廣塔隧道出口換拱專項方案修改

1、中交第二航務工程局有限公司玉磨鐵路項目經(jīng)理部廣塔隧道出口換拱施工方案編制： 年 月 日審核： 年 月 日審批： 年 月 日中交第二航務工程局有限公司玉磨鐵路項目經(jīng)理部二零一六年十一月目 錄一、 編寫依據(jù)1二、 工程概況1三、 設計地質(zhì)描述1四、 隧道施工情況描述2五、 換拱原因分析3六、變形段處理原則3七、 換拱方案37.1施工計劃安排37.2施工準備47.3人員及設備安排47.4、加強監(jiān)控量測工作57.5、監(jiān)控聯(lián)測項目及測點布設67.6換拱前準備工作和加固措施77.7換拱具體實施步驟87.8施工工藝97.9換拱注意事項10八、 安全保障措施108.1組織措施108.2具體措施：10九、 防止

2、侵限措施11 廣塔隧道出口換拱專項方案一、 編寫依據(jù)（1） 廣塔隧道設計圖（玉磨鐵路施隧-65）（2）鐵路隧道工程施工技術指南（TZ204-2008）（3）鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標準（TB10417-2003）（4）鐵路隧道鉆爆法施工工序及作業(yè)指南（TZ231-2007）（5）玉磨鐵路隧道施工圖參考圖；（6）中交二航局玉磨鐵路實施性施工組織設計；（7）新建玉溪至磨憨鐵路招標文件、站前澄清、站前二次澄清和甲供清單。（8）鐵路隧道工程施工安全技術規(guī)程(TB10304-2009 )；（9）鐵路隧道風險評估與管理暫行規(guī)定（2007）200號；（10）本公司所擁有的技術力量、機械設備狀況、管理水平、工

3、法及科研成果和多年積累的工程施工經(jīng)驗；（11）國家、鐵路總公司和地方政府關于安全生產(chǎn)和環(huán)境保護的法律法規(guī)。二、 工程概況廣塔隧道位于勐養(yǎng)西雙版納區(qū)間，進口里程DK359+085，出口里程為DK361+161，全長1076m，為雙線隧道，左右線間距為4.2m4.306m，隧道線路縱坡：進口段115m位于平坡段，出口段961m位于10%0上坡。線路平面：全隧除DK359+758.645出口DK360+161段位于半徑R=3000的左偏曲線上外，其余地段均位于直線上，隧道進口緊鄰景洪瀾滄江雙線大橋橋臺。隧道洞身最大埋深約87m，最小埋深約9m。三、 設計地質(zhì)描述3.1、順層偏壓廣塔隧道穿越三疊系上統(tǒng)

4、小定西組下段（T3x(1)）泥巖、砂巖地層，巖層產(chǎn)狀為N80°E/40°SE，巖層走向與線路夾角34°，傾向線路左側(cè)，橫斷面視傾角35°，隧道右側(cè)存在順層偏壓。隧道進口路塹右側(cè)邊坡存在順層問題，邊坡開挖時可采用順層清方等措施。 3.2、砂土液化 根據(jù)鐵路工程抗震設計規(guī)范（GTJ004-2006）、建筑抗震設計規(guī)范（GBJ11-2010）及鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程（TB100182003），DK360+250DK361+500段20m以上<5-8>粉土、<5-9>細砂層為輕微液化土層。 3.3、膨脹土 DK360+250DK361+

5、686.39段分布四系全新統(tǒng)沖洪積（Q4(al+pl)）層粉質(zhì)黏土<5-7>具弱中等膨脹性，測區(qū)段落針對粉質(zhì)黏土<5-7>取土樣176組，其中54組具有膨脹性，其自由膨脹率為3683%，蒙脫石含量M7.1725.25%，陽離子交換量CEC（NH4(+)）113.5307mmol/kg。 DK359+650DK360+250段分布四系全新統(tǒng)坡洪積（Q4(dl+pl)）層粉質(zhì)黏土<4-7>具弱中等膨脹性，測區(qū)段落針對粉質(zhì)黏土<4-7>取土樣9組，其中7組具有膨脹性，其自由膨脹率為4081%。 膨脹土土體隨環(huán)境的干濕變化，具有顯著膨脹、軟化、崩解和失水

