土體自穩(wěn) 性差，前期洞口局部邊坡開挖導(dǎo)致臨時防護(hù)開裂、邊坡坍塌，山體有失穩(wěn)傾向，嚴(yán)重危 及洞內(nèi)施工安全。1.2施工情況小密隧道從出口向進(jìn)口方向進(jìn)行施工，由DK89+896段向進(jìn)口方向開挖工法由四部 CD 法轉(zhuǎn)換至三臺階臨時仰拱法，至2012年10月21日按三臺階臨時仰拱法

3、開挖支護(hù)至DK86+867仰拱和填充施工至 DK86+881 二補(bǔ)混凝土施工至 DK86+895.8; 2012年10月 12日始掌子面圍巖揭露為碳質(zhì)頁巖夾煤層，線路右側(cè)拱腳處有水，我項(xiàng)目部組織對拱腳 處外接引水管排水等處理措施，掌子面趨于穩(wěn)定，后因受連日降雨及淺埋等影響，山頂 地表出現(xiàn)數(shù)到不規(guī)則裂紋，DK86+895- +884段拱頂及邊墻處存在滲水現(xiàn)象，處造成小密 隧道覆蓋土層軟化，飽和富水土層穩(wěn)定性急劇降低致使掌子面后方DK86+895- +884段已支護(hù)的鋼架局部發(fā)生變形，我項(xiàng)目部決定對DK86+895- +884段初支鋼架侵限需進(jìn)行拆換 處理。2、安全保證措施2.1險情應(yīng)急處理現(xiàn)場施

4、工時間專職安全人員在場監(jiān)視圍巖變化，用哨聲通知作業(yè)人員撤離，在換拱 臺架的前后各堆放沙堆，在極度危險的情況下，人員可以跳到砂袋上迅速撤離。 施工期間，現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人會同技術(shù)人員對各部支護(hù)進(jìn)行定期檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)量測數(shù)據(jù)有 突變或異變時，立即通知現(xiàn)場負(fù)責(zé)人，采取應(yīng)急措施或通知施工人員撤離危險地段。加強(qiáng)圍巖開挖后變形量測，根據(jù)量測數(shù)據(jù)分析結(jié)果，反饋指導(dǎo)施工，保證開挖及換 拱的安全和質(zhì)量。施工中，指定專人對洞內(nèi)圍巖及地面位移變形情況進(jìn)行觀測，出現(xiàn)異 常情況立即停止施工并及時上報(bào)。2. 2安全教育對所有現(xiàn)場人員進(jìn)行全員安全教育，并進(jìn)行安全技術(shù)交底，從思想上高度重視。建 立安全領(lǐng)導(dǎo)小組，落實(shí)崗位責(zé)任制。施工

5、人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，技術(shù)人員上課、現(xiàn)場指導(dǎo)。 所有進(jìn)入隧道工地的人員，佩戴安全防護(hù)用品。對隧道施工人員要堅(jiān)持班前安全教育， 嚴(yán)格按照操作程序施工。作業(yè)到達(dá)工作面時，先檢查工作面是否處于安全狀態(tài)，如有松動的巖石，立即加以支 護(hù)或清除。2.3安全物資配足必要搶險物資，如砂子、工字鋼、方木、滅火器、急救藥品、紗布、強(qiáng)光電筒、 安全標(biāo)示。3、換拱方案3.1施工準(zhǔn)備由于DK86+89& +884段初支鋼架侵限較大，經(jīng)會商決定對該段采取換拱處理方案， 確保模筑襯砌厚度及施工質(zhì)量。換拱之前需作好如下準(zhǔn)備工作：(1) 對換拱部位打設(shè)徑向小導(dǎo)管并進(jìn)行注漿；(2) 進(jìn)行人員、機(jī)械、設(shè)備及換拱所需的材料準(zhǔn)備工作；(3

6、) 對換拱工班進(jìn)行安全培訓(xùn)及換拱技術(shù)交底。3.2換拱準(zhǔn)備工作及注意事項(xiàng)(1) 徑向注漿的土體已固結(jié)并具有一定強(qiáng)度后方可進(jìn)行換拱；(2) DK86+895- +884段侵線部分主要集中在進(jìn)洞右側(cè)，根據(jù)實(shí)際斷面資料，如進(jìn)洞左側(cè) 無侵線，對右側(cè)進(jìn)行局部換拱；(3) DK86+876- +880段先施做臨時仰拱及中支撐，臨時仰拱采用I18工字鋼，搭接處要 保證焊接質(zhì)量，焊縫飽滿；(4) 在換拱過程中，DK86+880- +884段左右側(cè)增加斜向支撐，保證前方穩(wěn)定性；(5)洞內(nèi)DK86+885+867段監(jiān)控量測點(diǎn)加密，布置地表觀測網(wǎng);3.3換拱方案由大里程DK86+885向小里程DK86+884方向逐榀

