隧道初期支护侵限换拱施工方案（完整版）.doc

编制依据、编制范围及设计概况(1) 编制依据1. 国家法律、法规和河南省交通厅规章制度；2. 河南省高速公路采用的标准、规范、规程等；3.2011年06月01日玉皇庙隧道初期支护异常变形施工方案评审会议纪要;4.2011年07月01日玉皇庙隧道出口端浅埋段施工专家意见2) 编制范围玉皇庙隧道左线初期支护变形侵限段 F2K60+74A F2K60+695右线初支变形段F2K60+734 K60+716，左线 F2K60+683 右线 F2K60+713开挖掘进3) 设计概况玉皇庙隧道出口端范围地质情况为：山体顶部被第四系地层覆盖，表层为褐红色 粉质粘土，山体为红褐色夹灰褐色强风化安山岩，节理裂隙非常发育，同时还存在浅 埋、偏压，该段隧道埋深在11nn^ 15n该范围设计采用V级围岩加强复合式衬砌结构(洛阳至嵩县高速公路施工图设计 No.9)设计开挖建议采用三台阶+预留核心土法，①42超前小导管2.4m/环，120a 工字钢架，间距0.6m该范围设计值支护参数见下表该段侵限加固建议方案已于 2011年06月01日下发玉皇庙隧道出口端设计支护参数表预留变 形量(cm)初期支护二次衬砌C25喷射混凝土 部位/厚度(cm)锚杆钢筋网钢架 部位/类型/间距(m)拱墙 厚度(cm)仰拱 厚度(cm)设置 部位长度(m)间距(环x纵)(m)设置 部位网格 间距(cm)钢筋 规格12拱墙25仰拱25拱墙 中岩 壁3.54.51.0X 0.6拱墙20 X 20© 8全环工20a型钢@0.6m45*45*二工程概况（一） 工程概述玉皇庙隧道为山岭区高速公路上下行分离四车道双洞小净距隧道 +独立双洞隧道；设计行车速度为100km/h;隧道限界净宽：10.75m,限界净高：5.0m；隧道最小 间距为15.2m,左线长815m右线长809m左右线位于直线、缓和曲线和 R=1000m的圆曲线上。

路线纵坡采用单向坡，右线设计纵坡为 -2.5%、-2.99%，左线设计纵坡为-2.7%、-3.0%目前玉皇庙隧道左线出口已开挖至 F2K60+683仰拱施工里程到 F2K60+703二 衬施工里程到F2K60+742初期支护侵限段临时护拱里程 F2K60+726- F2K60+714临 时仰拱里程F2K60+700- F2K60+693已完成开挖及初期支护100m仰拱及填充80m 二次衬砌41m,已施工段均处于V级围岩段玉皇庙隧道右线进口已开挖至 K60+713,仰拱施工里程到 K60+724,二衬施工里 程到K60+743已完成开挖及初期支护66m仰拱及填充55n,二次衬砌36n,已施工 段均处于V级围岩段二） 病害情况2010年11月2日至2011年05月28日，玉皇庙隧道出口 F2K60+74A F2K60+695 段初期支护出现变形超限，局部侵入二次衬砌结构，且隧道上方山体出现裂缝，裂缝 宽度最大8cm,深度约2m2011年06月01日，嵩阳公司组织设计、监理、监控量测、施工单位四方共同查 勘了现场，并查阅了有关施工和技术资料，召开四方会议，决定对该段变形超限段采 取加固处理措施；2010年07月01日，嵩阳公司组织召开玉皇庙隧道出口端浅埋段专 家会议。

玉皇庙隧道出口端按照设计V级围岩加强复合式衬砌结构进行了开挖和初期支护施工，但由于围岩变形较大，经现场测量因变形侵限的左线里程段为 F2K60+742-F2K60+695局部最大侵限42.8cm，因变形侵限的右线里程段为 K60+734 K60+716 ,局部最大侵限32.9cm玉皇庙隧道初支断面检测结果汇总表编 号隧道断面里程拱顶处侵限厚 度(cm)最大侵限厚度(cm)侵限部位1玉皇庙隧道左线F2K60+74210.4516.01拱顶、拱肩2F2K60+74010.2117.21拱顶、拱肩 「3F2K60+73812.6919.47拱顶、拱肩—4F2K60+7369.6319.86拱顶、拱肩5F2K60+73411.6219.17拱顶、拱肩6F2K60+73211.7113.28拱顶、拱肩 17F2K60+72813.620.2拱顶、拱肩「8F2K60+726.9119F2K60+724.6810F2K60+71939.242.8拱顶、拱肩 :11F2K60+713.64512F2K60+710.02513F2K60+70926.737拱顶、拱肩14F2K60+708.82515F2K60+707.22616F2K60+705.82717F2K60+703.62018F2K60+701.32519F2K60+700.02020F2K60+697.6721右线K60+7385.89.6拱顶、拱脚22K60+73623.723.7拱顶、拱肩23K60+73431.732.9拱顶、拱肩 124K60+7332225K60+73225.530.1拱顶、拱肩26K60+730.32227K60+72914.423.1拱顶、拱肩 128K60+728.412129K60+7278.417.7拱顶、拱肩30K60+726.441931K60+7254.19.5拱顶32K60+722.441933K60+719.65534K60+716.884三变形段处理及后续施工总体规划1、 暂停掌子面的掘进施工，先对初期支护侵限段按照 2011年6月1日会议纪要 （纪要附后）进行临时加固。

