程儿山隧道侵限换拱处理技术.docx
- 文档编号:23058841
- 上传时间:2023-04-30
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:239.06KB
程儿山隧道侵限换拱处理技术.docx
《程儿山隧道侵限换拱处理技术.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《程儿山隧道侵限换拱处理技术.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
程儿山隧道侵限换拱处理技术
程儿山隧道出口侵限换拱处理方案
一、工程概况
新建铁路原州区至王洼专用线程儿山隧道地处黄土梁峁区,全长6437米,起始里程DK5+345,终点里程DK11+782,隧道出口位于梁府台沟边,其洞口段100米范围均属于于腹地冲击堆积层,场地相对较为平缓,陷穴较多,平均埋深15米,最小埋深5米,沿线路方向有自左向右偏压现象。
隧道出口属低中山区,上覆土层主要有第四系上更新统风积砂质黄土,下第三系泥岩,砂岩,白垩系下统泥岩、页岩,断层压碎岩。
其坡积砂质黄土具Ⅲ级(严重)自重湿陷性,湿陷层厚约5~8米,页岩、泥岩具有膨胀性,出露围岩呈胶泥状,含水率较大,暴露易崩解。
区域沟壑发育,呈树枝状分布,下切较深,冲沟内无地表径流,只在雨后有短暂的洪流。
设计支护情况:
采取φ42mm双层超前小导管预支护,长度3.5米,环向间距40cm,每50cm架立1榀I18工字钢,每榀钢架施作8根φ42mm锁脚锚管,长度3.5米。
初期支护采用锚网喷+钢支撑支护,厚度25cm。
二、初期支护变形情况
根据现场观测及断面监控量测资料,隧道出口DK11+740~DK11+757已支护段,自2011年4月18日施作开始,持续性出现变形,至2011年7月26日,该段变形最大下沉速率19mm/d,周边收敛速率11mm/d,洞内已支护钢架拱顶及线路左侧内挤变形,已喷砼面及洞顶地表环向或横向先后多处出现不同程度开裂,洞内最大宽度约有20mm,地表约有50mm。
量测资料显示此段拱初期支护变形如下:
观测项目
观测里程
累计天数/d
平均每天变化量/cm
累计变化量/cm
观测终始日期
水平收敛
DK11+757~754
107
0.343
34.674
2011.4.9~2011.7.26
拱顶沉降
DK11+752
96
0.594
57.0
2011.4.21~2011.7.26
拱顶沉降
DK11+747
91
0.68
61.9
2011.4.26~2011.7.26
拱顶沉降
DK11+742
85
0.546
46.4
2011.5.2~2011.7.26
由上表数据分析可以得出此段初支变化严重,拱顶沉降累计最大达到61.9cm;周边收敛也已经达到34.674cm,变形极为严重,侵占二衬厚度20~46cm(设计为45cm),造成二次衬砌厚度严重不足,为尽快消除存在安全质量隐患,必须加强监控量测频率,并需尽快做出处理。
三、侵限的原因分析
根据实际地质围岩和洞内施工变化情况,并经施工现场调查,对照现场监测情况分析原因如下:
3.1地质原因
据实际出露岩层,泥岩、页岩夹带坡积砂质黄土,呈胶泥状,含水量大,具有膨胀性,自稳性相对较差,易崩解或产生沉降,边墙及仰拱基底地基承载能力低。
3.2外界条件影响
该段属于浅埋段,隧道出口DK11+757处拱顶于2011年4月12日产生大面积塌方,位于该段洞顶地表多处陷穴亦产生大面积整体下陷,且DK11+750~DK11+782段左侧山体存在偏压现象。
四、侵限处理具体方案和技术措施
根据上述隧道侵限情况,DK11+740~DK11+757段二衬厚度局部严重不足,衬砌加强已不可行,必须根据实际量测数据确定采用局部换拱。
根据图1断面测量结果,确定DK11+756~DK11+757段拱顶及线路右侧以下边墙、DK11+754~DK11+755段拱顶及线路左侧以下边墙及DK11+753~DK11+740段全断面需做换拱处理,施作前进行支护加强并设临时支撑,同时考虑加固围岩,改变其物理力学性质,提高围岩的强度和自稳能力。
4.1.