7、對侵限初支鋼架進(jìn)行置換，每榀置 換后及時進(jìn)行噴射混凝土封閉。確定換拱部位一小導(dǎo)管注漿預(yù)支護(hù)一鑿除初支噴射混凝土一測量放線一置換拱架-剝掉侵限部分圍巖一立即初支(立鋼拱架支撐)、噴錨-重復(fù)以上工作根據(jù)初期支護(hù)斷面測量成果，確定拱部初期支護(hù)侵限范圍，在現(xiàn)場畫出換拱范圍。在該換拱范圍內(nèi)采用 長5m的 50鋼花管進(jìn)行徑向注漿，間距為1X 1.2m,注漿壓力控制 在11.5Mpa,待注漿達(dá)到一定強(qiáng)度后，用風(fēng)槍鑿除1榀鋼架，按設(shè)計(jì)開挖輪廓線人工鑿 出欠挖部分圍巖，拆除侵限部分工字鋼拱架、鋼筋網(wǎng)片、連接筋，按設(shè)計(jì)要求掛設(shè)鋼筋 網(wǎng)，換上新加工的鋼架并進(jìn)行可靠連接，然后噴射混凝土封閉，完成一次換拱循環(huán)。換 拱時

8、要確保拱架的連接及鎖腳錨管的施作質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，鎖腳采用50的鎖腳鋼管，L=5.0m，施作方向與水平呈30夾角，緊貼鋼架施作，鎖腳鋼管與鋼架采用直 徑22的U型鋼筋有效焊接，每個拱腳增設(shè)不少于 2根鎖腳錨管。換拱完成后及時埋設(shè)監(jiān)控量測點(diǎn)并讀取初始讀數(shù)，要求拱拱期間每天的觀測頻次不少于2次，至基本穩(wěn)定后進(jìn)行正常頻次的觀測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)沉降、收斂變形較大時及時加設(shè) 臨時斜向支撐。3.4換拱注意事項(xiàng)(1) 嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙加工鋼拱架，其尺寸、焊接質(zhì)量要符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求；新拱架與原拱架間焊接要牢靠、平順；鋼架垂直于隧道中線，上下、左右允許偏差i5cm,鋼架傾斜度不得大于2。(2) 對拱架的置換應(yīng)遵循先

9、加固后置換的原則，即置換前對置換段落進(jìn)行注漿加固，經(jīng) 監(jiān)控量測沉降及收斂已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定，然后置換拱部鋼架，且每次置換鋼架長度按原鋼架 節(jié)段長度一一對應(yīng)進(jìn)行置換；(3) 刻槽時主要以人工利用風(fēng)鎬刻槽為主，嚴(yán)禁采用爆破作業(yè)，且每次只能置換一榀，刻槽時注意預(yù)留沉降量不小于 20cm；(4) 置換時確保鋼架各單元連接按照設(shè)計(jì)要求(連接板 +連接螺栓)有效連接，并在新 架設(shè)鋼架緊貼兩側(cè)位置施作鎖腳錨管，并通過直徑 22的U型鋼筋有效焊接，及時噴射 混凝土封閉。(5) 監(jiān)控量測點(diǎn)的布設(shè)要與換拱作業(yè)同步進(jìn)行，布點(diǎn)按縱向5m 一個斷面，環(huán)向每個斷 面在分別在拱頂、拱腰、拱腳及邊墻共布設(shè) 5個觀測點(diǎn)。（6）換拱施

10、工過程中，嚴(yán)禁大型機(jī)械設(shè)備（挖機(jī)、裝載機(jī)）進(jìn)入掌子面及中臺階進(jìn)行作 業(yè)。3.5.建立監(jiān)控量測系統(tǒng)3.5.1監(jiān)控量測程序監(jiān)控量測的目的在于監(jiān)測圍巖變形和壓力情況，保證圍巖穩(wěn)定和施工安全；提供判 斷圍巖和支護(hù)系統(tǒng)基本穩(wěn)定的依據(jù)；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(yù)見事故和險情，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。3.5.2量測整理及分析通過對量測結(jié)果整理與分析，及時封閉支護(hù)，是控制隧道下沉，保證隧道施工安全 與凈空的重要一環(huán)。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(jìn)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(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(diǎn)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(hù)已呈不穩(wěn)狀態(tài)， 應(yīng)及時加強(qiáng)支護(hù)并停止作業(yè)，并根據(jù)現(xiàn)場及施工情況進(jìn)行分分析。3.5.3加強(qiáng)監(jiān)控量測工作 監(jiān)控量測不僅對原初期支護(hù)鋼架變形進(jìn)行觀測，