6、急劇收縮、開裂、硬結(jié)現(xiàn)象，并能產(chǎn)生往復膨脹變形，對路塹挖方邊坡影響較大，路塹邊坡開挖應加強防護措施。施工中做好防排水措施。測區(qū)膨脹土大氣影響深度為4.0m，大氣影響急劇層深度為1.8m。DK360+145DK360+090段圍巖設計為Vpzk,施工方法為三臺階法。其中DK360+145DK360+115段設計108大管棚超前支護、DK360+115DK360+090設計76中管棚超前支護。四、 隧道施工情況描述廣塔隧道出口目前掌子面里程為DK360+110，仰拱端頭里程為DK360+125，二襯端頭里程為360+145（明暗交接）。DK360+133DK360+113段施工日期為2016年10

7、月18日至2016年11月8日。施工工法：DK360+133DK360+115計108大管棚超前支護向設計47根。環(huán)線間距0.4米。鋼架采用I22b型鋼支護間距0.5米。拱部采用25組合中空錨桿、邊墻采用22砂漿錨桿間距均為2*1(環(huán)*縱)，8鋼筋網(wǎng)片，采用C25耐腐蝕混凝土，噴射厚度為29cm.初期支護完成后，對DK360+133DK360+113段進行長時間連續(xù)的沉降觀測每天均有35mm的勻速沉降及周邊收斂。在2016年11月7日至9日該地區(qū)有連續(xù)的大雨天氣，雨水滲透地表覆蓋層（淺埋段57m）,初支斷面出現(xiàn)掉塊、拱架開裂，進過測量發(fā)現(xiàn)變形量已經(jīng)超過初期支護預留量，部分已侵入二襯厚度。五、

8、換拱原因分析DK360+133DK360+113段圍巖為順層偏壓膨脹土，膨脹土體隨環(huán)境的干濕變化，具有顯著膨脹、軟化、崩解和失水急劇收縮、開裂、硬結(jié)現(xiàn)象，并能產(chǎn)生往復膨脹變形。由于洞口段為淺埋段，進過長時間的雨水滲透，遇水承載力急劇下降，開挖后，自穩(wěn)時間短，圍巖收斂過程長，沉降量偏大，導致拱頂下沉形成侵限欠挖。六、變形段處理原則2016年11月11日經(jīng)過設計院、監(jiān)理、施工單位一起勘察現(xiàn)場后，確定處理意見：1.洞內(nèi)加固處理（1）掌子面停止掘進，封閉掌子面；（2）DK360+136+113段初支拱架每節(jié)增設2根鎖腳錨管，錨管采用42小導管，長度5m;(3) DK360+136+113段拱墻進行42

9、小導管注漿加固處理，采用1:1水泥漿，間距為0.5m(環(huán))*0.8（縱），長度5m,注漿壓力0.50.8MPa.2、地表處理地表及截水天溝開裂處采用砂漿進行封堵，DK360+120140段地表采用錨網(wǎng)噴進行封閉；噴C25耐腐蝕砼，厚12cm, 8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距20cm*20cm,封閉寬度26m.3、加強地表、洞內(nèi)變形觀測，加固處理完，待變形穩(wěn)定后進行斷面凈空測量。七、 換拱方案鑒于DK360+133DK360+113段部分初期支護已侵入二襯,為滿足設計拱墻襯砌厚度要求，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。根據(jù)現(xiàn)場測量結(jié)果，確定處理方式：1 對于侵入二襯砌厚度H3cm,人

10、工用風槍鑿除部分初支表面砼，確保拱墻襯砌滿足設計要求。2 對于侵入二襯砌厚度H3cm部位，人工或采用挖機炮錘開槽拆除侵限位置鋼架，重新設置鋼架，確保拱墻襯砌滿足設計要求。7.1施工計劃安排根據(jù)現(xiàn)場施工情況對廣塔隧道出口換拱段做以下施工進度計劃安排：DK360+133DK360+113： 2016.12.032016.12.31圖7.1-1 廣塔隧道換拱施工橫道圖工作內(nèi)容開始時間完成時間2016年12上旬12中旬12下旬初支換拱2016年12月03日2016年12月31日7.2施工準備制定換拱施工方案，并報監(jiān)理審批后實施換拱。進行人員、機械、設備及換拱所需的材料的準備工作。對換拱工班進行安全培訓

11、和技術交底。7.3人員及設備安排表1 廣塔隧道領導小組人員序號班組人數(shù)（人）備注/范圍1項目經(jīng)理1方剛2總工1吳忠仕3項目副經(jīng)理3羅德、薛濤、周君（兼安質(zhì)經(jīng)理）4項目副總工1周洋5工程部3裴小剛、趙瑤、王瑤6安質(zhì)部4涂家林、周君、王建營、靳偉光表2 換拱作業(yè)人員安排表序號職務人數(shù)分工1隊長1負責全面協(xié)調(diào)2技術主管1負責技術指導工作3測量員2負責換拱期間監(jiān)控量測4安全員2負責安全指導和安全值班5工人9負責鑿除、換拱等工作表3 換拱機械設備安排表序號設備名稱型號數(shù)量備注1挖掘機、炮捶PC2201自有2裝載機LG8561自有3空壓機20立方2自有4風動鑿巖機天水YZ-28型2自有4風鎬2自有5電鎬2

