隧道侵限换拱处理方案

XXXX隧道XXXXXX段初支变形换拱处理施工方案一、编制依据及原则1.编制依据（1）现行有效的国家标准和交通部颁发的公路施工规范；（2）现场踏勘所获取的有关资料；（3）国道XXXX公路改建工程（苏洼龙至斯闸段）施工招标文件（招标编号：XXXX、清单、答疑（补遗）书及标前会上有关要求；（4）两阶段施工设计图及相关文件；（5）施工调查报告包括施工场地和周边环境条件，水电路临时租地和地材等情况、水文地质气象、交通、机械、物资采购等资料；（6）相关地方政府部门、业主及指挥部、监理等的要求；（7）关于印发XXX省工地标准化建设指导意见的通知+XXX函（XX）XX号2.编制原则及范围（1）科学合理、安全高效的原则施工方案的编制应建立在科学合理，满足现行规范及设计要求求。

同时方案编制时必须保证人员、设备及结构的安全为基本原则。

编制时应采用经济合理的方案，节约造价，施工过程中合理按排工序，保证合理的施工进度。

（2）编制范围XXX隧道KXX+XXX-KXX+XXX段初支、二衬。

二、工程概况1.项目介绍XXXXXXX隧道位于XXX县XXXXX村，毗邻XXXX左岸，起止里程为KXX+XXX-KXX+XXX，全长XXXXm，为特长隧道。

根据投标及合同划分，XXXX隧道进口端KXXX+XX-KXX+0XXX 段由XXXXX局承建。

2.原设计及施工情况（1）地理、地质概述XXXXXXX隧道区域为高山峡谷地带，地理条件恶劣，交通闭塞，唯一过境公路沿金沙江左岸阶地展布，线形、路况较差。

隧道围岩主要由石英片岩组成，岩体破碎、软弱。

同时隧道在XXXXXXX村穿越XXXXXXX断裂带，岩体构造有褶皱、破裂等。

隧道区域地下水分布不均匀，主要以线状渗出为主，局部呈股状。

蛤本隧道地表有2条明显的冲沟。

冲沟临近有泉水出露，泉水流量稳定，但受春雪或雨季补给影响较明显。

冲沟段地下水丰富。

受上述原因影响，隧道岩体整体稳定性极差，特别是在水的浸润下极易失稳。

开挖时极易出现坍塌掉顶等现象。

（2）隧道洞身衬砌支护参数根据原设计图纸，隧道已施工段洞身设计参数如下：（2）施工情况①截至20XX年11月初XXXXXXX隧道完成开挖总计539米，掌子面完工里程KXX+4XX,仰拱完工里程XXX+XXX,二衬完工里程KXXXX。

其中KXXXX完成上导坑开挖，中导坑完成局部。

②20XX年XX月XX日XXXX至今工地处理于全面停工状态。

③隧道施工至KXXX里程后，洞身及掌子面围岩地下水开始增多，岩性由板岩变化为碳质板岩、千枚岩。

我部按设计变更完成初支后，经现场观察及监控量测，发现初支有开裂及变形速度较快，为了保证施工安全，我部立即对初支采取增加临时护拱、锁脚锚杆及加密小导管注浆等形式进行了加固处理，变形得到遏制。

