艾坝隧道出口右线冒顶后处理施工方案.docx

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艾坝隧道出口右线冒顶后处理施工方案

艾坝隧道出口右线冒顶后处理施工方案

艾坝隧道右线出口YK23+445～YK23+375段地处浅埋地段，围岩为中风化粉砂质泥岩，受断层构造影响，岩体节理裂隙发育，呈碎、裂状松散结构，围岩易坍塌，处理不当会产生大坍塌，出口处易出现沉陷。

在2013年8月3日下午15：

00艾坝隧道出口右洞YK23+403掌子面处拱顶正上方发生塌方冒顶，塌方段隧道埋深经实测为25m，塌陷坑情况为纵向长约5m,横向长约6m，近圆形塌坑深度约4~5m，洞内掌子面处洞身已被堵塞，隧道纵向已成初支上覆盖土层约4m，近掌子面的第一榀钢支撑已被上方土体下滑时的牵引而破坏，双层小导管也全部破坏。

一、塌方段设计施工情况

冒顶发生时艾坝隧道右洞累计进尺74m，距设计地质剖面图中F1断层破碎带强烈影响区的距离为73m，塌方段设计按Vb类围岩进行支护，因此段有地下裂隙水出露，已按Vb进行了加强支护，采用了双排小导管超前支护，缩小型钢拱架间距至50cm。

并遵循短进尺、弱爆破、强支护的原则进行施工。

2、塌方冒顶原因分析

①、受山体左侧ZK23+453附近地下泉眼常年积水影响，此段岩层有裂隙水出现，岩体裂隙面受地下水影响形成润滑层而产生局部塌落是形成塌方冒顶的原因之一。

②、洞顶上方土体倾斜构造裂隙发育，通过塌方体现场查看发现，地表滑坡残积土覆盖层较厚，土体松散，自稳能力差，极易因局部失稳而引起连锁反应，造成大坍塌的主要原因。

3、处理方案

1.在现有的掌子面上加密超前小导管以加固前方土体。

超前小导管采用φ42×4超前小导管,L=5.0m,环向间距30cm，纵向排距200cm。

2.塌方范围内系统锚杆由原来的φ25中空注浆锚杆改为φ42×4注浆小导管，L=4m，斜向45°，间距为50cm×120cm（纵×环）。

3．塌方范围内工字钢由原设计I18改为I20b,工字钢封闭。

纵向间距由60cm改为50cm。

相应的初支喷射混凝土厚度改为26cm，预留变形量适当放大。

4.塌坑处地表采用防水布进行遮盖，在二衬完毕达设计强度后，对该榻坑进行土石回填，回填高度为高出相应地表30cm，以防止地表水汇入塌坑。

5．施工中必须做到少扰动，短进尺，采用环形开挖预留核心土法，同时施工应加强观测，有异常请及时通知相关单位。

四、施工方法

1、初期支护

（1）、施工工序：

开挖排水沟→遮盖塌坑地表→小导管支护→立架→喷砼→仰拱及回填→二衬→塌坑土石回填

（2）、施工方法：

①、开挖排水沟、遮盖塌坑地表：

在距塌坑边缘≥10m处开挖排水沟，排水沟几何尺寸为40cm*40cm，塌坑表面遮盖防水布。

防止下雨地表水汇集到塌坑范围引起再次坍塌。

②、小导管施工：

采用φ42*4的注浆小导管，L=4m，斜向45°，间距为50cm*120cm（纵*环）。

小导管钻设完毕后注浆，水泥浆水灰比为0.8：

1～1：

1，根据实际情况，通过现场试验具体确定。

1》小导管加工制作 

小导管采用外径φ42mm，壁厚4mm的热轧无缝钢管加工成花管，以便注浆。

小导管前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲。

小导管中间部位钻Ф8mm溢浆孔，呈梅花形布置（防止注浆出现死角），间距15cm，尾部0.5m范围内不钻孔以防漏浆，末端焊φ6环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管联接。

小导管加工成形见图

2》注浆工艺及设备 

注浆管连接好后，注浆前先压水，试验管路是否畅通，然后将配制好的水泥浆倒入贮浆桶内，开动注浆泵通过小导管压入周边岩体。

③、立架：

经测量放样后，方可进行立架施工，拱脚设在坚固的基础上，严禁拱脚回填松散土或拱脚悬空；上下断面分界处每榀拱架设置4根φ25中空注浆锁脚锚杆L=3.5m。

④、喷射砼支护采用挂φ6.5网片喷锚支护，喷锚过程中注意拱脚处应喷填密实，超挖部分采用同级砼回填。

⑤、施工过程中随时对地表进行监控量测，每3m布置一个断面，每天测3次，及时反馈监控信息，为正确采用、修改开挖和支护参数提供依据，以确保施工安全和施工质。

2、仰拱及回填施工

2.1仰拱开挖

仰拱采用钻爆法开挖，挖掘机、装载机、自卸车出渣，爆破参数参照Ⅴ级部分开挖参数，开挖仰拱时应注意两侧边墙拱脚处附近不要钻设炮眼，拱脚处欠挖部分采用风镐凿除，以免松动边墙钢架，严格控制超欠挖。

