隧道换拱施工方案Word下载.docx

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隧道DK25+269~DK25+100线路右侧上下台阶连接板处出现明显纵向裂缝,个别断面自拱脚至拱顶出现半侧环向裂缝,裂缝未贯穿全环。

在降雨的影响下,结构变形加大,上下台阶连接处钢架受压弯曲,向隧道中线方向出现鼓包,初支侵入二衬界限,并有个别下台阶初支与岩壁脱离,呈开口状向隧道中线倾斜。

尤其以DK25+140~DK25+156范围变形最大,其中DK25+144~Dk25+148之间的小避车洞岩壁初支破碎,岩体产生竖向裂纹。

线路左侧围岩变形幅度很小,但在DK25+172~Dk25+180范围内的小避车洞也出现竖向裂缝。

2012年11月12日,根据施工单位提供的监测数据,DK25+220~DK25+115段侵限较为严重,右侧侵限8~35cm,左侧侵限5~14cm,其中右侧DK25+180~DK25+150段最为严重均在20cm左右,左侧DK25+200~DK25+180段最为严重在10cm左右。

DK25+274、9~DK25+220与DK25+094段右侧变形较大,达到10~25cm,左侧变形相对较小,均在5cm左右。

在对变形隧道仰拱检查时发现DK25+270～DK25+227段仰拱出现纵向裂缝,开缝位置距左侧初支约1、5m,裂缝自大里程向小里程发展,并逐渐变窄,裂缝最大宽度约1cm。

加之近期降雪影响,雪水下渗,洞内出现渗水现象,围岩条件进一步恶化。

2012年11月27日相关单位对现场仰拱进行普查,发现仰拱在线路左侧的裂缝的范围扩大为DK25+276~DK25+172,共104m,离左侧初支边墙1、5m,宽度为1~10mm,由大里程往小里程方向裂缝宽度越来越小,DK25+132~DK25+125段仰拱在离右侧初支边墙1、5m左右处出现纵向裂纹,裂纹宽1~1、5mm,长度为7m,DK25+144~DK25+139段临时遂底混凝土开裂程度加剧,从原来的平均1、0mm增大到2mm。

DK25+132-102仰拱两侧也均出现开裂现象,现DK25+084~DK25+054未开挖下台阶段地面原状土发生不规则龟裂。

2、2变更设计原因、范围及内容

2、2、1变更设计原因

隧道施工期间恰逢雨水集中,2012年6月至10月,府谷线降水量为452、8mm,七月份最大降水量只有121mm,降水量增大了将近一倍。

隧道变形地段洞顶地层以砂岩为主,节理缝隙发育,透水性好,地层受施工爆破及开挖扰动影响,下渗量与下渗速率会增加,隧道周边围岩含水率增大导致岩体的强度降低。

另外隧道洞身地层以泥岩为主,砂岩主要分布于拱部,泥岩具有弱膨胀性,在地下水干、湿交替影响下,导致岩体发生反复的膨胀、崩解、强度降低,促使局部围岩变形增大,导致隧道初期支护变形侵限。

2、2、2变更设计范围及内容

变更设计范围为DK24+890~DK25+274、9段,该段围岩等级由IV级调整为V级。

DK25+274、9~DK25+094段初期支护发生开裂变形,需要进行换拱处理,同时对支护措施进行加强,初期支护采用工20a型钢钢架,间距0、75m/榀,二衬采用钢筋混凝土结构,由于该段仰拱有不同程度的开裂,对该段仰拱进行凿除,重新施做尽早封闭成环;

DK25+094~DK25+029、5段,上台阶已经开挖,根据现场实际情况,为保证施工安全,对该段的支护措施进行调整,初期支护采用工18型钢钢架,间距0、75m/榀,二衬采用钢筋混凝土结构。

DK24+890~DK25+029、5段尚未开挖,根据现场实际情况,为保证施工安全,对围岩级别进行调整,由IV级调整为V级,采用V级加强复合式衬砌,初期支护采用工18型钢钢架,间距0、75m/榀,二衬采用钢筋混凝土结构,超前支护采用Φ42小导管注浆加固地层。

