隧道换拱施工技术方案.docx

目 录一、编制依据1二、质量目标1三、安全目标1四、工程概况14.1、施工情况2五、换拱方案25.1、施工准备25.2、建立监控量测系统65.3、换拱方案10六、施工注意事项14七、资源配置147.1、机料具的配置147.2、人员配置15八、安全保证措施158.1、换拱台车加固158.2、险情应急处理158.3、安全教育158.4、安全物资168.5、警示标志168.6、其他安全措施16 XX隧道左线换拱施工技术方案一、编制依据1. XX高速公路XX至XX段工程XX标段XX隧道施工设计图；2施工现场的工程地质、水文地质、本地资源、交通情况及施工环境等调查资料；3本企业的施工技术能力、管理水平及类似施工经验。二、质量目标杜绝施工重大质量事故，杜绝工程质量隐患。三、安全目标杜绝本方案实施过程中任何安全事故发生。四、工程概况隧道区为低中山地貌，拟建隧道穿越XX主峰，沿路线中心海拔高程一般约为9551330m，最大埋深约375m。ZK16+721ZK17+750段为单向陡坡地形，地势东北低，西南高，坡度约3555，整体坡向约30。ZK16+721ZK16+740段处于隧道进口偏压浅埋段且为45斜交进洞。隧址区出露岩层主要为（Pz1h）石英细砂岩、（Pt2s）石英片岩夹云母石英片岩及云母石英片岩夹石英片岩，小型的褶皱和断层发育，其中ZK16+700K18+200段见一背斜，背斜两翼产状分别为1886和18080，隧道走向与背斜走向呈大角度斜交或近似垂直。该段施工时间：2013年3月30日2013年4月10日。在施工过程中，经项目经理部测量班日常监控量测发现，在XX段已经完成的初期支护变形量超标，最大侵限24cm，目前该段沉降变形已趋于稳定。鉴于XX段初期支护已侵入二衬3cm24cm（详见断面量测结果），而该段隧道V级围岩二衬厚度为50cm，由于大面积侵限，影响了模筑衬砌施工质量，为满足设计支护厚度要求，在确保安全及质量的前提下必须对该段隧道初期支护做换拱处理。建立质量责任制，将质量目标层层分解，制定各级、各部门质量工作岗位责任制，明确具体的质量责任，把质量管理的每项工作、每个环节具体落实到每一个部门、每一个人，切实把质量工作落到实处。组长职责：项目经理作为第一责任人主要组织实施换拱方案，制定落实质量和技术保证措施。定期向建设单位、监理和质量管理部门汇报施工情况。副组长职责：项目总工具体编制该隧道的换拱方案并组织落实，对施工过程组织技术人员进行监督、指导并作好监控量测，及时处理现场险情。现场负责人主要督促施工人员严格按照方案要求进行施做，并做好现场人员及机械设备的安全管理工作。工程管理部职责：具体组织实施换拱方案的落实并对施工全过程进行指导，负责技术交底的制定和现场监控量测并对监控量测结果进行分析，及时上报。对施工人员进行技术交底及培训工作。安全环保部职责：制定详细的安全应对措施，对施工全过程进行监控并及时处理。其他部室：负责落实物资供应及相关配套工作。施工队：组织有经验的专业施工队伍，施工前对所有施工人员进行安全交底，严格按照换拱方案及有关技术要求进行施工，现场必须听从技术及管理人员的指导。成立以施工负责人为组长的安全领导小组，现场负责人、技术负责人任安全领导小组副组长，施工队设安全管理检查小组及专职安全员，从施工、技术方面来保证施工生产的安全。安全领导小组办公室设在工区综合办公室，成立相安全管理检查小组，并在各工班设兼职安全检查员，坚持经常性的施工安全管理检查及监督指导。利用该隧道现有设备提前加工钢拱架、制作钢筋网片，按照设计及方案要求加工小导管。 5.2.1量测程序监控量测的目的在于监测围岩变形和压力情况，验证支护衬砌的设计效果，保证围岩稳定和施工安全；提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定衬砌的施做时间；通过对量测数据的分析处理，掌握地层稳定性变化规律，预见事故和险情，作为调整和休整支护参数及施工方法的依据，提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息。