隧道初期支护侵限换拱施工方案.docx

1、隧道初期支护侵限换拱施工方案一 编制依据、编制范围及设计概况（一）编制依据1.国家法律、法规和河南省交通厅规章制度；2.河南省高速公路采用的标准、规范、规程等；3.2011年06月01日玉皇庙隧道初期支护异常变形施工方案评审会议纪要；4.2011年07月01日玉皇庙隧道出口端浅埋段施工专家意见。（二）编制范围玉皇庙隧道左线初期支护变形侵限段F2K60+742F2K60+695,右线初支变形段F2K60+738K60+716,左线F2K60+683、右线F2K60+713开挖掘进。（三）设计概况玉皇庙隧道出口端范围地质情况为：山体顶部被第四系地层覆盖，表层为褐红色粉质粘土，山体为红褐色夹灰褐色强

2、风化安山岩，节理裂隙非常发育，同时还存在浅埋、偏压，该段隧道埋深在11m15m。该范围设计采用级围岩加强复合式衬砌结构（洛阳至嵩县高速公路施工图设计No.9）。设计开挖建议采用三台阶+预留核心土法，42超前小导管2.4m/环，I20a工字钢架，间距0.6m。该范围设计值支护参数见下表。该段侵限加固建议方案已于2011年06月01日下发。玉皇庙隧道出口端设计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12拱墙25仰拱25拱墙中岩壁3

3、.54.51.00.6拱墙20208全环工20a型钢0.6m45*45*二 工程概况（一）工程概述玉皇庙隧道为山岭区高速公路上下行分离四车道双洞小净距隧道+独立双洞隧道；设计行车速度为100km/h；隧道限界净宽：10.75m，限界净高：5.0m；隧道最小间距为15.2m，左线长815m，右线长809m。左右线位于直线、缓和曲线和R=1000m的圆曲线上。路线纵坡采用单向坡，右线设计纵坡为-2.5%、-2.99%，左线设计纵坡为-2.7%、-3.0%。目前玉皇庙隧道左线出口已开挖至F2K60+683，仰拱施工里程到F2K60+703，二衬施工里程到F2K60+742。初期支护侵限段临时护拱里程

4、F2K60+726F2K60+714，临时仰拱里程F2K60+700 F2K60+693。已完成开挖及初期支护100m，仰拱及填充80m，二次衬砌41m，已施工段均处于级围岩段。玉皇庙隧道右线进口已开挖至K60+713，仰拱施工里程到K60+724，二衬施工里程到K60+743。已完成开挖及初期支护66m，仰拱及填充55m，二次衬砌36m，已施工段均处于级围岩段。（二）病害情况2010年11月2日至2011年05月28日，玉皇庙隧道出口F2K60+742F2K60+695段初期支护出现变形超限，局部侵入二次衬砌结构，且隧道上方山体出现裂缝，裂缝宽度最大8cm，深度约2m。2011年06月01日

5、，嵩阳公司组织设计、监理、监控量测、施工单位四方共同查勘了现场，并查阅了有关施工和技术资料，召开四方会议，决定对该段变形超限段采取加固处理措施；2010年07月01日，嵩阳公司组织召开玉皇庙隧道出口端浅埋段专家会议。 玉皇庙隧道出口端按照设计级围岩加强复合式衬砌结构进行了开挖和初期支护施工，但由于围岩变形较大，经现场测量因变形侵限的左线里程段为F2K60+742F2K60+695，局部最大侵限42.8cm，因变形侵限的右线里程段为K60+738K60+716 ，局部最大侵限32.9cm。 玉皇庙隧道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）最大侵限厚度（cm）侵限部位1 玉皇

6、庙隧道左线F2K60+74210.4516.01拱顶、拱肩2F2K60+74010.2117.21拱顶、拱肩3F2K60+73812.6919.47拱顶、拱肩4F2K60+7369.6319.86拱顶、拱肩5F2K60+73411.6219.17拱顶、拱肩6F2K60+73211.7113.28拱顶、拱肩7F2K60+72813.620.2拱顶、拱肩8F2K60+726.9119F2K60+724.6810F2K60+71939.242.8拱顶、拱肩11F2K60+713.64512F2K60+710.02513F2K60+70926.737拱顶、拱肩141F2K60+708.82515F2K

7、60+707.22616F2K60+705.82717F2K60+703.62018F2K60+701.32519F2K60+700.02020F2K60+697.6721右线K60+7385.89.6拱顶、拱脚22K60+73623.723.7拱顶、拱肩23K60+73431.732.9拱顶、拱肩24K60+7332225K60+73225.530.1拱顶、拱肩26K60+730.32227K60+72914.423.1拱顶、拱肩28K60+728.412129K60+7278.417.7拱顶、拱肩30K60+726.441931K60+7254.19.5拱顶32K60+722.441933

