东山隧道DK217+820~+865初期支护变形及山体沉降开裂处理方案1

第一篇：东山隧道DK217+820~+865初期支护变形及山体沉降开裂处理方案1

东山隧道DK217+820～+865段初期支护变形及地表开裂

应急处理会商纪要

二○一一年十一月二十三日，由京福铁路客运专线安徽有限公司主持，中铁四院京福客运专线建设指挥部、中铁诚业监理公司联合体HFJL-5标项目部、中铁六局HFZQ-6标项目经理部参加，对东山隧道DK217+820～+865段初期支护变形及地表开裂进行了现场勘察，经会商，形成纪要如下：

一、DK217+836～+851段洞顶地表沉降开裂及DK217+820～+865段洞内初期支护变形情况

东山隧道此段围岩设计为全风化花岗闪长岩，砂土状。围岩级别为Ⅴ级，衬砌类型为Ⅴb，超前预支护为双层小导管。

洞内初支变形侵限情况：东山隧道DK217+820～+865段初期支护存在侵限情况，主要分布在拱部中线偏左6m～中线偏右4m范围，侵限5～21cm。DK217+835～+850右侧边墙侵限。在DK217+840～+855处初期支护两侧墙纵向开裂及拱部局部拱架连接处，有不规则开裂现象，裂缝宽度约1～2mm。

地表开裂情况：洞顶地表共发现3道裂缝：

（1）第1道裂缝长度约6.5m，宽度约3cm，裂缝起点里程DK217+836.9，位于隧道中线偏左19.37m，埋深24m；终点里程DK217+843.4，位于隧道中线偏左18.62m，埋深24.5m。

（2）第2道裂缝长度约2.9m，宽度约2cm，裂缝起点里程DK217+844.636，位于隧道中线偏左17.4m，埋深24.1m；终点里程DK217+846.9，位于隧道中线偏左17.5m，埋深23m。

（3）第3道裂缝长度约8.4m，宽度约2cm，裂缝起点里程DK217+843.5，位于隧道中线偏左14.04m，埋深23.5m；终点里程DK217+851.9，位于隧道中线偏左12.4m，埋深21m。

初步判断：通过地表勘察及洞内量测资料分析，判断为支护沉降

变形引起地表开裂，山体基本稳定，洞内支护暂时稳定。

二、发生变形原因分析：

1、未严格按设计要求的六步CD法施工，引起洞内初期支护长期沉降变形较大。

2、DK217+828～+855段仰拱施工时，每循环开挖过长造成沉降变形突变（27m分3段一次开挖支护成型），诱导地表开裂。

3、此段山体存在一定地形偏压。

三、应急处理方案

主要原则，以洞内变形侵限处理为主，根据洞内及地表监测情况再判定是否加固处理。

1、掌子面停止施工，采用20cm厚C25喷射混凝土将掌子面封闭。

2、①、②、④、⑤部采用I22工字钢铺设临时仰拱，及时闭合成环，纵向采用Φ25mm钢筋连接形成整体受力，采用喷射混凝土封闭。

3、加强洞内及地表的监控量测，主要监测内容为地表沉降、位移，洞内拱顶下沉及水平收敛，监测断面每5m一个，监测频率每天3次，并对监测结果及时进行分析及反馈。

4、对DK217+820～+865段采用I22工字钢加设套拱，DK217+820～+830、DK217+850～+865段套拱间距1.2m/榀，DK217+830～+850段套拱间距加密，喷射三角形混凝土封闭。

5、套拱施工完成后采用Ф50*3.5mm小导管对DK217+820～+860段拱墙范围进行5m径向注浆，参考图号：合福隧参04-13。

6、注浆固结后对DK215+820～+865段进行换拱，要求从洞外向洞内逐榀处理。

7、DK215+820～+865段二次衬砌拱墙环向钢筋（原设计为Ф22钢筋）加强为Ф25。

8、对山体裂隙采取灌注水泥浆，固结后，用水泥砂浆封闭。

四、施工注意事项

1、掌子面必须停止开挖进行封闭，做好临时支护。

2、加强洞内监控量测，加大量测频率（每天3次）；做好地表裂缝位置范围的地表观测，监测数据应及时整理分析，项目部应做好监测数据核查；现场监测结果异常时，立即采取措施，同时上报相关单位；

