xxx隧道拱顶侵限换拱处理方案

XXX隧道出口拱顶局部沉降初期支护侵限处理方案
1.编制范围和编制依据
1.1编制范围
《XXX隧道出口拱顶局部沉降初期支护侵限处理方案》适用于京福客运专线XXX隧道出口工程初期支护拱部局部侵限范围换拱施工。

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。

1.2编制依据
《XXX隧道设计图》
《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》
《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设(2005)160号)
《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设(2005)160号)
2. 工程概况
2.1 隧道设计概况
XXX隧道起讫里程为DK416+103～DK417+667.5，全长1564.5m，设计为双线隧道，两线间距5m，隧道埋深为9.36～73.27m，最大开挖宽度为15.10m，最大开挖高度为12.74m。

洞身围岩包括V级围岩470.5m，Ⅳ级围岩440m，Ⅲ级围岩620m，围岩等级交错变化，DK417+180～DK417+390，210米为Ⅴ级围岩岩溶发育区，隧道进口端为10m喇叭口倒切开孔式缓冲结构，出口端为
24米帽檐斜切式缓冲结构。

3、隧道施工进展情况
初期支护：已施工完毕
暗洞仰拱: 已施工完毕
明洞:明洞仰拱及填充未施工
二衬：未施工。

4、施工过程中初期支护下沉情况
XXX隧道出口在施工过程中在DK417+643.5～DK417+625段出现拱部不均匀沉降，不均匀沉降产生原因与不良地质情况和隧道出口洞口段浅埋偏压有一定关系，出现不均匀沉降后及时采取了增设锁脚锚管、临时仰拱及支架、停止掌子面掘进等措施进行了加固，确保了隧道施工安全，据近期监测显示隧道初期支护处于稳定状态，但在DK417+643.5～DK417+625段拱部5～8m范围，由于初期支护不均匀沉降造成二衬厚度小于设计厚度，需进行拱部局部换拱处理。

5、换拱施工方案和工艺
新奥法施工的最基本理论是尽量不扰动土体的平衡状态，充分利用土体的自持能力和初期支护共同承受土体压力，洞口DK417+643.5～DK417+625段处于浅埋，现根据监控量测资料分析已重新稳定，如果大面积换拱再次大幅扰动土体，土体丧失了自持能力仅靠初期支护抵抗土体压力，结构安全和施工安全得不到有效保证，因此在确保施工安全和结构自身受力需要的前提下应尽量减少换拱范围，建议初期支护侵入二衬不超过5cm的范围局部凿除初期支护表
层3cm后按原设计图纸施工，初期支护侵入二衬5～10cm段凿除表面初喷混凝土至拱架，进行二衬结构补强处理，初期支护侵入二衬大于10cm的范围进行换拱处理，换拱里程为DK417+643.5～DK417+632.5,各断面环向范围为：
DK417+641.6拱顶左3m至拱顶右6m；
DK417+640拱顶左3m至拱顶右6m；
DK417+637拱顶左3m至拱顶右6m；
DK417+634拱顶左2m至拱顶右5m；
5.1换拱施工方案
因DK417+643.5～603.5段有φ108×6mm超前长管棚预支护，再对浅埋段（DK417+643.5～625）山体进行注浆加固，然后根据初期支护断面测量成果，确定拱部初期支护侵限范围，在现场画出换拱范围。

在该范围内先用小导管在换拱范围内全部进行预注浆，待预注浆达到强度后，每次用风枪凿除1榀钢架初期支护，按设计开挖轮廓线人工修出欠挖部分围岩土，割除侵限部分工字钢拱架钢筋网片、连接筋，按设计要求挂设钢筋网，换上新加工的钢架并进行可靠连接，然后喷射混凝土，完成一次换拱循环。

二衬施工时环向主筋由ф22改为ф25。

5.2施工工艺：
根据初期支护断面测量成果，确定每次换拱部位及开挖断面，为防止换拱作业过程中初期支护变形，在换拱施工前对换拱部位初期支护进行加固，然后用风镐凿除换拱部分喷射混凝土，凿除砼时在支撑
结构上搭设防护网，以免下落砼块对人和机械构成威胁，混凝土凿除后进行换拱部位原初期支护纵向连接筋、钢筋网及钢架的割除，然后根据设计开挖轮廓线，人工用风镐等工具修整开挖断面，进行初期支护施工。

