隧道換拱施工方案(專家版)

目錄TOC\o"1-3"\h\u309441編制依據(jù)及原則 2122461.1編制依據(jù) 2241191.2編制原則 228722工程概況 315272.1設(shè)計(jì)概況 3209662.2變更情況 3136402.3工程現(xiàn)狀 56453套拱施工方案 735373.1施工準(zhǔn)備 7182623.1.1成立該隧道套拱施工領(lǐng)導(dǎo)小組 7110693.1.2建立健全安全管理組織機(jī)構(gòu) 997523.1.3機(jī)械設(shè)備 10312373.2建立監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng) 10184823.2.1量測(cè)程序 10311073.2.2測(cè)點(diǎn)布置 10258463.2.3布點(diǎn)觀測(cè) 11275423.2.4量測(cè)整理及分析 11264313.2.5加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)工作 11180093.3套拱施工 12288565安全保證措施 1483915.1臺(tái)架加固 14124215.2險(xiǎn)情應(yīng)急處理 14228445.3安全教育 14287215.4安全物資 15279525.5其他安全措施 1543636附件 15296036.1會(huì)議紀(jì)要 15177456.2應(yīng)急預(yù)案 15常安隧道初支變形段套拱施工方案（DK82+850~DK82+880段）1編制依據(jù)及原則1.1編制依據(jù)（1）國(guó)家相關(guān)法律、法規(guī)和中國(guó)鐵路總公司相關(guān)規(guī)章制度以及現(xiàn)行的施工規(guī)范、規(guī)程，技術(shù)規(guī)程和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等。（2）已審核批準(zhǔn)的施工設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)院下發(fā)的交底文件。（3）業(yè)主組織召開(kāi)的會(huì)議紀(jì)要。（4）《關(guān)于進(jìn)一步明確軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道設(shè)計(jì)施工有關(guān)技術(shù)規(guī)定的通知》（鐵建設(shè)〔2010〕120號(hào)）。（5）國(guó)家安全監(jiān)管總局、交通運(yùn)輸部、國(guó)務(wù)院國(guó)資委、國(guó)家鐵路局四部門聯(lián)合印發(fā)的《隧道施工安全九條規(guī)定》。1.2編制原則(1)積極響應(yīng)招標(biāo)文件中的安全、質(zhì)量、工期、環(huán)保、文明施工等方面的規(guī)定，嚴(yán)格遵守鐵路建設(shè)工程施工合同條件、合同協(xié)議條款及補(bǔ)充協(xié)議內(nèi)容，充分結(jié)合投標(biāo)階段現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料。(2)堅(jiān)持“預(yù)防為主，安全第一”的指導(dǎo)思想，結(jié)合本工程特點(diǎn)，制定積極有效的安全管理、技術(shù)、組織措施，確保人身安全和工程安全。(3)堅(jiān)持“百年大計(jì)，質(zhì)量第一”的方針，制定完善的工程質(zhì)量管理制度，建立質(zhì)量保證組織體系，針對(duì)本工程特點(diǎn)和質(zhì)量目標(biāo)的要求，加強(qiáng)過(guò)程控制，從各個(gè)環(huán)節(jié)上保證工程質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。(4)根據(jù)施工總工期的安排和分階段節(jié)點(diǎn)工期要求，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)化工期安排和資源配置，突出重點(diǎn)項(xiàng)目和關(guān)鍵工序，統(tǒng)籌組織，超前計(jì)劃，合理安排工序銜接。(5)高度重視文明施工和環(huán)境保護(hù)工作，珍惜、合理利用土地資源。(6)采用先進(jìn)的施工技術(shù)，堅(jiān)持專業(yè)化作業(yè)與系統(tǒng)管理相結(jié)合，科學(xué)安排各項(xiàng)施工程序，通過(guò)建立先進(jìn)的項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)施工組織的連續(xù)、均衡、緊湊、高效。(7)按照生產(chǎn)組織工廠化、工序控制專業(yè)化、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)機(jī)械化、過(guò)程控制信息化的原則組織施工。