3、侵限段初期支护拆换应逐榀进行，采用人工凿除，确保拆除安全。

4、变形侵限处理应制定详细的施工组织方案经监理审批后报现场指核备，监理单位加强现场施工过程监控。

5、下步施工必须严格按照设计支护参数及工法施做。

四、费用处理：此费用由施工单位承担。参加单位及人员：

京福铁路客运专线安徽有限责任公司： 中铁四院京福客运专线建设指挥部： 中铁诚业监理公司联合体HFJL-5标项目部： 中铁六局HFZQ-6标项目经理部：

二○一一年十一月二十三日

第二篇：隧道沉降变形处理方案(终稿)

隧道出口沉降变形处理方案

一、设计情况

1、D65+100～ D65+450段原设计为Vc型复合衬砌，支护及衬砌参数： 超前支护采用Ø89管棚，初期支护采用拱墙工22钢架，间距0.5m，拱部采用φ22组合中空注浆锚杆，边墙采用φ22砂浆锚杆，锚杆长3.0m，环纵向间距为1.2×1.2m，锁脚锚管长4.5m，每榀每侧2根，φ6钢筋网片间距20×20cm，C30喷射混凝土厚28cm,衬砌厚度为55cm，仰拱厚65cm。

2、设计地质情况：设计围岩为白垩纪下统磨石砬子组砂砾岩，拱顶为砂砾岩和弱风化砂砾土分界线，节理裂隙发育，岩体破碎，有裂隙水。

二、施工及沉降变形情况

目前掌子面施工至 D65+348，按三台阶法开挖，中台阶开挖至 D65+360，左侧下台阶施工至

D65+376，右侧下台阶施工至 D65+372，仰拱及填充施工至 D65+382，二衬施工至 D65+406。

10月6日早7：00测得 D65+348～ D65+382段34米发生变形，10月8日测得拱顶最大累积沉降量69.1cm，初支出现不同程度变形及侵入二衬限界。地表观测相对高差发现地表下层，沉降范围 D65+348～ D65+376，最大下沉量达1.1m。

三、施工计划安排 1、2012年10月15日至2012年11月20日对洞内沉降变形段进行加固和洞顶地表的封闭覆盖。2、2013年4月1日至2013年8月31日对洞内沉降变形段进行换拱并施做二衬。

3、出口掌子面不再掘进，采取隧道进口掘进贯通。

四、处理方案

（一）方案目标：

1、控制沉降，安全过冬，确保冻融期安全；

2、保证隧道贯通时掌子面和现已开挖变形支护段的安全。

（二）控制沉降变形措施

1、施做衬砌

对目前已施作仰拱及初支还没变形地段，加快二衬施工推进至 D65+382处，避免初支变形范围进一步扩大。

2、D65+382～ D65+348沉降段加固

（1）加固原则：先洞内后地表，洞内由外向里进行，先用套拱加固后径向注浆。

（2）待 D65+382～ D65+406段二衬完成，D65+376～ D65+348段监测稳定后，先在 D65+379～ D65+377段施做套拱，套拱采用I22a工字钢架，间距0.5m，共支立5榀，套拱工字钢采用14槽钢进行纵向连接，环向间距2m。套拱与原初支间喷射C30砼封闭，保护层厚度不小于3cm。套拱下部采用I22a工字钢架横向支撑，喷射C25砼设临时仰拱。套拱底面标高在现有原状土基础上施做，底面稍作开挖，套拱基础必须牢固，松软土体注浆加固，提高承载力。套拱定位后及时施做锁脚锚管，左侧拱脚的锁脚锚管每榀设置三排即6根，长度4~5m，角度5~10度，管内注浆对软弱基础进行固结，以提高承载力，同时插入直径32mm的螺纹钢增加锚管的刚度和抗剪度。每榀套拱施做前先由测量队对 D65+379～ D65+377段已变形断面测量，套拱工字钢比照变形初支内断面稍小加工，安装时尽可能密贴已变形初支，工字钢外侧与原初支间空隙采用混凝土喷射密实。