DK24+852~DK24+890段,对原设计的初期支护措施进行适当加强,钢架间距由原设计的0、8m/榀调整为0、75m/榀。

对DK25+276~DK25+172与DK25+132~DK25+102段仰拱进行凿除重新施做。

三、地质特征

3、1自然及工程地质特征

3、1、1自然特征

依据调查及钻探资料显示的地层,上层为第四系上更新统风积层（Q3eol）黄土;

下伏侏罗系中统（J2）砂岩（J2Ms+Ss）、泥岩（J2Ss+Ms）为主,其岩性特征详述如下:

黄土（Q3eol）:

黄褐色,硬塑,含少量碎石,厚度12、4~22、0m,II级普通土。

砂岩（J2Ss）:

灰白色—青灰色,弱风化,泥质胶结,粗粒结构,薄层状结构,节理裂隙发育,透水性好,岩层产状近乎水平,岩体呈交错层理状,局部夹紫红色泥岩条带,与砂岩呈互层状,研质脆,遇水浸泡后易软化,IV级软石,分布于隧道上、下台阶位置,厚度大,遇水浸泡后膨胀,风干后崩解,IV级软石,主要分布于隧道洞身位置,层厚3、0m-5、0m。

3、1、2地质特征

拟建工程场地内没有发现对工程有影响的地质构造。

隧道区属于单斜地层,节理裂隙发育,岩层产状位230∠4°

。

隧道进出口地势陡峭,岩性为砂岩、泥岩,节理裂隙发育,由于差异风化及重力作用,坡面发育危岩,影响隧道洞口施工及运营安全。

特殊岩土为砂质黄土,坚硬,手搓有砂感,σs=0、006-0、044,II级（中等）自重湿陷性黄土。

从区域地质来讲,本区域岩层为沉积造成,产状平缓。

从府谷至哈镇沿线地形地貌上来瞧,隧道所处河谷应为后期区域性逆冲推覆构造带并经风蚀、水流冲刷作用造成。

主要现象如下:

隧道位于河谷一侧,属于傍山隧道。

从隧道两侧出露岩层来瞧,河谷左侧（靠隧道侧）同位岩层要比右侧同位岩层高,说明本地区域性构造带为逆冲,其中左侧构造带边缘岩层受力有上扬之势,右侧岩层有下倾之势,隧道侧山体为上盘。

从隧道出口左侧岩层开裂情况,可以瞧出该处岩层受力后开裂、破碎严重;

洞内青灰色砂岩等类似断层角砾的捕掳体,受构造应力的高温高压作用,变质严重,粒间松散,岩体呈透镜状、周边磨圆;

从设计院钻孔取芯率瞧出靠山体侧钻孔取芯率比外侧低可以说明靠山侧破碎严重;

洞内强风化岩层基本接近水平与有反倾趋势说明洞身围岩与山体不整合,另外在隧道洞身开挖过程中多次揭示滑动面或擦痕。

这些现象说明,隧道处于区域性逆冲推覆构造带中,隧道洞身围岩不稳定,受力容易产生变形、坍塌等。

3、1、2、1地表特征

地表地势总体南高北低,冲沟发育,下部砂岩节理裂隙发育,为地表水入渗的主要通道。

黄土覆盖层物质主要为砂质黄土及块石土,两侧及前缘厚度较薄,覆盖层达5-30m厚土石分界面继承了原风积砂质黄土沉积时古地形,基本就是沿古地形发育而成。

即土石分界面具有南高北低,整体倾向沟心方向,与山前黄土缓坡坡向趋同的特点。

本隧道明显为傍山隧道。

隧道初期支护变形里程为DK25+100-270段,位于地表DK25+274冲沟、DK25+148冲沟及DK25+075三条大冲沟之间,地表坡度约37-45°

在线路左侧（靠山侧）距离中线50米左右的位置,三条大冲沟顶存在明显错动痕迹,呈台阶状,错台高度30-70cm不等。

黄土覆盖层为古滑坡体已经得到确认。

同时在坡体靠河侧也存在滑坡体的剪出趾与滑覆面;

同样在隧道出口端右侧空压机房后及钢筋场位置发现明显滑动面,擦痕明显。

从远处观察,可明显发现由减损凹陷所围成的滑坡体。

事实证明苏家湾隧道浅层斜坡为老黄土古滑坡,虽然之前已经趋于稳定,但就是由于2012年雨水较大及隧道开挖过程爆破扰动存在导致古滑坡复活的可能,这里不能排除古滑坡复活对隧道洞内围岩产生作用。