12、自有6臺架1自有7濕噴機耿力7m3/h1自有7.4、加強監(jiān)控量測工作本工程按照鐵路隧道監(jiān)控量測技術規(guī)程（QCR 9218-2015）的有關要求進行監(jiān)控量測。新奧法隧道施工的特點是，借助現(xiàn)場量測對隧道圍巖進行動態(tài)監(jiān)測，據(jù)此指導隧道的開挖作業(yè)，使支護結(jié)構(gòu)的設計與施工進一步優(yōu)化?，F(xiàn)場監(jiān)控量測不僅監(jiān)測各施工階段圍巖和支護動態(tài)、確保施工安全，而且是調(diào)整初期支護設計參數(shù)、確定二次襯砌和仰拱的施作時間的依據(jù)。隧道監(jiān)控量測工作緊跟開挖面進行，在隧道換拱噴砼完成后，及時進行監(jiān)控量測，隨時掌握初期支護的工作狀態(tài)，指導和確定二次襯砌施作時間。監(jiān)控量測不僅對原初期支護變形進行觀測，對換拱后的的初期支護同樣要加強觀測，

13、對換拱前后拱頂下沉及圍巖收斂觀測每天2次，測量人員應及時對測量結(jié)果進行分析，匯總并上報工程部。換拱過程中注意觀察初期支護狀態(tài)包括噴射混凝土層是否產(chǎn)生裂縫、剝離和剪切破壞、支撐是否變形進行觀察分析。對以上情況進行詳細描述、記錄，作為及時采取支護參數(shù)選擇的參考級量測等級選擇的依據(jù)?，F(xiàn)場量測根據(jù)開挖、換拱各工序作業(yè)持續(xù)時間加大測量頻率。7.5、監(jiān)控聯(lián)測項目及測點布設結(jié)合本隧道具體條件，確定開展的必測監(jiān)控量測的項目有:洞內(nèi)外觀察、拱頂下沉、周邊位移、收斂以及淺埋段的地表下沉,-1。地表沉降橫向測點布置示意圖見圖1-1，臺階法圍巖量測監(jiān)控點布置示意圖見圖1-2。圖1-1 地表沉降橫向測點布置示意圖圖1-

14、2 三臺階圍巖量測監(jiān)控點布置示意圖7.6換拱前準備工作和加固措施初期支護未侵限的，在拱頂下沉和圍巖收斂基本穩(wěn)定后，加緊隧道二襯施工，尤其是仰拱混凝土要及時施做。二襯施做由大里程向小里程方向施做，待換拱完成 穩(wěn)定后，立即施做換拱段二襯。換拱前，應該對換拱段拱墻部位進行注漿固結(jié)，注漿孔按梅花形布置，孔口環(huán)向間距為0.8m,縱向間距0.5m,注漿管采用鋼花管，鋼花管制作采用42mm，壁厚3.5mm的熱軋無縫鋼管，鋼管長5.0m,注漿管應埋設牢固，并有良好的止?jié){措施。注漿采用水泥漿，注漿壓力1.02.0MPa，漿液水灰比1：1（重量比）。初期支護侵限處理需要破除原有的噴射混凝土，打開拱架連接板，此時隧

15、道原有的平衡狀態(tài)將會遭到破壞，拱架會在自重及偏壓作用下發(fā)生坍塌。為了避免此種情況發(fā)生，確保施工安全，在拆除初期支護前，必須對兩側(cè)原有的支護系統(tǒng)設立臨時支撐，使隧道兩側(cè)拱架單元與臨時支撐形成穩(wěn)定的支撐體系。臨時支撐采用I20a型鋼加工制作成支撐排架，其頂端與初支鋼架B單元頂端周邊焊接牢固，底角埋入底座混凝土中。底座采用寬60cm，厚30cm的混凝土現(xiàn)場澆筑于仰拱填充面上。臨時支撐樣式見圖1 I20 鋼臨時支撐示意圖及圖2 廣塔隧道出口換拱示意圖。圖1 I20鋼臨時支撐示意圖 廣塔隧道出口換拱示意圖7.7換拱具體實施步驟先進行隧底開挖、仰供及填充施做，初支閉合成環(huán)。對于徑向注漿施工完畢且齡期3d的

