广塔隧道出口换拱专项方案修改

中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部 广塔隧道出口换拱施工方案广塔隧道出口换拱施工方案 编制 编制 年年 月月 日日 审核 审核 年年 月月 日日 审批 审批 年年 月月 日日 中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部 二零一六年十一月二零一六年十一月 中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部 广塔隧道出口换拱方案 目目 录录 一 一 编写依据编写依据 1 二 二 工程概况工程概况 1 三 三 设计地质描述设计地质描述 1 四 四 隧道施工情况描述隧道施工情况描述 2 五 五 换拱原因分析换拱原因分析 3 六 变形段处理原则六 变形段处理原则 3 七 七 换拱方案换拱方案 3 7 1 施工计划安排 3 7 2 施工准备 4 7 3 人员及设备安排 4 7 4 加强监控量测工作 5 7 5 监控联测项目及测点布设 6 7 6 换拱前准备工作和加固措施 7 7 7 换拱具体实施步骤 8 7 8 施工工艺 9 7 9 换拱注意事项 10 八 八 安全保障措施安全保障措施 10 8 1 组织措施 10 8 2 具体措施 10 九 九 防止侵限措施防止侵限措施 11 中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部 广塔隧道出口换拱方案 1 广塔隧道出口换拱专项方案广塔隧道出口换拱专项方案 一 一 编写依据编写依据 1 广塔隧道设计图 玉磨铁路施隧 65 2 铁路隧道工程施工技术指南 TZ204 2008 3 铁路隧道工程施工质量验收标准 TB10417 2003 4 铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南 TZ231 2007 5 玉磨铁路隧道施工图参考图 6 中交二航局玉磨铁路实施性施工组织设计 7 新建玉溪至磨憨铁路招标文件 站前澄清 站前二次澄清和甲供清单 8 铁路隧道工程施工安全技术规程 TB10304 2009 9 铁路隧道风险评估与管理暂行规定 2007 200 号 10 本公司所拥有的技术力量 机械设备状况 管理水平 工法及科研成果和 多年积累的工程施工经验 11 国家 铁路总公司和地方政府关于安全生产和环境保护的法律法规 二 二 工程概况工程概况 广塔隧道位于勐养 西双版纳区间 进口里程 DK359 085 出口里程为 DK361 161 全长 1076m 为双线隧道 左右线间距为 4 2m 4 306m 隧道线路 纵坡 进口段 115m 位于平坡段 出口段 961m 位于 10 0 上坡 线路平面 全隧 除 DK359 758 645 出口 DK360 161 段位于半径 R 3000 的左偏曲线上外 其余地 段均位于直线上 隧道进口紧邻景洪澜沧江双线大桥桥台 隧道洞身最大埋深约 87m 最小埋深约 9m 三 三 设计地质描述设计地质描述 3 1 顺层偏压 广塔隧道穿越三叠系上统小定西组下段 T 3 x 1 泥岩 砂岩地层 岩层产状 为N80 E 40 SE 岩层走向与线路夹角34 倾向线路左侧 横断面视倾角35 隧 道右侧存在顺层偏压 隧道进口路堑右侧边坡存在顺层问题 边坡开挖时可采用顺层 清方等措施 3 2 砂土液化 中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部 广塔隧道出口换拱方案 2 根据 铁路工程抗震设计规范 GTJ004 2006 建筑抗震设计规范 GBJ11 2010 及 铁路工程地质原位测试规程 TB10018 2003 DK360 250 DK361 500段20m以上粉土 细砂层为轻微液化土层 3 3 膨胀土 DK360 250 DK361 686 39段分布四系全新统冲洪积 Q 4 al pl 层粉质黏土 具弱 中等膨胀性 测区段落针对粉质黏土取土样176组 其中54组具有膨 胀性 其自由膨胀率为36 83 蒙脱石含量M 7 17 25 25 阳离子交换量 CEC NH 4 113 5 307mmol kg DK359 650 DK360 250段分布四系全新统坡洪积 Q 4 dl pl 层粉质黏土 具弱 中等膨胀性 测区段落针对粉质黏土取土样9组 