隧道变形侵限换拱施工技术
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２１ 道换 拱 处理 的基 本原 则 ．隧
序 名称 形部位 变 地质
、
换拱方式常见 的有风镐 拆除、爆破拆除和振动锤拆除等
三种 方式 ，每 种换 拱 方式 采取 的技 术 措 施如 下 ：
号 长度 殛长度
水文
变 形描述 地 表由线右６沿纵 向延伸至线左２ 的贯通 ｍ ｍ 裂 缝，长５ｍ最 大缝宽４ｃ ， 出现几条 ６， ０ｍ 还 分 布不太规则裂缝 ； 内出现约ｌ条环 向、 洞 ２ 纵向长２ ７ ２ 、宽４ ４ 册裂缝 ：拱部 —５ ｍ — ６ 侵限 １ ３ ５ ３ｍ边 墙侵限ｌ２ ７２ｍ ０ － ０ ｃ， ＿－ ．ｃ。
工处理难度 ，还 增大 了潜在的安全风险 ，若 处理 不当，就会 出现人机 伤害事故 ，给工程留下隐患。本文 总结 了笔者参与
施 工 的４ 公 路燧 道 的大 变 形 及换 拱 处理 的 成 功经 验 ，提 出 个 座 人体 会及 建 议 ，供 施工 同仁 参考 。 １几座 换 拱 隧道 处 理情 况 介 绍 ． 需 换 拱 隧 道 工 程 地 质 条 件 一 般 均 较 差 ， 以 Ｖ级 围 岩 为
。
拱 顶 Ｆ沉明显，一村 环向施 工缝均出现开裂 ； 换拱处理时问较 长，围岩经 多次扰动 ． 且受地 下水影响 ， 体软化； 岩
３
—Hale Waihona Puke 进 Ｄ ６ —ｌ０ Ｉ０ ＿ Ⅲ ８ ２ ０ 上台
局 部拱顶 出 环向长５ 、宽ｌ５一村砼 被土 现 ｍ ＿ｍ 拱脚处一次 模筑砼丧 失 载力，出现裂 缝，并迅速 发展成错台、拱 措设枕木 垛支撵，封闭上台阶 ； 承 设太管棚 、 小导管超 前支护； 后分段切 换初支。 体挤压脱落 。 顶沉 降．局部坍塌 。
隧道 变形 侵 限换 拱 施工 技术
■ 彭 小兵
隧道 施 工 中如 支 护 变形 过 大 ，往往 发生 侵 限或 初 期支 护
地 下 洞 室 初 期支 护完 成 后 ，受地 质 因素 、 施工 工 艺 、 方
失去承载能力等 ，需换拱 处理 ，这样不仅贻误工期，增加施
法等影响 ，造成塌 方、围岩变形等 ，使洞壁支 护体严重侵入
二衬空间，拆除变形段初期支护，并扩挖洞周 ，重新施做初
期支护的过程称 之为 “ 换拱 ” 初期支 护变形速 率明显超标 ，导 致支护面 出现明显开 裂 、变形 ，支护体剥落、失去承载 能力；或支护体 明显侵入 二衬作业空间 ，二衬厚度小于设计厚度 １ ｃ ｍ以上，且经论证 ５
不 宜 采 取 注 浆 加 固 、 提 高 二 衬 砼 标 号 、 增 设 钢 筋 砼 等 措 施 时 ：以上 两 种情 况 宜 对支 护 进 行换 拱 处理 。 ２２ ．隧道 换拱 的工序 流程和技 术措施 换 拱 主 要作 业流 程 为 ：初 期 支 护 变形 段一 监控 量测 一 变
蠢 ５ 嬗 羼 出口０ ４ ｍ ４ — ７ ７ 埘
ｌ ＿
Ｌ
石英 砂岩夹粉砂岩 、页 岩 节理裂 隙、层理发 育
， ，
埋深 丰２ ｍ ５
洞 项出现多道地表 裂缝，最大缝 宽１ｃ：洞 ０ｍ 洞口桥台基坑 开 扰动边仰坡 洞 口 挖 管棚基础 悬空；上台支护 末及 ０ ｉ受拽埋、偏压 地形影响 内洞顶下沉 约３ ｃ ，水 平收敛 １ ｃ ；洞 口段 时封 闭成环 台阶长度达５ｍ ０ｍ ０ｍ ； ４ｍ ： 阶 多处出现环 向 ７￣ 台 裂缝 ， 缝宽１］ ｃ；支 ｎ
主，具有浅埋、偏压 、地 下水较发育等特点 ，造成初 期支护 大变形 的原 因也很复杂 ，要针对具体情况进行处理 ，现将 四
座 进 行 了换 拱 处理 的 隧道 介 绍如 下 表所 示 。
形控制一 注浆加固变形 区域一变形评估一 超前 支护一分段切 除变形初支一恢复初期支护一二衬。
２隧道换拱施工技术 ．
