隧道初支變形處理方案全解

1、1.編制依據(jù)、編制范圍及設(shè)計概況21.1編制依據(jù)21.2編制范圍2.工程概況2.程簡介程簡介L-.41. 編制依據(jù)、編制范圍及設(shè)計概況1.1編制依據(jù)國家的法律、法規(guī)和鐵道部、湖南省的相關(guān)管理制度規(guī)定；本項目采用的標準、指南、驗標、工法、定型圖、通用圖、標準圖等；滬昆鐵路客運專線湖南有限責(zé)任公司下發(fā)的指導(dǎo)性施工組織設(shè)計； 滬昆鐵路客運專線湖南有限責(zé)任公司關(guān)于項目建設(shè)管理的規(guī)章制度； 新建長沙至昆明鐵路客運專線湖南段站前 CKTJ-1標段施工承包合同； 客專用材料、機械設(shè)備、機具等相關(guān)規(guī)程、標準、質(zhì)量文件；新建鐵路長沙至昆明鐵路客運專線（長沙至玉屏段）施工圖官家山隧 道設(shè)計圖，圖號：長昆客專施（長

2、玉段）隧004A-0106、長昆客專施（長 玉段）隧004A-0708、長昆客專施（長玉段）隧變 004-1-0102；2012年4月7日由婁底建設(shè)指揮部組織設(shè)計、監(jiān)理及施工單位的“官 家山隧道DK44+065- +150段初支變形及地表開裂處理方案會議紀要”； 現(xiàn)場踏勘調(diào)查的相關(guān)資料。1.2編制范圍新建鐵路長沙至昆明鐵路客運專線官家山隧道（DK44+065- DK44+150工程。2. 工程概況2.1工程簡介滬昆客專長昆湖南段官家山隧道進口里程為DK44+065出口里程為DK44+542隧道全長477m其中暗洞長為428m明挖段長為49米（進口段 DK44+065- +072為明挖段）。全隧

3、位于直線上，全隧為3.8 %。的單面下坡。本 隧圍巖級別為IV、V級軟弱圍巖，進口段為淺埋偏壓，裂隙發(fā)育且不能確定， 巖體較破碎，地下裂隙水較發(fā)育，存在微弱發(fā)育巖溶。隧道總體風(fēng)險等級為中度復(fù)雜。22地質(zhì)情況描述官家山隧道地貌屬低山丘陵區(qū)，山體多未見基巖出露，植被茂密，隧道 范圍內(nèi)據(jù)調(diào)查及勘探深度范圍內(nèi)所揭露的地層為第四系上更新統(tǒng)坡洪積層粉 質(zhì)粘土，震旦系下統(tǒng)金洞家組砂質(zhì)板巖。巖層呈單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀：355°<45°。隧道范圍內(nèi)巖石風(fēng)化強烈、風(fēng)化不均、圍巖性差、節(jié)理裂隙無法確定。 未見地下水，基巖中含少量基巖裂隙水，水位和水量受季節(jié)降雨影響較大。 根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及物

4、探測試結(jié)果，該隧道內(nèi)有兩條斷層通過，其中擬推斷 層F1與線路中線交于DK44+480與中線的夾角為27°，北東南西走向，傾 角近于直立，傾向大里程，破碎帶及影響帶寬度約10m推斷斷層F2與線路中線交于DK44+372與中線的夾角為21°，北西南東走向，傾角較陡立，傾 向大里程，破碎帶及影響帶寬度約 9m，該斷裂構(gòu)造對工程影響較大。隧道DK44+065- +132段圍巖為褐紅色、青灰色，變余結(jié)構(gòu)，板狀結(jié)構(gòu)， 節(jié)理裂隙發(fā)育，全風(fēng)化強風(fēng)化砂質(zhì)板巖，巖體破碎，呈碎塊狀，且隧道洞身 位于山體半山腰中，左上方存在嚴重偏壓（山頂最高點標高為150.5m）,右下方是一陡坡。2.3設(shè)計基本參

5、數(shù)設(shè)計在DK44+072- +090段右側(cè)緊貼襯砌外緣施作擋土墻及護拱； DK44+095- + 120段右線線路中線右側(cè)施作 2.5m*2m錨固樁6根，距離襯砌外 緣4m,樁長均為20m。設(shè)計進口段DK44+072- + 132為Vb偏壓，初支厚度30cm, C30噴混凝土， 采用122a型鋼，每榀間距0.6米，拱部采用25中空錨桿L 4m邊墻采用 22砂漿錨桿L 4m, （環(huán)X縱）；二襯厚度50cm, C35鋼筋混凝土； 仰拱襯砌厚度60cm C35鋼筋混凝土，仰拱填充采用 C20混凝土。3. 施工概況3.1現(xiàn)場施工情況官家山隧道由出口往進口掘進，2011年5月8日開工，2012年2月14

