线毛岭隧道局部侵陷段换拱方案.docx

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线毛岭隧道局部侵陷段换拱方案

线毛岭隧道进口初期支护变形段

换拱施工方案

1.编制依据

《线毛岭隧道设计图》

《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》

《铁路混凝土工程施工技术指南》

《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》

《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）

《铁路混凝工程施工质量验收标准》（TB10424）

《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设（2005）160号）.

2.适用范围

《线毛岭隧道进口变形段换拱施工方案》适用于沪昆客运专线长昆湖南段线毛岭隧道进口改DK165+450～改DK165+462段初期支护变形段处理。

编制内容主要包括：

局部换拱施工方案及施工工艺，施工机械设备、劳动力组织、进度和质量、安全、文明施工等管理措施。

3.工程概况

线毛岭隧道进口位于涟源市三甲乡白溪村，出口位于涟源市白溪镇泉冲村；起讫里程为改DK165+358～改DK167+020，全长1662m，设计为双线隧道，隧道埋深最大为102.24m；隧道进口至改DK165+512.327701段位于直线上，改DK167+512.327701至隧道出口位于曲线上，全隧为12.9‰的单面上坡。

隧址区属低山剥蚀丘陵地貌，地貌形态复杂，沿线地形起伏较大，其中改DK165+670～改DK166+050，改DK166+600～改DK166+800里程段，地势相对较为平坦，为泉冲居民居住地及耕地，所经之处山势陡峻，冲沟发育，切割较深，山体植被繁茂，相对高差达111.7m，进口自然坡度为40～50度，出口自然坡度为20～30度。

4.设计围岩情况

根据设计图纸，线毛岭隧道进口改DK165+450～改DK165+462段地质情况较复杂，地表覆盖为第四系上更新统残坡积粉质黏土，下伏石炭系下统岩关阶邵东段全风化泥质灰岩；物探解译该段为裂隙性岩溶发育段；地下水主要为松散孔隙潜水、基岩裂隙水，正常涌水量为62m3/d。

最大涌水量18.3m3/d。

线毛岭隧道进口改DK165+450～改DK165+462段设计为V级围岩，采用Vb复合式衬砌（浅埋）

5.初期支护变形情况

根据设计图纸，线毛岭隧道进口改DK165+450～改DK165+462段采用三台阶临时仰拱法进行施工，在拱部150度范围内采用长4m、壁厚3.5mm的Ф42小导管进行超前支护；纵向每2.4m施作一环；初期支护施作I22a全环型钢拱架，纵向间距0,6m，拱墙设置长4m的中空锚杆，边墙设置长4m的砂浆锚杆；钢筋网为Ф8钢筋加工制作，网格间距为20cm*20cm，喷射混凝土厚度拱墙及仰拱的厚度皆为30cm。

该段于2011年2月19日至2011年2月28日完成上台阶的开挖及初期支护施工，2011年3月14号完成该段的中、下台阶拱架的落底接长等支护施工。

在开挖过程，实际揭露围岩与设计围岩有一定出入，隧道两侧主要为灰黑色炭质板岩，掌子面中部主要为黏土充填层，围岩自稳能力差，两侧拱脚部位有基岩裂隙水下渗，岩体遇水较易产生软化，对围岩整体稳定不利。

由于隧道埋深较浅，且存在一定的偏压现象，加上围岩情况较差，通过监控量测发现该段的拱部下沉及位移变形较大，在施工过程中，加强了超前支护的施工，纵向每1.8m施作了一环超前小导管，增加了锁脚导管的数量，确保了施工安全。

通过监测，目前该段初期支护处于稳定状态；但由于变形，目前二衬厚度少于设计厚度，为确保施工质量，对该段进行换拱处理。

6、换拱施工方案和工艺

新奥法施工的最基本理论是尽量不扰动土体的平衡状态，充分利用土体的自持能力和初期支护共同承受土体压力，线毛岭隧道进口改DK165+450～改DK165+462段处于浅埋，现根据监控量测资料分析已重新稳定，如果大面积换拱再次大幅扰动土体，土体丧失了自持能力仅靠初期支护抵抗土体压力，结构安全和施工安全得不到有效保证，因此在确保施工安全和结构自身受力需要的前提下应尽量减少换拱范围，针对初期支护侵入二衬不超过3cm的范围局部凿除初期支护表层3cm后按原设计图纸施工，初期支护侵入二衬3～10cm段凿除表面初喷混凝土至拱架，进行二衬结构补强处理，初期支护侵入二衬大于10cm的范围进行换拱处理，换拱里程为改DK165+450～改DK165+462段，环向为中线左侧6m至中线右侧5m范围。