换拱工艺流程图见图2
4.1、围岩加固
在处理侵入建筑限界部位之前,对已松动变形的围岩必须先进行加固,才能保证置换的安全及替换的初期支护不再发生下沉。
(1)由于拱顶压力及线路左侧偏压,洞内钢支撑部分已产生屈服变形,拱顶及左侧变形严重。
所以在换拱前必须进行全环固结灌浆,
图1DK11+757~DK11+740段侵限断面图(单位:
mm)
图2换拱工艺流程图:
是
对于沉降变形量较大,侵占二衬地段,采用φ42mm小导管注浆对围岩进行加固,使其变形相对稳定后,先对该段仰拱混凝土浇筑完成后,跳开变形严重段施作二次衬砌,再对该段钢架进行逐榀拆换,最后紧跟二次衬砌施工。
现换拱段两端均已施工完二次衬砌,且换拱仰拱及填充段全部形成封闭,具备拆换条件。
(2)注浆加固围岩、加强初支与围岩的连接。
采用42×4热轧无缝钢管,长4m。
花管前端加工成锥形,尾部留50cm不钻孔,作为预留止浆段。
沿隧道拱部布设,环纵向间距为80cm×100cm,呈梅花型布置,径向设置小导管。
采用水泥净浆,注浆压力0.8~2.0MPa;注浆后通过取芯或开挖检查注浆效果,如注浆未达到固结效果,应予补充注浆。
在不用置换初期支护的部位将小导管与初期支护中的工字钢架焊接起来;其他需置换工字钢的部位待置换后将工字钢与小导管焊接起来。
4.2换拱的处理方案
对已下沉侵入二衬空间的初期支护采用拆换部分初期支护和二衬钢筋加强措施处理,具体方法为:
(1)需拆换初期支护前后3米范围采用I18临时钢架支护加强,临时钢架纵向间距1m,两榀钢架设置φ22HRB335连接钢筋,环向间距1m,钢架与初期支护间空隙采用方木块契紧。
(2)对需拆换段周边围岩(注浆范围由需拆换段向可利用段扩大2m)采用φ42注浆小导管加固,小导管纵向间距2m,环向间距为1m,小导管长度为3.5m。
(3)用φ42锚管锁定保留段钢架端头,长4m,每处设2根。
(4)开凿从两侧进行,先凿DK11+757~DK11+752段5米或3米换拱,再从另一侧DK11+740~DK11+745段进行,换拱后及时进行混凝土浇筑,最后进行中间部分换拱。
换拱采用逐榀更换,先对钢架周边进行凿孔打散结构,再人工采用风镐进行开凿,尽量少采用破碎锤进行大面积扰动,要特别注意纵向连接筋、系统锚杆、拱脚槽钢、锁脚锚杆(管)的施工质量。
一榀更换完毕,封闭成环后,更换下一榀。
(5)为保证施工安全,拆换拱时应自上而下凿出原初期支护并在原设计开挖轮廓线的基础上扩挖5cm,初喷4cmC25混凝土,安装新拱架施作锁脚锚杆和纵向连接筋后复喷C25混凝土至设计厚度。
新钢架材料规格于原设计保持一致,锁脚锚管采用φ42钢管长4m,每端2根,纵向连接筋采用φ22HRB335连接,间距1m。
换拱顺序(如图3所示):
①增加左侧临时竖撑(竖撑撑在操作台架上,抵住A上单元,有效地增加施工安全保障,防止A上单元突然失稳),并利用操作台架设置一临时水平横撑与C单元连接,并将A单元左侧拱架头增加2根锁脚锚杆加固A单元。
拆除左侧侵限B单元钢拱架,扩挖到设计断面,重新架立。
②施作右侧临时竖撑(竖撑撑在操作台架上,抵住A上单元,有效地增加施工安全保障,防止A上单元突然失稳),并利用操作台架设置一临时水平横撑与C单元连接,并将A单元右侧拱架头增加2根锁脚锚杆加固A单元。
拆除进洞右侧侵限B单元钢拱架,扩挖到设计断面,重新架立。
