营盘上隧道衬砌永久性加固方案

1、京九线营盘上隧道永久性加固方案汇报材料中铁十七局集团第二工程有限公司二0一0年六月十四日营盘上隧道衬砌病害整治方案一、工程概况营盘上隧道全长1286m，起讫里程DK225+491DK226+777，为双线隧道，其中：左线进口端223.26m为半径R=3000m左转曲线，左线出口端401.62m为半径R=6000m的右转曲线。该隧道由中铁十七局二处二段、三段施工，于1993年3月15日开工，1994年12月15日竣工。1、运营期间发生两处拱顶混凝土脱落掉块2010年4月23日赣州工务段在营盘上隧道检查中发现：在隧道进口段DK225+730（距进口239m）前后7m范围，线路间正上方拱顶混凝土脱落

2、掉块，面积为0.6×0.3m、深0.3m，钢筋裸露，周围衬砌空响严重。在隧道进口段DK225+834（距进口343m）前后7m范围，线路间正上方拱顶混凝土掉落，面积为0.6×0.3m、深0.3m，钢筋裸露，周围衬砌空响严重。在线路间偏下行方向，拱顶混凝土掉块范围2×1.5m，深0.3m，钢筋裸露，周围衬砌环形开裂，空响严重。2、本次须整治隧道衬砌病害地段施工情况回顾本次须整治隧道衬砌病害地段为DK225+730及DK225+834两处的前后7m范围，距原坍方地段DK225+743+782较近。施工期间隧道进口段曾出现过两次坍方据“施工小结”记载，施工中进口段曾出现

3、两次坍方：一是进口洞口DK225+491.34+500因山体不稳定造成滑坍掉拱坍方，坍体约1000m3。坍方处理：洞顶坍穴回填密实喷砼封闭，并做好排水处理，洞内采用超前小导管预注浆加固坍塌土体，再短台阶逐榀开挖，初期支护格栅钢架间距0.6m，加密纵向连接筋，早封闭快成环；加强衬砌厚度1.2m。二是进口洞身DK225+743+782（距进口252291m）段坍穴高度距隧道顶约30m，坍体堵塞全洞，坍方量约6000m3,该坍方段围岩为含碳千枚状板岩、凝灰质变质砂岩，裂隙发育，受构造影响，岩石破碎，呈碎石镶嵌结构；坍方处理：采用管棚及小导管注浆，逐榀开挖，管棚下架立工字钢和格栅钢架支撑，支撑间距0.

4、6m0.8m,并将管棚与支撑焊接，喷射砼厚度2025cm。根据程检证资料显示：DK225+730（进口239m）地段地质情况为：类破碎凝灰岩、节理发育、较硬不一、含有风化碳质夹层。施工中因围岩破碎和含有夹层，引起坍方超挖，坍方总计达25m3。根据程检证资料记载，DK225+721741段衬砌平均厚度25cm。本地段拱部安装格栅，间距75cm,两拱脚分别安装有25a的槽钢。根据竣工图地质资料显示，该地段为寒武系之含炭千枚板岩，受构造影响强烈、破碎。DK225+834（进口343m）地段地质情况为：围岩节理发育、风化岩重（左侧），有滴水、左侧围岩风化破碎，施工中造成坍方，坍方总计120m3。程检证

5、记载衬砌平均厚度28cm。本地段拱部格栅，间距75cm,两拱脚分别安装有25a的槽钢。根据竣工图地质资料显示，该地段为寒武系之含炭千枚板岩，受构造影响强烈、破碎。营盘上隧道施工中，防水措施采用了CCR911橡胶防水板结合无纺布及防水砼结合PE塑料板盲沟防排水。本次须做整治的两段病害衬砌均设有格栅拱架支撑。二、隧道衬砌病害部位抢险加固方案2010年5月6日南昌铁路局组织铁四院、中铁十七局、北京方达工程管理有限公司及工务处、赣州工务段相关人员对进行京九线营盘上隧道DK225+730、DK225+834处拱顶衬砌严重开裂、脱落掉块进行了分析，并由中铁十七局二公司施做衬砌临时加固处理如下：1、对隧道病

6、害部位采取临时加固处理。中铁十七局二公司于2010年5月9日进场，2010年5月25日开始了对以上两处衬砌脱落部位采用全断面工字钢拱架加钢筋网喷射混凝土进行了临时抢险加固处理，加固范围为DK225+730处前后共5榀拱架，DK225+834处前后共4榀拱架，拱架间距1m，纵向钢筋连接，拱架与衬砌采用膨胀螺栓连接。拱架间采用了挂网锚喷，C20喷射砼，喷射厚度为10cm。6月中旬完成了临时抢险加固。2、对隧道病害部位（DK225+730、DK225+834）前后10m范围两侧各钻芯取样2组，并委托了赣州市建设工程检测中心对样品做了抗压强度检测，检测数据与设计相符，达到了C20（设计砼标号200级）

7、。三、隧道衬砌病害部位整治方案根据现场病害实际情况，依据营业线施工运输、施工兼顾，确保行车和施工安全的原则，初拟四种整治方案备选：方案一：病害处原位挂网锚喷每榀临时性钢拱架间施做挂网锚喷，采用20锚杆，长度4m,锚杆间距1m左右，梅花型布置，钢筋网片采用8钢筋加工，网眼为10cm×10cm，网片与锚杆绑扎或焊接。安装锚杆前，采用空压机风管对锚眼进行清孔，并注入锚固剂，然后安装锚杆。网片覆盖两处病害部位的砼衬砌面。锚杆、网片安装好后对其进行喷射C20砼，厚度10cm，第一遍喷射厚度5cm，待初凝后再喷射5cm，喷射时保证喷射面厚度均匀，面层平整，完全覆盖病害位置。待喷射砼达到设计强度的

