隧道施工换拱方案

表A.0.1换拱方案报审表

换拱施工方案

一、工程概况

二、现场工程地质条件

隧道施工后揭示地层为砂岩，具有明显的不均匀性，受区域地质构造的作用明显，摩擦镜面和揉皱发育，易产生层间滑动，且岩层走向不利于隧道稳定，卸荷效应强烈，导致开挖后初期支护混凝土产生开裂、掉块、钢架扭曲、剪断等大变形现象，引起多次换拱，目前按照软岩设计施工。

三、换拱施工方案

（一）总体思路

换拱作业要注重施工安全，其总体思路是换拱前对需换拱部位进行径向注浆加固，拱架拆换遵循先上后下、一次一榀的原则进行处理，其次换拱后，欠挖一次处理到位，防止换拱完成后出现二次侵限。

（二）施工方法

1、换拱施工流程

换拱段两端先施作二次衬砌，确认换拱段落初期支护封闭、完成仰拱及仰拱填充施作、变形收敛稳定→换拱地段径向注浆→注浆效果检测→换拱部位施作超前小导管→施作保留初支（上侧）端头锁脚锚管→分单元凿除侵限段初期支护（1榀）→开挖并安装型钢钢架→喷射C30早高强混凝土→下一榀处理

2、换拱分为拱墙全环换拱和局部换拱，换拱时应遵循从上到下依次分节拆除的原则。

（1）、拱墙全环换拱

1）径向注浆加固

换拱之前必须进行径向注浆加固，具体设计参数：

①注浆范围：拱墙部位开挖轮廓线外3m厚度范围。

②设计按单孔注浆浆液扩散半径2m，孔底间距不大于3m设计。

③孔口管采用φ50mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长1m，孔口管应埋设牢固，并有良好的止浆措施。

④注浆压力：设计注浆压力1～1.5MPa。

⑤注浆材料采用普通水泥浆，水灰比1:1，具体配比现场试验确定。

具体可参见“牡绥扩能施隧参05-05”。

2）注浆完成后，进行取芯验证注浆效果，报监理确认后方可进行换拱施工。

3）逐榀切除分割需换拱的该榀初期支护混凝土及钢筋网片，防止对不凿除部分混凝土有损伤。

4）换拱部位施作φ42（壁厚3.5mm），长3.5m，环向间距3根/m，水平搭接不小于1m。

5）人工手持风镐分段凿除剥离拱架节段的喷射混凝土，拆除拱架节段连接板处的连接螺栓。

6）单元节段拱架拆除后，测量检查开挖尺寸是否满足要求，满足要求后及时对开挖面采用C30早高强混凝土封闭，再行按原设计设计参数施作初期支护。

7）喷射砼之前再次检查尺寸是否正确，确保不造成二次欠挖。喷射砼完成后重复以上步骤对下一榀钢架进行拱架拆除、安装。

（2）、拱墙局部侵限换拱方法

局部换拱步骤同全环换拱步骤，不同的是在注浆完成达到预定效果后，对不侵限拱架节段进行锁脚锚管加固，锁脚锚管采用φ42钢管（壁厚5mm），每节点2根，每根长4m。

四、监控量测方案

施工中的监控量测是施工安全的保障，隧道换拱地段将监控量测作为工序引入作业循环，测量后及时处理量测数据，并与工程类比法相结合，及时作出评价，优化欠挖段初期支护参数，实施动态管理。隧道换拱地段监控量测每隔2m按《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007)进行布点监测，同一断面上、中、下导各设置两测点用于围岩收敛量测，拱顶设置一沉降观测点。监控量测工作由兴源隧道技术主管督测或亲测，进一步了解和观察欠挖段换拱时围岩动态发展情况。如有异常情况及时与项目部工程部联系。

五、施工注意事项

1、换拱期间应加强监控量测，加强监测频率，当总变形值超过10cm或变形大于2cm/天时，立即停止换拱作业，必须设置φ300钢管斜撑或竖撑以抑制变形，必要时二次注浆加固地层。

2、必须在临近无欠挖段衬砌混凝土达到强度后才开始拆除施工，换拱期间掌子面严禁作业。

3、换拱作业前，必须对拱墙进行注浆加固处理。

4、换拱前应量测断面轮廓，并与设计断面轮廓对比，确定换拱范围，严禁因操作失误造成误换拱或二次换拱。

5、换拱前应核实监控量测，当沉降及净空收敛稳定后方可进行换拱作业。

6、换拱前应先进行隧底开挖、仰拱及填充施作。初期支护封闭成环，仰拱及填充施作形成对隧底周边岩体的反压。

7、拆除拱架时要随时注意围岩情况，如发现围岩破碎及掉块现象，应立即停止拆除，用喷射混凝土封闭拆除面后再次进行径向注浆加固，以稳固围岩。

8、拆换拱架时，拆除完一个单元或一榀钢拱架后，应立即安装新的拱架上去，待全环初期支护完成后，才可进行下一榀钢拱架的拆除置换工作。

9、换拱时严禁一次拆除两榀及两榀以上钢架，每次拆除一榀，待新钢架闭合，且喷射混凝土达到一定强度时后方可拆除下一榀钢架。

10、严格按设计弧度要求加工钢架，确保换拱后初期支护封闭成环。

11、换拱时应设有专门人员负责观测围岩变化情况，如有异常应立即哨声通知施工人员撤离或采取加固措施。

12、施工单位施工前应做好技术交底及应急救援预案，保证应急救援物资。

13、注浆效果效果检查评定方法

检查孔数量为钻孔数量的3%~5%，且不小于3个。

（1）检查孔法：通过检查孔进行观察，检查孔应成孔完整，涌水量应小于0.2L/（m.min），

（2）检查孔取芯法：检查孔取芯率应达到70%以上，并观察浆液在地层空隙中的充填和胶结情况，以了解浆液扩散范围和评价注浆效果。

（3）检查孔P-Q-t法：检查孔P-Q-t曲线应较正常注浆时曲线形态要陡，注浆5~10min后，P（注浆压力）、Q（注浆速度）均应达到设计值。

六、施工组织机构

为保证此段换拱安全施工，隧道成立以项目经理为组长，项目副经理为副组长，各职能部门为组员的施工生产领导小组。全面负责并本段换拱工作。

隧道施工生产组织机构

组长：

副组长：

组员：