16、初期支護進行換拱作業(yè)。從距二襯端頭2榀拱架的位置開始鑿除初期支護混凝土，初支混凝土的鑿除采用風鎬或者炮錘進行，鑿槽深度以達到設計斷面半徑加沉降預留量30cm考慮；置換順序：利用換拱臺車從大里程逐環(huán)進行，對每環(huán)的拱架置換應遵循先墻后拱的原則，每段長度為一榀拱架的間距（50cm）.（1）邊墻范圍內(nèi)初期支護處理處理邊墻鋼拱架時左右兩側(cè)錯開35m進行，當選擇從右側(cè)開始時，按照如下步驟進行：右側(cè)邊墻鋼拱架初期支護拆除前，需先對右側(cè)臨時支撐進行拆除。臨時支撐拆除采用風鎬鑿除混凝土，割斷臨時支撐與鋼拱架間的連接。人工手持風鎬對右側(cè)邊墻鋼拱架部分進行鑿出至設計斷面，松開處連接板連接螺栓，然后調(diào)整邊墻鋼拱架至設

17、計位置，連接好處的連接螺栓，重新擰緊處連接螺栓，掛設鋼筋網(wǎng)，按設計要求打設錨桿及鎖腳錨管并按要求注漿，噴射混凝土至設計厚度。左側(cè)初期支護侵限處理滯后右側(cè)35m進行，施工方法參照右側(cè)初期支護侵限處理步驟進行。新處理的初期支護封閉成環(huán)后，及時進行二次襯砌施工，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。（2）拱部范圍內(nèi)初期支護處理拱部范圍內(nèi)斷面鑿除至預留沉降為30cm開挖輪廓線后，先初噴一層混凝土封閉開挖面防止拱部掉塊。然后打開接頭處連接板，同時打開接頭、處連接板，將鋼拱架抬高并加寬至設計位置?，F(xiàn)場加工預留沉降為30cm的鋼拱架，把加工好的鋼拱架安裝至打開的接頭位置。此時拱部與邊墻單元間的連接連接板將會錯位，因此要在、接頭處

18、打設鎖腳錨管固定拱架。然后施作錨網(wǎng)噴支護，打設超前小導管，小導管采用42m，壁厚3.5mm熱軋無縫鋼管，鋼管長5m，環(huán)向間距0.8米，縱向0.5m一環(huán)。小導管注漿采用水灰比0.51.0（重量比）的水泥砂漿，注漿壓力0.51.0MPa。然后噴射混凝土至設計厚度。7.8施工工藝測量檢測并標示出侵限段落部位開槽鑿出侵限拱架，切除拱架 測量放樣安裝新拱架施做鎖腳錨管及噴射砼重復以上步驟，置換下榀拱架7.9換拱注意事項鑿除初支混凝土時主要以風鎬為主，嚴禁采用爆破作業(yè)，且每次只能換一榀，刻槽時注意預留沉降量不小于30cm。監(jiān)控量測點的布設要與換拱作業(yè)同步進行，按要求布設好監(jiān)控量測點，加密量測斷面間距不大于

19、5米并根據(jù)現(xiàn)場實際加密觀測頻率，采用每天定時與不定時相結(jié)合的方法進行監(jiān)控量測（每24小時不得少于2），并及時分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題及時采取處理措施；監(jiān)控量測觀測項目包括：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。并認真做好記錄和數(shù)據(jù)處理工作，據(jù)以修正支護參數(shù)，保障施工安全。并派專人在洞外對山體進行觀測，如有異常，及時上報。1 已換拱段，必須及時進行二次襯砌，每段二襯按照12米考慮。2 拱部換拱時對不侵限階段進行鎖腳錨管加固，以防止出現(xiàn)掉拱情況。八、 安全保障措施8.1組織措施項目部成立以項目經(jīng)理為組長，書記、總工和副經(jīng)理為副組長，工程部、安質(zhì)部和架子隊參加的換拱施工應急領導小組。領導小組負責方案調(diào)整、技術交底、現(xiàn)場協(xié)調(diào)、監(jiān)控量測和安全監(jiān)控工作；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，嚴格按照換拱方案及有關技術要求進行施工，現(xiàn)場必須聽從技術及管理人員的指導。(1)實行領導包保制度，實行定期值班制度，確保在換拱期間項目部至少有一名領導在現(xiàn)場值班，確保施工進度和安全； (2)啟動應急保障預案，在隧道兩端設置專人負責安全監(jiān)控； (3)施工前，就換拱注意事