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1、1京九京九线营盘线营盘上隧道永久性加固方案上隧道永久性加固方案汇报汇报材料材料中中铁铁十七局集十七局集团团第二工程有限公司第二工程有限公司 二二 0 一一 0 年六月十四日年六月十四日2营盘上隧道衬砌病害整治方案营盘上隧道衬砌病害整治方案一、工程概况工程概况 营盘上隧道全长 1286m，起讫里程 DK225+491DK226+777，为双 线隧道，其中：左线进口端 223.26m 为半径 R=3000m 左转曲线，左线 出口端 401.62m 为半径 R=6000m 的右转曲线。该隧道由中铁十七局二 处二段、三段施工，于 1993 年 3 月 15 日开工，1994 年 12 月 15 日竣
2、工。 1、运营期间发生两处拱顶混凝土脱落掉块 2010 年 4 月 23 日赣州工务段在营盘上隧道检查中发现： 在隧道进口段 DK225+730（距进口 239m）前后 7m 范围，线路 间正上方拱顶混凝土脱落掉块，面积为 0.60.3m、深 0.3m，钢筋裸 露，周围衬砌空响严重。 在隧道进口段 DK225+834（距进口 343m）前后 7m 范围，线路 间正上方拱顶混凝土掉落，面积为 0.60.3m、深 0.3m，钢筋裸露， 周围衬砌空响严重。在线路间偏下行方向，拱顶混凝土掉块范围 21.5m，深 0.3m，钢筋裸露，周围衬砌环形开裂，空响严重。 2、本次须整治隧道衬砌病害地段施工情况回
3、顾 本次须整治隧道衬砌病害地段为 DK225+730 及 DK225+834 两处的 前后 7m 范围，距原坍方地段 DK225+743+782 较近。 施工期间隧道进口段曾出现过两次坍方 据“施工小结”记载，施工中进口段曾出现两次坍方：一是进口 洞口 DK225+491.34+500 因山体不稳定造成滑坍掉拱坍方，坍体约 1000m3。坍方处理：洞顶坍穴回填密实喷砼封闭，并做好排水处理， 洞内采用超前小导管预注浆加固坍塌土体，再短台阶逐榀开挖，初期 支护格栅钢架间距 0.6m，加密纵向连接筋，早封闭快成环；加强衬砌 厚度 1.2m。二是进口洞身 DK225+743+782（距进口 25229
4、1m）段 坍穴高度距隧道顶约 30m，坍体堵塞全洞，坍方量约 6000m3,该坍方段 围岩为含碳千枚状板岩、凝灰质变质砂岩，裂隙发育，受构造影响， 岩石破碎，呈碎石镶嵌结构；坍方处理：采用管棚及小导管注浆，逐 榀开挖，管棚下架立工字钢和格栅钢架支撑，支撑间距 0.6m0.8m,3并将管棚与支撑焊接，喷射砼厚度 2025cm。根据程检证资料显示：DK225+730（进口 239m）地段地质情况为：类破碎凝灰岩、节理发育、较硬不一、含有风化碳质夹层。施工中因围岩破碎和含有夹层，引起坍方超挖，坍方总计达 25m3。根据程检证资料记载，DK225+721741 段衬砌平均厚度 25cm。本地段拱部安装
5、格栅，间距 75cm,两拱脚分别安装有 25a 的槽钢。根据竣工图地质资料显示，该地段为寒武系之含炭千枚板岩，受构造影响强烈、破碎。DK225+834（进口 343m）地段地质情况为：围岩节理发育、风化岩重（左侧） ，有滴水、左侧围岩风化破碎，施工中造成坍方，坍方总计 120m3。程检证记载衬砌平均厚度 28cm。本地段拱部格栅，间距75cm,两拱脚分别安装有 25a 的槽钢。根据竣工图地质资料显示，该地段为寒武系之含炭千枚板岩，受构造影响强烈、破碎。营盘上隧道施工中，防水措施采用了 CCR911 橡胶防水板结合 无纺布及防水砼结合 PE 塑料板盲沟防排水。本次须做整治的两段病 害衬砌均设有格
