标隧道初期支护侵限换拱施工方案.docx
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标隧道初期支护侵限换拱施工方案
隧道初期支护侵限换拱施工方案
一、侵线情况
XXX隧道进口左洞ZK14+430~ZK14+442段设计为小净距洞口浅埋段,衬砌类型为XS-Va,开挖方法为三台阶七步流水法。
围岩主要由坡残积粉质粘土、全风化、强风化花岗岩组成,强度低,遇水易软化。
F1断裂通过洞口段,围岩节理裂隙发育,裂隙水较发育。
2014年8月27日晚上,上台阶掌子面ZK14+439处完成开挖后拱顶出现滑塌,滑塌范围ZK14+439~ZK14+442,长2米,高约2m,宽约7m。
现场采取了封闭掌子面、增加超前小导管、及时支护拱架、加厚喷射厚度等措施。
2014年8月28日上午,ZK14+435~ZK14+442段上导坑右侧拱脚处开始出现下沉并向左侧滑移,至下午5点ZK14+437处滑移值达到44cm。
滑移造成ZK14+437右侧钢架发生变形,初期支护混凝土出现剥落开裂,在ZK14+435和ZK14+437断面从右侧边墙至拱顶出现两道环向裂缝,最大缝宽10~15mm。
施工单位采取了临时拱架支撑、侧壁注浆、引水等方式处理。
29日上午侧壁基本稳定,地质雷达探测显示ZK14+437右侧壁处有疑似大块孤石,且裂隙水丰富。
2014年8月29日,业主、设计、总监办、施工单位四方人员在现场确定了ZK14+431.6~ZK14+442.4段右侧拱架侵线的临时处理方案。
方案要求二衬施做临近此段时开始施做换拱,目前二衬已经临近此段,监控数据显示此段拱顶下沉及周边收敛都比较稳定,具备了换拱条件。
二、目前侵线数据
隧道初支断面检测结果汇总表
编号
隧道
断面里程
拱肩处侵限厚度(cm)
拱顶侵限厚度(cm)
侵限部位
1
左线
ZK14+431.6
10.45
8
拱顶、拱肩
2
ZK14+432.2
15.21
12
拱顶、拱肩
3
ZK14+432.8
22.4
18
拱顶、拱肩
4
ZK14+433.4
25.7
20
拱顶、拱肩
5
ZK14+434
28.3
24
拱顶、拱肩
6
ZK14+434.6
31.3
27
拱顶、拱肩
7
ZK14+435.2
37.6
34
拱顶、拱肩
8
ZK14+435.8
42.4
36
拱顶、拱肩
9
ZK14+436.4
45.2
40
拱顶、拱肩
10
ZK14+437
49.5
43
拱顶、拱肩
11
ZK14+437.6
46.7
39
拱顶、拱肩
12
ZK14+438.2
41.25
36
拱顶、拱肩
13
ZK14+438.8
35.36
30
拱顶、拱肩
14
1
ZK14+439.4
32.51
25
拱顶、拱肩
15
ZK14+440
26.2
20
拱顶、拱肩
16
ZK14+440.6
20.1
14
拱顶、拱肩
17
ZK14+441.2
16.2
13
拱顶、拱肩
18
ZK14+441.8
12.3
6
拱顶、拱肩
19
ZK14+442.4
6.35
2
拱顶、拱肩
三、施工方案
新奥法施工的最基本理论是尽量不扰动土体的平衡状态,充分利用土体的自持能力和初期支护共同承受土体压力,进口左洞初支侵线段埋深30米,基本属于处于浅埋,从滑动到目前3个多月监控数据显示围岩稳定,没有出现继续滑移。
具备换拱条件。
为了保证换拱结构安全和施工安全,根据实际侵线情况,本着减少换拱长度和减少扰动的原则,确定换拱里程为ZK14+431.6~ZK14+442.4段,换拱部位为右侧拱顶至拱脚。
具体见下图
从图纸拱架断面来看,侵线范围共有3根拱架,分别是拱顶N1一半,右侧N1,右侧N2,考虑换拱后拱架联接,确定换拱数量为拱顶N1,右侧N1,右侧N2。
换拱次序:
右N2-右N1-顶N1,即从下往上分节换拱。
换拱工艺流程:
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。