其中7组具有膨胀性 其 自由膨胀率为40 81 膨胀土土体随环境的干湿变化 具有显著膨胀 软化 崩解和失水急剧收缩 开裂 硬结现象 并能产生往复膨胀变形 对路堑挖方边坡影响较大 路堑边坡开挖应加强 防护措施 施工中做好防排水措施 测区膨胀土大气影响深度为4 0m 大气影响急剧层深度为1 8m DK360 145 DK360 090段围岩设计为Vpzk 施工方法为三台阶法 其中 DK360 145 DK360 115段设计 108大管棚超前支护 DK360 115 DK360 090设计 76 中管棚超前支护 四 四 隧道施工情况描述隧道施工情况描述 广塔隧道出口目前掌子面里程为 DK360 110 仰拱端头里程为 DK360 125 二衬端 头里程为 360 145 明暗交接 DK360 133 DK360 113 段施工日期为 2016 年 10 月 18 日至 2016 年 11 月 8 日 施工工法 DK360 133 DK360 115 计 108 大管棚超前支护向设计 47 根 环线 间距 0 4 米 钢架采用 I22b 型钢支护间距 0 5 米 拱部采用 25 组合中空锚杆 边 墙采用 22 砂浆锚杆间距均为 2 1 环 纵 8 钢筋网片 采用 C25 耐腐蚀混凝土 喷射厚度为 29cm 初期支护完成后 对 DK360 133 DK360 113 段进行长时间连续的沉 降观测每天均有 3 5mm 的匀速沉降及周边收敛 在 2016 年 11 月 7 日至 9 日该地区有 中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部 广塔隧道出口换拱方案 3 连续的大雨天气 雨水渗透地表覆盖层 浅埋段 5 7m 初支断面出现掉块 拱架开 裂 进过测量发现变形量已经超过初期支护预留量 部分已侵入二衬厚度 五 五 换拱原因分析换拱原因分析 DK360 133 DK360 113 段围岩为顺层偏压膨胀土 膨胀土体随环境的干湿变化 具有显著膨胀 软化 崩解和失水急剧收缩 开裂 硬结现象 并能产生往复膨胀变 形 由于洞口段为浅埋段 进过长时间的雨水渗透 遇水承载力急剧下降 开挖后 自稳时间短 围岩收敛过程长 沉降量偏大 导致拱顶下沉形成侵限欠挖 六 变形段处理原则六 变形段处理原则 2016 年 11 月 11 日经过设计院 监理 施工单位一起勘察现场后 确定处理意见 1 洞内加固处理 1 掌子面停止掘进 封闭掌子面 2 DK360 136 113 段初支拱架每节增设 2 根锁脚锚管 锚管采用 42 小导管 长 度 5m 3 DK360 136 113 段拱墙进行 42 小导管注浆加固处理 采用 1 1 水泥浆 间距 为 0 5m 环 0 8 纵 长度 5m 注浆压力 0 5 0 8MPa 2 地表处理 地表及截水天沟开裂处采用砂浆进行封堵 DK360 120 140 段地表采用锚网喷进行封 闭 喷 C25 耐腐蚀砼 厚 12cm 8 钢筋网 网格间距 20cm 20cm 封闭宽度 26m 3 加强地表 洞内变形观测 加固处理完 待变形稳定后进行断面净空测量 七 七 换拱方案换拱方案 鉴于 DK360 133 DK360 113 段部分初期支护已侵入二衬 为满足设计拱墙衬砌厚 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 根据现场测量结果 确定处理方式 1对于侵入二衬砌厚度 H 3cm 人工用风枪凿除部分初支表面砼 确保拱墙衬砌 满足设计要求 2对于侵入二衬砌厚度 H 3cm 部位 人工或采用挖机炮锤开槽拆除侵限位置钢 架 重新设置钢架 确保拱墙衬砌满足设计要求 中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部 广塔隧道出口换拱方案 4 7 17 1 施工计划安排施工计划安排 根据现场施工情况对广塔隧道出口换拱段做以下施工进度计划安排 DK360 133 DK360 113 2016 12 03 2016 12 31 图 7 1 1 广塔隧道换拱施工横道图 2016 年 工作内容开始时间完成时间 12 上旬 12 中旬 12 下旬 初支换拱 2016 年 12 月 03 日 2016 年 12 月 31 日 7 27 2 施工准备施工准备 制定换拱施工方案 并报监理审批后实施换拱 进行人员 机械 设备及换拱所需的材料的准备工作 