8、K60+719.65534K60+716.884三 变形段处理及后续施工总体规划1、暂停掌子面的掘进施工，先对初期支护侵限段按照2011年6月1日会议纪要（纪要附后）进行临时加固。2、在护拱上安设监控量测点，通过监控量测掌握加固后的初期支护的变形情况。3、若变形量较小或者变形趋于稳定，则严格按照设计及规范要求继续掌子面的掘进及仰拱、二衬施工，待隧道贯通后再对变形段进行换拱处理。在施工的同时，做好地表沉降观测和洞内监控量测工作，并做好超前地质预报。4、若变形量较大或者出现突变情况，则立即对变形段进行加固，然后着手换拱施工，并施作二次衬砌封闭该段。四 施工方案(一) 初期支护侵限段的临时加固方案（

9、对应2011年6月1日会议纪要）1、对应初期支护工字钢安设临时护拱，护拱采用18工字钢，纵向间距60cm布置，与该段初期支护钢拱架形成“拱对拱”支撑。2、护拱钢架纵向采用22螺纹钢连接，环向间距1m，将临时护拱各钢架进行有效连接，并在护拱与护拱之间喷射10cm厚C25喷射混凝土。3、临时护拱拱脚采用厚50cm、宽80cm的C20混凝土条形基础整体固定。（二）继续开挖方案采用三台阶临时仰拱+预留核心土法1、各部开挖及支护自上而下分成三个小单元进行开挖缩小开挖断面，步步成环，及时封闭。各分部封闭成环时间短，有效发挥初期支护整体受力效果，临时仰拱能有效阻止支护结构变形，减少隧道围岩变形。2、工序详见

10、“隧道三台阶临时仰拱法施工作业程序图”。3、三台阶临时仰拱法施工工序(1)级围岩分部开挖法开挖采用分部开挖法开挖，如图所示，施工工序如下：第一步：利用上一循环架立的钢架施作隧道超前小导管；第二步、第三步：开挖上部台阶，上台阶核心土高度离已初期支护钢架不得大于1.8米，长度不得小于5米，每循环进尺控制在0.6米左右；施作部洞身结构的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立20a钢架，并设锁脚锚（管）杆；钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度，如为注浆环节，则在掌子面喷10cm混凝土封闭第四步、第五步：上台阶领先中台阶3.6米时，开挖中部左侧台阶，每循环进尺控制在1.2米左右；架立20a钢架，并设锁脚锚（

11、管）杆；钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度，完成中部左侧台阶初期支护；第六步、第七步：中部左侧台阶领先右侧台阶3.6米时，开挖中部右侧台阶，每循环进尺控制在1.2米左右；架立20a钢架，并设锁脚锚（管）杆；钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度，完成中部右侧台阶初期支护；第八步：开挖中部核心土，施作中台阶临时仰拱；第九步、第十步：开挖下台阶，每循环进尺不大于1.2米，完成下台阶初期支护及仰拱初期支护；第十一步：浇筑仰拱混凝土及仰拱填充；第十二步：根据量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。 （2）施工注意事项 由于以上施工方法把断面分部施工， 作业面

12、相对狭小， 故需特别注意施工安全， 洞内设值班人员统一调度指挥。 如到达各种预埋洞室及预埋件安设位置， 根据实际情况可以不预留，待初期支护在本断面范围内 完成或二次衬砌前另行开挖或预埋。 工序变化之处钢架（ 或临时钢架） 应设锁脚锚杆， 以确保钢架基础稳定。 钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固，钢架拱脚必须采用5cm厚木板增大接触面积。（三）监控量测方案由于目前玉皇庙隧道左右洞出口均属于浅埋地段，故下一步监控量测工作将分为地表沉降观测和洞内监控量测。1、地表沉降观测在隧道开挖前布设点位，地表沉降观测点与隧道内测点布置在同一断面里程，地表沉降观测点按照下表要求布置。隧道埋深与开挖宽度纵向测

13、点间距（m）2BH2.5B20-50BH2B10-20HB5-10地表沉降观测点横向间距为5米，在隧道中线附近适当加密，隧道中线两侧量测范围不小于（隧道开挖宽度+隧道埋深），其测点布置如图：2、洞内监控量测（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（见附表1），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，并判定隧道稳定性（填写表格见附表2。）

14、（四）变形超限地段加固、换拱方案若变形量较大或者出现突变情况，需进行换拱施工的，按以下方法施工。1、变形超限处治原则变形段超限处治后必须保证结构稳定和原设计净空断面尺寸，处治过程中，保证施工安全。2、变形超限处治方案（1）临时钢支撑加固对未施做仰拱段、已施工三台阶开挖中上台阶部分、已开挖三台阶上下台阶部分现场进行临时支撑架设。对未施工做仰拱闭合段每榀拱架每侧加设一根50，L=5米锁脚钢管；对已施工仰拱段拱架加设扇形支撑；对已施工三台阶开挖上台阶部分利用核心土上架设支撑；对已开挖三台阶中、下台阶部分，采用扇形支撑；对台阶底部基础不实的部位采用注浆加固的形式对基础进行处理。浆液采用水泥浆。水灰比1:1，注浆孔间距1.7m，注浆压力：设计注浆压力（终压值）一般参考注浆处静水压力加上0.51.5MPa进行。注浆加固后土体抗压强度不小于2MPa。施工顺序由洞内向洞外施工。临时支撑加固具体方案如下： 未施做仰拱段上台阶临时支撑加固方案如下所示： 上台阶施工采用环