隧道拱架变形开裂处理方案.docx
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隧道拱架变形开裂处理方案
新建广州至珠海铁路复工
SG-5标段隧道工程
高岭隧道DK129+770~785段初期支护开裂处理方案
中铁六局集团广珠铁路五标段隧道项目部
二○一○年六月四日
高岭隧道初支收敛变形开裂处理方案
一、工程概况及情况概述
广珠铁路复工工程SG-5标段高岭隧道位于江门市沙堆镇，隧道全长355米。
高岭隧道起讫里程DK129+625～DK129+980，隧道布置为圆曲线、和曲线和缓直线。
隧道在DK129+625～DK129+980为5‰上坡。
2010年6月4日上午11时项目部人员对DK129+770断面进行监控量测时发现初支后钢拱架相比上次收敛值达到6mm，收敛变形过大加强监控，到下午2时工地作业人员在开挖下台阶DK129+776处，在开挖下台阶的过程中左侧边墙围岩太破碎，加之有渗水，出现塌方，初支外形成空洞，初支有裂缝。
截止此时，高岭隧道上台阶开挖里程至DK129+826，二衬施工里程至DK129+747.4，仰拱施工里程至DK129+765。
下午2时经现场技术人员观测，发生拱架收敛变形及喷混凝土开裂的里程为DK129+770~DK129+785。
隧道停止作业。
工地技术人员及时报告于项目部
6月4日下午3时，项目部主管安全副经理朱红超立即赶往工地，查看工地：
高岭隧道DK129+776处，在开挖下台阶的过程中左侧边墙围岩太破碎，加之有渗水，出现塌方，约12m3，初支外形成空洞，初支有裂缝1~3cm。
后于下午4点通知监理三分站主管隧道工程师赵宝龙，一行人在查看完工地后在高岭隧道现场召开了紧急工作会分析起因：
高岭隧道处于地貌为：
丘陵地貌，自然坡度为：
20-35度，局部较陡，可达45度，地表植被发育。
以黏土为主组成，含碎块及生活垃圾，处于偏压浅埋段，本段设计为Ⅳ，变更为Ⅴ。
广东地区进入5月份以来雨水较大，致使隧道内水量较大，本地段属于砂岩加泥岩，遇水后极易滑落坍塌，地质条件很差。
并制定了初步现场处理措施和方案如下：
6月4日晚，按照现场会的措施，工地立即对出现裂纹的地段进行加设横撑处理。
方案一：
停止开挖。
1、自129+770~+785左侧打φ42L4m小导管注浆，间距1×1m梅花型布置，空洞部位注水泥砂浆回填饱满。
2、对应里程右侧补打φ22L4m砂浆锚杆加固，控制拱部坍塌。
3、完成上项工序后及时施做仰拱。
4、对塌方范围实施监控量测频率4小时一次。
如监控收敛趋于稳定，则马上施工仰拱使其环向应力闭合，并加紧施工二次衬砌。
在二次衬砌完成后，下台阶开挖采用短进尺强支护每次开挖1-2榀，仰拱每5米施作一次，监控量测每5米一个点频率4个小时一次，二衬紧跟。
方案二：
如监控收敛没有趋于稳定则首先采用在初支收敛变形段加设双排钢管临时横撑，横撑采用Φ150钢管，钢管长度小于隧道横断面长度3~5cm，一侧紧顶初支钢拱架，一侧加装楔形钢板加力。
钢管横撑纵向间距50cm，上下排间距100cm，在DK129+770~785上布置，以抵抗洞身侧压力，再进行：
自129+770~+785左侧打φ42L4m小导管注浆，间距1×1m梅花型布置，空洞部位注水泥砂浆回填饱满。
对应里程右侧补打φ22L4m砂浆锚杆加固，控制拱部坍塌。
对塌方范围实施监控量测频率4小时一次，以保证施工安全，完成上项工序后及时施做仰拱。
在二次衬砌完成后，下台阶开挖采用短进尺强支护每次开挖1-2榀，仰拱每5米施作一次，监控量测每5米一个点频率4个小时一次，二衬紧跟。
我部于6月5日晚处理结果：
DK129+770~+785左侧打φ42L4m小导管4排，共42根，注水泥浆和砂浆45m3，耗水泥18.1t，右侧补打φ22L4m锚杆33根。
该段里程围岩收敛6月4日14时-6月5日6时总体收敛为14mm，6月5日6时-6月5日18时总体收敛为1.4mm，趋于稳定，但还要进一步监测。
6月5日18时工地组织对该段里程仰拱进行开挖支护，6月6日4点开始对该段里程仰拱进行混凝土浇筑，于6月6日早7点浇筑完毕。
6月5日18时-6月6日18时总体收敛为0.4mm。
；目前通过两天监控量测数据显示，该段里程围岩收敛6月4日-6月5日总体收敛为14mm，6月5日总体收敛为1.4mm，6月6日总体收敛为0.4mm目前已趋向于稳定状态，但仍需进一步观测。
二、工程地质