2.2安设工字钢

仰拱工字钢采用I20b，工字钢纵向间距分别按处理方案的要求施工，安装工字钢时一定要使仰拱工字钢与左右两边墙拱脚处的工字钢连接在一起，真正起到闭合成环作用，工字钢榀与榀之间用Ф22钢筋纵向连接，钢架拱脚必须放在牢固的基础上。

应清除底脚下的虚渣及其它杂物，脚底超挖部分应用同级砼回填。

2.3喷射砼施工

完成工字钢安装后，经检验合格后进行C20喷射混凝土施工，在施工过程中严格按照喷射混凝土施工技术要求进行作业。

2.4钢筋安装施工

待模筑砼达到一定的强度后，进行仰拱衬砌钢筋的放样及定位筋的安设，定位筋按照梅花型进行布置，按设计的长度和弧度进行加工焊接。

⑴钢筋除锈：

钢筋表面应洁净。

油渍、污渍及钢筋表面的水泥砂浆、铁锈等应在使用前清除干净。

在焊接前，焊点处的水锈应清除干净。

钢筋的除锈，一般可通过以下两个途径：

①在钢筋冷拔或钢筋调直过程中除锈，对大量的钢筋除锈较为省力。

②用机械方法除锈，如采用电动除锈，除锈机除锈，对钢筋的局部除锈较为方便。

此外还可采用手工除锈（用钢丝刷、砂盘）喷砂和酸洗除锈等。

⑵钢筋的绑扎接头应符合下列要求

①搭接长度的末端与钢筋弯曲处的距离，不得小于钢筋直径的10倍。

②受拉区域内Ⅰ、Ⅱ级钢筋接头采用焊接，施工时每个断面钢筋接头数量不大于总量的50％。

⑶钢筋绑扎完经项目部质检工程师、监理组监理工程师检查合格后，开始浇筑C25混凝土。

2.5仰拱砼施工

⑴仰拱混凝土应超前拱墙混凝土施工，仰拱和铺底施工前应清除积水、杂物、虚渣等。

⑵仰拱超挖在允许范围内时，应采用与衬砌相同强度等级的混凝土进行浇筑；超挖大于规定时，应按设计及规范要求进行回填，不得用洞渣随意回填，严禁片石侵入仰拱断面。

⑶仰拱混凝土采用3#拌合站强制式砼搅拌机拌合混凝土，洞内采用砼运输罐车直接运输至工作面，采用插入式振捣器捣固。

施工过程中重点控制砼的塌落度、和易性等参数，以防砼在运输过程中发生离析，采用振动式振捣器先振捣仰拱最底部，而后逐渐往洞身拱脚处振捣，保证砼的密实性。

⑷在完成仰拱砼浇筑后及时进行混凝土的养护工作，采用土工布覆盖洒水养护措施，避免混凝土收缩开裂。

2.6仰拱填充

⑴仰拱填充在仰拱砼浇筑完成后，待仰拱砼达到一定强度后，清除仰拱表面杂物及积水，按设计要求分层浇筑C15砼，并分层振捣密实。

⑵仰拱与仰拱填充不得同时浇筑，要求仰拱终凝后进行填充混凝土浇筑。

仰拱紧跟下台阶施工，结合断面情况和现有施工技术，拟将仰拱及仰拱填充分成两步施工。

第一步先施工仰拱，第二步施工仰拱填充。

⑶仰拱填充混凝土的厚度及表面高程必须符合设计要求。

⑷仰拱填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，强度达到设计强度的100%允许车辆通行。

3、二次衬砌施工

3.1钢筋加工与绑扎

钢筋按要求在洞外加工厂统一加工，运输到现场，在台车上人工安装绑扎。

根据测量控制点先扎外层环向定位钢筋，用纵向筋将定位钢筋连接后，以纵向筋作为其它环向筋安扎依据，扎完外层后再用相同方法安扎内层钢筋，并及时将内外层钢筋用勾筋连接，电弧焊点焊，以加强整体刚度。