2工程概況2.1設(shè)計(jì)概況常安隧道位于浙江省杭州市富陽(yáng)市境內(nèi)，進(jìn)口位于常安鎮(zhèn)，出口位于場(chǎng)口鎮(zhèn)，隧道起訖里程DK82+500～DK83+504，全長(zhǎng)1004m，其中正洞長(zhǎng)909m、明洞長(zhǎng)59m、斜切式洞門長(zhǎng)36m，圍巖分布情況為：Ⅲ級(jí)圍巖592m，臺(tái)階法施工；Ⅳ級(jí)圍巖217m，三臺(tái)階法施工、Ⅴ級(jí)圍巖195m，三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法施工。詳見(jiàn)隧道圍巖分級(jí)表。常安隧道圍巖分級(jí)表序號(hào)起訖里程長(zhǎng)度（m）圍巖分級(jí)襯砌類型鋼架設(shè)計(jì)1DK82+500～DK82+51717Ⅴ斜切式洞門2DK82+517～DK82+55841Ⅴ明洞3DK82+558～DK82+60749ⅤⅤbI20a型鋼鋼架/0.6m4DK82+607～DK82+63730ⅣⅣa160格柵鋼架/1.0m5DK82+637～DK82+905268ⅢⅢa6DK82+905～DK82+9105ⅢⅢ級(jí)下錨段140格柵鋼架/1.0m7DK82+910～DK82+9155ⅢⅢa8DK82+915～DK82+98469ⅣⅣbI18型鋼鋼架/1.0m9DK82+984～DK83+04460ⅢⅢa10DK83+044～DK83+09046ⅣⅣa160格柵鋼架/1.0m11DK83+090～DK83+0955ⅣⅣ級(jí)下錨段I18型鋼鋼架/1.0m12DK83+095～DK83+13237ⅣⅣa160格柵鋼架/1.0m13DK83+132～DK83+386254ⅢⅢa14DK83+386～DK83+41630ⅣⅣbI18型鋼鋼架/1.0m15DK83+416～DK83+43519ⅤⅤbI20a型鋼鋼架/0.6m16DK83+435～DK83+09032ⅤⅤbI20a型鋼鋼架/0.6m17DK83+467～DK83+48518Ⅴ明洞18DK83+485～DK83+50419Ⅴ斜切式洞門2.2變更情況常安隧道DK82+760~+915段洞身表層為Qel+dl粉質(zhì)黏土，褐黃色，硬塑，厚0.5~1.0m；下伏ε3h條帶狀灰?guī)r，夾炭質(zhì)泥巖，青灰色，強(qiáng)風(fēng)化~弱風(fēng)化，隱晶結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀290°∠30°。地下水主要為基巖裂隙水，不發(fā)育，設(shè)計(jì)為Ⅲ級(jí)圍巖，支護(hù)類型為Ⅲa。開(kāi)挖過(guò)程中圍巖為炭質(zhì)泥巖，灰色，強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層破碎，地下水不發(fā)育，通過(guò)四方簽認(rèn)將此段變更為Ⅳ級(jí)圍巖，支護(hù)類型為Ⅳb。2.3工程現(xiàn)狀常安隧道于2015年3月1日正式進(jìn)洞，現(xiàn)場(chǎng)按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，截止9月12日，上臺(tái)階施工到DK82+960，計(jì)412m；下臺(tái)階施工到DK82+915，計(jì)367m；仰拱施工至DK82+850，計(jì)292m；襯砌施工至DK82+830，計(jì)262m。施工縱斷面見(jiàn)圖1。圖1當(dāng)日，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)DK82+850~+880段右側(cè)邊墻初期支護(hù)存在變形現(xiàn)象，拱架侵入襯砌結(jié)構(gòu)，后續(xù)施工無(wú)法保證襯砌厚度，存在安全隱患，我部立即停止隧道內(nèi)的一切施工，此時(shí)掌子面施工到DK82+960，仰拱施工到DK82+850，襯砌施工到DK82+830；9月16日，杭黃公司組織相關(guān)單位召開(kāi)了常安隧道DK82+850~+880段右側(cè)邊墻初支變形侵限處理方案會(huì)議，要求DK82+850~+880變形段采用臨時(shí)仰拱加固處理并完成DK82+880~+910段襯砌澆筑后，進(jìn)行DK82+850~+880變形段的換拱施工，完成后及時(shí)施作仰拱和襯砌，消除安全隱患，方可恢復(fù)掌子面開(kāi)挖施工。施工縱斷面見(jiàn)圖2。圖2我部于9月17日~19日對(duì)DK82+850~+880變形段進(jìn)行了臨時(shí)仰拱加固，同時(shí)加強(qiáng)變形段監(jiān)控量測(cè)，初支變形已趨于穩(wěn)定。變形段臨時(shí)仰拱拱架采用I18工字鋼制作，共兩個(gè)單元，中間位置通過(guò)螺栓將連接鋼板連接，兩側(cè)與初支下臺(tái)階鋼架拱腳焊接牢固，拱架縱向間距1.0m，通過(guò)φ22螺紋鋼筋連接，連接筋呈“八”字型，中對(duì)中1.0m，拱架安裝完成后澆筑厚25cm的C20混凝土。