杨林隧道换拱方案.docx

1、杨林隧道换拱方案杨林隧道进口换拱施工方案一、编制依据（1）、公路隧道施工技术细则（JTG/T F60-2009）；（2）、公路隧道施工技术规范（JTJF60-2009）；（3）、公路工程技术标准（JTG B01-2003）；（4）、云南省高速公路施工标准化实施要点（5）、昆明绕城高速公路东南段A2标杨林隧道三阶段施工图设计；（6）、变更处理文件（7）、本单位类似工程施工经验；二、编制范围 杨林隧道进口左洞ZK14+020-ZK14+025、进口右洞K14+047-K14+056由于施工超前管棚造成的初期支护侵限段。三、施工概况1、杨林隧道进口左洞2016年2月27日，杨林隧道进口左洞施工至ZK

2、14+020位置，掌子面开挖出渣过程中在拱顶上方出现一处塌腔，塌腔距离拱顶开挖轮廓线以上6m，环向长度8m，塌腔周围的松散体开始滑落，造成溶腔变大，同时向掌子面前方延伸，后掌子面拱顶出现大量涌水，涌水量约80m3/h。经云南省公路工程试验检测中心采用地质雷达检测显示：掌子面中部前方ZK14+010-ZK14+030区段节理发育，岩体较为破碎，拱部易掉块，局部有软弱夹层，有滴状出水，围岩自稳能力一般，为IV围岩，截止到2016年2月29日，经第三方检测单位沉降观测基本稳定，现场涌水量有减小趋势。经四方代表及第三方检测单位现场勘验后，制定处理措施：在ZK14+020管棚，钢管规格为89mm。布置范

3、围以隧道中线O1为基点左右各60o，环向间距中至中30cm，纵向长度为25m。钢管打设上倾角为5-8o，同时ZK14+020-ZK13+030段衬砌类型由SF4a调整为SF5a。2、杨林隧道进口右洞2016年3月31日，杨林隧道进口右洞施工至K14+050位置，掌子面拱腰至拱顶范围出现掉块、滑塌，将已经施工完成的超前锚杆砸塌，塌腔环向范围为左侧拱腰至拱顶6m范围，坍塌高度距离拱顶开挖线以上3m，同时掌子面拱顶处有股状水流出，造成已经施工完成的K14+045-K14+050段初期支护环向开裂，为保证施工安全在K14+047-K14+050段增设了套拱，以保证初支稳定性。经云南公路工程试验检测中心

4、利用地质雷达检测显示：K14+050-K14+060段为强-全风化的泥岩，围岩岩体破碎，自稳能力差，岩体呈破碎松散结构，遇水易泥质软化，进而发生掉块甚至一定规模的坍塌，对施工安全存在较大威胁。判定K14+050-K14+060段围岩级别为V级，原设计围岩级别为IV级。经四方代表及第三方检测单位现场勘验后，制定处理措施：K14+050-K14+060段按照V级围岩施工，衬砌类型由SF4a调整为SF5a，超前小导管支护由3m/循环调整为1.2m/循环，K14+045-K14+050段进行径向注浆处理，同时对塌腔泵送混凝土进行处理。为保证施工安全，我部在K14+050位置打设89mm超前管棚，长度为

5、15m，布置范围以隧道中线O1为基点左右各60o，环向间距中至中30cm，钢管打设上倾角为5-8o。该范围变更后采用级围岩，SF5a复合式衬砌结构，现场开挖采用三台阶+预留核心土法，42超前小导管，I22b工字钢架，间距0.6m，支护参数见下表。杨林隧道进口SF5型衬砌支护参数表预留变形量(cm)初期支护二次衬砌C25喷射混凝土部位/厚度()锚杆钢筋网钢架部位/类型/间距(m)拱墙厚度(cm）仰拱厚度(cm)设置部位长度(m)间距(环纵)(m)设置部位网格间距(cm)钢筋规格15拱墙29仰拱29拱墙3.51.00.6拱墙15158全环工22b型钢0.6m6060*四、侵限情况及处理原则由于打设

6、89mm超前管棚，角度倾角小，造成进口左洞+020-ZK14+025、进口右洞K14+050-K14+056段初期支护侵限，无法保证二衬厚度，拱顶处最大侵限47.2cm，需要进行换拱处理，具体侵限数据详见下表。侵限段处理原则：1、暂停掌子面的掘进施工，先对初期支护侵限段进行注浆加固处理。2、在拱架上安设监控量测点，通过监控量测掌握加固后的侵限段初期支护的变形情况。3、为避免对下步施工造成干扰，同时侵限段沉降、变形稳定，侵限段两侧仰拱施工完成后进行换拱。在施工的同时，由测量站结合第三方检测单位做好洞内监控量测工作。杨林隧道进口初支断面检测结果汇总表编号隧道断面里程拱顶处侵限厚度（cm）最大侵限厚

