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1、新建铁路线隧道进口软岩大变形段衬砌开裂处理及剩余工程施工组织编制 :复核 :审核 :中铁集团有限公司二一一年一月隧道进口软岩大变形段衬砌开裂处理及剩余工程施工组织一、编制依据、范围1.1 编制依据 2010 年 11 月 22 日隧道进口软岩大变形段问题处理方案研究会议纪要； 2009 年 9 月 6 日关于隧道有关问题处理的专题会议纪要 ； 标实施性施工组织设计；新建铁路线指导性施工组织设计 ； 设计文件、图纸和现场调查的相关地质资料。1.2 编制范围编制范围为标隧道进口：右线YDK301+150+334 段；左线 DK301+110.5+372 段。二、工程概况隧道为双洞单线隧道，左右线进
2、口DK300+947DK301+350为小间距软弱围岩段，线间距14.27m22.95m，埋深 1060m。岩性为全风化砂土状石英片岩夹变粒岩，地下水不发育，其中级围岩373m、级围岩 30 米。该段隧道洞身穿越F1、F2 两条断层破碎带。2009 年 5 月开始，进口左、右线隧道及平导初期支护施工中先后多次发生较大变形，钢架发生变形扭曲，平导二衬混凝土表面严重开裂等问题，局部发生脱落。 2009 年 9 月 4 日，铁道部工管中心有关专家与向莆线四方代表共同形成了关于隧道有关问题处理的专题会议纪要，2009 年 11 月 18 日向莆公司组织设计院专家组等四方代表形成了隧道进口左右线及平导有
3、关问题的会勘纪要，两次会议纪要明确了施工初期支护变形地段及未施工地段的支护措施。2.1 施工情况- 1 -目前按照变更后施工方案： 进口左线开挖施工至DK301+334，二衬施工 至DK301+308， 仰 拱 施工 至DK301+310；进 口右 线开 挖 施工 至YDK301+264，二衬施工至 YDK301+248，仰拱施工至 YDK301+250；斜井右线进口方向开挖施工至YDK301+317，二衬施工至 YDK301+336，仰拱施工至 YDK301+334。2.2 现场衬砌裂缝情况左线：DK301+122.5DK301+264仰拱填充顶面范围共出现13条裂缝，缝宽 0.5mm17m
4、m，其中主裂缝位于 DK301+148DK301+255、DK301+225DK301+251、DK301+245DK301+264段。 DK301+122.5DK301+278段二衬拱部共出现 21 条裂缝，缝宽 1mm3mm，其中主裂缝位于DK301+232DK301+246段。右线： YDK301+150YDK301+225仰拱填充顶面范围出现 3 条裂缝，缝 宽 2mm 12mm， 其 中 主 裂 缝 位 于 YDK301+200 YDK301+225。YDK301+174YDK301+178二衬拱部出现有 2 条裂缝，缝宽 1mm。裂缝发展过程： 2010 年 6 月底，左线 DK3
5、01+135+200 段仰拱填充顶面出现了一条细裂纹，同时右线YDK301+150YDK301+170填充顶面也发现裂纹，至10 月底，左线仰拱填充顶面裂纹范围逐渐扩大至DK301+122.5+264，裂纹宽度最大达 17mm，且 DK301+122.5DK301+278段二衬拱顶、拱腰、拱脚部位也陆续出现了一些小裂纹；右线仰拱填充顶面裂纹范围逐渐扩大至 YDK301+150YDK301+225，裂纹宽度最大达12mm，且 YDK301+174YDK301+178二衬拱部出现裂缝。2010 年 11 月 5 日，沿裂缝两侧布设观测点， 连续观测到 11 月 14 日，左线仰拱填充顶面裂缝处累计
6、最大上拱变形2.66mm，墙脚沉降最大9.38mm。2010 年 11 月 7 日，在裂缝处钻芯取芯样 7 组，其中左线 5 组，右线 2 组；左线芯样最深 133cm，裂缝深度最深 82cm；右线芯样最深 144cm，裂缝深度最深 129cm。通过芯样分析，裂缝上宽下窄，呈字形，局部发- 2 -育斜向发展，多数芯样裂缝均未贯穿仰拱。2.3 斜井右线进口方向拱顶下沉情况井目前隧道右线进口方向掌子面里程为YDK301+317，YDK301+336+317 初期支护拱顶出现下沉，最大沉降170cm ，出现变形后现场采取了临时措施进行加固。2.4 主要工程量主要工程数量详见下表主要工程数量表序号名称
7、单位左线右线1127 微型桩m138006900250 导管基底加固注浆m389 注浆孔m207610384C35钢筋砼31150575m3、总体施工方案仍然按照左线进口二衬超前右线进口掌子面30m，右线进口再进行开挖施工。掌子面开挖的同时进行仰拱开裂段基底处理，再进行拱墙二衬裂缝补强，最后施做25cm厚钢筋混凝土套拱。4、具体施工方案4.1 未开挖段施工方案：左线 DK301+334DK301+372段及右线 YDK301+264YDK301+334段按照 20年 11 月 22 日关于隧道进口软岩大变形段二衬开裂及剩余段方案会议纪要确定的方案执行，具体如下：4.1.1 开挖施工开挖按级围岩
