隧道初支侵限处理方案设计

新建铁路标

（DK + ～DK + ）

某某隧道初支变形处理专项方案

编制：

复核：

审核：

2012年3月19日

隧道初期支护变形

换拱施工方案

1.编制依据

《隧道设计图》第一、第二、第三测设计施工图

《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》

《铁路混凝土工程施工技术指南》

《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》

《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10753-2010)

《铁路混凝工程施工质量验收标准》（TB10424）

《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设(2005)160号).

2.适用范围

《某某隧道变形段换拱施工方案》适用于隧道DK + ～DK + 段初期支护变形段处理。编制内容主要包括：局部换拱施工方案及施工工艺，施工机械设备、劳动力组织、进度和质量、安全、文明施工等管理措施。3.变形段地质及水文情况：

该段水文地质情况：该段处于第四系上更新统坡洪积粉质黄层，含卵、碎石土夹层，厚度50－70m。粉质黄土具I级非自重湿陷性及低压缩性。掌子面围岩揭示为：拱部为第四系塑状黏性土，较软，潮湿；中间为1～2米厚砂砾石土夹层，渗水较大；下部为强风化云母片麻岩、伟晶岩，岩体极破碎，强度低，渗水较大。

隧址区属低山剥蚀丘陵地貌，地貌形态复杂，沿线地形起伏较大，其中DK147+600处为冲沟端头，其次小里程方向有5处深沟，经现场测量，隧道线路中线走向均跨越深沟。所经之处山势陡峻，冲沟发育，切割较深，山

体植被繁茂，相对高差达10m～30m不等。

4.设计围岩情况

变形段原设计为IV级围岩，开挖过程中实际掌子面围岩为：拱部为第四系塑状黏性土，较软，潮湿；中间为1～2米厚砂砾石土夹层，渗水较大；下部为强风化云母片麻岩、伟晶岩，岩体极破碎，强度低，渗水较大。由于围岩稳定性较差，开挖过程中渗水、股状涌水现象严重，经与设计、监理现场勘查变更为V级围岩支护施工。

5.初期支护变形情况

根据设计图纸，隧道DK + ～DK + 段采用台阶法进行施工，在拱部120度范围内采用长3.5m、壁厚3.5mm的Ф42小导管进行超前支护；纵向每2m施作一环；初期支护施作格栅拱架，纵向间距1.0m（其中DK + - 纵向间距0.75m），边墙设置长3.5m的砂浆锚杆；钢筋网为环向Ф8×纵向Ф6钢筋加工制作，网格间距为20cm*20cm，喷射混凝土厚度22cm。

DK + ～段于2011年12月18日至2011年12月30日完成上台阶的开挖、初期支护施工，2011年1月10号完成中、下台阶开挖、初期支护施工。

在开挖过程，实际揭露围岩与设计围岩有一定出入，隧道两侧主要为老黄土及风化岩，掌子面中部主要为黏土充填层，围岩自稳能力差，两侧拱脚部位有基岩裂隙水下渗，岩体遇水较易产生软化，围岩整体稳定差。

由于隧道埋深较浅，且存在一定的偏压现象，加上围岩情况较差，通过监控量测发现该段的拱部下沉及周边水平围岩收敛变形较大，在施工过程中，加强了超前支护的施工，纵向每1.2m施作了一环超前小导管，增加了锁脚导管的数量，确保了施工安全。通过监测，目前该段初期支护已处于稳定状态；但由于DK147+ ～DK147+ 左侧拱腰部位变形过大，导致拱腰至

起拱线部位初期支护侵入二衬设计厚度，为确保二次衬砌厚度和施工质量，对该段进行换拱处理。

6、换拱施工方案和工艺

6.1施工方案：

（1）施工DK + ～段仰拱初支、仰拱及仰拱填充，及时整体封闭成环，保证变形段DK + ～DK + 整体稳定。

（2）对变形体段DK + ～+ 段初期支护进行全断面径向注浆固结处理，注浆参数见附图《施隧02-95》，预防替换拱架施工造成二次扰动变形加大，导致坍塌不安全隐患事故发生。

