白岩隧道初期支护换拱方案最终版.docx
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白岩隧道初期支护换拱方案最终版
白岩隧道左洞ZK57+100--ZK57+145段初期支护换拱方案
目录
第一章、编制依据和范围1
1.1编制依据1
1.2编制范围1
第二章、工程概况1
2.1工程简介1
2.2侵限段落简介2
第三章、换拱置换方案2
3.1总体施工方案和施工流程2
3.2技术准备3
3.3施工准备3
3.4临时处治4
3.5换拱方案5
3.6换拱注意事项7
第四章、质量保证措施8
第五章、安全保证措施8
5.1险情应急处理8
5.2安全教育9
5.3安全物资9
第六章、附件9
第一章、编制依据和范围
1.1编制依据
1.1.1《白岩隧道设计图》
1.1.2《白岩隧道初支侵限处理方案四方会议纪要》
1.1.3《公路隧道施工技术规范》JTGF60—2009
1.1.4《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1—2004
1.1.5《白岩隧道临时处治设计图》
1.2编制范围
本方案适用于重庆忠万高速公路A5标白岩隧道初期支护ZK57+145--ZK57+100段范围内换拱处理施工。
第二章、工程概况
2.1工程简介
白岩隧道进口位于重庆市万州区新田镇高家村三组,出口位于盐井社区龙池村三组,起讫桩号为左洞ZK55+246~ZK57+295.27、右洞K55+246.3~K57+290,均长为2046.485m,距万州城区约40km,距盐井社区约3.0km,进出口均无公路相通,交通不便。
进口段为自然斜坡,地形坡度较大,呈阶状,坡角20~35°左右,局部为陡坎,地面高程约为618.6~660m,相对高差为41.4m,为逆向坡。
隧道洞身段:
从进口到出口,隧道以30~45°左右的轴线方向与岩层走向呈20~35°的角度相交,洞身段地形总体为鞍部一侧的斜坡(西高东低),洞轴线位于斜坡中下部。
隧道区最高点在ZK39+440处,高程769.02m,最低点在隧道进口处,高程623.97m,相对高差145.05m。
隧道出洞口位于万州区新田镇盐井社区龙池村三组起讫桩号为K55+246+K57+290,长度为2043.7m处于斜坡下部顺坡向冲沟的右侧,出口处地形坡向40°左右,地形坡角约25~40°,地面高程约为568.5~621.7m,相对高差为63.2m,为切向坡,存在地形偏压。
2.2侵限段落简介
ZK57+100--ZK57+145段设计为四级围岩,属于小净距段,岩体由粉质粘土和强风化页岩组成,粉质粘土力学性能差,强风化页岩岩体破碎,节理裂隙发育,吸水容易膨胀,无自稳能力,开挖后沿顺层面产生滑移。
在初期支护施工中,项目部测量队及第三方监控量测发现,本段初期支护变形量已经严重超出设计值,最严重部分已侵入二衬36cm。
根据现场施工情况和第三方监控量测发现,导致侵界原因有以下2点:
1、页岩吸水膨胀,导致拱顶下沉。
2、在初期支护施工中,开挖存在欠挖现象,工人安装工钢前未对超挖部分进行凿除,导致侵限。
经研究决定对该段采取换拱方案解决侵界问题,确保初期支护和二衬厚度满足施工质量要求。
白岩隧道左洞出口从大里程往小里程方向施工,现掌子面桩号为ZK57+073,掌子面已停止施工;下导坑支护桩号为ZK57+125;仰拱及仰拱回填浇筑桩号为ZK57+145。
第3章、换拱置换方案
3.1总体施工方案和施工流程
1)ZK57+155--ZK57+090段先用I18工钢(护拱)进行临时加固;
2)ZK57+100--ZK57+145段均采用Φ42*4mm小导管注浆加固处理;
3)对侵限段进行全断面换拱,由大桩号往小桩号施工。
4)隧道换拱施工流程图如下:
图1隧道换拱施工流程图
3.2技术准备
1)对初支变形地段每榀拱架进行断面净空检查,并绘出侵限断面图(详见附件)。
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识。
标识必须清晰、准确,断面图所反映出的隧道超欠挖的里程、部位,综合研究确定出每段合理的换拱部位。
