隧道换拱技术交底.doc

技术交底 承包单位沈海复线（漳州段）A5合同段中铁十七局集团有限公司项目经理部被交底人隧道队伍编号工程名称新店隧道换拱日期2011.12.3施工技术负责人黄勇交底人新店隧道换拱方案1、工程概况1.1、工程地质情况新店隧道全长430m，左右洞呈分离布置，左洞ZK30+204ZK30+652，长448米，右洞YK30+195YK30+607，右线412米。新店隧道区属剥蚀区丘陵地貌，地表植被发育，地形起伏变化一般，山体较圆缓，天然山体坡度约15-30。进口处地面高程70-72m，出口处地面高程59-61m，进口段自然坡度15-20，出口段自然坡度20o-30o。明洞经设计变更后，右洞出口为YK30+593YK30+625，左洞出口为ZK30+636ZK30+645。隧道右洞出口，开挖后边坡极不稳定。表层覆盖薄层的坡积粘性土，洞身处围岩以残坡积土-花岗岩风化层为主，球状风化现象发育。围岩呈碎、裂状松散结构，为软极软岩，易坍塌，处理不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌。同时大量孤石无序堆叠形成岩堆体，孤石间存在较大孔洞，对边仰坡稳定造成较大影响。勘察期间地下水埋深较深，但雨季施工可能出现淋雨状出水，单位出水量10L/min.m。隧道左洞出口，开挖后边坡极不稳定。表层覆盖2.2-7.9m的坡积粘性土，洞身处围岩以残积粘性土-砂土状强风化花岗岩为主，球状风化现象发育。围岩呈碎、裂状松散结构，为软极软岩，易坍塌，处理不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌。勘察期间地下水位高于洞顶，雨季施工可能出现淋雨状出水，单位出水量10L/min.m。1.2、施工情况1.2.1、新店隧道左洞施工情况现场左洞洞身开挖采用三台阶预留核心土法进行施工，明暗交界桩号为ZK30+636，上台阶开挖于2011年10月4日开始，施工同时跟进中下导坑初期支护施工，至2011年11月8日上导坑开挖至ZK30+608处，因已施工的初支多处变形沉降量较大暂停施工，紧跟中、下导及仰拱施工，及时封闭初支。至目前，中导坑至ZK30+612，下导坑至ZK30+617，仰拱施工至ZK30+624。上台阶掌子面停止施工后，施工方采用临时钢支撑对两侧拱脚及拱顶初支进行加固支撑。由于隧道围岩自承性较差，开挖后初支变形明显加大，沉降量急剧增加，施工方在开挖过程中对初支钢支撑预留沉降量加大至4050cm，仍无法满足要求，目前左洞所有初支支护均已侵入二衬空间。11月15日施工方对洞内ZK30+636ZK30+622两侧边墙开始进行小导管加固施工，2011年11月17日凌晨开始注浆加固至晚上完成注浆。2011年11月16日下午施工方开始左洞ZK30+636622洞顶地表小导管施工，至20日完成，18日开始地表注浆，19日、20日两天大雨暂停注浆，至21日恢复注浆至23日完成。2011年11月20日施工方开始ZK30+622612地表小导管施工，23日开始注浆，11月26晚发现地表下陷坑穴，里程约为ZK30+610，且随时间加大加深，至27日早上发现坑底有积水，坑深约2米，直径约2.5米。1.2.2、新店隧道右洞施工情况现场右洞洞身开挖采用三台阶预留核心土法进行施工，明暗交界桩号为YK30+593，上台阶开挖于2011年10月27日开始，施工同时跟进中下导坑初期支护施工，至2011年11月10日上导开挖至YK30+573处，因掌子面初支变形沉降量较大暂停施工，紧跟中、下导及仰拱施工，及时封闭初支。同时，对上台阶进行临时钢支撑加固。2011年11月17日至20日大雨过后，由于地表裂缝有明显加大加深趋势，洞内掌子面YK30+578YK30+573初支开裂变形明显且有向外下滑的迹象，施工方于11月25日开始对该处地表裂缝进行小导管地表注浆加固，同时对洞内掌子面采用砂袋进行封堵，11月26日早上施工方开始对洞内YK30+578初支开裂处进行小导管施工，下午发现裂缝突然加大后小导管暂停施工，对该处进行重新喷射混凝土封堵裂缝，同时对地表裂缝坍塌处进行回填注浆加固。至目前为止，中导至YK30+578，下导坑至YK30+580，仰拱施工至YK30+585。