表1：注浆参数表

注浆小导管加工图

（3）注浆完毕待注浆强度符合要求后，从DK + 开始用风镐在变形初期支护的格栅拱架处开槽凿除欠挖部分，槽宽50cm，长度至拱腰上下未

欠挖段100cm 以上，切除侵限格栅拱架，在切除点重新焊接连接角钢，安装新的格栅拱架，按设计要求施作好系统锚杆，并安设Φ42mm ×3.5mm 锁脚锚管（锚管长3.5m ，每处2根）。采用同样方法继续处理第二榀侵限格栅拱架，新格栅拱架安装、施工系统锚杆、锁脚锚杆后利用风镐凿出两榀拱架之间侵限初期支护喷射混凝土，安装钢筋网片，纵向连接筋，报监理检查合格后立即喷射混凝土封闭。以此类推间隔替换侵限格栅拱架施工至DK

+

。 6.2施工工艺：

见《换拱施工工艺流程图》

.

换拱施工工艺流程图

7.机械设备及人员配置

7.1 人员配置

7.2 机械设备

8.监控量测

布置监控量测点，对初支变形段在施工过程中产生的变化进行观测，提供数据指导换拱施工。监控量测的频率根据相应规范要求进行，由于原初期支护变形量大，每天监测频次不少于2次，监测结果及时反馈。如果发现围岩变形突变，应该马上停止换拱施工，分析突变原因，并及时向相现场管理人员汇报，研究进一步处理方案。

9、施工质量保证措施:

根据初期支护断面测量检测成果，确定初期支护拱架替换部位及里程段落，为防止换拱作业过程中初期支护变形，在换拱施工前换拱段落仰拱初支、仰拱、仰拱填充施工封闭成环，并对该段初期支护进行全断面注浆预加固处理，然后再采用风镐凿除换拱部分喷射混凝土，重新安装格栅拱架进行二次初期支护。

9.1、注浆过程中要严格工序控制，加大施工的技术含量，专业技术人员现场值班，划分作业区域、采用“双控”指标、两序孔作业，根据施工和变

形段落的收敛变化情况，适时调整注浆压力、分段长度和注浆材料的种类及配比，保证注浆效果。

9.2、应严格按照《施隧02-95》设计图参数进行钻孔。

9.3、注浆材料应满足试验要求，严禁使用过期结块的材料，必要时进行检验。

9.4、浆液配比应符合设计要求，配浆时最大误差为：水泥、水玻璃、水±5%。

9.5、浆液搅拌应均匀，一般水泥浆、特种水泥浆搅拌时间为10～30分钟，但不得超过60分钟。未搅拌均匀或沉淀的浆液严禁使用。

9.6、注浆压力控制在2～3MPa，注浆机额定功率不小于5 MPa，保证注浆效果。

9.7、注浆过程中，时刻注意泵压和流量的变化，若吸浆量很大或压力突然下降，注浆压力长时间不上升，应查明原因，如跑浆可通过调换浆液、调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，进行大泵量、低压力注浆，必要时采用间歇注浆，以达到控域注浆目的。

9.8、注浆过程中若发生串浆时，可采取两孔同时注浆措施。

9.9、注浆过程中压力突然升高，应及时查找原因，进行处理，确因浆液凝胶时间过短，则应停水玻璃泵，只注水泥浆，待泵压恢复正常后再进行双液注浆。

9.10、一台泵发生故障时，应立即换上备用泵继续注浆。

9.11、严格进行注浆效果检查评定，符合要求时才能结束注浆作业。当未达到注浆结束标准时，应进行补孔注浆。

9.12、风镐凿出侵限格栅拱架，未侵限段处理时轻凿轻敲，尽量不要对拱架产生较大伤害，凿出混凝土，切除拱架时环向垂直切割，利于在切除面