监控量测流程见下图 监控量测流程图 5.2.2测点布置在XX隧道左线XX段换拱过程中，监控量测严格进行地表下沉量测、拱顶下沉量测、水平净空收敛量测三项量测，测点布置见下图监控量测测点布置图5.2.3布点观测施工前，在洞内该段初期支护钢架上布置监控量测点，拱顶下沉观测点及净空收敛观测点按每2米一个断面进行布设，以观测围岩及初期支护结构的变化；洞顶原地表，每5米一个断面布设地表下沉观测点，以观测地表沉降。周边收敛、拱顶下沉及地表下沉各项目测点尽量集中断面布设，以便量测成果分析；地表下沉观测点，以隧道中线为中心每5米布置5个点，从隧道换拱施工开始进行地表沉降观测，采用全站仪进行观测，观测频率为每天一次。拱顶下沉观测点，在隧道需换拱的初期支护上每三米设置一个点，换拱施工完的初期支护上每两米设置一个点，并且在换拱施工完6小时内进行第一次观测，仪器采用高精度水准仪，观测频率为每天两次，直至二衬完成后为止。净空收敛观测点，在拱顶下沉观测点同一断面设置，仪器采用高精度收敛仪，观测频率同拱顶下沉观测。5.3.4量测整理及分析通过对量测结果整理与分析，及时安排施做衬砌的时间，是控制隧道下沉，保证隧道施工安全与净空的重要一环。根据现场量测数据绘制位移-时间曲线图，在位移-时间曲线趋于平缓时进行回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律，回归分析为建立下沉量（U）随时间（T）发展的时态函数，根据测点位移变化速率判断围岩稳定状况，当隧道周边变形趋势有明显减缓趋势，则说明隧道变形基本处于稳定状态，当变化速率过快、过大，或当位移-时间曲线出现反弯点时，说明位移出现反常的急剧增加现象，表明围岩及支护已呈不稳状态，应及时加强支护并停止作业，并根据现场及施工情况进行分分析。5.2.5、加强监控量测工作监控量测不仅对原初期支护钢架变形进行观测，对置换后的拱架同样要加强观测，量测人员应及时对测量结果进行分析。开挖过程中注意观察初期支护状态包括喷砼层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、支撑是否压屈变形进行观察分析。对以上情况进行详细描述、记录，并予以评估，作为及时采取支护参数选择的参考及量测等级选择的依据。量测方法及频率现场量测时根据开挖、换拱各工序作业持续时间加大测量频率。5.2.6监控量测人员：李凯、黄国力。在换拱前，对初期支护钢拱架施做临时支撑，避免压浆或置换过程中原初期支护钢架失稳；采用环向小导管（423.5mm）对岩体注浆；置换顺序：利用换拱台车（可用防排水台车代替）从大里程向小里程隔环进行，对每环的拱架置换应遵循先墙后拱的原则；开挖主要以人工利用风镐开挖为主，如没必要严禁采用爆破作业；对已换拱段，必须及时、分段进行衬砌。在必要时架设临时支撑：换拱台车（可用防排水台车代替）每间隔一榀对初期支护钢架连接处采用18工字钢架设临时竖撑、横撑，横竖撑间采用22钢筋连接，以免在压浆或换拱过程中相临拱架受力过大而失稳；（临时支撑示意图见下图）为保证开挖及换拱过程中人员及机械设备安全,防止岩体受力太大而坍塌,对拱部及边墙采用42mm，L=4.5米长小导管注浆，小导管采用钢花管，环、纵向间距1.0米,梅花形布置,在每榀初期支护钢架与小导管连接处将小导管与钢架锁死, 以保证在开挖拆除拱架时的安全。注浆采用双液注浆。利用换拱台车从大里程隔环进行，对每环的拱架置换应遵循先墙后拱的原则。开挖及钢架拆除顺序：充分利用换拱台车长度，采用顺序开挖，先墙后拱方法，且每次只能开挖一榀，开挖主要以人工利用风镐开挖为主，严禁采用爆破作业，尽量减少对围岩的扰动。开挖预留量20cm。