6、 日從DK44+132處施工，于4月1日在DK44+072設(shè)計明暗分界處出洞貫通。 到目前為止二襯已施作至DK44+123.4 （暗洞還剩 51.4m）;仰拱已施作至DK44+103（暗洞還剩31m）；中臺階已施作至DK44+072（拱腰，初支按設(shè)計施 作并緊跟）。進口段錨固樁于2011年10月21日至2011年12月24日施工完成，擋 土墻于2011年12月28日至2012年3月3日施工完成，護拱于2012年2月 20日至2012年3月11日施工完成。本隧在施工過程中，由于地質(zhì)情況有變化，在DK44+435- +445及DK44+132- +368段暗洞部分進行了變更。3.2山體開裂及初支變

7、形情況2012年1月23日過后，官家山隧道在施工期間下雨天數(shù)達到 47天。2012 年4月2日上午雨中，安全員在DK44+072明暗交界處左側(cè)仰坡發(fā)現(xiàn)有一道裂 縫，隨即組織人員對隧道周邊進行排查，發(fā)現(xiàn)：裂縫自隧道中往左40度連接板再往下1.5m處向仰坡坡口線發(fā)展，坡口 裂縫點距離隧道中心21.3m,仰坡處裂縫寬度約為2cm裂縫走向從坡口往大 里程基本平行于隧道走向發(fā)展，長約 40m, 020m裂縫寬度為25cm, 20 40m裂縫寬度從2cm0cm過渡。另在 DK44+090處中往左17.5m處有一道裂 縫，長度約5m,寬度約1cm。發(fā)現(xiàn)裂縫后，于4月2日下午，在主裂縫處設(shè)置了 4個水泥塊裂縫

8、觀測 點，2012年4月2日6日水泥塊監(jiān)測點監(jiān)測數(shù)據(jù)如下表（單位：mr）序測點2日3日4日5日6日4號位置上午下午上午下午上午下午上午下午上午下午1DK44+085布點5555151515152DK44+090布點510152045505003DK44+095布點000055554DK44+100布點00000000裂縫自監(jiān)測起，變化最大為 DK44+090左32.25m處裂縫，自布點起到6 日增加至50mm加上監(jiān)測點埋設(shè)前裂縫已張開至 50mm裂縫總寬度已達到 100mm特別是4日晚上大雨后一個晚上的變形量增加了25mm洞內(nèi)收斂量測自開挖至今 DK44+080- + 110段左側(cè)明顯發(fā)生了圍

9、巖收斂 情況，DK44+097典型斷面中數(shù)據(jù)反映隧道左側(cè)拱肩最大變形量往洞身收斂 45.5cm,扣除預(yù)留變形量15cm后，還侵入二襯凈空30.5cm,右側(cè)拱腰最大 變形量為超挖21.6cm扣除15cm預(yù)留變形量，已外張6.6cm。經(jīng)觀測，4月7 日至今變形已暫趨穩(wěn)定。4. 處理方案一、為穩(wěn)住初期支護的變形，現(xiàn)場采取洞內(nèi)臨時仰拱及加設(shè)臨時型鋼支 撐加固措施，根據(jù)現(xiàn)場量測情況及初支變形情況，分為3種形式進行加設(shè)：(1) DK44+072078 DK44+079.2100.2、DK44+100.2114 段臨時支撐 鋼架，鋼架采用122a工字鋼，縱向間距為1.2m, “米”字型支撐；加固形式 如下圖

10、所示：''fi橫斷圃氣：K4 + ；：72078)戒斷血(JK44+0/S.2- 1C3.2 ).，70D(2) DK44+078079.2段臨時支撐鋼架，鋼架采用122a工字鋼，縱向間 距為0.6m，環(huán)形拱架加十字形支撐，采用電焊與原初支鋼架焊接；加固形式 如下圖所示：-活,二二匸橫斷面(DK44-F0/3- 079.2)1 ：200(3) DK44+072DK44+100.段采用增加臨時仰拱及臨時支撐為下階段換 拱提供安全保障，臨時仰拱采用 122a工字鋼，縱向間距同初支鋼架間距 0.6m,連接筋采用22鋼筋，環(huán)向間距1.2m,噴射C30混凝土封閉，仰拱填 充采用C20混凝