3、1、2、2洞内围岩特征

隧址地层主要为第四系上更新统风积层黄土、三叠系中统泥岩及砂岩组成。

其中黄土主要覆盖于隧道地表,厚度5~30米不等;

黄土下为砂岩,局部为泥岩夹砂岩结构;

洞身围岩主要以砂岩、泥岩为主,中厚~厚层状构造,局部夹薄层状泥岩。

从隧道开挖中揭示的围岩情况来瞧,围岩层理比较明显,构造较复杂,洞顶到隧底分别为黄褐色砂岩,为全风化状,节理裂隙较发育,自稳性较差;

黄褐色砂岩下部为15～20cm厚的青灰色泥岩夹层,易崩解;

青灰色泥岩以下为褐红色泥岩,泥质结构,易崩解,具有弱膨胀性。

围岩中含有少量裂隙水。

砂岩透水性比较好,今年雨水较大,黄土覆盖层及砂岩不能起到很好的隔水作用,山顶地表又存在多处黄土陷穴,造成了大量雨水下渗,围岩自重增加,泥岩透水性较差,雨水严重软化,造成失稳后的泥岩不能承受上层砂岩及黄土覆盖层所施加的力,发生压挤变形,造成砂泥岩互层产生滑动。

如苏家湾隧道DK25+120避车洞位置存在贯通性滑动面,擦痕明显。

四、施工组织安排

4、1建设总体目标

质量:

换拱工程达到铁道部新建铁路施工质量验收标准,满足设计使用功能,单位工程一次验收合格率100％。

安全:

无人身因工死亡事故,无重大火灾、交通、爆炸事故,无锅炉、压力容器爆炸事故。

环境保护目标:

污水排放控制达标率100%,施工扬尘控制达标率100%,施工噪声污染控制达标率100%;

水土保持目标:

确保排迁红线外植被不受破坏,杜绝乱砍乱伐;

规范取弃土,杜绝污水与泥浆乱排乱放现象;

文物保护目标:

执行国家有关文物保护的规定,确保国家文物与文化遗产不受损害。

工期目标:

本隧道计划于2013年洞身开挖、洞门工程全部完成。

除洞内附属外,其余完成80％。

其中2013年5月1日隧道进口开始施工,2013年7月31日隧道完成贯通。

4、3工程施工工期安排

隧道计划于2013年3月15日开工至2013年11月30日,开挖、洞门全部完成。

初期支护换拱计划2013年4月1日开工至2013年8月15日全部完成。

仰拱换拱施工计划2013年4月5日开工至2013年8月20日全部完成。

换拱里程段二衬施工计划2013年4月10日至2013年8月26日完成。

4、4施工组织机构、队伍部署与任务划分

4、4、1施工组织机构、队伍部署与任务划分

4、4、1、1施工组织机构

项目经理部成立侵限处治专项工作领导小组,全面负责侵限处治工作,,现场施工员、技术员、安全员、材料员、试验员、工班长为成员。

施工过程中,专项工作组成员轮流24小时现场值班。

4、4、1、2队伍部署与任务划分

1、队伍部署:

根据施工需要与现场工程数量,现场侵限处治施工共设置加工班、支护班、注浆班、开挖班、二衬班、运输班、综合班六个作业班组。

2、任务划分:

①加工班:

负责钢支撑、钢拱架、连接筋、钢筋网、锁脚钢管、小导管的加工制作。

②支护班:

负责临时钢支撑的加固、拆除,侵限段初期支护拆除后钢拱架、连接筋、钢筋的安装,喷射混凝土等结构施工作业。

③注浆班:

负责径向小导管注浆浆液的拌制、灌注作业。

④开挖班:

负责侵限段初期支护的拆除、小导管、锁脚钢管的打孔、安装作业。

⑤二衬班:

负责仰拱及二衬施工。

⑥运输班:

负责洞内弃碴装运、混凝土运输。

⑦综合班:

负责现场综合保障。

五、施工方案

5、1换拱施工准备工作及注意事项