对换拱工班进行安全培训和技术交底 7 37 3 人员及设备安排人员及设备安排 表表 1 1 广塔隧道领导小组人员广塔隧道领导小组人员 序序号号班班组组人人数数 人人 备备注注 范范围围 1项目经理 1方刚 2总工 1吴忠仕 3项目副经理 3罗德 薛涛 周君 兼安质经理 4项目副总工 1周洋 5工程部 3裴小刚 赵瑶 王瑶 6安质部 4涂家林 周君 王建营 靳伟光 表表 2 2 换拱作业人员安排表换拱作业人员安排表 序号职务人数分工 1 队长 1 负责全面协调 2 技术主管 1 负责技术指导工作 3 测量员 2 负责换拱期间监控量测 中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部 广塔隧道出口换拱方案 5 序号职务人数分工 4 安全员 2 负责安全指导和安全值班 5 工人 9 负责凿除 换拱等工作 表表 3 3 换拱机械设备安排表换拱机械设备安排表 序号设备名称型号数量备注 1 挖掘机 炮捶 PC2201 自有 2 装载机 LG8561 自有 3 空压机20 立方 2 自有 4 风动凿岩机 天水 YZ 28 型 2自有 4 风镐 2 自有 5 电镐 2 自有 6 台架 1 自有 7 湿喷机耿力 7m3 h 1 自有 7 47 4 加强监控量测工作 加强监控量测工作 本工程按照 铁路隧道监控量测技术规程 Q CR 9218 2015 的有关要求进行 监控量测 新奥法隧道施工的特点是 借助现场量测对隧道围岩进行动态监测 据此 指导隧道的开挖作业 使支护结构的设计与施工进一步优化 现场监控量测不仅监测 各施工阶段围岩和支护动态 确保施工安全 而且是调整初期支护设计参数 确定二 次衬砌和仰拱的施作时间的依据 隧道监控量测工作紧跟开挖面进行 在隧道换拱喷砼完成后 及时进行监控量测 随时掌握初期支护的工作状态 指导和确定二次衬砌施作时间 监控量测不仅对原初期支护变形进行观测 对换拱后的的初期支护同样要加强观 测 对换拱前后拱顶下沉及围岩收敛观测每天 2 次 测量人员应及时对测量结果进行 分析 汇总并上报工程部 换拱过程中注意观察初期支护状态包括喷射混凝土层是否产生裂缝 剥离和剪切 破坏 支撑是否变形进行观察分析 对以上情况进行详细描述 记录 作为及时采取 中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部 广塔隧道出口换拱方案 6 支护参数选择的参考级量测等级选择的依据 现场量测根据开挖 换拱各工序作业持 续时间加大测量频率 7 57 5 监控联测项目及测点布设 监控联测项目及测点布设 结合本隧道具体条件 确定开展的必测监控量测的项目有 洞内外观察 拱顶下沉 周边位移 收敛以及浅埋段的地表下沉 选测项目暂定为围岩应力量测和格栅应力量测 量测项目 方法及布置见表 5 3 1 1 地表沉降横向测点布置示意图见图 1 1 台阶法 围岩量测监控点布置示意图见图 1 2 不 不 不 不 不 不 不 H 0 2 5m 45 不 不 不 不 图图 1 11 1 地表沉降横向测点布置示意图地表沉降横向测点布置示意图 AA BB BB DDDD 不 不 不 不 CC CC 图图 1 21 2 三台阶围岩量测监控点布置示意图三台阶围岩量测监控点布置示意图 中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部 广塔隧道出口换拱方案 7 7 67 6 换拱前准备工作和加固措施换拱前准备工作和加固措施 初期支护未侵限的 在拱顶下沉和围岩收敛基本稳定后 加紧隧道二衬施工 尤其是仰拱混凝土要及时施做 二衬施做由大里程向小里程方向施做 待换拱完成 稳 定后 立即施做换拱段二衬 换拱前 应该对换拱段拱墙部位进行注浆固结 注浆孔按梅花形布置 孔口环 向间距为 0 8m 纵向间距 0 5m 注浆管采用钢花管 钢花管制作采用 42mm 壁厚 3 5mm 的热轧无缝钢管 钢管长 5 0m 注浆管应埋设牢固 并有良好的止浆措施 注浆采用水泥浆 注浆压力 1 0 2 0MPa 浆液水灰比 1 1 重量比 初期支护侵限处理需要破除原有的喷射混凝土 打开拱架连接板 此时隧道原有的平衡状态将会遭到破坏 拱架会在自重及偏压作用下发生坍塌 为了 避免此种情况发生 确保施工安全 在拆除初期支护前 必须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 