洞口管棚田地基 软 化 沉， 成隧道下台阶 开挖困难 ， 造 台阶长度选 ５ｍ ｎ；地下水较 丰富 ； 受裂 隙带 、 浅埋 、偏压 等影响 。
设５ 长锁脚锚管 ： ０ 厚临时仰拱 ３ 宽 ｍ ３ｃ ｍ ｍ ／ 条、３∞ 厚 ２砼 拱带｛变形严重处暗 桶明 ５ ｃｏ
做 风镐拆除 ， 二村紧跟 。
４
出 口６ ５ ４ 断层裂隙带斜 向５ — ２ ６ ｍ — ． 上台 宽５ ５ｃ 泥 质 充填 ， － ９ｍ
弱胶 结。
一
树施工缝处渗水 明显，进洞 ４ｍ 台 ０ 线左 阶拱 脚沉降 、 收敛１— ５ｃ，一衬侵 Ａ 村 ５ Ｏｍ － － 净空，支护 开裂、变形严 重。
、
洞口 段仰拱未及 时封闭成 环；仰拱一次半 幅开挖 ３ｍ 墙脚 悬空 ： ２． 雨季施 工，地下水较丰 富，岩体开 挖后遇水软化 ， 承载 能力下降： 浅埋黄土地层 支护参 数偏弱
，
，
，
，
一 躲 ２ —
进口１ ９ １４ ５ ４ ８ｍ ３
－
拱部 出现３ ４ － 条环向错台裂 缝 ， 初支拱顶沉 支护 刚 较弱， 度 未形成 闭 结构 ； 合 处理洞 口变形段时 ， 上台掌子面停 双层 中 ２ 前小导管 注浆；凿除侵 限 支， ４超 韧 降约４ ５ 分段换拱 ，格栅 ７ ｃ ，模筑４ ｃ 厚一村 砼 ５ｍ ５ｍ ｃ， ｍ 收敛 １ ２ｃ ５ ５ － ｍ 工 ，期间不断 发生小坍塌 ， 未及 时处理 ａ 代替喷砼 初支
变形 原因
处 理措施 封闭 仰拱 ；跳设４ｃ 厚 ３ 宽紊ｃ ０ ０ｍ Ⅲ ２ 砼临 时套 拱 控制变形 ： 设环 向 浆小导管； 加 注 不侵 限地段二村尽量 早做 风镐分段拆除 侵 限初支 换拱 。
、
进 口８ ６ｍ － １ ｌ
拱墙 ０ 风成黄土 ４ 棕红色强 风化泥质砂 岩 岩体稳 定性差 ；洞 室开挖后点 状滴水 ： Ｖ级围岩
，
中 ８ 铜 管搭设支架支撵 支护面， ４ ×３５ 间距 ６ ×６ｃ．步 １０ｍ 分段超前小导管注 ０ ０ｍ 距 ０ ｃ； 浆．２ 台风镐 开 ，径向注浆锚杆 加强。 ～３ 挖
序 名称 形部位 变 地质
、
换拱方式常见 的有风镐 拆除、爆破拆除和振动锤拆除等
三种 方式 ，每 种换 拱 方式 采取 的技 术 措 施如 下 ：
号 长度 殛长度
水文
变 形描述 地 表由线右６沿纵 向延伸至线左２ 的贯通 ｍ ｍ 裂 缝，长５ｍ最 大缝宽４ｃ ， 出现几条 ６， ０ｍ 还 分 布不太规则裂缝 ； 内出现约ｌ条环 向、 洞 ２ 纵向长２ ７ ２ 、宽４ ４ 册裂缝 ：拱部 —５ ｍ — ６ 侵限 １ ３ ５ ３ｍ边 墙侵限ｌ２ ７２ｍ ０ － ０ ｃ， ＿－ ．ｃ。
工处理难度 ，还 增大 了潜在的安全风险 ，若 处理 不当，就会 出现人机 伤害事故 ，给工程留下隐患。本文 总结 了笔者参与
施 工 的４ 公 路燧 道 的大 变 形 及换 拱 处理 的 成 功经 验 ，提 出 个 座 人体 会及 建 议 ，供 施工 同仁 参考 。 １几座 换 拱 隧道 处 理情 况 介 绍 ． 需 换 拱 隧 道 工 程 地 质 条 件 一 般 均 较 差 ， 以 Ｖ级 围 岩 为
。
拱 顶 Ｆ沉明显，一村 环向施 工缝均出现开裂 ； 换拱处理时问较 长，围岩经 多次扰动 ． 且受地 下水影响 ， 体软化； 岩
３
—Hale Waihona Puke 进 Ｄ ６ —ｌ０ Ｉ０ ＿ Ⅲ ８ ２ ０ 上台
局 部拱顶 出 环向长５ 、宽ｌ５一村砼 被土 现 ｍ ＿ｍ 拱脚处一次 模筑砼丧 失 载力，出现裂 缝，并迅速 发展成错台、拱 措设枕木 垛支撵，封闭上台阶 ； 承 设太管棚 、 小导管超 前支护； 后分段切 换初支。 体挤压脱落 。 顶沉 降．局部坍塌 。
隧道 变形 侵 限换 拱 施工 技术
■ 彭 小兵
隧道 施 工 中如 支 护 变形 过 大 ，往往 发生 侵 限或 初 期支 护
地 下 洞 室 初 期支 护完 成 后 ，受地 质 因素 、 施工 工 艺 、 方