3.3施工准备
1)制定侵限处理施工方案,并报监理审批后实施换拱;
2)进行人员、机械、设备及换拱所需材料的准备工作;
3)对换拱班组进行安全培训和技术交底;
3.4临时处治
3.4.1ZK57+145--ZK57+125段临时处治(下台阶已开挖)
对侵限段凹凸不平的初支面先进行补喷混凝土,保证初支面平顺光滑,采用I18工钢(护拱)进行临时加固处理,间距1m,纵向采用Φ22钢筋连接,环向间距1m,等I18工钢加固好后,在原初支拱架位置采用Φ42*4mm小导管进行径向注浆(注浆和打孔要求以设计图纸为准),小导管长4.5m,环向*纵向间距为1.2*1m,在I18临时工钢锁脚处分别采用L=5.0m长的Φ42*4mm小导管进行锁脚(共计4根)。
超前小导管采用水泥单液注浆,注浆参数建议如下:
注浆压力0.5--1.0MPa;
水泥浆水灰比W/C=1.0;
水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥;
当注浆压力表达到1.0MPa且每孔注浆量大于0.08方时,视为注浆饱满,可结束此孔的注浆。
3.4.2ZK57+125--ZK57+100段临时处治(下台阶未开挖)
对侵限段凹凸不平的初支面先进行补喷混凝土,保证初支面平顺光滑,采用I18工钢(护拱)进行临时加固处理,间距1m,纵向采用Φ22钢筋连接,环向间距1m,等I18工钢加固好后,在原初支拱架位置采用Φ42*4mm小导管进行径向注浆(注浆和打孔要求以设计图纸为准),小导管长4.5m,环向*纵向间距为1.2*1m,在I18临时工钢锁脚处分别采用L=5.0m长的Φ42*4mm小导管进行锁脚(共计4根)。
临时护拱每加固2榀后在两端拱脚用I18工钢为横撑闭合成环(见图2),由大桩号往小桩号方向施工。
超前小导管采用水泥单液注浆,注浆参数参照3.4.1进行。
图2上导坑I18工钢闭合成环
3.4.3在临时加固这段时间里面,及时做好洞内的排水设施,加快洞门口的二衬施工,完成洞门口二衬施工后跳槽浇筑ZK57+167--ZK57+155段二衬。
监控量测记录好每天的变形沉降数据,待初支变形趋于稳定或变化沉降量小的情况下开始钢拱架置换。
3.5换拱方案
3.5.1换拱方法
根据断面测量结果,ZK57+100--ZK57+145段初支整体往右偏移(最大偏移为36cm),且拱顶下沉,所以钢拱架需要整环换拱,拆一榀临时支撑换一榀拱架,换拱方向由大桩号往小桩号方向施工。
测量放样第一榀拱架位置,用喷漆标记好里程桩号、开挖刻槽宽度和深度、侵限尺寸。
1)开挖
利用开挖台车,对初支面人工进行风镐开挖刻槽,采用顺序开挖,先墙后拱且每次只能开挖一榀拱架,严禁采用爆破作业,尽量减少对围岩的扰动。
或者采用破碎锤对初支面进行破碎,人工配合清理出槽,每次也只能开挖一榀拱架。
超挖处用喷射混凝土回填,开挖预留变形量为12cm。
2)立架施工
测量放样钢拱架的轮廓线,看其平面是否超欠挖。
如果欠挖,继续人工用风镐凿除;超挖的话,用C20早强混凝土补喷。
初支面刻槽后,清理槽内松散泥土和石子,槽内的钢筋网片和纵向连接筋予以割除,如果有必要,可在槽内初喷2--5cm厚C20早强混凝土。
然后利用临时钢支撑锚管与钢拱架有效焊接。
本段立架采用I18钢拱架为钢支撑,每榀间距为100cm,拱脚处落在坚实的基岩上,不得悬空和落在虚渣上面。
当钢拱架嵌入锁脚锚管后,用Φ22螺纹钢为纵向钢筋,焊接在原Φ22螺纹钢(ZK57+146--ZK57+145原纵向钢筋)上面,环向间距为1m,当所有纵向钢筋焊接好后采用直径Φ22的U型钢筋有效焊接在锚管和工钢处,U型钢筋每根长度为30cm,共计4根。
两工字钢搭接采用d=10mm钢板螺栓搭接,对每节工字钢有焊缝的地方用小钢板加焊。
置换钢拱架后经监控量测确认变形趋于稳定,方可拆除原钢拱架。
拆除原拱架严禁爆破作业,只能人工用风镐开挖进行拆除。
图3隧道纵向拆除工字钢
3)砂浆锚杆施工
采用L=3.5m长的Φ22普通砂浆锚杆进行施工,环向*纵向间距为1.0*1.0m,锚杆安装完毕后,待达到额定强度后,开始安装锚杆垫板。
垫板应保证与支护面岩面密贴。
4)钢筋网片施工
