大岐山隧道进口初期支护侵限处理方案

中铁十四局贵广铁路GGTJ-9标工程指挥部大岐山隧道进口侵限处理施工方案编制：审核：审批：中铁十四局贵广铁路GGTJ-9标工程指挥部2010年10月目录1工程概况....................................................................................................................12施工准备....................................................................................................................13侵限处理施工方案....................................................................................................23.1拱部径向注浆.................................................................................................23.2临时支撑设置.................................................................................................33.3初期支护侵限处理.........................................................................................33.4加强监控量测工作.........................................................................................64施工注意事项............................................................................................................65质量保证措施............................................................................................................76安全保证措施............................................................................................................77环保、水保保证措施................................................................................................8中铁十四局贵广铁路GGTJ-9标工程指挥部大岐山隧道进口侵限处理施工方案1大岐山隧道进口侵限处理施工方案1工程概况大岐山隧道起点里程为DK599+818，终点里程为DK609+325，正洞长9507m，隧道最大埋深约528.5m。大岐山隧道为Ⅰ级双线铁路隧道，线间距4.8m，设计行车速度为250km/h，并预留提速条件。大岐山隧道进口位于步头镇大湾村，隧道DK599+862～DK599+902按照Vc衬砌断面进行支护，初期支护采用I22a钢架进行加强，钢架间距0.6m；隧道DK599+902～DK600+000按照Vb衬砌断面进行支护，初期支护采用I20a钢架进行加强，钢架间距0.6m。大岐山隧道进口段处于软弱围岩浅埋偏压地段，从前期开挖揭示的地质条件看，隧道进洞后为全风化的泥岩，裂隙水较发育。隧道开挖支护后，围岩变形超限导致DK599+865～DK599+935段隧道初期支护侵入衬砌限界。为保证二次衬砌混凝土的厚度，需对侵限段落共计118榀拱架（换拱段拱架架设位置及侵限拱架部位见附表）进行置换处理。通过测量断面分析，侵限部位主要集中在拱部A单元或A单元及部分B单元范围内，侵限最大达38cm（详见附图：大岐山隧道进口DK599+865～DK599+935初支断面图）。2施工准备换拱前，做好相关人员的技术培训工作。准备好换拱所需的钢架，加工好换拱台车、马凳和临时支撑，并为换拱后及时衬砌做好相应准备。图1-1初支侵限示意图中铁十四局贵广铁路GGTJ-9标工程指挥部大岐山隧道进口侵限处理施工方案23侵限处理施工方案侵限处理利用换拱台车、马凳为作业平台，采用临时支撑对初支钢架进行支撑，对拱部侵限部位的初期支护进行处理，并充分利用侵限的初支钢架，对侵限钢架进行接长抬高，以达到满足设计净空的要求。为了减少对围岩的扰动，侵限处理时每次置换1榀拱架，置换完毕后及时进行喷锚支护，然后再进行下一榀拱架的置换。由于换拱段围岩破碎，自稳能力差，换拱后要立即进行衬砌施工。换拱时按照衬砌台车的长度对需换拱的区域划分为6个段落，每段12m，由小里程向大里程逐段进行。每个段落完成后，立即组织该段衬砌施工，以确保安全。换拱的施工工艺流程为：拱部径向注浆→设置临时支撑→初期支护破除→侵限钢架处理→超前小导管施工→锚网喷支护。换拱时需破除原有的初期支护，原有的平衡状态遭到破坏，换拱时通过拱部径向注浆、增设临时支撑等措施，确保施工安全。3.1拱部径向注浆侵限区域内采用径向注浆加固围岩，注浆孔按梅花形布置，孔口环向间距为1.5m，孔底环向间距约2.2m，纵向间距1.5m（径向注浆注浆孔布置见图3-2）。注浆管采用钢花管，钢花管制作采用φ42mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长3.0m，注浆管应埋设牢固，并图3-1仰拱及衬砌段落划分示意图中铁十四局贵广铁路GGTJ-9标工程指挥部大岐山隧道进口侵限处理施工方案3有良好的止浆措施。