隧道换拱综合项目施工专项方案

隧道早期支护拆换施工方案编制：审核：审批：二零一四年四月目录一、编制依据 1二、编制范围 1三、工程概况 1四、早期支护加固方案 2五、早期支护拆换方案及施工工艺 2六、监控量测系统 5七、安全质量确保方法 7一、编制依据1、新建铁路云（昆明）至桂（南宁）铁路YGZQ-3标招标、投标文件。2、国家和铁道部现行技术规范、高速铁路技术指南和验收评定标准。3、《中国安全生产法》、《建设工程安全管理条例》和《铁路工程施工安全技术规程》等工程建设安全生产相关管理要求。4、多年来我企业类似工程施工经验、施工工法、科技结果。5、我企业人员和机械设备等综合能力和以往类似工程施工经验。二、编制范围该早期支护拆换施工方案适适用于云桂铁路（广西段）XXXXXX段早期支护拆换。编制内容关键包含：早期支护加固方案、拆换方案及施工工艺，施工组织和安全、文明施工等管理方法。三、工程概况XX隧道进口里程XX，出口里程XX，全长714m，最大埋深约43m。隧道范围内岩性为页岩夹泥质砂岩。全结合地形地质条件，隧道进口XX段，采取V级单压式抗震明洞，XX段采取V级偏压式抗震明洞，隧道出口XX段埋深较浅且横坡较缓，全隧为V级浅埋段，除明洞外其它地段均采取V级B型复合衬砌。截至现在，XX隧道出口施工进展情况为：掌子面上台阶里程K155+146，中台阶里程K155+155.1,下台阶里程K155+161.1，仰拱里程K155+165.9，二衬里程K155+169.4。经过监测数据分析，XX隧道K155+155.1～K155+169.4段早期支护净空轮廓实测资料如附件1所表示。洞内早期支护出现扭曲变形侵入二次衬砌限界，整体向右偏移，需要拆换该段早期支护。四、早期支护加固方案依据监控量测统计，对K155+155.1～K155+169.4段初支进行加固，具体方法以下：⑴采取φ42钢花管对该段围岩进行径向注浆加固处理，根据1.2m×1.0m(环向×纵向)间距梅花形布设。φ42钢花管每根长4.5m，壁厚3.5mm。钢花管施工次序：环向自两侧往拱顶方向进行，在φ42钢管表面必需钻φ6注浆孔，间距20cm，梅花形部署，间距不能随意放大。⑵依据监控量测断面，在需换拱钢拱架接头处增加4根φ42锁脚锚管采取L型钢筋卡和钢拱架焊接牢靠，并注浆以加强锁脚。φ42锁脚锚管每根长4.5m，壁厚3.5mm。⑶为避免注浆软化围岩而深入造成围岩失稳，要求注浆采取1：0.5～1:1水泥浆，水泥浆中添加速凝剂，掺量为水泥用量2%-3%，注浆压力0.3～0.5Mpa，依据现场实际情况进行调整，采取跳孔间隔注浆，确保注浆质量。图1图1早期支护拆换次序图(①→②→③→④)五、早期支护拆换方案及施工工艺待注浆加固完成后，采取超前水平钻对该段围岩进行取样分析，取样分析结果和监控量测数据满足拆换要求及围岩早期支护稳定后，根据由二衬端向掌子面端“隔两榀分单元拆换”标准，对K155+155.1～K155+169.4段早期支护局部进行拆换，每榀拆换次序图1所表示。早期支护拆换工艺步骤图2所表示。1、拆除早期支护图2图2拆换工艺步骤图⑴早期支护喷射混凝土凿除依据断面测量结果凿除侵限喷射混凝土，凿除侵限初支混凝土施工注意事项：①依据断面实测数据，用红油漆在喷射混凝土表面标志出侵限范围，并用数字写出该处或该段侵限多少。