I20a 型钢加工制作成支撑排架 其顶端与初支钢架 B 单元顶端周边 焊接牢固 底角埋入底座混凝土中 底座采用宽 60cm 厚 30cm 的混凝土现场浇筑于 仰拱填充面上 临时支撑样式见图 1 I20 钢临时支撑示意图及图 2 广塔隧道出口换拱 示意图 中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部 广塔隧道出口换拱方案 8 图图 1 1 I20I20 钢临时支撑示意图钢临时支撑示意图 广塔隧道出口换拱示意图广塔隧道出口换拱示意图 7 77 7 换拱具体实施步骤换拱具体实施步骤 先进行隧底开挖 仰供及填充施做 初支闭合成环 对于径向注浆施工完毕且龄 期 3d 的初期支护进行换拱作业 从距二衬端头 2 榀拱架的位置开始凿除初期支护混凝 土 初支混凝土的凿除采用风镐或者炮锤进行 凿槽深度以达到设计断面半径加沉降 预留量 30cm 考虑 置换顺序 利用换拱台车从大里程逐环进行 对每环的拱架置换应 遵循先墙后拱的原则 每段长度为一榀拱架的间距 50cm 1 边墙范围内初期支护处理 处理边墙钢拱架时左右两侧错开 3 5m 进行 当选择从右侧开始时 按照如下步 骤进行 右侧边墙钢拱架初期支护拆除前 需先对右侧临时支撑进行拆除 临时支撑 中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部 广塔隧道出口换拱方案 9 拆除采用风镐凿除混凝土 割断临时支撑与钢拱架间的连接 人工手持风镐对右侧边 墙钢拱架部分进行凿出至设计断面 松开 处连接板连接螺栓 然后调整边墙钢拱架 至设计位置 连接好 处的连接螺栓 重新拧紧 处连接螺栓 挂设钢筋网 按设计 要求打设锚杆及锁脚锚管并按要求注浆 喷射混凝土至设计厚度 左侧初期支护侵限 处理滞后右侧 3 5m 进行 施工方法参照右侧初期支护侵限处理步骤进行 新处理的 初期支护封闭成环后 及时进行二次衬砌施工 确保结构的稳定 2 拱部范围内初期支护处理 拱部范围内断面凿除至预留沉降为 30cm 开挖轮廓线后 先初喷一层混凝土封闭开 挖面防止拱部掉块 然后打开接头 处连接板 同时打开接头 处连接板 将钢 拱架抬高并加宽至设计位置 现场加工预留沉降为 30cm 的钢拱架 把加工好的钢拱架 安装至打开的接头 位置 此时拱部与边墙单元间的连接连接板将会错位 因此要在 接头处打设锁脚锚管固定拱架 然后施作锚网喷支护 打设超前小导管 小导 管采用 42m 壁厚 3 5mm 热轧无缝钢管 钢管长 5m 环向间距 0 8 米 纵向 0 5m 一 环 小导管注浆采用水灰比 0 5 1 0 重量比 的水泥砂浆 注浆压力 0 5 1 0MPa 然后喷射混凝土至设计厚度 7 87 8 施工工艺施工工艺 测量检测并并标示出侵限段落部位 开槽凿出侵限拱架 切除拱架 测量放样 施做锁脚锚管及喷射砼 安装新拱架 中交第二航务工程局有限公司玉磨铁路项目经理部 广塔隧道出口换拱方案 10 7 97 9 换拱注意事项换拱注意事项 凿除初支混凝土时主要以风镐为主 严禁采用爆破作业 且每次只能换一榀 刻槽时注意预留沉降量不小于 30cm 监控量测点的布设要与换拱作业同步进行 按要求布设好监控量测点 加密量 测断面间距不大于 5 米并根据现场实际加密观测频率 采用每天定时与不定时相结合 的方法进行监控量测 每 24 小时不得少于 2 并及时分析数据 发现问题及时采取 处理措施 监控量测观测项目包括 未拆除段的拱顶下沉 周边收敛 已拆除置换段 的拱顶下沉 周边收敛 变形段的洞外山体下沉 位移等 并认真做好记录和数据处 理工作 据以修正支护参数 保障施工安全 并派专人在洞外对山体进行观测 如有 异常 及时上报 1已换拱段 必须及时进行二次衬砌 每段二衬按照 12 米考虑 2拱部换拱时对不侵限阶段进行锁脚锚管加固 以防止出现掉拱情况 八 八 安全保障措施安全保障措施 8 18 1 组织措施组织措施 项目部成立以项目经理为组长 书记 总工和副经理为副组长 工程部 安质部 和架子队参加的换拱施工应急领导小组 领导小组负责方案调整 技术交底 现场协 调 监控量测和安全监控工作 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 1 实行领导包保制度 实行定期值班制度 确保在换拱期间项目部至少有一名领 导在现场值班 确保施工进度和安全 2 启动应急保障预案 在隧道两端设置专人负责