钢筋安设完成后，按中线标高进行轮廓尺寸检查，合格后于内层钢筋挂设5cm厚砂浆垫块，以确保砼浇筑后钢筋保护层厚度。

钢筋绑扎时，严禁损伤防水板，钢筋焊接时，对防水板进行遮拦，以防烧伤防水板

3.2、混凝土的拌制

⑴混凝土所用的原材料（水泥、粗骨料、细骨料、水、外加剂等）必须经检测合格后方可使用。

严禁使用未经检测或检测不合格的原材。

⑵每次混凝土施工时拌合楼操作手要提前对计量设备进行检查，发现问题及时处理。

拌制混凝土的自动计量装置应定期检定，使其保持良好状态。

⑶严格按照试验室出具的配合比进行计量，按重量投料。

计量精度必须满足验收要求，即粗、细骨料计量偏差控制在2%以内，水泥、外加剂、水计量偏差控制在1%以内。

⑷粗细骨料含水率应经常测定，雨天施工时应增加测定次数，根据工地实际情况及时调整配合比。

⑸砼搅拌时间不应小于3min，搅拌时间也不宜过长。

3.3、混凝土的运输

⑴混凝土在运输过程中不应发生离析、漏浆、严重泌水及坍落度损失过多等现象，当运至浇筑点发生离析现象时，严禁使用。

⑵用混凝土搅拌运输车运输混凝土时，应符合下列规定：

在运输已拌制好的混凝土时，宜以2～4r/min的转速搅动，严禁高速旋转。

卸料前应以常速再次搅拌；在运输中同时拌制混凝土时，从加水后算起，至全部卸出所经过的时间，不宜大于90min；车体内壁应平整光滑，不吸水，不漏水，每天使用完毕后应清洗粘附的混凝土。

3.4、混凝土入模浇筑

浇筑混凝土时，应由下向上对称浇筑，两侧同时或交替进行，边墙部位混凝土应采取埋入软管式浇筑。

混凝土用附着式振捣器和插入式振捣器联合捣固，安排专人负责，保证混凝土内部密实，外部光滑。

并注意保护好预埋于混凝土内部的注浆管，防止其歪斜和倾倒，以确保二次衬砌后回填注浆能顺利进行。

要配足备用捣固机具，防止因捣固机具发生故障，造成漏捣或捣固不实。

混凝土浇筑必须连续进行，因故不能连续浇筑，间歇时间超过混凝土初凝时间时，必须按规定进行接茬处理。

4、洞顶土石回填

回填应在二次衬砌混凝土强度达到设计强度后进行；采用夯实土分层回填，回填至与地表顺接，小型机具夯实，每层厚度不大于0.3m，表层回填土采用50cm粘土层和50cm种植土回填。

回填粘土隔水层时，隔水层应与地表搭接良好，封闭紧密，防止地表水下渗影响回填体的稳定。

五、安全要求和措施

⑴加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的安全、质量意识。

⑵隧道施工严格按照“先探测、管超前、非爆破、严控水、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”的原则组织施工。

⑶严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工。

⑷在隧道开挖前，对隧道地表中线附近范围进行勘察，对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进行统计，并按里程桩号逐一登记、拍照，施工中应加强监控量测工作，严格按设计方案施工，确保隧道安全、顺利通过。

⑸每循环进行测量放样，严格控制超欠挖。

定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。

⑹边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须满足设计要求。

软弱地基处理方法和施工质量应符合设计要求，隧底开挖前应进行施工工艺设计。

⑺开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息。

⑻隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、出水量大小，核对设计情况，判断围岩的稳定性。

⑼制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。

（11）隧道施工应做好洞顶、洞门及洞口防排水系统。

洞门及洞内排水沟应进行铺砌，砂浆抹面，防止地表水及施工用水下渗，影响结构安全。

地层含水量大时，上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部纵向排水沟排出洞外，以免浸泡拱脚,必要时应配合井点降水等措施将地下水位降至隧道二次衬砌底部以下，确保施工顺利进行。

（12）隧道施工作业地段必须保证足够的照明。

不安全因素较大的地段应加大照度。

在主要交通道路、洞内抽水机站应设置安全照明，漏电地段照明应采用防水灯头和灯罩。

六、环境保护及文明施工

⑴暗洞分部开挖时，在满足设计规范及安全质量要求的前提下，应尽量采用适合机械化作业的施工工艺，分部尺寸划分合理，各分部尽量平行作业，从而达到快速施工的目的。

⑵弃碴时要由专人指挥、堆放整齐、边坡平整，弃碴场需设置挡墙。

施工过程中杜绝随意倾倒弃碴和弃土。

施工完毕后，对弃碴场及时平整，并做好绿化、防护，避免水土流失。

⑶隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列职业健康及安全标准：

A．空气中氧气含量，按体积计不得小于20%；

B．粉尘永许浓度，每立方空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg，每立方空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg；

C．有害气体最高允许浓度：

a一氧化碳的最高允许浓度为30mg/m3，在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；

b二氧化碳按体积计不得大于0.5%；

c氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下；

C隧道内气温不得高于28℃；

d隧道内噪声不得大于90Db。

⑷便道及施工现场要注意撒水防尘，减少对周围环境的破坏。