6.1换拱施工方案

根据初期支护断面测量成果，确定拱部初期支护侵限范围，在现场画出换拱范围。

在该范围内先用小导管在换拱范围内全部进行预注浆，待预注浆达到强度后，每次用风枪凿除1榀钢架初期支护，按设计开挖轮廓线人工修出欠挖部分围岩土，割除侵限部分工字钢拱架钢筋网片、连接筋，按设计要求挂设钢筋网，换上新加工的钢架并进行可靠连接，然后喷射混凝土，完成一次换拱循环。

6.2施工工艺：

见《换拱施工工艺流程图》

图一：

确定换拱部位

小导管注浆预支护

凿除初支喷射混凝土

测量放线

置换拱架

剥掉侵限部分围岩

立即喷浆，立钢拱架支撑

重复以上工作

图一：

换拱施工工艺流程图

根据初期支护断面测量成果，确定每次换拱部位及开挖断面，为防止换拱作业过程中初期支护变形，在换拱施工前对换拱部位初期支护进行加固，然后用风镐凿除换拱部分喷射混凝土，凿除砼时在支撑结构上搭设防护网，以免下落砼块对人和机械构成威胁，混凝土凿除后进行换拱部位原初期支护纵向连接筋、钢筋网及钢架的割除，然后根据设计开挖轮廓线，人工用风镐等工具修整开挖断面，进行初期支护施工。

6.2.1拆除侵限初期支护施工注意事项：

6.2.1.1风镐凿除喷射混凝土之前，必须先把喷射混凝土的凿除部分与不凿除部分在分界处切开分离，以防对不凿除部分混凝土有损伤。

6.2.1.2不能大面积拆除初期支护，防止塌方及冒顶。

6.2.1.3凿除喷射混凝土时如果锚杆垫板被破坏则需按设计要求更换。

6.2.1.4拆除后必须及时初喷。

6.2.2钢筋网施工

6.2.2.1钢筋网采用φ8㎜钢筋，网格尺寸为20×20㎝,搭接长度不少于20cm。

6.2.2.2钢筋网铺设要符合下列要求：

⑴在初喷4cm混凝土后进行钢筋网铺设。

⑵使用前要清除锈蚀。

⑶随喷浆面起伏铺设与受喷面间隙一般不大于3cm。

⑷开始喷射时，减小喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋保护层厚度不得小于4cm。

6.2.3更换侵限I22a钢拱架

侵限混凝土凿除后，确定侵限钢架长度，割除钢架，人工清除欠挖围岩土，初喷4cm混凝土，安装钢筋网后按设计要求安装钢架。

6.2.3.1换钢架施工方法

（1）根据断面测量结果凿除侵限喷射混凝土，喷射混凝土凿除时钢架切割处需多凿除50～60cm，换拱前预先在每榀钢架切割位置下方50cm处，每处左右两侧各打设2根锁脚锚管，锁脚锚管采用φ42，长度为5m。

（2）在钢架上确定侵限范围，量好切割拱架内弦长（即两点直

线长度），沿半径方向切割钢架。

（3）先按Ⅴ级围岩钢架设计要求制作好I22a钢拱架，计算好下料长度，沿半径方向裁制已做好的钢架，备好焊接用连接钢板。

（4）把焊好的钢架运至作业平台上拼装钢架，就位调整后定位。

（5）换上的钢架与原钢架进行对接焊好后再分别在工字钢腹板和翼板上贴板加强焊接，焊缝高度8mm，接头采用螺栓连接。

（6）在钢架与围岩的空隙处加设混凝土垫块，楔紧钢架。

（7）按设计要求焊纵向连接筋。

（8）喷射混凝土。

6.2.3.2换钢架施工工艺要求

（1）严格按设计图纸加工钢拱架，检查其尺寸、焊接等，要符合设计规范要求，所用钢材进场时按批量和型号分批试验、检验，内容包括：

标志、厂家、品种、数量、外观等，并按规定的抽样做力学性能试验，符合要求后才能使用。

（2）根据中线、水平、隧道断面和预留沉落量等将钢拱架架设在中线方向的垂直面上，并力求整齐，同时，支护之间仍按设计要求设纵向连接筋，构成整体，并与围岩间用混凝土垫块顶紧。