7、度（cm）侵限部位1杨林隧道进口左线ZK14+02010.4521拱顶、拱腰2ZK14+022.511.822.2拱顶、拱腰3ZK14+0251047.2拱顶、拱腰4右线K14+0473541拱顶、拱腰5K14+05012.6219.17拱顶、拱腰6K14+05311.7113.28拱顶、拱腰7K14+05614.5218.45拱顶、拱腰五、资源配置5.1、施工组织机构A2工区经理部成立侵限处治专项工作领导小组，以工区经理为组长，工区总工、安全总监为副组长，经验丰富的隧道工程师及隧道作业人员为成员的换拱施工处理小组，现场施工员、技术员、安全员、材料员、试验员、工班长全部配备到位。施工过程中，专

8、项工作组成员轮流24小时现场盯控值班。在充分配备人员的基础上配置充足的施工设备，保证施工安全、施工质量以及施工的顺利进行。5.2、队伍部署和任务划分1、队伍部署：根据施工需要和现场工程数量，现场侵限处治施工共设置隧道一队、隧道二队两个队伍，每个队伍下设加工班、支护班、注浆班、开挖班、综合班五个作业班组。综合一队负责钢拱架的加工及运输。2、任务划分：加工班：负责连接筋、定位筋、钢筋网、锁脚钢管、小导管的加工制作，共计6人。支护班：负责钢支撑的加固、拆除，侵限段初期支护拆除后钢拱架、连接筋、钢筋网的安装、导管、锁脚钢管的打孔、安装作业以及喷射混凝土等施工作业，共计16人。注浆班：负责径向锚杆、锁脚

9、锚杆注浆浆液的拌制、灌注作业，共计12人。开挖班：负责侵限段初期支护的凿除，共计14人，一人为破碎锤机械司机。综合班：负责现场综合保障，共计5人。劳动力配置表：左（右）线换拱人员配置表 名 称人 数工 作 内 容备 注加工班6负责连接筋、定位筋、钢筋网、锁脚钢管、小导管的加工制作。支护班16支护班：负责钢支撑的加固、拆除，侵限段初期支护拆除后钢拱架、连接筋、钢筋网的安装、导管、锁脚钢管的打孔、安装作业以及喷射混凝土等施工作业。两班轮流作业注浆班12负责径向锚杆、锁脚锚杆注浆浆液的拌制、灌注作业。两班轮流作业开挖班6负责侵限段初期支护的凿除，一人为破碎锤机械司机综合班5负责现场综合保障5.3、主

10、要机械设备 左、右线换拱段主要施工机械设备表 序号机械名称规格型号数量备 注1开挖作业台架自制12破碎锤DC7023空压机24m344挖掘机CAT32025侧卸装载机ZL50C46自卸车15T67混凝土湿喷机TK-50048双液注浆泵TBW25049钢筋切断机GQ40-FA210电焊机BX1-400411风镐TPB60812拌合机JS5002六、换拱施工方案6.1换拱施工准备工作及注意事项6.1.1施工准备1、所有参与的施工人员必须经过培训，先从管理人员，再对作业人员培训，有人员调动、更换作业内容的时候也要重新培训上岗，对工序、工艺、工法进行培训考核，考核合格后方可上岗作业，确保换拱安全。2、

11、做好现场劳动力组织，准备好施工所需的各种施工机械，并检查其性能及完好率，使其能满足施工要求；6.1.2材料准备工作组织好施工所需的各项材料，在数量和质量上应满足施工要求。1、径向注浆使用的3.5m长25中空锚杆及配套锚垫板、螺栓。2、4.5m长42锁脚钢管。3、SF5a上、中台阶I22b工字钢（A、B单元）。4、钢筋网片、连接筋、定位筋。5、湿喷所有材料。6.1.3技术准备工作1、测量组对初支变形地段每榀拱架进行断面净空检查，并绘出超欠挖断面图。2、根据隧道断面检测的结果，变形段内需要换拱处治的部位用红油漆标示出来。标示必须清晰、准确。断面图所反映出的隧道超欠挖的里程、部位，综合研究确定出每段

12、合理的换拱部位。3、根据各段不同的换拱部位采取出有针对性的换拱方案，并进行技术交底。4、测量站根据技术交底在现场用油漆标出换拱的起止里程、部位，方便现场换拱施工。 换拱施工工艺流程图如下图：6.2换拱部位径向注浆加固及侵限拱架拆除1、施作径向锚杆及注浆由于换拱段地质围岩较差且富含水，换拱前，首先对已施做的初期支护进行径向注浆加固，防止在换拱的过程中掉块、小型坍塌。对左洞ZK14+020-ZK14+025、右洞K14+050-K14+056段初期支护打设L=3.5m、25m中空注浆锚杆，沿隧道拱腰至拱顶围岩进行径向注浆加固。注浆锚杆间距为1m（环向）0.6m（纵向）。注浆采用1:1水泥浆，注浆压