6、栅拱架支撑。二、隧道衬砌病害部位抢险加固方案二、隧道衬砌病害部位抢险加固方案 2010 年 5 月 6 日南昌铁路局组织铁四院、中铁十七局、北京方达 工程管理有限公司及工务处、赣州工务段相关人员对进行京九线营盘 上隧道 DK225+730、DK225+834 处拱顶衬砌严重开裂、脱落掉块进行上上上上上上上上上上上上上上DK225+834(上上上)上上上上上上上上上上200上上上上上上上上上上上上上上上上/上上上上上上上上上上上上上上上DK225+730(上上上上)上上上上上上上上上上200上上上上上上上上上上上上上上上上/上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上
7、上上上上上上上上上上上上上上上上上4了分析，并由中铁十七局二公司施做衬砌临时加固处理如下： 1、对隧道病害部位采取临时加固处理。中铁十七局二公司于 2010 年 5 月 9 日进场，2010 年 5 月 25 日开始了对以上两处衬砌脱落 部位采用全断面工字钢拱架加钢筋网喷射混凝土进行了临时抢险加固 处理，加固范围为 DK225+730 处前后共 5 榀拱架，DK225+834 处前后 共 4 榀拱架，拱架间距 1m，纵向钢筋连接，拱架与衬砌采用膨胀螺栓 连接。 拱架间采用了挂网锚喷，C20 喷射砼，喷射厚度为 10cm。6 月中 旬完成了临时抢险加固。 2、对隧道病害部位（DK225+730、
8、DK225+834）前后 10m 范围两 侧各钻芯取样 2 组，并委托了赣州市建设工程检测中心对样品做了抗 压强度检测，检测数据与设计相符，达到了 C20（设计砼标号 200 级） 。三、隧道衬砌病害部位整治方案三、隧道衬砌病害部位整治方案 根据现场病害实际情况，依据营业线施工运输、施工兼顾，确保 行车和施工安全的原则，初拟四种整治方案备选： 方案一：病害处原位挂网锚喷 每榀临时性钢拱架间施做挂网锚喷，采用 20 锚杆，长度 4m,锚 杆间距 1m 左右，梅花型布置，钢筋网片采用 8 钢筋加工，网眼为 10cm10cm，网片与锚杆绑扎或焊接。安装锚杆前，采用空压机风 管对锚眼进行清孔，并注入锚
9、固剂，然后安装锚杆。网片覆盖两处病 害部位的砼衬砌面。锚杆、网片安装好后对其进行喷射 C20 砼，厚度 10cm，第一遍喷射厚度 5cm，待初凝后再喷射 5cm，喷射时保证喷射 面厚度均匀，面层平整，完全覆盖病害位置。待喷射砼达到设计强度 的 90%以上，利用封锁点拆除前期临时加固支护的钢拱架。其中 DK225+730 挂网喷锚宽度为 4.5m，长度为 8m；DK225+834 挂网喷锚的 宽度为 4.5m，长度为 5m。同时对锚喷后背进行注浆加固处理，预计 16 个封锁点完成，(每个封锁点 120 分钟以上)。工程数量表 方案一序号项目单位数量备注18 钢筋kg466.91010cm 网片2
10、喷射 C20 砼m258.5厚 10cm320 锚杆kg739.8长度 4m4衬砌背后注浆m384估计值5此方案优点：在既有线条件下施工便于操作，难度较低，安全风 险小，对京九线运输影响小，可在短时间内完成。缺点：若衬砌背后 存在较大范围空洞，增加了锚杆的安装难度，同时锚杆的受力作用明 显降低。 方案二：钢拱架在拱顶部位紧贴衬砌内缘，起拱线处拱脚嵌入衬 砌之内，中间半嵌半露，再喷砼补平。 由起拱线开始，在临时钢拱架间布置永久性 I 18 钢拱架，间距 1m，拱架两头嵌入起拱线处衬砌之内，拱顶部位处拱架紧贴衬砌面。 拱架两侧每隔 1.5m 对称设置直径 20mm、长度 2.5m 锚杆，锚孔钻 好
11、后清孔并注入锚固剂后再安装锚杆，锚杆与拱架焊接牢靠，外露面 喷砼补平。待拱顶钢拱架安装完成后，利用封锁点拆除前期临时加固 支护的钢拱架。其中 DK225+730 钢拱架加工宽度为 11.64m，共加固 6 榀；DK225+834 拱架加工宽度为 14.52m，共加固 5 榀。预计 50 个封 锁点完成，(每个封锁点 120 分钟以上)。工程数量表 方案二序号项目单位数量备注18 钢筋网kg466.91010cm 网片2喷射 C20 砼m2131.5厚 10cm320 锚杆kg604.3长度 2.5m4I18 工字钢kg3448.9共计 11 榀5衬砌面开凿m30.8此方案优点：拱部衬砌与嵌入的