（3）在变形地段每间隔2m施作一处套拱。按以上方法施做 D65+375～

D65+373、D65+371～

D65+369、D65+367～ D65+365、D65+363～

D65+361、D65+359～

D65+357、D65+355～ D65+353、D65+351～ D65+348段套拱及临时仰拱。

（5）套拱加固施工完毕后开始进行径向注浆，注浆里程为 D65+348~ D65+380，注浆环向范围为：上台阶和左右侧中台阶以及左侧部分下台阶范围；注浆孔梅花型布置，孔深5m，直径50mm导管长度4.5m，间距1m（视注浆效果可适当调整）梅花型布置,浆液水灰比1:1，注浆压力0.5-1.0Mpa。注浆量视注浆压力而定，当压力不再上升或上升缓慢时换孔，下一个孔的注浆量参照上一个孔的注浆量适当调整。

3、洞内加固完成后开始对地表进行处理。处理方法为：一是对地表裂缝进行水泥砂浆灌注回填封闭；二是对地表凹陷区用原状土进行回填成拱形，表层铺填粘性土后用防水油布覆盖，将地表水引入周边挖好的截水沟。

（三）D65+382～ D65+348沉降段处理

1、处理原则：从外向里进行，采用套拱先加固后逐榀拆除初支换拱处理，仰拱和二衬及时跟进。

2、处理方法和顺序

第1步：对 D65+382～ D65+379段原初期支护逐榀拆除换拱,只对初支侵线部分逐榀拆换，采用人工配合“啄木鸟”进行拆除。拆除原变形拱架将托换的钢架安装至设计位置并喷护完成之后方可拆换下一榀钢架。钢架落底至下台阶墙脚，初支预留沉降量加大为35cm。换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆。

第2步：对 D65+377～ D65+375段原初期支护逐榀拆除换拱。方法同第1步。

第3步：拆除 D65+379～ D65+377段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆。

第4 步： D65+382～ D65+375段换拱完成后，每3m一段开挖仰拱，仰拱开挖采用无爆破机械开挖，并及时施工仰拱初支及仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第5 步：施工 D65+382～ D65+375段二衬混凝土。第6步：对 D65+373～ D65+371段已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆，保证中台阶拱脚土体固结。

第7步：拆除 D65+375～ D65+373段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证中台阶拱脚土体固结。第8步：对 D65+369～ D65+367段已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆，保证中台阶拱脚土体固结。

第9步：开挖 D65+375～ D65+371段下台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第10步：开挖 D65+375～ D65+372段仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第11步：拆除 D65+371～ D65+369段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证中台阶拱脚土体固结。

第12步：对 D65+365～ D65+363段已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆，保证中台阶拱脚土体固结。

第13步：开挖 D65+371～ D65+367段下台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第14步：分段开挖 D65+372～ D65+369段仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第15步：施工 D65+375～ D65+369段二衬混凝土。第16步：对 D65+361～ D65+359段已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜，向下倾斜约10度，保证上台阶拱脚土体固结。

第17步：拆除 D65+367～ D65+365段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证中台阶拱脚土体固结。

第18步：开挖 D65+367～ D65+363段下台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第19步：开挖 D65+369～ D65+365段仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第20步：拆除 D65+363～ D65+361段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证中台阶拱脚土体固结。

第21步：对 D65+357～ D65+355段已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆，保证中上阶拱脚土体固结。

第22步：拆除 D65+359～ D65+357段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证上台阶拱脚土体固结。

第23步：开挖 D65+361～ D65+359段中台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第24步：对 D65+353～ D65+351段已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆，保证上台阶拱脚土体固结。

第25步：开挖 D65+359～ D65+357段中台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第26步：开挖 D65+363～ D65+359段下台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第27步：开挖 D65+365～ D65+361段仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第28步：施工 D65+369～ D65+363段二衬混凝土。第29步：对 D65+355～ D65+353段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证上台阶拱脚土体固结。

第30步：开挖 D65+357～ D65+353段中台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第31步：对 D65+351～ D65+348段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证上台阶拱脚土体固结。

第32步：开挖 D65+353～ D65+348段中台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第33步：开挖 D65+359～ D65+355段下台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第34步：开挖 D65+361～ D65+357段仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第35步：施工 D65+363～ D65+357段二衬混凝土。第36步：开挖 D65+355～ D65+348段下台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第37步：分段开挖 D65+357～ D65+348段仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第38步：施工 D65+357～ D65+348段二衬混凝土。