高岭隧道围岩较破碎，Ⅲ级围岩130m，Ⅳ级围岩108m,Ⅴ级围岩117m，初支收敛变形开裂段围岩破碎，上部为坡残积粉质粘土，厚约3m，下覆基岩为燕山期砂岩岩，全风化，地下水丰富,自稳能力较差,且存在严重偏压。
三、前期已采取措施
1. 停工
为防止初支变形开裂的继续发展和施工安全，停止洞内一切施工作业，以减少振动对初支的扰动。
2.封闭掌子面
目前开挖处于上台阶阶段，对上台阶开挖掌子面采用喷混凝土进行封闭。
3.加钢管临时横撑
在初支收敛变形段加设双排钢管临时横撑，横撑采用Φ150钢管，钢管长度小于隧道横断面长度3~5cm，一侧紧顶初支钢拱架，一侧加装楔形钢板加力。
钢管横撑纵向间距50cm，上下排间距100cm，在DK129+770~785上布置，以抵抗洞身侧压力。
4．加强监控量测
在初支收敛变形开裂段布置监控量测断面DK129+770和DK129+775，DK129+780增加监控量测的频率，对初支变形进行实时监控；并对该段里程地表进行观测，查看地表有无裂纹等重大变化，并快速测绘出该段里程的地表横断面图。
5．加强现场安全监控
在距离收敛变形开裂部位50米处设立安全警戒线，严禁非施工人员进入，并安排专人24小时进行监控。
四、 初支变形开裂总体加固方案
根据对变形初支现场多次考察,深入分析地质及变形开裂进展情况，对初支变形开裂部位采取措施为：
（1）从相对稳定地段（DK129+770断面、DK129+780断面）开始对初期支护进行锁脚锚管加固并将锁脚锚管与钢拱架紧密焊接，并进行注浆处理。
锚管对称布置，规格Φ42mm，长3.5m，环向间距1m，锚管施作完毕后增设小导管径向注浆（长3.5m，外径Ø42mm，壁厚3.5mm钢管），纵、环向间距1m×1m，梅花型布置，环向小导管注浆采用单液水泥浆。
处理从稳定地段逐步向已收敛变形的地段进行加固处理，以确保变形地段不扩大、不延伸。
（2）对已开裂的初支混凝土，待临时支撑及锁脚锚管及小导管注浆施作完毕后，将已开裂附近附着的喷射混凝土凿除20cm，洒水湿润后，补喷C25混凝土。
（3）由于现处于广东省雨季，在洞内进行加固处理同时要对该段里程地表进行防水处理，防止雨水侵蚀山体导致变形加剧。
处理措施：
在该段地表施作临时排水沟，排水沟底用砂浆进行抹面，将地表水引排至山体下方。
（4）及时施作初支收敛变形段仰拱及仰拱填充。
首先开始施作DK129+770~DK129+785段仰拱。
施作仰拱前，在每榀拱架的拱脚处加设工字钢临时横向支撑，然后以小于5m长度单幅开挖仰拱，开挖完毕向监理报检合格后随即封闭仰拱及填充。
开挖时左右幅错开开挖，错开距离不小于5m。
开挖过程中需有专人指挥挖机，不能使拱脚悬空。
对于渗水加强排引，严禁浸泡拱脚基础。
（5）加强监控量测。
为及时掌握收敛变形区域的围岩变化发展情况，对DK129+770、DK129+780，加强沉降及收敛观测，每4小时进行一次沉降及收敛观测，并在变形开裂洞内及地表设置监控量测观测点，发现异常应及时采取措施。
具体人员测量安排见附件1、2
（6）经加固，待该区段收敛及变形沉降稳定后，为使二衬尽早参与受力，稳固洞身，采取二衬跳打先行尽快施作DK129+770~+785段二次衬砌，以改善变形段初期支护的受力。
五、施工及安全注意事项
1、加固处理方案实施前准备工作要充分，施工时动作要迅速，及时有效的对变形地段进行处理，以确保变形地段不扩大，不延伸。
2、目前收敛变形还处于不稳定状态，要加强现场的监控量测，及时将现场的情况反馈施工管理技术人员，不得随意擅自施工。
3、要严格按照安全操作规程、处理方案及相关施工规范进行施工，不得擅自改变。
4、进入施工现场的人员要提高安全意识，做好必要的安全防护措施。
5、组织现场人员对初支变形开裂地表区域进行排查，排除安全隐患，并加强对地表沉降的观测。
6、待变形开裂处理完毕后，周边收敛及沉降观测达到稳定后，方可进行下步施工。
7、项目部立即启动防塌方应急预案（见附件3：
防塌方应急预案及抢险物资准备表）
附件1：
监控量测工作安排表
日期
时间
量测人员
2010.6.4
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附件2：
高岭隧道现场监控值班表
日期
开始时间
结束时间
值班人
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13:
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