初支的变形总结Word文档格式.docx

1、从外观上观察，以上四个里程段的初支表面有开裂，裂纹出现，钢拱架面上的喷射砼有脱落现象。初支表面浸湿严重，有散状地下水下滴。初支开裂变形照片见图1-2。图1-2 初支开裂变形照片2 变形原因分析2.1 徐变效应时间因素对岩体的变形特征有多方面的影响，最重要的是不变荷载长时间作用下产生的徐变现象。岩体较破碎，节理较发育，围岩具有不稳定徐变特性，岩体的非匀质性较显著，在外力作用下易起应力集中，使某部分最先发生塑性变形，同时将应力传递到相邻部位，逐渐造成岩体的塑性变形。因此，随着时间的增长，变形逐渐增大，容易造成围岩坍塌。2.2 初支强度不够地址勘探不可能完全准确的反应围岩的情况，导致设计的参数偏小，

2、如工字钢的规格和间距、钢筋网的规格、喷射混凝土的厚度以及预留沉降量达不到要求，不能承受较大形变荷载。2.3 水的作用 变形地段地下水以点滴状、淋雨状为主，局部段落有股状集中涌水，围岩变形影响较大。围岩中存在夹泥且千枚岩遇水要泥化，土石分界面形成一个积水滑动面并产生浮力及动水压力，分界面抗剪强度大大降低，加剧了围岩的变形。且局部涌水引流不当，导致水流在初支和岩面空隙间流动，随着水的增多，形成较大的水压力会使初支产生较大的变形。2.4 施工因素复合式衬砌中，围岩在柔度较大的外层支护条件下，可产生较大的形变，释放了大部分的变形能，使围岩趋于稳定。在隧道施工中，往往存在钢拱架架立不规范、混凝土喷射不够

3、饱满密实、拱脚超挖导致拱脚悬空或没有浇筑混凝土导致拱脚强度不够、拱脚处长期水浸泡以及仰拱施工不及时等，这些不规范的施工可能导致围岩的变形不受控制。3 初支变形的危害3.1 初支与岩面脱离作为柔性支护的初支，能及时封闭岩面，吸收围岩的变形能，施工质量不佳和水的作用的可能会导致初支和岩面脱离。初支与围岩分离后，不能起到吸收变形能的作用，松动区围岩悬空，存在掉块和坍塌的风险；若初支后的水不能有效排出，初支与围岩间的水会不断积累，水压逐渐增大，可能导致初支掉块，甚至失稳，易造成安全事故。3.2 初支侵入衬砌净空隧道设计中对衬砌厚度有明确的要求，衬砌厚度也是工程验收的重要指标之一。初支侵入衬砌净空导致衬

4、砌厚度不够，衬砌的承载力降低，留下了质量隐患，也为工程验收留下难题。3.3 容易发生坍塌该区段为级围岩，受偏压，受构造影响强烈，岩体较破碎，节理较发育，若初支变形量过大且变形速度快，说明初支作用不明显，不能使围岩趋于稳定，容易发生坍塌。4 处理方案4.1总体方案为控制隧道初支变形，确保初支断面稳定和隧道施工安全，决定立即采取以下措施加固：对K188+290往大里程方向5米范围内布置临时I18工字钢,间距为1m。对变形量较大但没有侵限段落设置临时钢支撑，临时钢支撑采用I18工字钢，纵向间距1m，支撑设置完毕后，立即对初支背后采取环向小导管注浆处治，小导管间距11m（环向纵向），长4.5m，梅花型