钢筋网片随岩面起伏铺设,保护层厚度不小于2cm,与岩面间歇不大于3cm,钢筋应与锚管有效搭接,不可拔出原初支面的锚杆和小导管。
需要注意的是第一榀拱架换拱完成后,钢筋网片直接搭接在ZK57+146--ZK57+145原钢筋网片上面;第二榀拱架换拱完成后钢筋网片与第一榀拱架上面的钢筋网片有效搭接,以此类推。
5)喷射混凝土施工
改进喷射混凝土施工方法,加强对喷射手的施工操作和教育,不能在出现喷混质量差、喷混成团状、初喷轮廓凹凸不平等现象,应保证混凝土面平顺光滑。
然后进行下个循环施工并加强监控量测。
6)下导坑施工
ZK57+145--ZK57+125段下导已开挖,待监控量测数据显示稳定后及时浇筑仰拱及仰拱回填,然后对其断面进行二次衬砌,保证施工质量和施工安全。
ZK57+100--ZK57+125段上导坑初支换拱结束后且监控量测数据显示变形和沉降趋于稳定时,开始下导坑开挖。
下台阶左右侧开挖每次不超过3榀,仰拱开挖左右侧不超过3m,下拱脚采用L=5.0m长的Φ42*4mm小导管当锁脚锚杆使用,左右侧每榀各2根,注浆完毕堵孔后把I18钢拱架嵌入锁脚锚管中,然后用直径Φ22的U型钢筋有效焊接在锚管和I18工钢处;工钢纵向连接筋、锚杆、钢筋网片施工方法参照上导坑换拱施工;上下导坑连接钢板处必须用螺栓连接好,下拱脚必须落在坚实的基础上,不得悬空和落在虚渣上,下导坑每开挖6m,仰拱及回填就浇筑6m,二次衬砌施工就浇筑6m,保证施工质量和施工安全。
3.6换拱注意事项
1)对拱架的置换应遵循先加固后置换、先墙后拱的原则,换拱前对原初期支护进行注浆加固,经监控量测沉降及收敛已趋于稳定或变形量小的时候,开始换拱施工。
2)刻槽时主要以人工利用风镐刻槽为主,严禁采用爆破作业,且每次只能置换一榀,刻槽时注意预留变形量;
3)置换时确保钢架连接按照原设计钢板+连接螺栓的方式有效连接,并按照原设计位置施作锁脚锚管,锚管要紧贴钢架,并通过直径Φ22的U型钢筋有效焊接,及时用喷射混凝土封闭。
4)监控量测点的布设要与换拱作业同步进行,在换拱这段时间里,加强观测的次数(每天不少于2次),对其量测的数据要及时跟进和更新。
5)拆除拱架时要随时注意围岩情况,如发现围岩破碎及掉块现象,立即停止拆除,用喷射混凝土封闭拆除面后进行径向注浆,以稳固围岩。
6)专职安全员全面负责隧道的换拱安保工作,不得私自和无缘无故离开施工现场。
第四章、质量保证措施
4.1对所有施工人员进行技术交底,吃透换拱技术方案。
4.2配备先进测量仪器和监控量测仪器,由专业技术人员计算、复核、换手施测,及时跟进和更新相关数据。
4.3配备性能良好、先进的试验检测设备,试验人员均持证上岗,现场检验施工原材料,对不合格品一律清除。
4.4抽调具有隧道丰富施工经验的专业技术人员、管理人员、熟练技工组成人才群体,担负本次换拱任务。
4.5各个班组的操作者做到考核合格、持证上岗。
在施工中,坚持“三检”制度,实行程序化、标准化、规范化作业。
第五章、安全保证措施
5.1险情应急处理
现场施工时间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,在换拱台架的前后各堆放沙堆,在极度危险的情况下,人员可以跳到沙堆上迅速撤离。
施工期间,现场施工负责人和技术人员对各支护部位进行定期检查。
当发现量测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。
加强围岩开挖后变形量测,根据量测数据分析结果,反馈指导施工,保证开挖及换拱的安全和质量。
施工中,指定专人对洞内围岩及地面位移变形情况进行观测,出现异常情况立即停工处理。
5.2安全教育
对所有现场人员进行全员安全教育,并进行安全技术交底,从思想上高度重视安全。
所有进入隧道施工的人员,佩戴安全防护用品,严禁酒后上班,做好实名制登记。
5.3安全物资
配足必要抢险物资,如砂子、工字钢、方木、灭火器、急救药品、纱布、强光电筒、安全标示、救援管道、食品以及一部车等。
第六章、附件
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- 隧道 初期 支护 方案 最终版