③增加左右侧临时斜撑(斜撑撑在操作台架上,抵住两侧B单元),拆除拱顶侵限A单元,扩挖到设计断面,重新架立。
④利用操作台架设置左右侧临时水平横撑与B单元连接,并将
图3DK11+757~DK11+740段换拱施工步骤图(单位:
mm)
B单元右侧拱架头增加2根锁脚锚杆加固B单元。
拆除进洞右侧C单元,扩挖到设计断面,重新架立。
⑤拆除进洞左侧C单元,扩挖到设计断面,重新架立
(6)加强衬砌采用加密二衬钢筋的衬砌结构过渡段设置为DK11+757~DK11+740段。
4.3安全措施
(1)所有进入隧道施工现场的人员,佩戴好安全防护用品。
(2)操作空间尽量不要放置杂物,做到有情况施工人员能够无障碍迅速撤离施工现场。
(3)现场施工时,设专职安全人员在场监视围岩变化,用哨声通知作业人员撤离。
(4)施工期间,现场安全员和技术人员对各部支护定期检查,当发现测量数据有突变或异变时,立即通知现场负责人,采取应急措施或通知施工人员撤离危险地段。
(5)加强围岩开挖后监控量测,根据量测数据分析结果,反馈指导施工,保证开挖和换拱的安全和质量。
施工中,指定专人对洞内围岩及洞顶地表位移变化情况进行观测,出现异常情况立即停工处理。
(6)在施工段设置高压救生风管,现场标示逃生方向,施工过程中需注意保护。
五、施工中应注意的问题
(1)施工前应对所有现场人员进行全员安全教育,并进行施工操作安全技术交底。
落实岗位责任制,从思想上高度重视。
(2)隧道内应加强照明,漏电地段照明应采用防水灯头和灯罩。
(3)施作临时钢支撑时支护柱脚下虚碴必需清楚干净,底层松软时应加设垫板或用混凝土加固地基,防止因柱脚下沉而失去支撑作用。
(4)为确保施工安全,凿出初期支护是必须加强周边围岩的监控,若发现周边围岩有异常情况则立即停止施工,并迅速撤离所有人员,待围岩稳定后采取相应措施或报告相关单位进行处理。
(5)拆换初期支护时应逐榀施作,为防止因下台阶变形初期支护拱脚悬空距离过长而产生安全隐患,每次拆换不超过2榀。
六、初期支护变形侵限的预防措施
隧洞该段设计初期支护的预留变形量为15cm,施工考虑该段围岩的软弱,采用25~30cm的预留变形量。
在后续施工过程中,需应做好以下几点:
(1)加强地质超前预报,采用地质素描,TSP203,地质雷达,超前水平钻等多种预报手段相结合,详细探明开挖面前方围岩情况,提前制定合理的施工方案。
(2)根据设计要求和实际量测结果,确定出合理的预留变形量。
(3)对已经完成的初期支护做好监控量测,重点是顶拱下沉和周边收敛两侧,对量测数据及时进行分析处理,并根据表1和表2采用三级预报控制,对出现的问题及时处理。
表1隧洞周边允许相对位移%
围岩类型
覆盖层厚度
<50m
50~300m
ⅡⅢ
0.10~0.30
0.20~0.50
Ⅳ
0.15~0.50
0.40~1.20
Ⅴ
0.20~0.50
0.60~1.60
注:
脆性围岩取表中较小值,塑性围岩取表中较大值
(4)加强施工质量控制和测量控制,避免人为因素造成侵限的发生。
表2实测允许相对位移分级控制表
变形控制分级
实测变形区间
采取措施
一级
V<V2/3
0.20~0.50
二级
V2/3≤V≤2V2/3
0.40~1.20
三级
V>2V2/3
0.60~1.60
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 程儿山 隧道 侵限换拱 处理 技术