5.2.1拆除侵限初期支护施工注意事项：
⑴风镐凿除喷射混凝土之前，必须先把喷射混凝土的凿除部分与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。

⑵不能大面积拆除初期支护，防止塌方及冒顶。

⑶凿除喷射混凝土时如果锚杆垫板被破坏则需按设计要求更换。

⑷拆除后必须及时初喷。

5.2.2钢筋网施工
5.2.2.1钢筋网采用φ8㎜钢筋，网格尺寸为20×20㎝,搭接长度为20cm。

5.2.2.2钢筋网铺设要符合下列要求：
⑴在初喷4cm混凝土后进行钢筋网铺设。

⑵使用前要清除锈蚀。

⑶随喷浆面起伏铺设与受喷面间隙一般不大于3cm。

⑷开始喷射时，减小喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋保护层厚度不得小于4cm。

5.2.3更换侵限I22a钢拱架
侵限混凝土凿除后，确定侵限钢架长度，割除钢架，人工清除欠挖围岩土，初喷4cm混凝土，安装钢筋网后按设计要求安装钢架。

5.2.3.1换钢架施工方法
（1）根据断面测量结果凿除侵限喷射混凝土，喷射混凝土凿除时钢架切割处需多凿除50～60cm，换拱前预先在每榀钢架切割位置下
多凿除部份多凿除部份
喷射砼凿除范围示意图
方50cm处，每处左右两侧各打设2根锁脚锚管，锁脚锚管采用φ50，长度为5m。

（2）在钢架上确定侵限范围，量好切割拱架内弦长（即两点直线
侵线切割钢架部份
切割侵线钢架示意图
长度），沿半径方向切割钢架。

（3）先按Ⅴ级围岩钢架设计要求制作好I22a钢拱架，计算好下料长度，沿半径方向裁制已做好的钢架，备好焊接用连接钢板。

（4）把焊好的钢架运至作业平台上拼装钢架，就位调整后定位。

（5）换上的钢架与原钢架进行对接焊好后再分别在工字钢腹板和翼板上贴板加强焊接，焊缝高度8mm，接头采用螺栓连接。

（6）在钢架与围岩的空隙处加设混凝土垫块，楔紧钢架。

（7）按设计要求焊纵向连接筋。

（8）喷射混凝土。

5.2.3.3换钢架施工工艺要求
（1）严格按设计图纸加工钢拱架，检查其尺寸、焊接等，要符合设计规范要求，所用钢材进场时按批量和型号分批试验、检验，内容包括：标志、厂家、品种、数量、外观等，并按规定的抽样做力学性能试验，符合要求后才能使用。

（2）根据中线、水平、隧道断面和预留沉落量等将钢拱架架设在中线方向的垂直面上，并力求整齐，同时，支护之间仍按设计要求设纵向连接筋，构成整体，并与围岩间用混凝土垫块顶紧。

（3）新拱架与原拱架间焊接要牢靠、平顺。

（4）钢架垂直于隧道中线，上下、左右允许偏差±5cm，钢架倾斜度不得大于2°。

6、施工注意事项:
6.1工程材料控制措施
工程材料和辅助材料（包括构件、成品、半成品），都将构成建筑工程的实体。

保证工程材料按质、按量、按时的供应是提高和保证质量的前提。

因此，对采购的原材料、构件（配件）、半成品等材料，建立健全进场前检查验收和取样送检制度，杜绝不合格材料进入现场。

6.2施工质量及工期保证
6.2.1保证电焊施工质量，由专业的电焊工进行更换拱架的施
作；
6.2.2保证施工进度，逐榀更换钢拱架，每循环控制在8小时范围内，可2-3榀喷一次混凝土；
6.2.3更换拱架时打设锁脚钢管并注浆，保证更换后的钢拱架牢固可靠；
6.2.4在施工过程中做好监控量测工作，在施工过程中时时监控，保证换拱完成后初支断面的净空符合要求。