3、为保证安全以上施工采用单工序施工，严格在监控量测指导下进行，发现有异常变化立即撤出施工人员，经分析后再采取下步措施。

五、质量保证措施

1、严格按处理方案及有关规范施工，确保施工质量。

2、套拱严格按照初支钢架工艺加工，现场控制套拱加工、安装连接质量。

2、确保注浆质量，做好注浆记录。

3、成立以项目经理为组长，安全总监、总工、洞长、以及技术员为成员质量管理小组，对施工过程全过程控制，对施工质量负责，并作好记录。

六、安全保证措施

1、在凹陷洞顶四周设警戒绳，立 “危险！严禁靠近”的警示牌，并派专人进行日常巡查，禁止无关人员靠近，以免发生意外事故。

2、沉降变形范围洞身开挖严格按照“管超前、预注浆、多循环、短开挖、快支护、勤量测、早封闭”的原则进行。

3、加强监控量测，监测支护体系的变形，判断结构的稳定性和安全性，及时反馈施工。

4、施工人员严格按照安全操作规程施工，严禁违章作业。

5、施工时安排专职安全员对洞内、洞外施工全过程监控，观察有否变形，发现有异常情况及时采取处理并汇报，以便调整施工方案。

6、做好应急措施，掌子面备好救生箱及救生管道；成立隧道抢险安全领导小组，随时应对紧急情况，做到抢险动作快、组织有力。

第三篇：隧道初期支护发生变形侵限处理措施

秦岭关隧道初期支护发生变形侵限处理措施

李 华

(甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司 兰州730030)摘 要针对不良地质灾害造成的隧道初期支护出现的严重扭曲、挤压、剪断、急剧卞沉等变形现象，并使初期支护侵入二次净空。探讨如何在隧道施工中，安全地通过扩挖换拱方法解决此类问题。以新奥法施工为指导思想，汲取相关的技术成果和经验总结，介绍隧道扩挖置换的技术处理方案和施工体会。

关键词隧道塑性圈分析临时支护 换拱注浆加固

秦岭关隧道是连云港至霍尔果斯国道主干线宝(鸡)天(水)高速公路上的一座双向4车道长隧道，位于甘肃省天水市党川乡境内，设计时速80 km／h。隧道起讫桩号，上行线起讫桩号K57+379～K59+960，隧道全长2 581 m；洞内设为人字坡，纵坡分别为+0．6％和一0．6％。下行线起讫桩号硒7+375一K59+975，隧道全长2 600 m；洞内设为人字坡，纵坡分别为+0．5％和一0．6％。隧道设计净宽为10．86 m，净高7．03 m，三心圆拱曲墙断面，采用复合式衬砌，按新奥法原理设计和施工。隧道工程地质特征

1．1地层岩性

下古生界葫芦河群((z一02)H1)，岩性以灰黑色片岩、板岩为主，夹有少量薄层大理岩和火山碎屑岩。由于该套地层中的断裂构造发育，岩石受构造强烈挤压，岩石片理化、糜棱岩化现象极为明显。火山碎屑岩以细粒变砂岩为主，细粒变晶结构，似层状构造。微风化板岩饱水单轴极限抗压强度≥50 MPa，微风化片岩饱水单轴极限抗压强度≥50 MPa，与隧道工程有关的工程岩体为硬质岩。

1．2地质构造

地质构造格局：前中生代生成包家沟震旦纪一奥陶纪形成的浅海相陆源碎屑一火山岩建造，组成葫芦河群、陈家河群地质体；中生代以来的构造活动对先期构造格局又进行了改造和叠加，使前期地质体及边界断裂或韧性剪切带均卷入反“s”形构造系统，遭受印支期花岗岩的侵蚀及中一新生代脆性断裂的切割、位移和中一新生代陆相断陷沉积盆地覆盖。由此共同组成了勘察区基本构造格架。

1．3水文地质

经勘察外业调查和施工钻孔钻探表明，隧道地层陡倾，节理裂隙、断裂构造发育，地下水类型以基岩裂隙水和断层碎裂岩空隙水为主，具有储水条件差、补给能力弱的特点，因而富水性较差。在隧道两侧、进出口区域内的两侧沟谷中，可见有第四系松散层渗水、湿地，未见有基岩涌水现象。施工遇到的问题

隧道从宝鸡端向天水端掘进。采用上下台阶法开挖，SK57+830一SK57+909段仰拱已完成，当隧道掌子面上台阶掘进至SK57+980处，施工单位准备从SK57+830处施作二次衬砌时，发现二次衬砌厚度不够，同时部分段落如SK57+830～SK57+873段出现边墙内挤、喷混凝土剥落、钢拱架扭曲、衬砌开裂等现象，边墙拱脚处最大位移达到30 cm，并迫使初期支护侵入二次衬砌净空，侵入厚度5～30 cm不等，并且变形还有进一步扩大趋势。变形侵限原因分析