为了确保施工安全,在拆除初期支护前,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,其顶端与初支钢架中间焊接牢固,底端和和横向支撑焊接,具体见下图。
临时支撑示意图如下:
更换每一节拱架前,先按方案设置临时钢支撑,根据现场情况,先把需置换拱架拱脚清理出来,尽量不扰动上方覆盖体,只清理出可以安设横向支撑位置。
然后安设横向支撑,确保横向支撑左侧和拱架焊接,右侧顶在基岩上,若有空隙或基岩破碎,需在右侧端头打设锁脚锚杆稳定横向支撑。
然后安设2、3、4#斜撑,注意两端头焊接。
临时钢支撑施工完成后清理需换拱架外围围岩,清理后再安设1#临时支撑,随后在上下2节拱架端头施做2根锁脚锚杆,然后开始凿除拱架周边砼,宽度30cm,深度至设计,随后卸掉1#斜撑及需换拱架,初喷砼封闭岩面,安设钢筋网片和周边联接,安装新拱架和上下拱架联接,安设横向联接钢筋,新拱架上下两端打设2根锁脚锚杆,复喷砼至设计断面,拆除2#临时支撑,安设1#临时支撑,进行下一节施工。
以此类推。
在侵限换拱施工之前加工制作换拱所需的钢支撑。
首榀钢支撑加工完毕后,在水泥地上试拼,当各部尺寸均符合设计要求时,方可批量生产,周边拼装允许偏差为±3cm,平面翘曲应小于2cm,拱架加工预留12cm变形量。
1、换拱前技术准备工作
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。
标示清晰、准确。
③进行技术交底。
④测量组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。
2、初期支护拆除
围岩变形稳定的情况下从已施工二衬段向掌子面逐榀拆换,拆除采用风镐进行,拆除顺序采用从下向上、先墙后拱的顺序进行拆换,拆除一节,支护一节。
注意事项:
a)风镐凿除喷射混凝土之前,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。
b)拆除每次一节,以防塌方。
c)凿除喷射混凝土时如果锚杆垫板被破坏则按设计要求更换。
d)拆除后及时初喷。
3、架设换拱钢支撑
①安装前清除拱脚虚碴和杂物,超挖部分用C25混凝土填充。
②安装允许偏差值横向和高程均为±5cm,垂直度允许偏差为±2°。
③钢支撑在换拱作业面前人工组装,各节钢架用螺栓连接,连接板接缝三面满焊。
④为减小拱顶下沉,钢支撑落底须落到实地,锁脚锚杆严格按照设计施工。
4、拆换后初支结构按原设计,设置12cm预留变形量,保证初期支护净空。
5、拱架拆换完成后及时施做喷射混凝土。
6、拆换长度达到侵限长度后,根据监控数据,稳定后立即施做防水层和二次衬砌,保证二衬紧跟。
7、加强监控量测,保证每天不少于2次,施工过程中安排专人负责观察,发现异常情况现场立即暂停施工,加强洞内支护,并立即按照程序,逐级报告。
8、侵限处治控制要点
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,先施工临时支撑,确保结构安全。
②换拱在临时支撑全部架设完毕后方可施工。
③换拱必须一榀一榀,逐榀进行拆换,严禁两榀换拱同时施作。
④侵限部位必须清除到位,杜绝二次侵限。
⑤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。
⑥预制砼块将底部垫实。
换拱施工工艺流程图如下:
换拱施工工艺流程图
四、资源配置
(一)材料配置
材料计划表
序号
材料名称
规格型号
单位
数量
备注
1
水泥
P.O42.5
t
2
砂
中粗
m3
3
速凝剂
黄河同力
t
4
钢筋
φ8/HPB235
t
5
钢筋
Φ/22HRB335
t
6
工字钢
I20a
t
7
角钢
50×50×3
t
8
钢板
16mm
t
9
螺栓
M30×65GB30-66
个
10
螺母
M30GB41-66
个
11
钢管