11、土回填；(4) 拱墻臨時支撐鋼架縱向間采用 22螺紋鋼連接，每根連接筋長度 L=1.5m,主要連接部位為豎向及橫向鋼架處，電焊焊接，鋼架間節(jié)點處，采 用角鋼焊接加固。二、DK44+123.4DK44+114.5段經(jīng)實測局部初支面經(jīng)鑿除部分噴射砼后， 最大侵入4cm采用增加鋼格柵骨架措施后進行該段二襯施工，格柵間距 0.6cm 榀；施作后加緊跟進未侵限部分二襯施工。格柵加強形式見下圖：格柵大樣罷.粘：1.I3K I 14 V 7處魁做一扳次走臥7.該檢、"巨t補強方豈二口入格柵鋼架t間距0.6i 戈鋼架大樣如上圖所示。斗'單位為毫米。三、對DK44+114 +072段從大里程逐

12、環(huán)開始，按照先墻后拱的順序?qū)γ凯h(huán)初期支護侵限的拱架進行分段分部拆除進行置換，每次只能更換一榀拱架。四、上臺階換拱施作至6m后拆除該段臨時仰拱，并施作此段下臺階初支, 下臺階初支完成6m后,緊跟仰拱初支及仰拱二襯混凝土施工，及時封閉成環(huán)（ 換拱、下臺階初支、仰拱初支及仰拱二襯完成 9m （即二襯臺車長度）時，及 時施作鋼筋混凝土拱墻二襯進行封閉。五、洞內(nèi)換拱作業(yè)流程及工藝要求（1換拱工藝流程如下圖所示：換拱工藝流程圖8(2) 充分利用換拱臺車長度，采用先墻后拱順序開挖，且每次只能開挖 一榀，開挖主要以人工風(fēng)鎬開挖為主，盡量減少對圍巖的擾動。開挖預(yù)留變 形量由設(shè)計的15 cm增加到25 cm。(3

13、) 換拱段落初期支護參數(shù)：噴射混凝土厚 30cm型鋼鋼架采用122a , 縱向間距0.6m,鋼架每端腳部設(shè)6根鎖腳錨管，長度4m。(4) 拆除侵限初期支護施工注意事項：a. 風(fēng)鎬鑿除噴射混凝土之前，必須先把噴射混凝土的鑿除部份與不需鑿 除部份在分界處切開分離，以防對不鑿除部份混凝土造成損壞。b. 不能大面積拆除初期支護，每循環(huán)拆除縱向長度為一榀鋼架(0.6m), 防止塌方及冒頂。c. 鑿除噴射混凝土?xí)r如果錨桿墊板被破壞則需按設(shè)計要求更換。d. 拆除后必須及時初噴。（5）更換鋼架施作要點：a. 鋼架施工流程如下圖所示鋼架施工工藝流程圖b. 噴射混凝土鑿除后，拆除鋼架，人工清除欠挖圍巖土，初噴 4

14、cm混凝 土后施作定位錨桿，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片。c. 把加工好的鋼架運至作業(yè)平臺上拼裝鋼架，就位調(diào)整后定位，在鋼架與圍巖的空隙處加設(shè)混凝土墊塊，楔緊鋼架。按設(shè)計要求焊縱向連接筋。d. 噴射初支混凝土。e. 鋼架施工允許偏差需符合規(guī)范要求，鋼架垂直于隧道中線，上下、左 右允許偏差士 5cm鋼架傾斜度不得大于2°。(6) 下臺階及仰拱、二襯施工a. 上臺階換拱施作至6m后拆除該段臨時仰拱，臨時仰拱采用機械拆除。b. 臨時仰拱拆除后施作此段下臺階初支，下臺階左右兩側(cè)需錯開施工， 左右錯開間距不小于3m下臺階開挖支護每循環(huán)進尺不得超過 1.2m,即2榀 型鋼架。c. 下臺階初支完成6m后，緊跟仰拱

15、初支及仰拱二襯混凝土施工，及時 封閉成環(huán)。仰拱每循環(huán)澆筑長度不得超過 6me. 換拱、下臺階初支、仰拱初支及仰拱二襯完成 9m (即二襯臺車長度) 時，及時施作鋼筋混凝土拱墻二襯進行封閉。5、監(jiān)控量測(1) .在隧道換拱的全過程中到二襯施工前，要求連續(xù)進行拱頂下沉量 測及水平凈空收斂量測，以判斷圍巖動態(tài)和指導(dǎo)安全施工。(2) .施工前，在該段初期支護鋼架上布置監(jiān)控量測點，拱頂下沉及凈 空收斂觀測點按每5米一個斷面進行布設(shè)，以觀測圍巖及初期支護結(jié)構(gòu)的變 化，換拱作業(yè)需在圍巖量測數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定后，進行逐榀更換。(3) .換拱施工完的初期支護上每 5米設(shè)置一組觀測點，并且在換拱施 工完2小時內(nèi)進行第一