②风镐凿除喷射混凝土之前，必需先把喷射混凝土凿除部分和不凿除部分在分界处切开分离，以防对不凿除部分混凝土有损伤。③不得大面积拆除早期支护，预防塌方及冒顶。=4\*GB3④拆换位置、钢拱架加工数量、凿除混凝土面积由现场技术人员确定。⑵早期支护钢拱架割除钢拱架拆除时先用风镐破除钢拱架背后岩土，当用风镐不便于操作时可用钢钎凿除其背后岩土。钢拱架切割应沿半径方向，一次割除一个钢拱架单元，割除前采取顶撑顶住被割除段型钢，两端用气焊割除后，再割除钢拱架原有纵向连接筋，然后用锤头先轻敲震动钢拱架，使钢拱架松动，此时由4名工人人工配合托住钢拱架，1人用撬棍从一端到另一端逐步撬动，直至钢拱架顺利拆除。2、挂设钢筋网片在钢拱架拆除完成后，人工进行欠挖处理，对于局部残留砼采取风镐破除，锚杆超前支护等钢结构采取电气焊切除，直至轮廓满足施工和设计要求。因为考虑该段地势偏压严重换拱后围岩有可能产生较大变形，轮廓开挖时预留沉降量为10-15cm。岩面修整完成后立即进行初喷，挂设钢筋网。钢筋网采取φ8mm钢筋，网格间距为20×20cm,搭接长度为1～2个网格。3、I20b钢架安装⑴把加工好对应钢拱架单元运至作业面，调整后定位安装。⑵打设4根锁脚锚管，用L型筋和钢拱架焊接牢靠。锁脚锚管采取长4.5mφ42×3.5mm钢花管。⑶在钢拱架和初喷混凝土空隙处加设混凝土垫块，楔紧钢拱架。⑷按设计要求焊纵向连接筋。⑸注浆采取1:1水泥砂浆，注浆压力0.3～0.5Mpa。4、喷射混凝土每单元早期支护拆换完成后立即湿喷C25砼，厚度同设计。5、二衬施工按以上拆换次序反复循环，并立即跟进仰拱及仰拱填充，早期支护拆换完成一段，衬砌一段，确保安全。6、早期支护拆换注意事项⑴早期支护拆换由二次衬砌端向掌子面端间隔两榀钢拱架实施。⑵拆换拱过程中，必需全程监测，设安全员全程值守，负责安全管理工作。⑶拆换过程中，应尽可能避免、降低多种振动、冲击作业，避免水影响。⑷拆换拱和二衬施作宜穿插进行，即拆换一段，衬砌一段。⑸拆换前对工人进行换拱安全教育，施工时尽可能降低正面对着换拱作业面时间，加工1.0m、1.5m、2.0m钢钎各两根，以方便在换拱工作面侧面进行作业。⑹拆换后拱架单元恰巧不能栓接时，要采取型钢或16mm钢板对连接处楔紧并四面焊牢。六、监控量测系统1、量测程序监控量测目标在于监测围岩变形和压力情况，验证支护衬砌设计效果，确保围岩稳定和施工安全；经过对量测数据分析处理，掌握地层稳定性改变规律，预见事故和险情，作为调整和修整支护参数及施工方法依据，提供围岩和支护衬砌最终稳定信息。隧道监控量测程序图2、测点部署在XX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。净空改变量测测线部署地表沉降测点部署图3、布点观察施工前，在洞内该段早期支护钢拱架上部署监控量测点，拱顶下沉观察点及净空收敛观察点按每5米一个断面进行布设，以观察围岩及早期支护结构改变；洞顶原地表，每5米一个断面布设地表下沉观察点，以观察地表沉降。周围收敛、拱顶下沉及地表下沉各项目测点尽可能集中止面布设，方便量测结果分析。对初支侵限较大处，增设绝对位移监测点，尤其是连接钢板处和墙角处。拱顶下沉观察点，在隧道需换拱早期支护上每3米设置一个点，换拱施工完早期支护上每两米设置一个点，而且在换拱施工完6小时内进行第一次观察，仪器采取高精度全站仪，观察频率为天天2次，直至二衬完成后为止。