精品隧道初支变形处理方案全解Word下载.docx

1、 2012年4月7日由娄底建设指挥部组织设计、监理及施工单位的“官家山隧道DK44+065+150段初支变形及地表开裂处理方案会议纪要”；现场踏勘调查的相关资料。1.2编制范围新建铁路长沙至昆明铁路客运专线官家山隧道（DK44+065DK44+150）工程。2.工程概况2.1工程简介沪昆客专长昆湖南段官家山隧道进口里程为DK44+065，出口里程为DK44+542，隧道全长477m，其中暗洞长为428m，明挖段长为49米（进口段DK44+065+072为明挖段）。全隧位于直线上，全隧为3.8的单面下坡。本隧围岩级别为IV、V级软弱围岩，进口段为浅埋偏压，裂隙发育且不能确定，岩体较破碎，地下裂隙

2、水较发育，存在微弱发育岩溶。隧道总体风险等级为中度复杂。2.2.地质情况描述官家山隧道地貌属低山丘陵区，山体多未见基岩出露，植被茂密，隧道范围内据调查及勘探深度范围内所揭露的地层为第四系上更新统坡洪积层粉质粘土，震旦系下统金洞家组砂质板岩。岩层呈单斜构造，岩层产状：35545。隧道范围内岩石风化强烈、风化不均、围岩性差、节理裂隙无法确定。未见地下水，基岩中含少量基岩裂隙水，水位和水量受季节降雨影响较大。根据区域地质资料及物探测试结果，该隧道内有两条断层通过，其中拟推断层F1与线路中线交于DK44+480，与中线的夹角为27，北东南西走向，倾角近于直立，倾向大里程，破碎带及影响带宽度约10m；推

3、断断层F2与线路中线交于DK44+372，与中线的夹角为21，北西南东走向，倾角较陡立，倾向大里程，破碎带及影响带宽度约9m，该断裂构造对工程影响较大。隧道DK44+065+132段围岩为褐红色、青灰色，变余结构，板状结构，节理裂隙发育，全风化强风化砂质板岩，岩体破碎，呈碎块状，且隧道洞身位于山体半山腰中，左上方存在严重偏压（山顶最高点标高为150.5m），右下方是一陡坡。2.3设计基本参数设计在DK44+072+090段右侧紧贴衬砌外缘施作挡土墙及护拱；DK44+095+120段右线线路中线右侧施作2.5m*2m锚固桩6根，距离衬砌外缘4m，桩长均为20m。设计进口段DK44+072+132

4、为Vb偏压，初支厚度30cm，C30喷混凝土，采用I22a型钢，每榀间距0.6米，拱部采用25中空锚杆L4m，边墙采用22砂浆锚杆L4m，1.2*1.0m（环纵）；二衬厚度50cm，C35钢筋混凝土；仰拱衬砌厚度60cm，C35钢筋混凝土，仰拱填充采用C20混凝土。3施工概况3.1现场施工情况官家山隧道由出口往进口掘进，2011年5月8日开工，2012年2月14日从DK44+132处施工，于4月1日在DK44+072设计明暗分界处出洞贯通。到目前为止二衬已施作至DK44+123.4（暗洞还剩51.4m）；仰拱已施作至DK44+103（暗洞还剩31m）；中台阶已施作至DK44+072（拱腰，初支

5、按设计施作并紧跟）。进口段锚固桩于2011年10月21日至2011年12月24日施工完成，挡土墙于2011年12月28日至2012年3月3日施工完成，护拱于2012年2月20日至2012年3月11日施工完成。本隧在施工过程中，由于地质情况有变化，在DK44+435+445及DK44+132+368段暗洞部分进行了变更。3.2山体开裂及初支变形情况2012年1月23日过后，官家山隧道在施工期间下雨天数达到47天。2012年4月2日上午雨中，安全员在DK44+072明暗交界处左侧仰坡发现有一道裂缝，随即组织人员对隧道周边进行排查，发现：裂缝自隧道中往左40度连接板再往下1.5m处向仰坡坡口线发展，

6、坡口裂缝点距离隧道中心21.3m，仰坡处裂缝宽度约为2cm。裂缝走向从坡口往大里程基本平行于隧道走向发展，长约40m，020m裂缝宽度为25cm，2040m裂缝宽度从2cm0cm过渡。另在DK44+090处中往左17.5m处有一道裂缝，长度约5m，宽度约1cm。发现裂缝后，于4月2日下午，在主裂缝处设置了4个水泥块裂缝观测点，2012年4月2日6日水泥块监测点监测数据如下表（单位：mm）：序号测点位置2日3日4日5日6日上午下午1DK44+085布点5152DK44+090102045503DK44+0954DK44+100裂缝自监测起，变化最大为DK44+090左32.25m处裂缝，自布点起

7、到6日增加至50mm，加上监测点埋设前裂缝已张开至50mm，裂缝总宽度已达到100mm，特别是4日晚上大雨后一个晚上的变形量增加了25mm。洞内收敛量测自开挖至今DK44+080+110段左侧明显发生了围岩收敛情况，DK44+097典型断面中数据反映隧道左侧拱肩最大变形量往洞身收敛45.5cm，扣除预留变形量15cm后，还侵入二衬净空30.5cm，右侧拱腰最大变形量为超挖21.6cm扣除15cm预留变形量，已外张6.6cm。经观测，4月7日至今变形已暂趋稳定。4.处理方案一、为稳住初期支护的变形，现场采取洞内临时仰拱及加设临时型钢支撑加固措施，根据现场量测情况及初支变形情况，分为3种形式进行加