13、力1.2-1.4MPa，具体注浆压力可根据施工过程中围岩变化、注浆情况、适当调整。注浆前要对注浆设备及压力表进行检验，每次注浆前要确保压力表归零，安排专人观察注浆压力值。待浆液凝固后，结合监控量测数据，稳定、无异常后方可进行换拱处理。人员配置情况：施作径向锚杆设2个班组进行昼夜轮换施工，每班组8人。2、拆除初期支护混凝土对左洞ZK14+020-ZK14+025、右洞K14+050-K14+056初支喷射混凝土位置，使用破碎锤进行凿除并安排工人利用风镐配合。凿除循序为先拱后墙，拆除至钢筋网或连接筋处混凝土面时，要先行切断钢筋网及连接筋，确保全部切断后方可对剩余混凝土进行凿除。在拆除喷射混凝土过程

14、中对既有的钢筋网及连接筋进行切割处理，确保不破坏既有拱架受力。拆除后进行扩挖至设计轮廓线，预留沉降量为15cm，扩挖后对岩面进行混凝土初喷。初喷封闭围岩后再进行初期支护施工。注意要点：（1）、破碎锤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。（2）、不能大面积拆除初期支护，以防掉块及坍塌。（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。（4）、拆除后必须及时进行混凝土初喷。人员配置情况：拆除初期支护混凝土设2个班组进行昼夜轮换，每班组6人。其中破碎锤司机一名，风镐凿除4人。3、架立工字钢及喷射混凝土：左洞ZK14+0

15、20-ZK14+025、右洞K14+050-K14+056段设计为工22b型钢钢架，钢架间距为60cm，拱脚打设42mm注浆钢花管，由于设计每榀只有4根长度为4.5m的42钢管锁脚，数量偏少，施工时在两边拱腰、拱脚每节点各打设2根，每根长4.5m，与岩面成45角打设，注水泥浆，设计注浆压力（终压值）为1.0MPa。安装8双层钢筋网，网格尺寸1515cm，钢拱架处外露至少15cm作为搭接预留筋；纵向每2榀钢架采用20mm钢筋纵向连接，环向间距100cm，外露10cm作为搭接预留筋；C25喷射混凝土厚29cm。架立钢架按照先拱后墙的顺序进行，拱脚采用32a槽钢支垫牢固。4、径向及背后空洞注浆径向采

16、用25中空锚杆按照1m*0.6m梅花形布设进行注浆处理，浆液采用（C:S=1：0.6）双液浆，水玻璃浓度35B。注浆结束标准：达到设计终压并稳定10min，且进浆速度为开始速度的1/4或注浆量达到设计注浆量的80，如在注浆过程中出现冒浆，可提前停止注浆。注浆效果检查:注浆完成后，应打设4m深检查孔，当检查孔最多只有滴水（不成线）且渗水量不大于2L/d时，且单轴抗压强度达到1.5MPa，则判断注浆达到效果，否则应该进行补充注浆。每个工作区段至少在拱部及两边墙各设一个检查孔。注浆检查孔在注浆效果检查完成后应及时采用M10水泥砂浆进行全孔封堵。径向加固注浆工艺流程图在安装钢筋网时预埋初支背后空洞注浆

17、孔，孔径50mm，纵向每1.5m设一个，环向每3m设置一个，注浆配备、施工等同径向注浆。人员配置情况：架设工型钢及喷射混凝土设2个班组进行轮换，每班组8人，喷射混凝土7人，注浆2个班组进行轮换，每班组6人。4、侵限处治控制要点隧道侵限处治控制重点在衬砌、换拱、落底、封闭成环四个方面。1、在换拱之前，为确保施工安全，必须先进行径向注浆加固。2、换拱必须在注浆完成并达到设计效果后方可施工。3、换拱过程中加强监控量测，测量数据及时整理反馈，根据检测结果指导施工，避免施工过程中发生危险。4、施工中遵循“强支护、快封闭、早成环、勤量测、仰拱二衬紧跟”的原则进行侵限段施工。5、换拱每循环为一榀，逐榀进行拆