注浆采用水泥浆，注浆压力1.0～2.0MPa，浆液水灰比1：1（重量比）。3.2临时支撑设置初期支护侵限处理需要破除原有的喷射混凝土，打开拱架法兰盘，此时隧道原有的平衡状态将会遭到破坏，拱架会在自重及偏压作用下发生坍塌。为了避免此种情况，确保施工安全，在拆除初期支护前，必须对两侧原有的支护系统设立临时支撑，使隧道两侧拱架单元与临时支撑形成稳定的支撑体系。临时支撑采用5根I20a型钢加工制作成支撑排架，其顶端与初支钢架B单元顶端周边焊接牢固，底角埋入底座混凝土中。底座采用宽60cm，厚30cm的混凝土现场浇筑于仰拱填充面上。临时支撑样式见图3-3。3.3初期支护侵限处理图3-3I20钢临时支撑示意图图3-2注浆孔布置示意图中铁十四局贵广铁路GGTJ-9标工程指挥部大岐山隧道进口侵限处理施工方案4图3-4大岐山隧道进口换拱示意图通过断面测量得知，隧道初期支护侵限部位集中为拱架A单元或A单元及部分B单元。在拱架侵限处理时根据侵限部位的不同选择不同施工方案。（各里程段拱架处理适用方案见附表）3.3.1当隧道初期支护侵限部位为拱架A单元时，仅需处理A单元即可。3.3.1.1初期支护拆除原有初期支护破除采用弱爆破及人工手持风镐进行破除。弱爆破严格控制装药量，减少对围岩的扰动及已有钢架的破坏。弱爆破后采用风镐凿除A单元范围内原有的喷射混凝土，拆除钢架连接钢筋及钢筋网。3.3.1.2侵限段初期支护处理A单元范围内断面凿除至设计开挖轮廓线后，先初喷一层混凝土封闭开挖面防止拱部掉块。然后打开接头③处法兰盘，松开接头②、⑤处连接螺栓，将A单元抬高并加宽至设计位置。现场加工与A单元等弧度的钢拱架，把加工好的钢拱架安装至打开的接头③位置，然后旋紧接头②、⑤处连接螺栓。相邻两榀钢架间采用Ф22连接钢筋连接，按原设计打设系统锚杆及锁脚钢管，挂设钢筋网，按原设计进行喷射混凝土施工。中铁十四局贵广铁路GGTJ-9标工程指挥部大岐山隧道进口侵限处理施工方案53.3.1.3超前小导管施工拱部采用超前小导管注浆加固围岩，小导管采用Ф42m，壁厚3.5mm热轧无缝钢管，钢管长4.5m，环向间距0.4m，纵向3.0m一环。小导管注浆采用水灰比0.5～1.0（重量比）的水泥砂浆，注浆压力0.5～1.0MPa。3.3.2当隧道初期支护侵限部位为拱架A单元及部分B单元时，需先处理完A单元部分后再处理B单元部分。3.3.2.1A单元范围内初期支护拆除A单元范围内断面凿除至设计开挖轮廓线后，先初喷一层混凝土封闭开挖面防止拱部掉块。然后打开接头③处法兰盘，同时打开接头②、⑤处法兰盘，将A单元抬高并加宽至设计位置。现场加工与A单元等弧度的钢拱架，把加工好的钢拱架安装至打开的接头③位置。此时A、B单元间的连接法兰盘将会错位，因此要在②、⑤接头处打设锁脚锚管固定拱架。然后按照设计施作锚网喷支护，打设超前小导管。3.3.2.2B单元范围内初期支护处理拱部A单元侵限段处理完毕后，便可进行B单元段侵限处理。处理B单元时左右两侧错开3～5m进行，当选择从右侧开始时，按照如下步骤进行：（1）右侧临时支撑及B单元初期支护拆除右侧B单元初期支护拆除前，需先对右侧临时支撑进行拆除。临时支撑拆除采用风镐凿除混凝土，割断临时支撑与钢拱架间的连接。人工手持风镐对右侧B单元部分进行凿出至设计断面。（2）右侧初期支护侵限处理右侧侵限部位开挖至设计轮廓后，松开①处法兰盘连接螺栓，然后调整B单元钢拱架至设计位置，连接好②处的连接螺栓，重新拧紧中铁十四局贵广铁路GGTJ-9标工程指挥部大岐山隧道进口侵限处理施工方案6①处连接螺栓，挂设钢筋网，按设计要求打设系统锚杆及锁脚锚管，喷射混凝土至设计厚度。（3）左侧初期支护侵限处理左侧初期支护侵限处理滞后右侧3～5m进行，施工方法参照右侧初期支护侵限处理步骤进行。新处理的初期支护封闭成环后，及时进行二次衬砌施工，确保结构的稳定。3.4加强监控量测工作（1）监控量测不仅对原初期支护钢架变形进行观测，对置换后的拱架同样要加强观测，量测人员应及时对测量结果进行分析。（2）开挖过程中注意观察初期支护状态包括喷砼层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、支撑是否压屈变形进行观察分析。对以上情况进行详细描述、记录，并予以评估，作为及时采取支护参数选择的参考及量测等级选择的依据。（3）量测方法及频率现场量测时根据开挖、换拱各工序作业持续时间加大测量频率。4施工注意事项（1）破除初期支护要采用弱爆破方式，避免震动过大造成围岩失稳、已施工的钢架扭曲变形。（2）处理A单元侵限时，新加工的加长拱架要在③、④接头处间隔安装，杜绝新加长的拱架在同一轴线上，影响钢架的整体承力效果。（3）对A单元换拱时，采用临时支撑对初支钢架进行支撑，支撑安装要牢固可靠，避免钢架在自重及围岩应力作用下失稳坍塌，临时支撑排架长度为4m，每次完成4m（6～7榀拱架）换拱后，移动排中铁十四局贵广铁路GGTJ-9标工程指挥部大岐山隧道进口侵限处理施工方案7架至下一段落，完成12m换拱后，立即组织衬砌施工，确保施工安全。5质量保证措施成立以项目经理任组长，总工程师为副组长的质量管理领导小组，全面负责质量管理工作。完善质量管理制度，施工中严格执行“三按六不”原则：按设计文件和技术规范施工，按工艺操作，按“验标”检验；原材料未经检验合格，不准进入施工现场，没有开工令，不准开工，未进行技术交底，不准动工，隐蔽工程未经检验签字，不准覆盖，上道工序未经检验，不准进入下道工序，工程未经检验合格，不准计价。严格按照相关要求及规定的质量检查程序，做到报检及时、程序规范。严格以图纸、规范、质量验评标准、操作规程和施工方案进行施工作业，按照监督上道工序、保证本道工序、服务下道工序的要求，实施工序跟踪检查，切实做到施工中的每一道工序处于受控状态。6安全保证措施（1）安排专职人员对隧道状况进行巡视，着重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