16、次觀測，觀測頻率為每天 2次，直至二襯施作完成后 為止。(4) .根據(jù)現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)繪制位移-時間曲線圖，在位移-時間曲線趨于 平緩時進行回歸分析，以推算最終位移和掌握位移變化規(guī)律，回歸分析為建 立下沉量(U)隨時間(T)發(fā)展的時態(tài)函數(shù)，根據(jù)測點位移變化速率判斷圍 巖穩(wěn)定狀況，當隧道周邊變形趨勢有明顯減緩趨勢，則說明隧道變形基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，當變化速率過快、過大，或當位移-時間曲線出現(xiàn)反彎點時，說 明位移出現(xiàn)反常的急劇增加現(xiàn)象，表明圍巖及支護已呈失穩(wěn)狀態(tài)，應(yīng)及時加 強支護并停止換拱作業(yè)。6、洞內(nèi)施工安全保證措施（1）.安排專職人員對隧道狀況進行每天兩次以上巡視，觀察拱部噴射 混凝土狀態(tài)，具體包括

17、洞身裂縫、掉塊、異常情況，另外對山體變化狀況進 行觀測。發(fā)現(xiàn)異常狀況的部位、形狀、數(shù)量作好施工記錄，并及時向上級部 門匯報。（2）.為了確保人身安全，除施工人員外，原則上不允許其他人員進入 該施工段內(nèi)，并對洞內(nèi)施工人員進行出入登記記錄，全面了解洞內(nèi)施工人員 情況。（3）.拆除拱架時不得使用爆破拆除，使用風(fēng)鎬進行人工鑿除。拆除時， 要隨時注意圍巖情況，如發(fā)現(xiàn)圍巖破碎及掉塊現(xiàn)象，立即停止拆除，用噴射 混凝土封閉拆除面后進行徑向注漿，以穩(wěn)固圍巖。（4）.風(fēng)鎬鑿除混凝土?xí)r，下方嚴禁站人，割除連接筋、鋼筋網(wǎng)以及清 理欠挖時，作業(yè)臺車下嚴禁過往人員。（5）.鋼拱架施工安全技術(shù)措施： 在鋼拱架制作和搬運過程

18、中，應(yīng)將鋼拱架構(gòu)件綁扎牢固，以防止發(fā)生 整體構(gòu)件或連接鐵件碰撞傷人、車輛傾覆、構(gòu)件墜落等事故。 鋼拱架的架設(shè)應(yīng)由專人按規(guī)定的信號進行指揮，隨時觀察圍巖動態(tài)或 初噴射混凝土層的變化情況，防止落石或坍塌引起傷人事故。 架設(shè)時，應(yīng)采用縱向連結(jié)件將相鄰的鋼拱架連結(jié)牢固，防止鋼架傾覆、 掉拱或扭轉(zhuǎn)、變位等造成安全和質(zhì)量事故。 對鋼拱架應(yīng)經(jīng)常檢查，如發(fā)現(xiàn)扭曲、壓屈等現(xiàn)象或征兆時，必須及時采取加固措施。必要時應(yīng)使其他人員迅速撤至安全地帶，防止因坍塌造成傷 亡事故。f. 噴射混凝土施工安全技術(shù)措施： 在噴射混凝土作業(yè)開始前，應(yīng)詳細檢查圍巖受噴面，徹底清理危石， 浮石。采用合適的降塵措施，控制施工現(xiàn)場空氣中粉塵

19、含量。對從事噴射作 業(yè)的人員，應(yīng)定期進行健康檢查。進行噴射作業(yè)時，必須配帶防護用具(防 塵口罩、防護面罩、眼鏡、膠皮手套、勞保雨鞋等)。 在開始噴射作業(yè)時，應(yīng)由專人仔細檢查管路、接頭等，防止噴射時發(fā) 生因軟管破損或接頭斷開等引起的生產(chǎn)乃致工程質(zhì)量事故。 當采用人工噴射時，應(yīng)配備輔助噴射支架，防止在發(fā)生管路堵塞時因 噴嘴劇烈振動而引起的危害。當轉(zhuǎn)移噴射地點時，必須首先關(guān)閉噴射機；在 有條件時應(yīng)米用機械手噴射，在噴嘴前方不得站人。 在處理管路堵塞時，噴頭應(yīng)有專人看護，以防消除堵塞后，噴頭擺動 噴射傷人事故。 在噴射混凝土施工時，為避免供料、拌和、運輸、噴射作業(yè)之間的干 擾，應(yīng)有統(tǒng)一的聯(lián)絡(luò)信號和聯(lián)絡(luò)方法，噴射作業(yè)應(yīng)由班組長按規(guī)定的聯(lián)絡(luò)信