8、设：（1）DK44+072078、DK44+079.2100.2、DK44+100.2114段临时支撑钢架，钢架采用I22a工字钢，纵向间距为1.2m，“米”字型支撑；加固形式如下图所示： （2）DK44+078079.2段临时支撑钢架，钢架采用I22a工字钢，纵向间距为0.6m，环形拱架加十字形支撑，采用电焊与原初支钢架焊接；（3）DK44+072DK44+100.2段采用增加临时仰拱及临时支撑为下阶段换拱提供安全保障，临时仰拱采用 I22a工字钢，纵向间距同初支钢架间距0.6m，连接筋采用22钢筋，环向间距1.2m，喷射C30混凝土封闭，仰拱填充采用C20混凝土回填；（4）拱墙临时支撑钢架

9、纵向间采用22螺纹钢连接，每根连接筋长度 L=1.5m，主要连接部位为竖向及横向钢架处，电焊焊接，钢架间节点处，采用角钢焊接加固。二、DK44+123.4DK44+114.5段经实测局部初支面经凿除部分喷射砼后，最大侵入4cm，采用增加钢格栅骨架措施后进行该段二衬施工，格栅间距0.6cm一榀；施作后加紧跟进未侵限部分二衬施工。格栅加强形式见下图：三、对DK44+114+072段从大里程逐环开始，按照先墙后拱的顺序对每环初期支护侵限的拱架进行分段分部拆除进行置换，每次只能更换一榀拱架。四、上台阶换拱施作至6m后拆除该段临时仰拱，并施作此段下台阶初支，下台阶初支完成6m后，紧跟仰拱初支及仰拱二衬混

10、凝土施工，及时封闭成环。换拱、下台阶初支、仰拱初支及仰拱二衬完成9m（即二衬台车长度）时，及时施作钢筋混凝土拱墙二衬进行封闭。五、洞内换拱作业流程及工艺要求（1换拱工艺流程如下图所示：换拱工艺流程图（2）充分利用换拱台车长度，采用先墙后拱顺序开挖，且每次只能开挖一榀，开挖主要以人工风镐开挖为主，尽量减少对围岩的扰动。开挖预留变形量由设计的15增加到25。（3）换拱段落初期支护参数：喷射混凝土厚30cm，型钢钢架采用I22a，纵向间距0.6m，钢架每端脚部设6根锁脚锚管，长度4m。（4）拆除侵限初期支护施工注意事项：a. 风镐凿除喷射混凝土之前，必须先把喷射混凝土的凿除部份与不需凿除部份在分界处

11、切开分离，以防对不凿除部份混凝土造成损坏。b. 不能大面积拆除初期支护，每循环拆除纵向长度为一榀钢架（0.6m），防止塌方及冒顶。c. 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。d. 拆除后必须及时初喷。（5）更换钢架施作要点：a. 钢架施工流程如下图所示b. 喷射混凝土凿除后，拆除钢架，人工清除欠挖围岩土，初喷4cm混凝土后施作定位锚杆，挂设钢筋网片。c. 把加工好的钢架运至作业平台上拼装钢架，就位调整后定位，在钢架与围岩的空隙处加设混凝土垫块，楔紧钢架。按设计要求焊纵向连接筋。d. 喷射初支混凝土。e. 钢架施工允许偏差需符合规范要求，钢架垂直于隧道中线，上下、左右允许偏差5c

12、m，钢架倾斜度不得大于2（6）下台阶及仰拱、二衬施工a. 上台阶换拱施作至6m后拆除该段临时仰拱，临时仰拱采用机械拆除。b. 临时仰拱拆除后施作此段下台阶初支，下台阶左右两侧需错开施工，左右错开间距不小于3m，下台阶开挖支护每循环进尺不得超过1.2m，即2榀型钢架。c. 下台阶初支完成6m后，紧跟仰拱初支及仰拱二衬混凝土施工，及时封闭成环。仰拱每循环浇筑长度不得超过6m。e. 换拱、下台阶初支、仰拱初支及仰拱二衬完成9m（即二衬台车长度）时，及时施作钢筋混凝土拱墙二衬进行封闭。5、监控量测 （1）. 在隧道换拱的全过程中到二衬施工前，要求连续进行拱顶下沉量测及水平净空收敛量测，以判断围岩动态和

13、指导安全施工。 （2）. 施工前，在该段初期支护钢架上布置监控量测点，拱顶下沉及净空收敛观测点按每5米一个断面进行布设，以观测围岩及初期支护结构的变化，换拱作业需在围岩量测数据显示稳定后，进行逐榀更换。 （3）. 换拱施工完的初期支护上每5米设置一组观测点，并且在换拱施工完2小时内进行第一次观测，观测频率为每天2次，直至二衬施作完成后为止。 （4）. 根据现场量测数据绘制位移-时间曲线图，在位移-时间曲线趋于平缓时进行回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律，回归分析为建立下沉量（U）随时间（T）发展的时态函数，根据测点位移变化速率判断围岩稳定状况，当隧道周边变形趋势有明显减缓趋势，则说明隧

14、道变形基本处于稳定状态，当变化速率过快、过大，或当位移-时间曲线出现反弯点时，说明位移出现反常的急剧增加现象，表明围岩及支护已呈失稳状态，应及时加强支护并停止换拱作业。6、洞内施工安全保证措施 （1）. 安排专职人员对隧道状况进行每天两次以上巡视，观察拱部喷射混凝土状态，具体包括洞身裂缝、掉块、异常情况，另外对山体变化状况进行观测。发现异常状况的部位、形状、数量作好施工记录，并及时向上级部门汇报。 （2）. 为了确保人身安全，除施工人员外，原则上不允许其他人员进入该施工段内，并对洞内施工人员进行出入登记记录，全面了解洞内施工人员情况。 （3）. 拆除拱架时不得使用爆破拆除，使用风镐进行人工凿除。拆除时，要随时注意围岩情况，如发