18、换，严禁两榀换拱同时施作。6、侵限部位必须清除到位，杜绝二次侵限。7、锁脚锚杆打设牢固，并注意设计所有系统锚杆对拱架的锁固作用。8、槽钢将底部垫实，确保基底牢固，必要时可采用混凝土加固基底。七、监控量测方案（1）、对未衬砌地段布置监控量测点，建立测量台账，填写隧道在测断面统计表，测点断面间距V围岩保证5至10米一个,测量频次一天两次。点位布置如图;（2）、画出隧道在测断面周边收敛时间曲线图、拱顶下沉时间曲线图。如下图所示（下图仅为示意）：XXX断面周边收敛（拱顶下沉）-时间曲线图（3）、填写在测断面测量数据，包括隧道周边收敛测量值以及拱顶下沉值，并判定隧道围岩稳定性。八、各项保证措施8.1、组

19、织机构保证措施隧道换拱施工存在着高风险，宜出现掉块、坍塌的情况。为确保隧道换拱施工的安全可靠，成立以项目经理为组长，项目总工、安全长为副组长，质检、技术、生产保障、办公室组成的隧道换拱安全领导小组，全面负责隧道换拱施工的技术方案和安全控制以及突发事件的处理。架子队技术员、专职安全员协助安全领导小组开展工作。组 长：荀其迅副组长：王旭华、李学庄组 员：王 柱、鲍教贺、王志力、李彦勇、力尚廷、刘 涛、李 伟、朱国领8.2、技术保证措施（1）、施工支护严格按照设计要求进行施工，各种支护措施按设计做到位，有必要时进行加强，喷锚采用湿喷作业。 （2）、利用先进的测量仪器进行控制测量、施工测量和围岩量测，

20、随时掌握隧道的变形动态，及时调整隧道换拱施工。8.3、质量保证措施换拱开始前由技术人员组织技术交底，强化每一个操作工人质量意识。作到施工前预防控制，作业时跟踪控制，中间反馈调整控制。坚持工班自检、质检人员专检、监理工程师终检的方法，作到职责清楚、权限分明。保证每一道工序合格后进行下一工序施工。喷锚支护做到喷料随拌随用，时间不超过规定。喷射前清理岩面。厚度较大时分层喷射。严格掌握水压、风压和喷射距离，作到厚度符合设计和安全要求，表面平顺。钢架施工时作到加工正确，间距、倾斜度和垂直度符合要求。钢架的底脚落在原状地层；接头板密贴，上齐拧紧连接螺栓。锚杆的间距和长度符合设计，采用系统锚杆时做到灌浆充填

21、饱满。8.4、安全保证措施换拱施工前，由安全员对参与换拱施工的人员进行安全教育培训，提高施工人员的安全意识。制定换拱施工安全预案，以应对突发事件的发生。在施工中还应贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，严格遵守有关规定，切实做到安全施工。（1）、开挖台车应设置防护网和安全网，防止人员坠落及物体下落伤人；（2）、拱架拆除后必须及时进行初喷封闭围岩面；（3）、必须对洞内换拱段进行严密观察量测，以监控量测结果指导施工，设置专人值班，发现不安全迹象及时撤离人员，进行观察并上报；（4）、换拱施工应严格按照施工规范和交底的要求进行施工，应加强监督，严格控制，保证每一工序的质量，防止安全事故的发生；（

22、5）、在换拱施工过程中，施工人员应佩带必要的防护用具，洞内应加强通风并采取一定的措施使洞内的粉尘降低到标准范围内；（6）、进入洞内须带安全帽，禁止穿拖鞋进入洞内，禁止酒后上班；（7）、在进行高空作业时，现场施工人员必须佩带安全带，确保安全；（8）、建立职工出勤档案，在洞口设置洞内工作人员档案卡；（9）、加强机械施工安全和用电安全意识并采取措施进行防范。8.5、施工环保、水土保持措施根据国家、地方政府有关的法律、法规，结合本工程的特点，制定有关管理制度，认真做好环境保护、水土保持工作。废水、弃碴、以及工程垃圾按规定排放、处理，完工后植被能及时恢复。施工场地和运输道路要经常用洒水车进行洒水，防止扬尘。生产、生活污水等不随意排放，经处理后排放。工程废弃物应运至弃渣场集中堆放，平整土地，种植永久植被。超标排放车辆、机械要安装净化装置，降低废气排放量。清理、修理施工机械的废油、废水采取回收方式进行处理，不得随意倾泄。加强机械设备的保养，防止因设备状态不良与非正常操作引发噪音。合理组织机械作业，科学安排，要最大限度地降低和消除噪音，以防噪音扰民。施工区内及周围的树木和植被不得随意砍伐和破坏。受影响的植被，应采取永久有效措施及时植树、种草、种树木，对植被进行恢复。尽量减少不必要的挖方，少扰动山体，维护好自然地形地貌，做好永久挡护工程，防止引发地质性灾害。