臨時(shí)仰拱施工見(jiàn)圖3、圖4。圖3圖4DK82+850~+880段臨時(shí)仰拱施工平面圖（單位：cm）待DK82+850~+880段臨時(shí)仰拱加固穩(wěn)定后，我部按照會(huì)議紀(jì)要精神，積極組織人員施工DK82+880~+910段仰拱，于2015年9月22日至9月30施工完成，但在仰拱施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)DK880~+913段初支又出現(xiàn)不同程度的變形，造成侵限問(wèn)題。2015年10月10日杭黃公司再次組織有關(guān)專家及參建各方查看了現(xiàn)場(chǎng)并在我分部召開(kāi)了常安隧道DK82+850~+913段初支變形侵限處理方案會(huì)議，會(huì)議決定停止掌子面施工，對(duì)DK82+850~+880變形段采用臨時(shí)加固（套拱加固）后恢復(fù)掌子面施工，隧道貫通后再處理初支侵限問(wèn)題。3套拱施工方案鑒于DK82+850~+880段初期支護(hù)已侵入二襯5cm~35cm,而該段隧道Ⅳ級(jí)圍巖二襯厚度為40cm，為滿足設(shè)計(jì)支護(hù)厚度要求，在確保安全及質(zhì)量的前提下必須對(duì)該段隧道初期支護(hù)做換拱處理。但此段換拱施工工期較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響業(yè)主要求工期節(jié)點(diǎn)，根據(jù)10月10日會(huì)議紀(jì)要精神，要求在此段增加臨時(shí)套拱進(jìn)行加固，完成后恢復(fù)掌子面施工，隧道貫通后再處理侵限問(wèn)題。DK82+850~+880段臨時(shí)加固方案：在現(xiàn)有初支上增設(shè)鋼拱架，噴射混凝土，形成封閉拱圈進(jìn)行加固，鋼拱架采用I18型鋼，每隔3m設(shè)置3m拱圈（4榀鋼架）。設(shè)置鋼拱架既能起到臨時(shí)加固，又有利于后期的換工施工。3.1施工準(zhǔn)備3.1.1成立該隧道套拱施工領(lǐng)導(dǎo)小組建立質(zhì)量責(zé)任制，將質(zhì)量目標(biāo)層層分解，制定各級(jí)、各部門質(zhì)量工作崗位責(zé)任制，明確具體的質(zhì)量責(zé)任，把質(zhì)量管理的每項(xiàng)工作、每個(gè)環(huán)節(jié)具體落實(shí)到每一個(gè)部門、每一個(gè)人，切實(shí)把質(zhì)量工作落到實(shí)處。組長(zhǎng)職責(zé)：項(xiàng)目經(jīng)理作為第一責(zé)任人主要組織實(shí)施套拱方案，制定落實(shí)質(zhì)量和技術(shù)保證措施。定期向建設(shè)單位、監(jiān)理和質(zhì)量管理部門匯報(bào)施工情況。副組長(zhǎng)職責(zé)：項(xiàng)目總工具體編制該隧道套拱方案并組織落實(shí)，對(duì)施工過(guò)程組織技術(shù)人員進(jìn)行監(jiān)督、指導(dǎo)并作好監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)處理現(xiàn)場(chǎng)險(xiǎn)情?，F(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人主要督促施工人員嚴(yán)格按照方案要求進(jìn)行施做，并做好現(xiàn)場(chǎng)人員及機(jī)械設(shè)備的安全管理工作。工程部職責(zé)：具體組織實(shí)施套拱方案的落實(shí)并對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)，負(fù)責(zé)技術(shù)交底的制定和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)并對(duì)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，及時(shí)上報(bào)。對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底及培訓(xùn)工作。安質(zhì)部職責(zé)：制定詳細(xì)的安全應(yīng)對(duì)措施，對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控并及時(shí)處理。其他部門：負(fù)責(zé)落實(shí)物資供應(yīng)及相關(guān)配套工作。施工隊(duì)：組織有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)施工隊(duì)伍，施工前對(duì)所有施工人員進(jìn)行安全交底，嚴(yán)格按照套拱施工方案及有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行施工，現(xiàn)場(chǎng)必須聽(tīng)從技術(shù)及管理人員的指導(dǎo)。