8、90%以上，利用封锁点拆除前期临时加固支护的钢拱架。其中DK225+730挂网喷锚宽度为4.5m，长度为8m；DK225+834挂网喷锚的宽度为4.5m，长度为5m。同时对锚喷后背进行注浆加固处理，预计16个封锁点完成，(每个封锁点120分钟以上)。 工程数量表 方案一序号项目单位数量备注18钢筋kg466.910×10cm网片2喷射C20砼m258.5厚10cm320锚杆kg739.8长度4m4衬砌背后注浆m384估计值此方案优点：在既有线条件下施工便于操作，难度较低，安全风险小，对京九线运输影响小，可在短时间内完成。缺点：若衬砌背后存在较大范围空洞，增加了锚杆的安装难度，同时锚杆

9、的受力作用明显降低。方案二：钢拱架在拱顶部位紧贴衬砌内缘，起拱线处拱脚嵌入衬砌之内，中间半嵌半露，再喷砼补平。由起拱线开始，在临时钢拱架间布置永久性I 18钢拱架，间距1m，拱架两头嵌入起拱线处衬砌之内，拱顶部位处拱架紧贴衬砌面。拱架两侧每隔1.5m对称设置直径20mm、长度2.5m锚杆，锚孔钻好后清孔并注入锚固剂后再安装锚杆，锚杆与拱架焊接牢靠，外露面喷砼补平。待拱顶钢拱架安装完成后，利用封锁点拆除前期临时加固支护的钢拱架。其中DK225+730钢拱架加工宽度为11.64m，共加固6榀；DK225+834拱架加工宽度为14.52m，共加固5榀。预计50个封锁点完成，(每个封锁点120分钟以上

10、)。 工程数量表 方案二序号项目单位数量备注18钢筋网kg466.910×10cm网片2喷射C20砼m2131.5厚10cm320锚杆kg604.3长度2.5m4I18工字钢kg3448.9共计11榀5衬砌面开凿m30.8此方案优点：拱部衬砌与嵌入的钢拱架共同受力，对病害衬砌起到较好的支护作用。缺点：钢拱架加工尺寸必须精确，安装前需开凿起拱线处衬砌面，钢拱架安装的技术要求比较高，封锁时间内完成一榀拱架的安装比较困难，对后期的电气化改造可能造成影响。方案三：半断面嵌入钢拱架后挂网锚喷在两榀临时拱架之间开凿20cm宽、22cm深环向槽，槽内嵌入永久性I 18钢拱架，拱架两侧每隔1.5m对

11、称设置直径20mm、长度2.5m锚杆，与钢拱架焊固联接。拱架间距1m。待永久性钢拱架安装完后，拆除临时性钢拱架，病害衬砌面挂网锚喷C20砼，厚度10cm，覆盖病害衬砌面及钢拱架嵌入槽。其中DK225+730钢拱架加工宽度为21.73m，共加固6榀；DK225+834拱架加工宽度为22.64m，共加固5榀。预计需要80个封锁点完成，(每个封锁点120分钟以上)。 工程数量表 方案三序号项目单位数量备注18钢筋网kg466.910×10cm网片2喷射C20砼m2199.7厚10cm320锚杆kg1085长度2.5m4I18工字钢kg5878共计11榀5衬砌面开凿m310.8宽20cm，深

12、22cm此方案优点：对拱部衬砌能起到比较好的支护作用，效果优于方案二。缺点：施工工期过长，安装一榀永久性钢拱架预计需要8个封锁点(每个封锁点120分钟左右)，对京九线运营造成比较大的影响。衬砌内的格栅拱架直接造成开槽难度增大，操作困难。方案四：全断面安装钢拱架，拱顶处拱架紧贴拱部衬砌砼外露面，起拱线到水沟顶钢拱架嵌入衬砌内，然后挂网锚喷砼。起拱线至拱顶处紧贴衬砌面采用锚杆锚入I18钢拱架，起拱线至水沟顶凿20cm宽、22cm深槽，将I18钢拱架嵌入衬砌内，然后采用锚杆锚入。拱架两侧每隔1.5m对称设置20长度2.5m锚杆，与钢拱架焊固联接。拱架间距1m。待永久性钢拱架安装完后，拆除临时性钢拱架

13、，病害衬砌面挂网锚喷C20砼，厚度10cm，覆盖病害衬砌面及钢拱架嵌入槽。其中DK225+730钢拱架加工宽度为21.73m，共加固6榀；DK225+834拱架加工宽度为22.64m，共加固5榀。预计60个封锁点完成，(每个封锁点120分钟以上)。 工程数量表 方案四序号项目单位数量备注18钢筋网kg466.910×10cm网片2喷射C20砼m2199.7厚10cm320锚杆kg1085长度2.5m4I18工字钢kg5878共计11榀5衬砌面开凿m36.3宽20cm，深22cm此方案优点：对拱部衬砌能起到比较好的支护作用，与方案三比较各有长短。缺点：施工工期较长，安装一榀永久性钢拱架预计需要6个封锁点(每个封锁点120分钟)左右，对京九线运营造成较大的影响。衬砌内的格栅拱架直接造成开槽难度，操作难度大。综合比选建议：首选方案一，次选方案二，再选方案四。经济技术比较（略）。四、隧道衬砌病害部位整治过程中可能