由于隧道围岩自承性较差，开挖后初支变形明显加大，沉降量急剧增加，右洞部分初支已侵入二衬空间。截止目前，YK30+593YK30+580初支虽有变形沉降但还未侵入二衬净空，YK30+580YK30+573受地表坍塌开裂影响，已侵入二衬空间。2、换拱方案鉴于ZK30+608ZK30+636段初期支护已侵入二衬20cm40cm,而该段隧道级围岩二衬厚度为55cm,为满足设计支护厚度要求，在确保安全及质量的前提下必须对该段隧道初期支护做换拱处理。2.1、施工准备2.1.1、成立该隧道换拱领导小组建立质量责任制，将质量目标层层分解，制定各级、各部门质量工作岗位责任制，明确具体的质量责任，把质量管理的每项工作、每个环节具体落实到每一个部门、每一个人，切实把质量工作落到实处。组长职责：项目经理作为第一责任人主要组织实施换拱方案，制定落实质量和技术保证措施。定期向建设单位、监理和质量管理部门汇报施工情况。副组长职责：项目总工具体编制该隧道的换拱方案并组织落实，对施工过程组织技术人员进行监督、指导并作好监控量测，及时处理现场险情。现场负责人主要督促施工人员严格按照方案要求进行施做，并做好现场人员及机械设备的安全管理工作。工程部职责：具体组织实施换拱方案的落实并对施工全过程进行指导，负责技术交底的制定和现场监控量测并对监控量测结果进行分析，及时上报。对施工人员进行技术交底及培训工作。安质部职责：制定详细的安全应对措施，对施工全过程进行监控并及时处理。其他部门：负责落实物资供应及相关配套工作。施工队：组织有经验的专业施工队伍，施工前对所有施工人员进行安全交底，严格按照换拱方案及有关技术要求进行施工，现场必须听从技术及管理人员的指导。换拱施工质量管理体系组织机构图 组长：李子杰副组长：侯明中副组长：黄勇工程部 陈建测量班 刘志平安质部 张辉鹏物资部 何小辉隧道施工队2.1.2、建立健全安全管理组织机构成立以施工负责人为组长的安全领导小组，现场负责人、技术负责人任安全领导小组副组长，施工队设安全管理检查小组及专职安全员，从施工、技术方面来保证施工生产的安全。安全领导小组办公室设在隧道施工队部，成立相安全管理检查小组，并在各工班设兼职安全检查员，坚持经常性的施工安全管理检查及监督指导。安全管理小组组长：李子杰副组长：侯明中副组长：黄勇工程部 陈建测量班 刘志平安质部 张辉鹏物资部 何小辉隧道施工队专职安全员2.1.3、机械设备利用该隧道现有设备提前加工换拱台车、钢拱架、制作钢筋网片，按照设计及方案要求加工小导管；并租赁一台挖掘破锥机。2.2、建立监控量测系统2.2.1量测程序监控量测的目的在于监测围岩变形，验证支护衬砌的设计效果，保证围岩稳定和施工安全；提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定衬砌的施做时间；通过对量测数据的分析处理，掌握地层稳定性变化规律，预见事故和险情，作为调整和休整支护参数及施工方法的依据，提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息。数据处理分析、研究地质资料，制订监控量测计划施 工监控量测工作面状态评价监控量测程序图 已施工区段的支护加强安全否否施工方法变更支护加强施工方法变更支护减弱是经济否否是施工是否完成否是结 束2.2.2测点布置在新店隧道换拱过程中，监控量测严格进行地表下沉量测、拱顶下沉量测、水平净空收敛量测三项量测。2.2.3布点观测施工前，在洞内该段初期支护钢架上布置监控量测点，拱顶下沉观测点及净空收敛观测点按每2米一个断面进行布设，以观测围岩及初期支护结构的变化；洞顶原地表，每5米一个断面布设地表下沉观测点，以观测地表沉降。周边收敛、拱顶下沉及地表下沉各项目测点尽量集中断面布设，以便量测成果分析；地表下沉观测点，以隧道中线为中心每5米布置5个点，从隧道换拱施工开始进行地表沉降观测，采用全站仪进行观测，观测频率为每天一次。拱顶下沉观测点，在隧道需换拱的初期支护上每三米设置一个点，换拱施工完的初期支护上每两米设置一个点，并且在换拱施工完6小时内进行第一次观测，仪器采用高精度水准仪，观测频率为每天两次，直至二衬完成后为止。