12、钢拱架共同受力，对病害衬砌起 到较好的支护作用。缺点：钢拱架加工尺寸必须精确，安装前需开凿 起拱线处衬砌面，钢拱架安装的技术要求比较高，封锁时间内完成一 榀拱架的安装比较困难，对后期的电气化改造可能造成影响。 方案三：半断面嵌入钢拱架后挂网锚喷 在两榀临时拱架之间开凿 20cm 宽、22cm 深环向槽，槽内嵌入永 久性 I 18 钢拱架，拱架两侧每隔 1.5m 对称设置直径 20mm、长度 2.5m 锚杆，与钢拱架焊固联接。拱架间距 1m。待永久性钢拱架安装 完后，拆除临时性钢拱架，病害衬砌面挂网锚喷 C20 砼，厚度 10cm，覆盖病害衬砌面及钢拱架嵌入槽。其中 DK225+730 钢拱架加
13、工 宽度为 21.73m，共加固 6 榀；DK225+834 拱架加工宽度为 22.64m，共6加固 5 榀。预计需要 80 个封锁点完成，(每个封锁点 120 分钟以上)。工程数量表 方案三序号项目单位数量备注18 钢筋网kg466.91010cm 网片2喷射 C20 砼m2199.7厚 10cm320 锚杆kg1085长度 2.5m4I18 工字钢kg5878共计 11 榀5衬砌面开凿m310.8宽 20cm，深 22cm此方案优点：对拱部衬砌能起到比较好的支护作用，效果优于方 案二。缺点：施工工期过长，安装一榀永久性钢拱架预计需要 8 个封 锁点(每个封锁点 120 分钟左右)，对京九线
14、运营造成比较大的影响。 衬砌内的格栅拱架直接造成开槽难度增大，操作困难。 方案四：全断面安装钢拱架，拱顶处拱架紧贴拱部衬砌砼外露面， 起拱线到水沟顶钢拱架嵌入衬砌内，然后挂网锚喷砼。 起拱线至拱顶处紧贴衬砌面采用锚杆锚入 I18 钢拱架，起拱线至 水沟顶凿 20cm 宽、22cm 深槽，将 I18 钢拱架嵌入衬砌内，然后采用 锚杆锚入。拱架两侧每隔 1.5m 对称设置 20 长度 2.5m 锚杆，与钢 拱架焊固联接。拱架间距 1m。待永久性钢拱架安装完后，拆除临时 性钢拱架，病害衬砌面挂网锚喷 C20 砼，厚度 10cm，覆盖病害衬砌 面及钢拱架嵌入槽。其中 DK225+730 钢拱架加工宽度
15、为 21.73m，共加 固 6 榀；DK225+834 拱架加工宽度为 22.64m，共加固 5 榀。预计 60 个封锁点完成，(每个封锁点 120 分钟以上)。工程数量表 方案四序号项目单位数量备注18 钢筋网kg466.91010cm 网片2喷射 C20 砼m2199.7厚 10cm320 锚杆kg1085长度 2.5m4I18 工字钢kg5878共计 11 榀5衬砌面开凿m36.3宽 20cm，深 22cm此方案优点：对拱部衬砌能起到比较好的支护作用，与方案三比 较各有长短。缺点：施工工期较长，安装一榀永久性钢拱架预计需要 6 个封锁点(每个封锁点 120 分钟)左右，对京九线运营造成较
16、大的影7响。衬砌内的格栅拱架直接造成开槽难度，操作难度大。 综合比选建议：首选方案一，次选方案二，再选方案四。 经济技术比较（略） 。 四、隧道衬砌病害部位整治过程中可能遇到的问题四、隧道衬砌病害部位整治过程中可能遇到的问题 1、隧道衬砌病害部位的衬砌设计厚度：拱脚处 135cm、起拱 线处 100cm,拱顶处 70cm。在临时抢险加固过程中，拱顶处冲击 钻钻眼 20cm 出现衬砌漏水，根据现场观察，有可能拱顶处的衬 砌厚度不足、不均，当采取全断面嵌入钢拱架时，可能凿穿拱顶 衬砌。 2、锚杆长度若较短，则不能起到很好锚固作用，如果较长则 穿透防水板，在钻眼时造成漏水，给施工带来困难，尚须留出排 水通道。中铁十七局集团第二工程有限公司二 0 一 0 年六月十四日