2、 在护拱上安设监控量测点，通过监控量测掌握加固后的初期支护的变形情况3、 若变形量较小或者变形趋于稳定，则严格按照设计及规范要求继续掌子面的 掘进及仰拱、二衬施工，待隧道贯通后再对变形段进行换拱处理在施工的同时，做 好地表沉降观测和洞内监控量测工作，并做好超前地质预报4、 若变形量较大或者出现突变情况，则立即对变形段进行加固，然后着手换拱 施工，并施作二次衬砌封闭该段四施工方案（一）初期支护侵限段的临时加固方案（对应 2011年6月1日会议纪要）1、 对应初期支护工字钢安设临时护拱，护拱采用 18工字钢，纵向间距60cm布 置，与该段初期支护钢拱架形成“拱对拱”支撑2、 护拱钢架纵向采用①22螺纹钢连接，环向间距1m,将临时护拱各钢架进行有 效连接，并在护拱与护拱之间喷射 10cm厚C25喷射混凝土3、 临时护拱拱脚采用厚50cm宽80cm的C20混凝土条形基础整体固定二）继续开挖方案采用三台阶临时仰拱+预留核心土法1、 各部开挖及支护自上而下分成三个小单元进行开挖缩小开挖断面，步步成环， 及时封闭各分部封闭成环时间短，有效发挥初期支护整体受力效果，临时仰拱能有 效阻止支护结构变形，减少隧道围岩变形。

2、 工序详见“隧道三台阶临时仰拱法施工作业程序图”3、 三台阶临时仰拱法施工工序（1） V级围岩分部开挖法开挖采用分部开挖法开挖，如图所示，施工工序如下：第一步：利用上一循环架立的钢架施作隧道超前小导管； 第二步、第三步：开挖上部台阶，上台阶核心土高度离已初期支护钢架不得大于1.8米，长度不得小于5米，每循环进尺控制在0.6米左右；施作②部洞身结构的初 期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立20a钢架，并设锁脚锚（管）杆；钻设系统锚杆 后复喷混凝土至设计厚度，如为注浆环节，则在掌子面喷 10cm混凝土封闭第四步、第五步：上台阶领先中台阶 3.6 米时，开挖中部左侧台阶，每循环进尺控制在1.2米左右；架立20a钢架，并设锁脚锚（管）杆；钻设系统锚杆后复喷混凝 土至设计厚度，完成中部左侧台阶初期支护；第六步、第七步：中部左侧台阶领先右侧台阶 3.6 米时，开挖中部右侧台阶，每 循环进尺控制在1.2米左右；架立20a钢架，并设锁脚锚（管）杆；钻设系统锚杆后 复喷混凝土至设计厚度，完成中部右侧台阶初期支护；第八步：开挖中部核心土，施作中台阶临时仰拱；第九步、第十步：开挖下台阶，每循环进尺不大于 1.2 米，完成下台阶初期支护 及仰拱初期支护；第十一步：浇筑仰拱混凝土及仰拱填充； 第十二步：根据量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性灌 筑二次衬砌（拱墙衬砌一次施作） 。

2） 施工注意事项① 由于以上施工方法把断面分部施工， 作业面相对狭小， 故需特别注意施工安全， 洞内设值班人员统一调度指挥② 如到达各种预埋洞室及预埋件安设位置， 根据实际情况可以不预留，待初期支护在本断面范围内完成或二次衬砌前另行开挖或预埋③ 工序变化之处钢架（或临时钢架） 应设锁脚锚杆， 以确保钢架基础稳定④ 钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固，钢架拱脚必须采用 5cm厚木板增大接触面积V级围岩分部开挖施工横断面图（三）监控量测方案由于目前玉皇庙隧道左右洞出口均属于浅埋地段， 故下一步监控量测工作将分为 地表沉降观测和洞内监控量测1、地表沉降观测在隧道开挖前布设点位，地表沉降观测点与隧道内测点布置在同一断面里程，地表沉降观测点按照下表要求布置隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距（m2Bv Hv 2.5B20-50Bv H< 2B10-20H< B5-10地表沉降观测点横向间距为5米，在隧道中线附近适当加密，隧道中线两侧量测 范围不小于（隧道开挖宽度+隧道埋深），其测点布置如图：地表下沉量测测点布置示意图2、洞内监控量测（1）对未衬砌地段布置监控量测点，建立测量台账，填写《隧道在测断面统计表》（见附表1），测点断面间距V围岩保证5至10米一个,测量频次一天两次。

点位 布置如图；（2）、画出隧道在测断面周边收敛一时间曲线图、拱顶下沉一时间曲线图如下 图所示（下图仅为示意）：时间iXXX断面周边收敛（拱顶下沉）-时间曲线图（3）、填写在测断面测量数据，包括隧道周边收敛测量值以及拱顶下沉值，并判定隧道稳定性（填写表格见附表 2四）变形超限地段加固、换拱方案若变形量较大或者出现突变情况，需进行换拱施工的，按以下方法施工1、 变形超限处治原则变形段超限处治后必须保证结构稳定和原设计净空断面尺寸，处治过程中，保证 施工安全2、 变形超限处治方案（1）临时钢支撑加固对未施做仰拱段、已施工三台阶开挖中上台阶部分、已开挖三台阶上下台阶部分现场进行临时支撑架设对未施工做仰拱闭合段每榀拱架每侧加设一根 ①50, L=5米 锁脚钢管;对已施工仰拱段拱架加设扇形支撑； 对已施工三台阶开挖上台阶部分利用核心土 上架设支撑；对已开挖三台阶中、下台阶部分，采用扇形支撑；对台阶底部基础不实 的部位采用注浆加固的形式对基础进行处理浆液采用水。