但堰塞湖后道路及大电等中断后，无材料被迫停工，无法对初支进行加固处理。

停工后在已施工仰拱前开挖集水坑，安装潜水泵及专门管道组织排水。

日排水量在300m3以上。

3.侵限情况自20XXXX年XXX月XX日，我部将掌子面封闭后全面停工。

停工期间未停止对洞内进行监控量测。

2XXXX年12月XXX日XXXX发生地震及多次余震，经对比监测数据，震前数据相对稳定，但地震后变形开始加剧。

春节后再次量测，各项监测数据累积值已超出规范允许值。

将测量数据与设计图纸对照发现KXXXXX段初支变形较大，局部位置初支侵限，占据二衬结构位置。

20XXX年XX月XXX日，施工单位将现场情况上报监理单位并组织相关人员到现场进行踏勘。

踏勘后结论：（1）掌子面渗水仍然比较严重，施工单位按时将渗水集中后引排至洞外。

（2）KXX4XXX段初支变形严重，局部位置初支侵占二衬结构位置。

侵占范围为仰拱面上1.5米至拱顶位置，特别是拱腰部位变形较严重。

（3）需对侵限部位初支进行凿除处理重新开挖至设计位置按变更设计施工，经监观测结构稳定后施工二衬。

4.现场影像资料及测量成果情况（1）影像（2）测量成果（断面示意图）三、侵限原因分析及结论1、侵限原因根据地质勘察资料和洞内施工及现场状况等情况分析，经业主、设计、监理、施工现场调查，对照现场监测情况分析隧道侵限的原因如下：（1）地质原因①该段隧道围岩地质条件差，存在断层、褶皱等不良地质现象，岩性主要为碳质板岩、千枚岩等。

岩体破碎，缺乏整体稳定性。

②地下水影响。

地表接近冲沟泉水流域，洞身开挖后，洞内渗水量大，浸蚀岩体，虽经注浆加固后完成初支，但区域岩体因地下水分布聚集影响导致压力集中，导致初支受压力较大。

（2）外界条件影响①未进行加固处理对前期出现类似情况区域采用护拱、增加锁脚锚杆及小导管注浆等措施进行了临时加固处理，变形得到遏制。

但受白格堰塞湖灾情影响后，大电及道路中断，材料等无法到达现场，不能继续实施加固措施及二衬施工。

②停工时间太长白格堰塞湖后，通向施工现场的道路全部中断，材料无法运往现场，导致本工地停工时长已超过100天。

由于停工时间太长，导致累积变形量增加导致初支变形侵限。

③地震影响20XX年XX月XX日晚上11点32分XXXXX发生4.9级地震，随后发生多次4级以上余震，本地震感强烈。

可能受此外力因素影响，改变了围岩应力平衡，加剧了隧道初支变形。

2.侵限原因结论由于围岩本身软弱破碎、加之地下水浸蚀，在长时间未施工二衬的情况下，隧道围岩变形长时间跟随扩展，导致初支变形过大侵限。

四、施工组织及安排1.建设总体目标质量：换拱工程达到相关规范施工质量验收标准，满足设计使用功能，单位工程一次验收合格率100％。

安全：无人身因工死亡事故，无重大火灾、交通、爆炸事故，无锅炉、压力容器爆炸事故。

环境保护目标：污水排放控制达标率100%,施工扬尘控制达标率100%,施工噪声污染控制达标率100%；水土保持目标：确保用地红线外植被不受破坏，杜绝乱砍乱伐；规范取弃土，杜绝污水和泥浆乱排乱放现象；工期目标：道路通畅后15日完成处理。

2.技术力量及班组按排（1）项目经理部成立侵限处治专项工作领导小组,全面负责侵限处治工作，组长由项目经理担任，组织协调工作。

副组长由总工担任，为技术总负责。

现场施工员、技术员、安全员、材料员、试验员、工班长为成员。

施工过程中，专项工作组成员轮流24小时现场值班。

（2）班组安排和任务划分①根据施工需要和现场工程数量，现场侵限处治施工共设置加工班、支护班、注浆班、开挖班、二衬班、运输班、综合班六个作业班组。

②任务划分：加工班：负责钢支撑、钢拱架、连接筋、钢筋网、锁脚钢管、小导管的加工制作。

支护班：负责临时钢支撑的加固、拆除，侵限段初期支护拆除后钢拱架、连接筋、钢筋的安装，喷射混凝土等结构施工作业。

注浆班：负责径向小导管注浆浆液的拌制、灌注作业。

开挖班：负责侵限段初期支护的拆除、小导管、锁脚钢管的打孔、安装作业。

二衬班：负责仰拱及二衬施工。

运输班：负责洞内弃碴装运、混凝土运输。

综合班：负责现场综合保障。

五、施工方案1.施工准备（1）所有参与的施工人员必须经过培训，先从管理人员培训，再对作业人员培训，有人员调动的时候必须要先培训上岗，对工序、工艺、工法进行培训考核，结果上报监理单位和建设指挥部。

考核合格后方可上岗作业，确保换拱安全；（2）做好现场劳动力组织，准备好施工所需的各种施工机械，并检查其性能及完好率，使其能满足施工要求；（3）组织好施工所需的各项材料，在数量和质量上应满足施工要求。