套拱施工管理體系組織機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖3-1。圖3-1套拱施工質(zhì)量管理體系組織機(jī)構(gòu)圖3.1.2建立健全安全管理組織機(jī)構(gòu)成立以施工負(fù)責(zé)人為組長(zhǎng)的安全領(lǐng)導(dǎo)小組，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人任安全領(lǐng)導(dǎo)小組副組長(zhǎng)，施工隊(duì)設(shè)安全管理檢查小組及專職安全員，從施工、技術(shù)方面來(lái)保證施工生產(chǎn)的安全。安全領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室設(shè)在工區(qū)安全協(xié)調(diào)科，成立安全管理檢查小組，并在各工班設(shè)兼職安全檢查員，堅(jiān)持經(jīng)常性的施工安全管理檢查及監(jiān)督指導(dǎo)。安全管理組織機(jī)構(gòu)如圖3-2所示。圖3-2安全管理組織機(jī)構(gòu)框圖3.1.3機(jī)械設(shè)備利用該隧道現(xiàn)有設(shè)備提前加工臺(tái)架、馬凳、鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、系統(tǒng)錨桿，按照設(shè)計(jì)及方案要求加工鎖腳鋼管；配備壓漿機(jī)、電焊機(jī)等。3.2建立監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)3.2.1量測(cè)程序監(jiān)控量測(cè)的目的在于監(jiān)測(cè)圍巖變形和壓力情況，驗(yàn)證支護(hù)襯砌的設(shè)計(jì)效果，保證圍巖穩(wěn)定和施工安全；提供判斷圍巖和支護(hù)系統(tǒng)基本穩(wěn)定的依據(jù)，確定襯砌的施做時(shí)間；通過(guò)對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理，掌握地層穩(wěn)定性變化規(guī)律，預(yù)見(jiàn)事故和險(xiǎn)情，作為調(diào)整和休整支護(hù)參數(shù)及施工方法的依據(jù)，提供圍巖和支護(hù)襯砌最終穩(wěn)定的信息。監(jiān)控量測(cè)流程見(jiàn)圖3-3。 圖3-3監(jiān)控量測(cè)流程圖3.2.2測(cè)點(diǎn)布置在常安隧道套拱施工過(guò)程中，監(jiān)控量測(cè)嚴(yán)格進(jìn)行拱頂下沉量測(cè)、水平凈空收斂量測(cè)兩項(xiàng)量測(cè)，測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖3-4。圖3-4監(jiān)控量測(cè)測(cè)點(diǎn)布置圖3.2.3布點(diǎn)觀測(cè)施工前，在洞內(nèi)該段初期支護(hù)背后圍巖上布置監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，拱頂下沉觀測(cè)點(diǎn)及凈空收斂觀測(cè)點(diǎn)按每5米一個(gè)斷面進(jìn)行布設(shè)，以觀測(cè)圍巖及初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的變化。周邊收斂、拱頂下沉各項(xiàng)目測(cè)點(diǎn)盡量集中斷面布設(shè)，以便量測(cè)成果分析。拱頂下沉觀測(cè)點(diǎn)，在隧道變形段初期支護(hù)上每5米設(shè)置一個(gè)點(diǎn)，套拱施工完的初期支護(hù)上每5米設(shè)置一個(gè)點(diǎn)，并且在套拱施工完6小時(shí)內(nèi)進(jìn)行第一次觀測(cè)，儀器采用高精度全站儀，觀測(cè)頻率為每12小時(shí)一次，直至變形穩(wěn)定為止。凈空收斂觀測(cè)點(diǎn)，在拱頂下沉觀測(cè)點(diǎn)同一斷面設(shè)置，儀器采用高精度全站儀，觀測(cè)頻率同拱頂下沉觀測(cè)。