净空收敛观测点，在拱顶下沉观测点同一断面设置，仪器采用高精度收敛仪，观测频率同拱顶下沉观测。2.3.4量测整理及分析通过对量测结果整理与分析，及时安排施做衬砌的时间，是控制隧道下沉，保证隧道施工安全与净空的重要一环。根据现场量测数据绘制位移-时间曲线图，在位移-时间曲线趋于平缓时进行回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律，回归分析为建立下沉量（U）随时间（T）发展的时态函数，根据测点位移变化速率判断围岩稳定状况，当隧道周边变形趋势有明显减缓趋势，则说明隧道变形基本处于稳定状态，当变化速率过快、过大，或当位移-时间曲线出现反弯点时，说明位移出现反常的急剧增加现象，表明围岩及支护已呈不稳状态，应及时加强支护并停止作业，并根据现场及施工情况进行分分析。2.2.5、加强监控量测工作监控量测不仅对原初期支护钢架变形进行观测，对置换后的拱架同样要加强观测，量测人员应及时对测量结果进行分析。开挖过程中注意观察初期支护状态包括喷砼层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、支撑是否压屈变形进行观察分析。对以上情况进行详细描述、记录，并予以评估，作为及时采取支护参数选择的参考及量测等级选择的依据。量测方法及频率 现场量测时根据开挖、换拱各工序作业持续时间加大测量频率。2.2.6监控量测人员：刘志平、张扬、陈小龙、涂小强2.3、换拱方案在换拱前，对已侵限的初期支护进行加强，采用径向小导管（L=6m）对岩体注浆间距80cm80cm呈梅花型布置；然后利用换拱台车和挖掘破锥机先在2榀间开槽，并架立已加工好的工字钢复喷至设计厚度，待更换钢拱架两侧的工字钢架立完成并复喷完成后，再更换已侵限的工字钢。对每环的拱架置换应遵循先墙后拱的原则；开挖主要以挖掘破锥机配合人工开挖为主，严禁采用爆破作业；对已换拱段，必须及时、分段进行衬砌。2.3.1、小导管注浆为保证开挖及换拱过程中人员及机械设备安全,防止岩体受力太大而坍塌,对拱部及边墙采用50mm，L=6米长小导管注浆，小导管采用钢花管，环、纵向间距0.8米，梅花形布置，在每榀初期支护钢架与小导管连接处将小导管与钢架锁死, 以保证在开挖拆除拱架时的安全。浆液采用1:1水泥浆液,注浆压力：0.51.0MPa。技术值班：蓝天成。2.3.2、置换顺序及原则利用换拱台车和挖掘破锥机先在2榀间开槽，并架立已加工好的工字钢复喷至设计厚度，待更换钢拱架两侧的工字钢架立完成并复喷完成后，再更换已侵限的工字钢。对每环的拱架置换应遵循先墙后拱的原则；开挖主要以挖掘破锥机配合人工开挖为主，严禁采用爆破作业。2.3.3、开挖及钢架拆除开挖及钢架拆除顺序：充分利用换拱台车，采用顺序开挖，先墙后拱方法，且每次只能开挖一榀，开挖主要以换拱台车和挖掘破锥机为主，严禁采用爆破作业，尽量减少对围岩的扰动。开挖预留量25cm。2.3.4置换开挖前要将制作好的20b钢架及钢筋网运至现场，喷浆机等设备调试好，开挖拆除原初期支护钢架完成后立即对岩面进行初喷，架设新钢架，并铺钢筋网片，同时利用注浆的小导管将钢架与钢筋网焊接固定，完成后立即进行C25喷砼作业，待喷砼强度达到设计强度后方可进行下一循环开挖。2.3.5、对已换拱段，必须及时、分段进行衬砌。3、安全保证措施3.1、换拱台车加固对换拱台车进行加固，在台车推到作业位置后，首先对台车进行定位，防止台车的移动，为防止台车受压力过大发生危险，措施为用工字钢加工四个顶撑台座，台车就位固定后，每侧两个顶撑台座支撑在台架下部横梁的下方。3.2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，现场施工负责人会同技术人员对各部支护进行定期检查。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。3.3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。建立安全领导小组，落实岗位责任制。施工人员进行岗前培训，技术人员上课、现场指导。所有进入隧道工地的人员，佩戴安全防护用品。对隧道施工人员要坚持班前安全教育，严