通过对现场施工情况的了解，变形原因有以下几个方面：

3．1地质原因

(1)SK57+830一SK57+890段工程地质特性为：围岩岩性为微风化石英片岩，局部与板岩呈互层状，板岩矿物成分以泥质为主，节理、裂隙发育，岩体很破碎，岩芯呈土夹碎石片状，呈压碎状碎裂结构，RQD为3％，具高应力；钻孔SZK-QLGSD一08地应力测鼍深度128．1 m处的结果，最大水平主应力13．28 MPa，最小水平主应力8．28 MPa。由于埋深大，地应力较高，开挖时局部板岩出现较大变形，局部有渗水现象。

(2)在该段两端发育有SK57+700一SK57+820和SK57+980一SK58+040两条断层，区域地质构造较发育，造成围岩节理、裂隙发育，岩体完整性较差。

3．2施工原因

(1)开挖爆破质量差，隧道超挖较普遍，隧道超欠挖造成应力集中。

(2)施工单位监控量测严重滞后，不能及时发现围岩变形情况。围岩变形稳定后未及时施作二次衬砌，二次衬砌滞后较多。

(3)隧道现场技术管理和技术力量比较薄弱，存在系统锚杆、喷射混凝土厚度、钢拱架间距施工不规范行为，初期支护没有完全按设计要求施作完成，未能发挥初期支护抵抗变形的能力。

(4)上台阶距离较长，仰拱未及时开挖封闭，致使支护不能封闭成环。

图1圆木满堂支撑图 临时支撑措施

情况发生后，项目管理单位立即组织设计、施工及监理单位召开现场会议，会议确定应立即采取临时支撑措施。由于该项目处于小陇山林区，木材选取方便，最后决定用圆木进行满堂支撑(如图1所示)。选择直径25～30 cm圆木，圆木之间用高强铆钉锚固，支撑在初期支护的格栅钢架上，支撑点用木板填塞，以减少应力集中，形成“井”字形满堂支撑。临时支撑完成后，通过量测，初期支护变形减缓，慢慢趋于收敛，说明临时支护抑制围岩变形发挥了重要作用，避免酿成大塌方。

塑性圈半径分析

根据芬涅尔公式来确定该段塑性圈半径大小。

计算在没有支护衬砌条件下的塑性圈半径r，假定隧道为圆形，围岩视各向同性、均质、连续，初始地应力只考虑围岩的自重应力，侧压力系数取1，该段埋深平均150 m，围岩处于Ⅳ级围岩地段，Pb取O，ro=5．43 m。

物理力学参数根据地质勘察报告、有关岩土规范和经验类比确定，见表1。

表1物理力学参数表

将上述参数代人芬涅尔公式，得塑性圈半径r；=8．467 m，塑性圈范围d=8．467 m一5．43 m=3．037 m。变形侵限处理措施

6．1环向注浆加固

由于围岩出现变形，岩体节理、裂隙扩大，本身物理力学特性(如c，妒值)下降。为了提高岩体c，妒值，在临时满堂支撑的保护下，设计采用环向注浆小导管对整个变形地段围岩进行预加固。小导管采用外径42 mm，壁厚4 mm，长350 cm的热扎无缝钢管，环向间距约150 cm，纵向间距150 cm，径向打入，尾端支撑于钢架上。环向小导管注浆采用水泥浆液，添加水泥重量5％的水玻璃，浆液扩散半径按75一100 cm控制。

形成隧道开挖轮廓线外3～4 m围岩加固圈，注浆压力控制在2 MPa内，如图2所示。

图2 环向注浆加固图

6．2 根据变形侵限严重程度采取不同的处理措施

(1)SK57+873一SK57+890段变形侵限小于5 cm，首先接上述措施对围岩进行注浆加固，然后对系统锚杆进行补强。根据上述计算的塑性圈厚度，要使系统锚杆锚固在稳定弹性体围岩内，长度应不小于3．5 m。对于该段变形相对较小，本次处理方案采用水泥砂浆锚杆，长3．5 m，并在边墙及拱腰处各增设2根锁脚锚杆，长度为4．5 m，二次衬砌厚度保证不小于35 cm，并把原设计的c25素混凝土改为C25钢筋混凝土结构。