φ50
壁厚3.5mm
t
(二)劳动力配置
施工作业人员配备表
序号
工种
数量
序号
工种
数量
1
钻孔工
4
8
支护工
6
2
注浆工
2
9
测量工
2
3
钢筋工
5
10
领工员
1
4
模板工
3
11
安全员
1
5
电焊工
3
12
技术员
2
6
杂工
2
13
试验员
1
7
司机
2
14
材料员
1
合计:
35人
(三)机械设备配置
机械设备配备表
序号
机械名称
规格型号
单位
数量
备注
1
多功能作业台架
自制
台
1
2
风钻
YT-28
台
4
3
风镐
G10A
台
10
4
电动空压机
LGW22/7
台
3
5
装载机
ZL50C
台
2
6
自卸汽车
TMXC3260
台
4
7
自卸汽车
6T
台
2
8
挖掘机
PC220
台
1
9
注浆机
KBY—50/70
台
2
10
砼搅拌站
JS750
台
1
11
发电机
250KW
台
1
12
污水泵
5.5KW
台
6
13
电焊机
DX-500-1
台
10
14
冷弯机
GK18
台
1
15
钢筋切断机
GWQ32
台
1
16
钢筋调直机
GT4—4
台
1
17
钻床
Z3032
台
1
18
砂轮机
台
1
19
砂轮切割机
台
2
20
混凝土运输车
8m3
台
3
21
衬砌台车
L=10.5m
台
1
22
全站仪
莱卡TS02
台
1
23
水准仪
苏一光DSZ2
台
1
24
25
26
五施工组织
1.安全目标
杜绝职工因工死亡事故,杜绝工伤事故,杜绝火灾、爆炸事故;无机械伤亡事故。
2.质量目标
达到设计和验收标准要求,一次验收合格率100%。
1.施工组织机构
项目经理部成立侵限处治专项工作领导小组,全面负责侵限处治工作,由项目经理冯广忠任组长,项目副经理王兆辉、项目总工程师王红雨任副组长,成员由各职能部门负责人(周刚、林高峰、周湖炎、张龙、程朝阳、靳松)组成。
领导小组下设专项工作组,具体负责现场侵限处治工作,副经理王兆辉任组长,总工程师王红雨任副组长,现场施工员、技术员、安全员、材料员、试验员、工班长为成员。
施工过程中,专项工作组成员轮流24小时现场值班。
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加工班、结构班、注浆班、开挖班、运输班、综合班六个作业班组。
(2)任务划分
①加工班:
负责钢支撑、钢拱架、连接筋、钢筋网、锁脚钢管、小导管的加工制作。
②结构班:
负责临时钢支撑的加固、拆除,侵限段初期支护拆除后钢拱架、连接筋、钢筋的安装,喷射混凝土等结构施工作业。
③注浆班:
负责径向小导管注浆浆液的拌制、灌注作业。
④开挖班:
负责侵限段初期支护的拆除、小导管、锁脚钢管的打孔、安装作业。
⑤运输班:
负责洞内弃碴装运、混凝土运输。
⑥综合班:
负责现场综合保障。
六、安全保证措施
1、安排专职安全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、数量作好施工记录,并及时向领导小组汇报。
2、风镐凿除混凝土时,下方严禁站人,割除连接筋、钢筋网以及清理欠挖时,作业台车下严禁过往人员。
3、加强安全监控,主要注意以下几点:
①加强隧道施工监控量测,配合监控单位多设置监控点,施工时随时监控并量测,每次量测后及时进行数据整理,并绘制量测数据时态曲线和开挖面关系图,对初期的时态曲线进行回归分析,预测可能出现的最大值和变化值,动态评估隧道的施工安全。
一旦出现数据异常立即停止施工并封闭施工面。
②严格按《安规》、《技规》实施操作。
③做到文明施工,杜绝违章指挥、违章作业及违反劳动纪律。
④该段地质情况较复杂及围岩较差,在换拱施工时,若其他工序需要放炮,采取弱爆,尽量减少对围岩的挠动。
⑤洞内出现险情时及时处理,立即启动应急预案,并上报上级进口制定处理措施。
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