2.换工施工艺流程换拱施工工艺流程图3.换拱的处理方案对已下沉和收敛侵入二衬空间的初期支护采用拆换部分初期支护，换拱顺序采用从下到上的方向进行，先拆除两端拱脚（下导），然后是两侧拱腰（中导），最后是拱顶，具体方法为：（1）临时支护。

在需拆换初期支护前后5米范围采用I20b临时钢架将已施工支护进行加固，临时钢架纵向间距1m，两榀钢架设置φ22HRB335连接钢筋，环向间距1m，钢架与初期支护间空隙采用方木块契紧。

（2）加固。

对需拆换段拱顶及周边围岩进行架固。

加固范围为KXXXXX前后各5米。

加固措施为：①拱顶120度范围采用φ89x6无缝钢管管棚加固，管棚间距40cm，长度20m,打入角度5-10度。

②从拱脚至拱顶部位全部采用6-8m长φ42x4注浆小导管加固，小导管纵向间距0.6m，环向间距为1.0m。

注浆小导管加工方法同原设计图纸。

③注浆材料。

小导管注浆采用纯水泥浆（w/c=1.0），注浆压力0.5-1.0MPa。

管棚注浆采用水泥砂浆（W/C=0.5）。

（3）凿除。

注浆凝固后，根据测量人员测量结果标示出需要换拱的位置及开挖深度。

为了保证不对初支产生较大的扰动，凿除作业前最好用切割机切割出开挖轮廓线。

凿除采用风镐等小型机具进行。

当原有工字钢架全部出露后，在钢架切断位置保留段钢架端头两侧施工φ42x4注浆小导管作为锁脚锚杆锁定钢架，每根锚杆长6-8m，每处设4根。

锚杆施工完成后方可切断钢架及网片钢筋等。

工字钢及网片钢筋等切割采用氧割焚断。

（4）开挖及换拱。

开挖时，预留变形量加大为20cm，其它初支参数参加设计图纸Z5a衬砌参数执行。

为保证施工安全，拆换拱时采用从下至上分5段拆除。

开挖深度按设计开挖轮廓线的基础上超挖20cm（预留沉降量），经测量满足要求后，在岩面初喷一层C25喷射混凝土，然后在安装20x20cmφ8钢筋网片、系统锚杆及新拱架。

钢架安装完成后，及时施作φ25锁脚锚杆和纵向连接筋，复喷C25混凝土至设计厚度。

换拱施工采用的初支参数及材料规格如下：C25喷砼厚度26cm，拱架采用I20b工字钢，径向锚杆采用3.5m长φ42X4注浆小导管，钢筋网片采用双层φ8钢筋，环向及纵向间距20cmx20cm，拱架纵向连接筋采用HRB335φ22钢筋，环向间距1m。

拱架锁脚锚杆采用φ42x4注浆小导管，每根长4.5m，每处2根。

（5）重复上面的步骤拆除下一段或下一榀拱架。

换拱完成后时应及时布点加强监控量测。

如果沉降量超标时加强支护参数，如果稳定即可继续进行换拱施工。

（6）临时拱架的拆除。

当所有需要换拱部位完成施工后，拆除临时支护用的拱架。

4.施工中应注意的问题（1）施作临时钢支撑时支护拱脚下虚碴必需清理干净，确保拱架整体稳定。

对未施工仰拱段落，地面基层松软时应加设垫板或用混凝土加固地基，防止因拱脚下沉而失去支撑作用。

（2）为确保施工安全，凿出初期支护时必须加强周边围岩的监控，若发现周边围岩（初支）有异常情况则立即停止施工，并迅速撤离所有人员，待围岩稳定后采取相应措施后再行施工或报告相关单位进行处理。

（3）拆换初期支护时应逐榀施作，为防止因下台阶变形初期支护拱脚悬空距离过长而产生安全隐患，每次拆换不超过1榀。

5.后期初期支护变形侵限的预防措施原设计本段隧道支护参数已由Z5c变更为Z5a型，辅助支护由C 型变为B型，设计初期支护的预留变形量为15cm。