5、布置。上台阶开挖初支完成而下台阶还没有开挖初支的，在上台阶拱部180度范围施工小导管注浆。上下台阶开挖初支都完成了的，对整个上下台阶的初支进行小导管注浆；对于侵限的段落除采取上述措施进行加固外，待强度到达100%后从大里程往小里程方向做换拱处理。4.2 临时支撑设置在变形量较大且没有发生侵限段落布置临时钢支撑，钢支撑采用I18工字钢，在钢筋房加工好后运至现场拼装，工钢间采用螺栓连接，在接头和拱脚处施工锁脚锚杆，并将拱脚放置在C30的混凝土垫块上，纵向间距为1m，且应与注浆小导管的位置错开。临时钢支撑施工见图4-1。图4-1 临时钢支撑施工4.3 变形处理方法4.3.1 注浆参数注浆参数主要包括

6、注浆小导管布置、浆液扩散半径、注浆压力、注浆速度、浆液配比，浆液凝胶时间、注浆量等，主要注浆参数见表4-1。表4-1 注浆参数表序号参数名称参数值拱部径向注浆（下台阶未施工时，上台阶拱部180度）1注浆小导管布置间距1纵向）、梅花型布置2浆液扩散半径0.51m3注浆压力终压控制在0.51.0MPa4注浆速度510L/min5浆液配比水泥-水玻璃双液浆W:C=（0.81）:6凝胶时间双液浆30S3min 4.3.2 施工步骤及要求（1）设置临时支撑为防止钻孔对初期支护的影响，钻孔前设置临时支撑，临时支撑采用I18工字钢，间距按照1m布设，并对集中涌水处，采取引流措施。（2）注浆管的制作注浆钢管采

7、用外径42mm、厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长度4.5m，钢管前端加工成尖锥状，管壁四周钻8mm压浆孔，尾部1m不设压浆孔。（3）测孔定位根据隧道初支后喷射砼表面裂隙线状出水及面状淋渗水范围，搭设工作平台，按100cm100cm间距梅花形进行布置。（4）钻孔、扫孔、清孔：注浆孔孔径为46，钻孔前按要求的间距用红油漆在初支面上布置好孔位，钻孔后要及时扫孔、清孔。孔位允许偏差值10mm，孔深允许偏差值50mm。开钻时，先低速低压，待成孔1050cm后，再加速加压。（5）安管、注浆用锤子把注浆小导管打入孔内，并安装好止浆塞。注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得注浆施工经验。孔口

8、50cm长采用54热轧无缝钢管作为孔口管。注浆施工应该由低到高,由下往上,从少水处到多水处，在多水地段，应先两头，后中间，注浆结束的条件如下：A、单孔结束条件，注浆压力达到设计终压，或浆液注入量已达到计算值的80%以上。B、全段结束条件，注浆压力达到设计终压，或浆液达到设计注浆量。C、注浆完毕用铁锤敲击钢管，如响声清脆，则说明浆液未填充满钢管，需采取补注或重注；如响声低哑，则说明浆液已填充满钢管，如未达到要求，应进行补孔注浆。（6）注浆效果检查注浆在达到结束的条件后，应利用止浆阀或木塞将注浆孔口堵塞，以保持孔内压力，直至浆液完全凝固，并检查注浆效果。检查孔的漏水量应用小于0.20.4L/min

9、.m。（7）特殊情况的处理A、注浆过程如有外露，可采取嵌缝封堵、降低压力、加浓浆液等方式处理，必要时可掺速凝剂，加速浆液凝固。B、注浆过程如发现初支混凝土开裂、起包、脱落等异常现象，应立即停止注浆，分析、查明原因，以及时采取应对措施。C、注浆过程中若发现单孔浆液吸入量大，情况异常，应立即停止注浆，分析原因，必要时应采用间歇注浆或者调整注浆参数。4.3.3变形处理注意事项（1）孔口管止浆塞止浆，浆塞胶圈尺寸应与注浆孔径相配。（2）在裂隙涌水量较大时，应先钻引水孔泻压，再用棉纱、木楔对裂隙进行封堵处理。（3）钻孔速度应保持匀速，特别是钻头遇到夹泥夹沙层时，控制钻进速度，避免夹钻现象。（4）注浆过程

