岔上2号隧道右线进口侵限换拱

岔上2号隧道右线进口

浅埋、洞体侵限换拱处理方案技术交底

一、工程概况

岔上2号隧道位于吕梁市信义镇，左线897m，岂止里程为ZK21+918~ZK22+815，右线909m，起讫桩号为K21+935~ K22+844，明洞18米，Ⅴ级围岩448米，Ⅳ级围岩1340米。最小埋深14.2米，最大埋深91.39米，竖曲线段纵坡小于0.9%，整座隧道位于曲线段上。最大开挖宽度12.30m，最大开挖高度9.972m（含仰拱）。洞门形式为端墙式。隧址区位于黄土残垣丘陵区，隧道穿越的黄土峁，峁顶较平坦，四周为黄土破碎冲沟及陡立谷坡，谷坡平均坡脚在50°以上；坡面植被稀疏，仅生长少量灌木。隧道穿越峁顶最高点海拔1374m，最低海拔1287m，相对高度87m。

埋深4～10m属于浅埋段，工法为三台阶与留核心土。暗洞

以30m长φ108大管棚作为超前支护进洞；进洞方向左侧有直立陡峭山包、右侧是冲沟。进洞0～15m 即K21+940～K21+955为超浅埋段，地表距隧道外拱顶高度为5.92m ～4.37m；洞口段为上端面为覆盖黄土，下端面为N2粘土，含水量29.2。

二、隧道进洞及初支下沉、开裂情况

岔上2号隧道于2011年5月7日开始洞口段的开挖掘进，K21＋940～K21＋980段采用Ⅴ级围岩加强复合式衬砌，采用三台阶七步开挖法（或预留核心土法）施工， K21+960附近掌子面揭露岩性以覆盖黄土为主夹杂部分褐红色粉质粘土，黏质黄土具有湿陷性，含水量较大该地质条件一直往后延续。5月19日下午，测量人员使用断面仪、收敛仪对岔上2号隧道上台阶进行断面测量并形成相关数据，

从数据显示来看，该段断面比较正常。继续开挖时，5月20日早上5:00，在K21+940处右侧出现横向细小裂纹，地表有纵向裂纹，项目部立即组织人员撤离，测量人员进行不间断监控量测，数据显示变形较大。

在2011年5月20日上午11:20，K21+940～K21+975段初期支护出现严重变形，喷射混凝土面开裂严重，掌子面附近拱顶在二十分钟之内出现急剧下沉，其中K21+950处累计沉降量为69.1cm，单次沉降量最大值为32.7cm。趋于稳定后，隧道初支下陷最大值137cm。

三、隧道初支喷射砼开裂、拱顶下沉原因分析

山体覆盖层薄、破碎堆积、自稳能力差，岩体含水量大，有渗水，基地承载力不够，洞口段左侧上方有明显偏压，右侧长期冲刷，以堆积土为主。

四、初支开裂、拱顶下沉段处理措施（依据《侵限段换拱方案设计图》、《隧道仰拱地基处理设计图》、《洞口管棚棚套设计图》）

⑴ 将原有套拱进行支撑，确保不下沉。

⑵ 支撑后，在原设计套拱上，重新施做新套拱。新套拱拱脚处，浇注C25（长2m，宽1m）的基座，待基座强度达到70%以后，用I20a钢架、间距按50cm/榀。每两榀钢架间用φ22钢筋连接、间距1m。然后施做φ127长度2m，环向间距40cm的导向管。施工时严格导向管的外插脚，避免出现下翘现象。

⑶ 导向墙内部钢结构加固完成后，回填土体，形成工作平台。

（回填土体时，预埋排水管涵，将洞内积水排出洞外）。安装模板，浇注C25混凝土，厚度80cm。

⑷ 导向墙混凝土达到强度后，施做φ108管棚，长度42m。考虑岩体呈破碎状，防止塌孔，钻孔机械采用履带式一体潜孔钻机。确保管棚进入山体，起到支撑作用。

⑸ 管棚安装完成后，进行注浆。注浆视岩体、现场具体条件而定压力及数量。确保扩散半径达到40cm。此项工序完成后，施做明洞段仰拱（K21+935~K21+940）。

⑹ 管棚注浆达到强度70%以上，进行洞内侵限段换拱。换拱采用半断面施工，半断面临时扇形钢架（扇形钢架采用I22a工字钢）交替循环进行，每循环3m。在侵限范围内，原钢拱架位置切槽，槽宽60cm，跳槽凿除原钢架及混凝土以确保施工安全，架设I20a工字钢，同时在每榀钢架拱脚处设2根4m长的φ42锁脚锚管并与拱脚焊接牢固。按照原设计施做初期支护，初喷8cm混凝土。待当前作业处理完成，达到强度后按照同样工法进行相邻作业区换拱，用φ22连接筋将相邻工字钢连接。换拱作业按照左右断面施做。

换钢架方法：先按工字钢间距要求在初支表面画线，从拱部向下分三节更换。人工手持风镐向内逐榀凿除原初期支护。厚度为初支厚度+变形量+施工预留加宽，凿除到位后挂网初喷并及时更换钢拱架（边墙试做系统锚杆）。以拱架每一分节为一作业单元，在每一作业单元内遵循，具体流程为：扇形支撑→破除原砼及背后围岩→拆除原拱架单元→轮廓及位置测量→更换新拱架单元→系统锚杆、挂钢筋网

片→喷射砼封闭→下一工作单元施工。

⑺ 完成整个断面换拱后，按照6m一个子项进行二次衬砌。 ⑻ 施做仰拱时，先用I20a工字钢进行闭合成环。成环后，做地基承载力，如达不到250时，对地基进行φ42小导管注浆处理，（间距60×100cm，长度3.5m）。

五、施工步聚及时间安排

1、套拱安装、浇注6月12日～16日； 2、管棚安装、注浆6月17日～27日；

3、洞外5m明洞仰拱（含地基处理），6月28日～7月1日； 4、K21+940～K21+974.5段换拱处理计划于7月2日～8月10日施作；

5、洞外组装台车6月15日～6月28日组装调试；

6、K21+940～K21+974.5段二衬计划施工时间7月5日～8月10日；

六、安全质量保证措施

1、建立工地值班制度，做到现场机械、材料供应及时，确保裂缝处理期间的物资保障。

2、项目部领导分级负责，加强施工处理现场控制。

3、现场张贴安全生产标语和警示牌，同时建立定期和不定期检查制度，发现不安全因素及时整改，消灭安全隐患。

4、开挖人员到达工作地点时，应首先检查工作面是否处于安全状态。如支护、顶板及两边是否牢固，如有松动现象应立即加以支护