开挖前要将制作好的20a钢架及钢筋网运至现场，喷浆机等设备调试好，开挖拆除原初期支护钢架完成后立即对岩面进行初喷，架设新钢架，并铺钢筋网片，同时利用注浆的小导管将钢架与钢筋网焊接固定，完成后立即进行C20喷砼作业，待喷砼强度达到设计强度后方可进行下一循环开挖。a、从上到下拆除单元拱架，首先在应拆除拱架相邻拱架进行打设锁脚锚管锁定。打设锁脚锚管，L=4m,42，并进行注浆，7字形卡，满焊固定。（上部拱架单元打设3组6根，间距1米，下部拱架单元打设2组4根，间距1.5米，具体见下图）在拆除拱架单元的两侧30厘米处，人工用风镐凿出25厘米宽凹槽，用氧气焊切割连接钢筋和钢筋网片，使需拆除拱架单元与初支结构剥离。b、人工手持风镐凿除两端连接板处砼，拆除连接螺栓。c、单元拱架拆除后，及时进行初喷封闭。重复以上步骤对下步单元进行拱架拆除。d、拱架拆除后，重新对断面进行断面扫描，如果欠挖，首先进行欠挖处理，方能安设拱架。e、拱架安装时，测量人员严格对拱架进行定位，质检人员根据验标检验拱架的垂直度和中线偏位，严格控制超欠挖，坚决杜绝二次换拱。f、按照技术交底进行拱架安设，安设完毕后，测量人员再次进行断面复测，保证超欠挖符合规范要求，留足二次衬砌厚度。5.3.6、对已换拱段，必须及时、分段进行衬砌。1、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，立即停止拆除，用喷射混凝土封闭拆除面后进行径向注浆，以稳固围岩。2、置换拱架时，拆除完一榀或一单元钢拱架后，立即安装新的拱架上去，待整环初支完成后，才可进行下一榀钢拱架的拆除置换工作。3、此段加强监控量测，每天至少观测两次。如有异常及时上报。4、换拱后，欠挖一次处理到位，防止置换完成后出现二次欠挖。5、置换时确保钢架连接按照原设计钢板+连接螺栓的方式有效连接，并按照原设计位置施作锁脚锚管，锚管要紧贴钢架，及时喷射混凝土封闭。七、资源配置7.1、机料具的配置见下表，同时可根据进度需求情况增减机料具配制表 序号机械名称单位数量1装载机台12注浆机台13风镐把24挖掘机台15喷浆机台16电焊机台17切割机台17.2、人员配置风镐凿除、初喷砼及欠挖处理4人、切割1人，喷浆4人，安设拱架4人。对换拱台车进行加固，在台车推到作业位置后，首先车轮前后卡死，防止台车的移动，同时台车安装轮胎的横梁要进行加固处理，防止台车受压力过大发生危险。现场施工时间专职安全人员在场监视围岩变化，用哨声通知作业人员撤离，在换拱台架的前后各堆放沙堆，在极度危险的情况下，人员可以跳到沙堆上迅速撤离。施工期间，现场施工负责人会同技术人员对各部支护进行定期检查。当发现量测数据有突变或异变时，立即通知现场负责人，采取应急措施或通知施工人员撤离危险地段。加强围岩开挖后变形量测，根据量测数据分析结果，反馈指导施工，保证开挖及换拱的安全和质量。施工中，指定专人对洞内围岩及地面位移变形情况进行观测，出现异常情况立即停工处理。对所有现场人员进行全员安全教育，并进行安全技术交底，从思想上高度重视。建立安全领导小组，落实岗位责任制。施工人员进行岗前培训，技术人员上课、现场指导。所有进入隧道工地的人员，佩戴安全防护用品。对隧道施工人员要坚持班前安全教育，严禁酒后上班。作业到达工作面时，先检查工作面是否处于安全状态，如有松动的岩石，立即加以支护或清除。配足必要抢险物资，如砂子、灭火器、急救药品、纱布、强光电筒、安全标示、以及尽量保证一部车辆在工地等。在洞口设置警示标志，并设置警戒线，无关人员不得进洞，且进洞人员必须先登记后进洞，严格执行进出洞登记制度。在施工作业面设置宣传标语和警示标志，保证作业人员随处可见，提高“三不伤害”的安全防范意识。对换拱段的地表水系进行疏通，保证地表没有积水，在降雨的过程中雨水可以尽快的排走，对地表的裂缝灌注水泥浆封闭，防止有水从裂缝渗入，对地表裂缝每天进行观察，一发现有新的情况，立即采取措施，根据裂缝的大小，现场施工的情况，监控量测资料综合进行分析，在分析的结果出来后决定是否施工还是采取措施加固。