(2)SK57+830．5一SK57+873段初期支护变形严重，变形侵限超过5 cm，局部地段超过30 cm。首先按上述措施对围岩进行注浆加固，注浆完成待围岩稳定后，按表2支护参数进行换拱，考虑到该段变形量较大，围岩塑性圈呈扩大趋势，因此该段补强系统锚杆加长至4．5 m，采用咖22砂浆锚杆，系统锚杆沿钢拱架周边布设，锁脚采用弘2 mm小导管，长度为5 m，在边墙及拱腰处各设置2根，每榀钢拱架设置8根。

表2换拱段支护参数

6．3换拱具体施作方法

(1)环向注浆全部完成且监控量测结果满足设计要求后开始进行换拱。(2)从SK57+873向SK57+830方向开始逐榀换拱。第一次两榀分别在SK57+871．5和SK57+870．75位置按照上述支护参数进行开挖，要求用风镐环向凿凹槽，后镶入118工字钢，并打人锁脚小导管和系统锚杆。锁脚小导管采用妒2注浆小导管，每榀数量为8根，每根长度为5 m，系统锚杆采用担2螺纹钢筋，每榀数量为21根，每根长度为4．5 m，锁脚小导管和系统锚杆布置位置如图3所示。

(3)将两榀工字钢之间的原格栅拱架拆除并将中间部分用风镐凿除，然后按照换拱支护参数要求铺设枷钢筋网片并设置纵向连接筋，最后再喷射混凝土24 cm厚，保证工字钢表皮至少覆盖3 cm。

(4)按照以上要求每隔0．75 m逐榀向小桩号方向进行换拱施工。

(5)每初期支护完成11 m，即要求除换拱台车位置外，其余部分立即浇筑二衬混凝土后再推进换拱施工。

(6)第一板二衬完成后立即设置观测点进行监控量测。

图3 锁脚小导管和系统锚杆布置 结束语

(1)施工单位经过近3个月完成换拱工作，二衬施工第一板后即进行观测，观测数据表明到目前为止基本处于稳定状态，应该说此段换拱是成功的。

(2)公路隧道按新奥法施工，施工中加强监控量测工作、动态设计调整支护参数是必要的，同时也是合理的。

(3)施工中出现大变形情况时，应果断采取临时强有力支撑，对预防大塌方效果明显，并能最大限度挽回损失。

(4)根据弹塑性理论，运用芬涅尔公式计算围岩变形塑性圈厚度，对初期支护系统锚杆的设计提供了理论依据。

参考文献

[1]王毅才．隧道工程[M]．北京：人民交通出版社，2000．

[2]中华人民共和国行业标准．公路隧道设计规范(邶D70—2004)[s]．北京：人民交通出版社，2004

[3]交通部部颁标准．公路隧道施工技术规范(JTJ 042—94)[s]．北京：人民交通出版社，1995．

[4]关宝树．隧道工程施工要点集[M]．北京：人民交通出版社，2003．

第四篇：隧道初期支护施工方案

隧道开挖初期支护

洞身开挖采用自制多功能台架人工手持风钻钻眼，光面或预裂爆破，装载机装碴自卸汽车运输。洞身浅埋及偏压地段采用环状开挖留核心土施工方法，以“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、快支护、勤量测”作为本隧道施工的指导方针。开挖完成后及时施做格栅 架、锚杆和挂网混凝土初期支护及下循环超前支护。

一、洞口、明洞与浅埋地段(1)洞口及浅埋地段开挖

洞口段浅埋及偏压地段开挖，严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、早封闭、勤量测”的原则施工。洞口段浅埋及偏 压地段采用环状开挖留核心土的施工方法：先进施作超前支护(小导管注浆加固地层)开挖上部环状土并进行拱部初期 支护→核心土开挖→下部开挖及初期支护→进入下一循环。