失去承载能力等 ，需换拱 处理 ，这样不仅贻误工期，增加施
法等影响 ，造成塌 方、围岩变形等 ，使洞壁支 护体严重侵入
二衬空间，拆除变形段初期支护，并扩挖洞周 ，重新施做初
期支护的过程称 之为 “ 换拱 ” 初期支 护变形速 率明显超标 ，导 致支护面 出现明显开 裂 、变形 ，支护体剥落、失去承载 能力；或支护体 明显侵入 二衬作业空间 ，二衬厚度小于设计厚度 １ ｃ ｍ以上，且经论证 ５
不 宜 采 取 注 浆 加 固 、 提 高 二 衬 砼 标 号 、 增 设 钢 筋 砼 等 措 施 时 ：以上 两 种情 况 宜 对支 护 进 行换 拱 处理 。 ２２ ．隧道 换拱 的工序 流程和技 术措施 换 拱 主 要作 业流 程 为 ：初 期 支 护 变形 段一 监控 量测 一 变
蠢 ５ 嬗 羼 出口０ ４ ｍ ４ — ７ ７ 埘
ｌ ＿
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石英 砂岩夹粉砂岩 、页 岩 节理裂 隙、层理发 育
， ，
埋深 丰２ ｍ ５
洞 项出现多道地表 裂缝，最大缝 宽１ｃ：洞 ０ｍ 洞口桥台基坑 开 扰动边仰坡 洞 口 挖 管棚基础 悬空；上台支护 末及 ０ ｉ受拽埋、偏压 地形影响 内洞顶下沉 约３ ｃ ，水 平收敛 １ ｃ ；洞 口段 时封 闭成环 台阶长度达５ｍ ０ｍ ０ｍ ； ４ｍ ： 阶 多处出现环 向 ７￣ 台 裂缝 ， 缝宽１］ ｃ；支 ｎ
主，具有浅埋、偏压 、地 下水较发育等特点 ，造成初 期支护 大变形 的原 因也很复杂 ，要针对具体情况进行处理 ，现将 四
座 进 行 了换 拱 处理 的 隧道 介 绍如 下 表所 示 。
形控制一 注浆加固变形 区域一变形评估一 超前 支护一分段切 除变形初支一恢复初期支护一二衬。
２隧道换拱施工技术 ．
洞口管棚田地基 软 化 沉， 成隧道下台阶 开挖困难 ， 造 台阶长度选 ５ｍ ｎ；地下水较 丰富 ； 受裂 隙带 、 浅埋 、偏压 等影响 。
设５ 长锁脚锚管 ： ０ 厚临时仰拱 ３ 宽 ｍ ３ｃ ｍ ｍ ／ 条、３∞ 厚 ２砼 拱带｛变形严重处暗 桶明 ５ ｃｏ
做 风镐拆除 ， 二村紧跟 。
４
出 口６ ５ ４ 断层裂隙带斜 向５ — ２ ６ ｍ — ． 上台 宽５ ５ｃ 泥 质 充填 ， － ９ｍ
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一
树施工缝处渗水 明显，进洞 ４ｍ 台 ０ 线左 阶拱 脚沉降 、 收敛１— ５ｃ，一衬侵 Ａ 村 ５ Ｏｍ － － 净空，支护 开裂、变形严 重。
、
洞口 段仰拱未及 时封闭成 环；仰拱一次半 幅开挖 ３ｍ 墙脚 悬空 ： ２． 雨季施 工，地下水较丰 富，岩体开 挖后遇水软化 ， 承载 能力下降： 浅埋黄土地层 支护参 数偏弱
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变形 原因
处 理措施 封闭 仰拱 ；跳设４ｃ 厚 ３ 宽紊ｃ ０ ０ｍ Ⅲ ２ 砼临 时套 拱 控制变形 ： 设环 向 浆小导管； 加 注 不侵 限地段二村尽量 早做 风镐分段拆除 侵 限初支 换拱 。
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进 口８ ６ｍ － １ ｌ
拱墙 ０ 风成黄土 ４ 棕红色强 风化泥质砂 岩 岩体稳 定性差 ；洞 室开挖后点 状滴水 ： Ｖ级围岩
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中 ８ 铜 管搭设支架支撵 支护面， ４ ×３５ 间距 ６ ×６ｃ．步 １０ｍ 分段超前小导管注 ０ ０ｍ 距 ０ ｃ； 浆．２ 台风镐 开 ，径向注浆锚杆 加强。 ～３ 挖