（3）新拱架与原拱架间焊接要牢靠、平顺。

（4）钢架垂直于隧道中线，上下、左右允许偏差±5cm，钢架倾斜度不得大于2°。

7.机械设备及人员配置

7.1人员配置

技术人员

测量人员

风镐工

立架工

喷浆工

风钻工

普工

1

3

5

6

8

4

4

7.2机械设备

装载机

挖机

风镐（把）

喷浆机

凿岩机（把）

1

1

6

2

6

8、施工注意事项:

8.1工程材料控制措施

工程材料和辅助材料（包括构件、成品、半成品），都将构成建筑工程的实体。

保证工程材料按质、按量、按时的供应是提高和保证质量的前提。

因此，对采购的原材料、构件（配件）、半成品等材料，建立健全进场前检查验收和取样送检制度，杜绝不合格材料进入现场。

8.2施工质量及工期保证

8.2.1保证电焊施工质量，由专业的电焊工进行更换拱架的施作；

8.2.2保证施工进度，逐榀更换钢拱架，每循环控制在8小时范围内，可2-3榀喷一次混凝土；

8.2.3更换拱架时打设锁脚钢管并注浆，保证更换后的钢拱架牢固可靠；

8.2.4在施工过程中做好监控量测工作，在施工过程中时时监控，保证换拱完成后初支断面的净空符合要求

9、安全措施

9.1.1由项目经理部安质部门、专职负责安全和防护工作，各工区、工班、组设专职安保员，形成一个组织体系。

对外和当地的治安机关密切配合，负责安全保卫工作，对内要加强宣传教育，形成安全的超前控制，并认真组织督促，确保人员设备安全，项目部和工区设保健人员和必要的抢救设施以防发生不测时能及时进行抢救。

9.1.2健全安全生产责任，坚持安全第一的原则，各级领导都要把安全放在一切工作的首位，要杜绝一切漏洞，保证安全生产。

9.1.3加强安全生产教育，提高全员安全意识，主要是主人翁责任感和安全第一的教育，本职工作安全基本知识技术教育、操作规程、排除险情和应急措施的教育，遵守规章制度和岗位作业标准教育，人员上岗前将进行安全培训。

9.1.4建立检查落实制度，经常召开会议，会上布置，会后检查落实，做到超前控制，明确分工，责任到人。

9.1.5进入施工现场的人员，应按规定配戴劳动保护用品和安全用具。

作业人员不得穿拖鞋、高跟鞋、硬底易滑鞋。

9.1.6进行拆除施工前，先观察周边是否存在不安全因素，检查临时支撑有无松动，如有，应排除不安全因素后才准进入施工作业。

9.1.7拆除施工前对需拆除拱架前10m进行临时钢拱架支撑，防止拆除作业围岩变形造成安全事故。

9.1.8拆除作业时，拆除台架应具备足够的刚度及稳定，在拆除台架上高空作业人员应佩戴安全带，安全带栓在牢固的物件上，留长不宜超过2m；拆除作业因工作面狭窄，人员不宜过多，防止发出事故后伤及多人；专职安全员全程跟班作业，注意周边变化情况，发现有危及生命安全的情况及时撤出人员及设备。

9.1.9拱架拆除时应每次施工一榀，从上往下进行，先用人工风镐铲除喷射混凝土后，再松动螺丝，螺丝松动顺序为先一端完后，再松动另一端，松动另一端螺丝时，应用机械配合人工稳固拱架，使其两端螺丝拆除完后拱架不直接掉下砸伤人或砸坏物，依次慢慢拆除下部拱架，直至整榀拱架拆除完毕；拆除时，严禁交叉作业。

9.1.10在剥离超挖施工前，先喷一层混凝土，防止剥离超挖施工时拱顶零星掉块伤人。

9.1.11剥离完超挖部分围岩后，应再次喷浆，防止掉块伤人，喷浆完后立即架立拱架。