狮子隧洞出口溶洞处理措施知识讲解.doc

狮子隧洞出口K1+700m处溶洞处理措施

2011年9月15日狮子隧洞出口在开挖掘进至K1+700m处出现一大型溶洞，溶洞沿隧洞轴线方向长约15米，高约30~40米，溶洞底部和隧洞掌子面，见风化泥土裹夹大块落石，洞顶时有块石塌落。根据2011年9月26日周例会要求，在该段加设单排钢管棚架进行临时加防护。2011年10月12日洞顶出现坍塌，落石将钢管棚架砸毁，根据现场工程师指令我部马上停工观察。为保证工程尽快恢复施工，以及今后洞内施工安全，有限公司孙总工程师亲自到现场察看，并与业主、监理单位交换意见，共同确定如下处理方案：
一、总体处置方案
基低钢筋混凝土换填——钢拱架支护——拱架外回填混凝土——施工拱架内衬砌
为减少现场施工人员在风险区作业时间，通过钢拱架支护保护洞内结构及施工作业安全，同时利用拱架外部泵送回填混凝土，将坍塌荷载外力传递分解至两侧坍体上，减少拱架支护承受的外力破坏，并利用拱架内衬砌混凝土进行二次防护，具体步骤如下：
1基底换填混凝土
（1）基础开挖
该段基础开挖，为最大限度的保证施工安全，每次开长度不大于2米，开挖深度按照设计开挖断面底板下挖50cm，开挖宽度不小于4.7米。
开挖前先将要开挖范围内的原搭设棚架拆除，清理两侧坍塌泥土及落石，清理两侧坍塌泥土时，为保证边坡稳定，坡比不小于1:1，拆除及清理工程量以现场实际发生计。
开挖过程中，要注意控制底板高程，并安排2名专职安全员现场值守，密切观察溶洞顶部及两侧坍体险情变化，如有危险立即停止作业，组织施工人员撤至安全区内。
（2）浇筑底板混凝土
在基础开挖完成，验收合格后，马上开始施工底板钢筋混凝土：
①底板横向筋为上下两排φ22螺纹钢筋，间排距为20*40cm，单根长度为4.6米，纵向筋间排距为20*40cm，钢筋长度根据基础开挖长度确定，浇筑混凝土时预留30cm，做为搭接。钢筋绑扎安装前要先钢筋上的锈斑清理干净。
②在两侧钢支撑立柱部位，预埋φ25钢筋，使钢支撑与底板连成一个整体，间排距为20cm，长度为75cm。
③钢筋安装完毕后，验收合格后方可进行混凝土浇筑施工。
④混凝土中钢筋保护侧厚度为5cm。
⑤该段底板混凝土强度为C20，厚度为50cm，宽度为4.7m。
⑥该部位混凝土为输送泵泵送，要严格按照配合比进行施工，混凝土振捣要密实。
⑦底板钢筋及混凝土施工过程中，尽量让施工人员在拱架防护范围内作业，并加强周边观察。
2钢拱架支护
在底板混凝土初凝后，开始安装架设钢支撑，钢支撑跨距为3.3m，内空高度为3.5米，本次钢支撑距内结构混凝土外预留40cm，做为预防特殊情况处理空间，该预留空间根据现场实际情况再进行处理。
①溶洞内每榀钢支撑间距为40cm，连接筋调整为钢支撑内外两侧各一排，环向间距为20cm。
②每榀钢支撑制作要符合规范要，下料时严格按照设计尺寸，（即：立柱主筋长度为2.4米，拱部主筋长度为4.8米；箍筋长度为0.8米，斜撑长度为0.34米），焊接要牢固。
③钢支撑安装时两侧立柱要与底板预留筋进行焊接，安装完毕后，在钢支撑外侧安装钢丝网。
④安装完成2至3榀钢支撑后，立即喷射C20混凝土，喷射混凝土厚度为20cm。
⑤喷射混凝土时，在钢支撑侧墙及顶拱安装φ120mm钢管做为泵送混凝土预留端口，侧墙钢管长度为70cm，顶拱钢管长度为120cm。
3钢支撑外侧泵送回填混凝土施工
为防止继续掘进时，受钻孔及爆破扰动使已开裂岩体大范围垮塌，在钢支撑外侧泵送C20素混凝土做为外壳，分散传递坍塌荷载对拱架的破坏。
①该部位混凝土强度为C20，顶部厚度不小于1米，两侧要填充满钢支撑到开挖坡面的空隙。
②外部混凝土采取分段浇筑，在钢支撑完成4至5米时，马上开始浇筑。
③浇筑该部位混凝土采取输送泵泵送，浇筑时从底部开始分层浇筑，每次浇筑混凝土高度不大于1米，钢拱架左右两侧对称回填，减少拱架承受的不均匀侧向压力。
4其他防护措施
（1）为增强溶洞段支护的整体强度，钢拱架及底板钢筋混凝土在溶洞两端想隧洞内各延长5米。为减少爆破震动对溶洞顶部及周边围岩的不利影响，该部分拱架及混凝土底板在溶洞段防护处理完成后再施工，按照溶洞段支护参数对既有隧洞断面及底板进行扩挖。
（2）在施工过程中发现混凝土及钢拱架受外力变形及破坏，根据实际需要来确定拱架内衬砌的施工方案。
5质量控制
①下发详细的技术交底至施工作业班组，并安排技术人员跟班作业。
②底板混凝土初凝后方能进行钢支撑安装。
③钢支撑采用洞外加工场地集中加工，按拱部和边墙尺寸分别制作，洞内拼装焊接成一体，。
④严格控制工序质量，必须做到每一榀支撑都要检查，细到每一个焊缝隙。每榀支撑安装完毕请监理进行验收，合格再可进行下道工序施工。
⑤做好半成品保护措施，特别是支撑通过洞内的运输，防止支撑扭曲。
⑥浇筑外部混凝土时，要两侧同时浇筑，并控制好浇筑厚度。
⑦搅拌混凝土时要严格按照配合比进行下料，并控制好水灰比，保证混凝土具有良好的和易性。
6安全控制
①在施工过程中专职安全员要现场跟班作业，时刻观察溶洞顶部及周边岩石变化情况，必要时马上中止作业，组织施工人员安全撤离，待排除危险后方能继续进行施工。
②在施工时，要合理安排施工顺序，尽量保证工人在现有拱架支护区内施工，减少人员在溶洞外露区内作业。
③在焊接作业时，由于存在积水，操作人员必须穿好绝缘鞋，戴绝缘手套。经常检查用电线路，发现问题及时解决。
④在施工过程中，要随时保证洞内有足够的照明，以便能随时观察溶洞顶部及周边岩石变化情况。