3.2.4量測(cè)整理及分析根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)繪制位移-時(shí)間曲線圖，在位移-時(shí)間曲線趨于平緩時(shí)進(jìn)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(shí)間（T）發(fā)展的時(shí)態(tài)函數(shù)，根據(jù)測(cè)點(diǎn)位移變化速率判斷圍巖穩(wěn)定狀況，當(dāng)隧道周邊變形趨勢(shì)有明顯減緩趨勢(shì)，則說(shuō)明隧道變形基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)變化速率過(guò)快、過(guò)大，或當(dāng)位移-時(shí)間曲線出現(xiàn)反彎點(diǎn)時(shí)，說(shuō)明位移出現(xiàn)反常的急劇增加現(xiàn)象，表明圍巖及支護(hù)已呈不穩(wěn)狀態(tài)，應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)并停止作業(yè)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)及施工情況進(jìn)行分析。3.2.5加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)工作①監(jiān)控量測(cè)不僅對(duì)原初期支護(hù)鋼架變形進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)增加的套拱同樣要加強(qiáng)觀測(cè)，量測(cè)人員應(yīng)及時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析。②套拱安裝過(guò)程中注意觀察初期支護(hù)狀態(tài)包括噴砼層是否產(chǎn)生裂縫、剝離和剪切破壞、支撐是否壓屈變形進(jìn)行觀察分析。對(duì)以上情況進(jìn)行詳細(xì)描述、記錄，并予以評(píng)估，作為及時(shí)采取支護(hù)參數(shù)選擇的參考及量測(cè)等級(jí)選擇的依據(jù)。③量測(cè)方法及頻率現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)時(shí)根據(jù)開(kāi)挖、套拱施工各工序作業(yè)持續(xù)時(shí)間加大測(cè)量頻率。3.3套拱施工套拱施工前先對(duì)拱部及邊墻圍巖進(jìn)行加固處理，拱部及邊墻均采用3.5m長(zhǎng)的φ42小導(dǎo)管徑向支護(hù)并注水泥漿液，小導(dǎo)管呈梅花型布置，間距1.0m×1.0m，水泥漿水灰比為1：1，注漿壓力為0.5~1.0MPa。DK82+850~+880變形段初期支護(hù)已施作臨時(shí)仰拱封閉成環(huán)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)顯示，此段初支變形趨于穩(wěn)定，為防止后續(xù)施工對(duì)該段造成擾動(dòng)，在此段增加臨時(shí)套拱進(jìn)行再次加固，保證后續(xù)施工安全。根據(jù)10月10日會(huì)議紀(jì)要要求，DK82+850~+880變形段長(zhǎng)度為30m，共計(jì)增加5環(huán)臨時(shí)套拱，套拱采用I18型鋼鋼架連接成環(huán)，每隔3m設(shè)置3m套拱（4榀鋼架，鋼架間通過(guò)φ22螺紋鋼筋進(jìn)行連接成一個(gè)整體），上中下臺(tái)階初期支護(hù)噴射厚25cmC25混凝土，仰拱采用厚30cm，C20混凝土澆筑。套拱鋼架間距1.0m，鋼架落底至臨時(shí)仰拱頂面，并支墊密實(shí)。鋼架利用4.5m長(zhǎng)φ50鎖腳鋼管定位，鎖腳錨管施工和U型筋的焊接一定要在現(xiàn)場(chǎng)施領(lǐng)工員的盯控下完成，并且要留有驗(yàn)收人簽字的驗(yàn)收記錄。利用臺(tái)架安裝套拱拱架，安裝尺寸和鎖腳錨管的施做如圖3-5所示，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)按設(shè)計(jì)圖紙施做。圖3-5套拱拱架安裝橫斷面示意圖圖3-6套拱拱架安裝縱斷面示意圖首先將需要安裝套拱的位置進(jìn)行錨桿孔的測(cè)量放樣，進(jìn)行錨桿鉆孔及安裝施工，以便在安裝套拱時(shí)固定拱架，錨桿按照Ⅳb型復(fù)合式襯砌進(jìn)行施工。套拱拱架分單元進(jìn)行安裝，安裝從拱頂向臺(tái)階底部進(jìn)行，拱架與臺(tái)架之間支撐連接牢固，每安裝一個(gè)單元固定一個(gè)單元，相鄰單元之間用連接鋼板螺栓連接，最后形成一個(gè)整體。相鄰兩榀鋼架及時(shí)用φ22螺紋鋼筋焊接，鋼筋中對(duì)中距離為1.0m（呈“八”字形焊接），形成整體。鋼架加固完成后及時(shí)施做鎖腳鋼管，最后將鋼架與初支間的間隙用噴射混凝土回填密實(shí)。每環(huán)套拱鋼架上設(shè)監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，施工時(shí)對(duì)鋼架變形和位移進(jìn)行量測(cè)監(jiān)控。為保證施做的套拱拱架與變形段的Ⅳa初支面密貼，調(diào)整臨時(shí)拱架連接鋼板尺寸，連接鋼板尺寸如圖3-7。圖3-7臨時(shí)鋼架連接鋼板尺寸5安全保證措施5.1臺(tái)架加固對(duì)臺(tái)架進(jìn)行加固