净空收敛观察点，在拱顶下沉观察点同一断面设置，仪器采取高精度全站仪，观察频率同拱顶下沉观察。4、量测整理及分析依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改变规律，回归分析为建立下沉量（U）随时间（T）发展时态函数，依据测点位移改变速率判定围岩稳定情况，当隧道周围变形趋势有显著减缓趋势，则说明隧道变形基础处于稳定状态，当改变速率过快、过大，或当位移-时间曲线出现反弯点时，说明位移出现反常急剧增加现象，表明围岩及支护已呈不稳状态，应立即加强支护并停止作业，并依据现场及施工情况进行分析。5、加强监控量测工作⑴监控量测不仅对原早期支护钢拱架变形进行观察，对置换后拱架一样要加强观察，量测人员应立即对测量结果进行分析。⑵开挖过程中注意观察早期支护状态包含喷混凝土层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、支撑是否压屈变形进行观察分析。对以上情况进行具体描述、统计，并给予评定，作为立即采取支护参数选择参考及量测等级选择依据。⑶量测方法及频率现场量测时依据开挖、换拱各工序作业连续时间加大测量频率。七、安全质量确保方法1、成立换拱安全施工领导小组为了确保置换拱架期间施工安全和隧道结构安全，项目部成立以项目经理为组长安全施工指导小组。组长：项目经理副组长：总工、生产经理成员：各部室责任人，现场技术主管，技术员等组长负责换拱期间安全工作总体协调及遭遇紧急情况时进行总调度，副组长负责置换拱架期间具体安全事项，各组员配合组长及副组长工作。2、建立值班制度⑴在洞口设置警示标志，并设置警戒线，无关人员不得进洞，且进洞人员必需先登记后进洞，严格实施进出洞登记制度。⑵置换拱架期间，要加强值班制度，除正常专职安全员需现场值班外，还需配置专门换拱值班人员，值班人员关键负责现场安全物资调配及应急汇报。⑶专职安检人员每班全部要对每榀置换拱架进行一次全方面检验，尤其是要注意加强对围岩和临时支护状态检验，不放过任何微小改变，并应逐层做好统计。发觉问题立即上报。⑷在施工作业面设置宣传口号和警示标志，确保作业人员随地可见，提升“三不伤害”安全防范意识。⑸派专员在洞外对山体开裂等情况进行观察，如有异常，立即上报。3、技术保障⑴工程材料控制方法工程材料和辅助材料（包含构件、成品、半成品），全部将组成建筑工程实体。确保工程材料按质、按量、按时供给是提升和确保质量前提。所以，对采购原材料、构件（配件）、半成品等材料，建立健全进场前检验验收和取样送检制度，杜绝不合格材料进入现场。⑵在置换拱架期间，要派专员进行隧道围岩监控量测。在监控量测单位正常监控外，项目部测量班也要进行观察，观察项目包含：①未拆除段拱顶下沉、周围收敛；②已拆除置换段拱顶下沉、周围收敛；③变形段洞外山体下沉、位移等。对观察数据认真做好统计和数据处理工作，以修正支护参数，保障施工安全。⑶严禁对侵限部分钢拱架之间混凝土多榀同时凿除，多榀同时换拱，预防暴露面积过大造成围岩出现忽然性垮塌，避免意外事故发生。⑷严禁对一榀钢拱架一次性进行拆除，必需逐榀逐单元换除。⑸遵照原有钢拱架纵向连接筋最终割除标准，以防钢拱架忽然掉落伤人。⑹钢拱架从拆除钢拱架至换拱完成必需有专员指挥，现场负责安全人员进行旁站监督。⑺系统锚杆设置时，需在钢拱架两侧交错部署，锚垫板和钢拱架焊接牢靠，砂浆锚杆采取M