8、组织施工，采用环形开挖预留核心土法；围岩预留沉降量调整至 50cm。严格按照铁道部铁建设120 号文件要求：上台阶每循环开挖不大于1 榀钢架间距，边墙每循环开挖支护不大于2 榀拱架间距。初支封闭成环位置距离掌子面控制在35 米以内。- 3 -4.1.2 超前支护：超前大管棚：拱顶150范围内超前支护采用1086mm长管棚配合 505 超前小导管 , 注水泥砂浆；、间距： 108 钢管环向间距为 30cm，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于 300cm；在 108 管棚中间施工 505 超前小导管，每空处施工一根， 2.4m/ 环。、外插角： 108、 50 钢管外插角均为10；、注浆：水泥砂
9、浆，水灰比： 0.5 1.0 ，注浆压力 0.5 1.0MPa；、要求：小导管顶入需穿过钢架，小导管安设后用锚固剂或塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，必要时喷射混凝土，以防止工作面坍塌。4.1.3 初支施工初喷：隧道开挖完成后及时进行初喷施工， 喷射厚度 4cm；保证开挖面的围岩稳定以及拱架和围岩面之间的混凝土保护层。4.1.3.1钢架：、采用 I 20b 工字钢，间距 50cm/榀，钢架各单元严格按照调整后的 50cm预留量加工拱架。每次安装拱架后用垫方木及钢板将拱脚垫牢。、垫板：连接板未连接前增加木板垫块，以保证拱脚的稳定，减少拱架因围岩产生的挤压收敛量；同时连接板按照设计图纸提供的规格和尺寸（
10、16mm厚， 260mm300mm、16mm厚， 300mm540mm。螺栓孔径：32，螺栓采用 M30）加工，控制好垫板的连接工艺。、 I16 型钢纵向连接，环向间距1.0m，斜向与水平方向30焊于拱架內翼缘处；、拱架锁脚采用 1086mm的无缝钢管， L=8m，每个拱脚垫板连接处 1 根。布设 44.5m 注浆孔，注浆孔 3030cm布设，注浆固结锚端。锁脚注浆钢管，斜向下施作，尾端采用I16 钢架焊牢于初期支护钢架上；锁脚钢管施工尽量靠近连接垫板，最大距离不得超过20cm。拱架脚要垫上木板以防止悬空，木板采用5cm厚， 2550cm。拱架连接板螺栓- 4 -必须锁紧，连接板周边缝必须焊实
11、。4.1.3.2钢筋网钢筋网，网格尺寸2020cm，要求钢筋网片必须事先预制，调整钢筋网片铺设位置，不再紧贴岩面，焊牢于拱架外侧翼缘处。4.1.3.3系统锚杆边墙采用小导管，注水泥浆，采用423.5mm无缝钢管， 4m长，钢花管注浆口 3030cm梅花型布设。环向间距纵向间距：1.2 1.0m。4.1.3.4喷射混凝土C25喷射混凝土 ，厚度 27cm，掺用合成纤维，掺入量 0.9kg/m3 ，初喷混凝土在开挖后及时进行， 初喷厚度不小于 4cm。喷射作业分段、 分片、分层，由下而上顺序进行，当岩面有较大凹坑时应先填平。若喷射面有出水口必须首先将水有效的引排后再进行喷射混凝土。4.1.4 施作
12、临时仰拱中台阶开挖完成后及时施作临时仰拱，及时封闭成环有效阻止上断面的水平收敛，减少围岩变形。临时仰拱钢架采用I20b ，临时仰拱钢架需要有一定弧度，临时仰拱钢架与 A单元连接处上、下方采取100mm100mm8mm角钢与 A 单元焊接密实，角钢长度8cm，周边缝电焊焊实。4.1.5 仰拱施工左、右线仰拱基底均进行加固，加固范围为仰拱底面以下5 米，采用 505mm无缝钢管， 1.0m （环） 1.0m（纵）梅花形布置，注水泥浆。仰拱加厚，衬砌按照变更后方案施工，采用级围岩衬砌类型，具体详见雪峰山隧道进口软岩大变形段问题方案设计图。仰拱开挖前完成所有钢架接点锁脚钢管施工，每次施工长度不超过3 米。开挖：仰拱开挖后保证基底无虚碴、无积水、无杂物，仰拱的开挖深度必须满足设计规范要求。仰拱开挖后及时进行初喷，厚度4cm；初支：拱架、喷射混凝土按照设计规范要求施工，特别注意拱架连- 5 -接垫板尺寸： 460mm270mm，厚度： 16mm；喷 C25混凝土，厚度35cm。基底处理：为保证注浆效果，在仰拱初支施工完毕后，利用初支喷砼作为止浆墙，再进行基底注浆加固，采用风动凿岩机按照1.0m（环）1.0m（纵）梅花形钻孔，安装注浆小导管，加固范围为仰拱下5 米，采用 505mm无缝钢管，注 1:1 水泥浆。基底加固流程图如下：地质调查现场试验效果