10、中随时检查孔口、邻孔、覆盖较薄部位有无串浆现象，如发现串浆现象，立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵，直至不再串浆时再继续注浆。（5）在裂隙股状出水点，采取交错斜孔或者直接注浆。（6）在裂隙面状出水地点，周边各扩宽0.2m为注浆堵水范围，以堵为主，先堵后排，先期施作外围注浆孔注浆，然后逐步向内圈收缩压浆，直至少量水集中在引水孔排出，漏水量应用小于0.20.4L/min.m，排水需埋管引入隧道纵向排水沟；为防止注浆串孔，采取随钻随注的方式进行。初支注浆图见图4-2。图4-1 初支注浆图4.4 换拱处理方法完成变形处理之后，对超限位置进行换拱处理。由

11、大里程向小里程方向逐榀对侵限钢架进行置换，每榀置换后及时进行喷射混凝土封闭，置换长度根据现场量测结果灵活确定模筑衬砌施做时间，但置换长度不得超过6m后必须及时施做模筑衬砌。4.4.1 整体换拱K188+285K188+255段整环侵限10-40cm，需整环换拱，在需换拱钢架旁边先进行刻槽，然后将置换的钢架嵌入槽中，确保钢架的连接及锁脚锚杆的施做质量符合设计及规范要求。当置换钢架后经围岩量测变形稳定后方可拆去原侵限部分拱架。4.4.2 局部换拱K188+255K188+230段均为局部侵限，只需要对侵限部分进行置换，在拱架置换前，根据测量断面结果对需置换部位的拱架进行标记，先对不需要置换的拱架的

12、拱脚部分进行加强锁脚工作，加强锁脚采用25的锁脚锚杆，L=3m，施做方向与水平呈45夹角，紧贴钢架施做，锁脚锚杆与钢架采用22的U型钢筋有效焊接，每个拱脚增设不少于2根锁脚锚杆，待原钢架被锁紧后，将需置换的钢架割除，然后进行刻槽，达到设计深度后，将置换的钢架嵌入槽中，做好置换前后的钢架连接质量，连接方式采用原设计钢架间的钢板+连接螺栓方式有效连接。置换后按照原设计施做锁脚锚杆，及时喷射混凝土封闭。4.4.3换拱注意事项（1）对拱架置换前应遵循先加固后置换、先墙后拱的原则，即置换前对置换段落进行注浆加固，经监控量测沉降和收敛已经达到稳定，并对不需要置换的原拱架进行加密锁脚锚杆加固锁定，然后按照先

13、置换边墙部位的拱架，再置换拱部钢架的顺序，且每次置换钢架的长度按照原钢架节段长度一一对应进行置换，当边墙置换完成后，及时反压填土，反压高度3m，然后进行拱部钢架置换。（2）刻槽是主要以人工利用风镐刻槽为主，严禁采用爆破作业，且每次只能置换一榀，刻槽是注意预留变形量不小于设计值。（3）置换是确保钢架连接按照原设计钢板+连接螺栓的方式有效连接，并按照原设计位置施做锁脚锚杆，锚杆要紧贴钢架，并通过22的U型钢筋有效焊接，及时喷射混凝土封闭。（4）监控量测点的布设要与钢架置换同步进行，布点按照纵向2m一个断面，环向每个断面按照拱顶、拱腰、边墙共布设7个观测点。（5）对已换拱段，必须及时、分段进行衬砌。（6）待换拱全部结束且围岩监测达到稳定后才可以进行掌子面开挖，开挖时严格执行铁道部铁建设【2010】120号文件要求，满足开挖进尺及安全步距要求。同时严格按照设计文件要求留足预留变形量。换拱处理见图4-3,4-4。图4-3 侵限部位混凝土破除图4-4 换拱图5主要机具设备表5-1主要机械设备配备表机械名称规格单位数量备注注浆机BW-250台电焊机钻孔台车铲车破除机水泥-水玻璃双液浆搅拌机