拱部环状土开挖完成后，进口段DK721+195.16~DK721+207明挖段边坡采用锚喷护：喷C20砼厚10cm，Φ22砂浆锚杆4m∕根，间距1.0m，交错布置。检查修整断面，按设计架立格栅钢架、安设纵向连接筋，网架架立完成后要进行中线、高程及净空尺寸检查(施工误差，预留变形量为钢架加工及架立时所必需考虑的)。经检查合格后，及时在钢架与围岩间设置砼垫块，施作系统锚杆、挂钢筋网、复喷砼至设计厚度。钢筋网采用φ6钢筋，网格间距25×25cm。DK721+207明暗分界处直立开挖防护。拱部初期支护施工完后，开挖核心土。如果拱部监控量测变形较大或有扩大趋势时，在监理工程师许可下可适当加设初期，以确保施工安全。核心土开挖完成后，进行下部开挖，采用跳槽方式开挖。开挖完成后，及时初喷砼，同时接长格栅拱架，施工系统锚杆，挂网，复喷砼至设计厚度。进入下一循环。

施工时为确保安全，施工前备用一定数量为止围岩松动坍塌的钢构件，钢构件采用定型工字钢制作，结构形式及其连接方式应简单牢固，易于装卸、使用。同时备用足够数量的超前小导管，在围岩极为破碎时，在监理工程师许可下，可根据实际情况加密、加长或全断面布设超前注浆小导管。(2)Ⅳ类围岩段施工

Ⅳ类围岩采用中导洞贯通后施作中隔墙，主洞全断面开挖或上下台阶开挖的施工方法。

开挖完成后，初喷砼5cm，检查修整断面，径向锚杆、钢筋网、复喷砼至设计厚度，进入下一循环。

二、施工初期支护方法

1、锚杆施工方法

洞身开挖完经初喷砼后，先由测量人员用油漆按设计标定锚杆位置。锚杆采用手持风钻进行钻孔，钻孔完成后，需进行检查，发现不合格的孔应补钻。

锚杆必须与岩体主结构面成较大角度布置，当主结构面不明显时，与隧道周边轮廓垂直呈梅花形布置。

锚杆的钻孔及其安装方法应经监理工程师批准，锚杆的钻孔应圆直，空口岩面应平整，钻孔应于岩面垂直。注浆锚杆的注浆材料、所使用的外加剂、拌和方法、注浆压力、设备和注浆方法都应严格按监理工程师批准，一般注浆压力为0.5—1.0Mpa，终压为2.0—2.5Mpa。

在孔中锚定锚杆后，将锚杆 伸至规定的轴向荷载。

每根锚杆的抗拔力不得低于设计规定，并不应低于50KN，每300根锚杆必须抽样一组进行抗拔立试验，每组不少于3根，并符合《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GBJ--85)的规定。

2、喷砼施工方法

隧道开挖完成后应立即对岩面喷射砼，以防岩体发生松驰。喷射砼采用湿喷工艺，在喷射砼前用压缩空气或压力水将所的待喷面吹净，吹除喷砼面上的松散杂质或石粉。

砼由预制厂生产采用强制搅拌机拌合，砼输送车运输送入湿喷机料斗由砼喷射手向待待喷面喷射。喷射要用先下后上S型喷射方式分层喷射，并在喷射砼达到凝后方可喷射下一层。喷射时要注意严格控制风压同时保证喷射速度适当，使喷嘴与受喷面保持适当距离(0.6~1.2m)，喷射角度尽量接近90。，正确掌握喷射顺序，不使角隅钢筋前面出现蜂窝或砂襄，发现出现此现象时，及时清除受喷面上的砂襄或下垂的混凝土，以便重新喷射，喷射砼质量及厚度不小于现行规范规定和设计要求，喷射工作结束后要认真清洗喷嘴。

3、超前小导管注浆施工方法

按设计架立拱部钢架经检查合格后，施作定位锚杆之后，在钢架上标定小导管施作位置，利用手持风造孔，并按设计严格控制外插角，再用风钻将已加工好的钢花管顶入，尾部与钢架焊成整体；用塑料胶泥封堵孔口及周转裂隙，必要时注浆前先行应对工作面及5m内坑道进行喷砼封闭做止液墙，然后采用单液注浆泵进行注浆，水泥浆标号不小于30号，注浆压力0.5~1.0Mpa，达到设计压力时持续15分钟时即可结束。注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆，防止堵管、跑浆、漏浆，做好注浆记录，以便分析注浆效果，结束5h的进行研究。利用前次注浆的1.0m左右未开挖的加固段做为止浆墙再进行小导管注浆，重复以上工作。

4、钢架加工制作及架设的施工方法

钢架加工制作时，构件是连接关键性工艺，应按《钢结构工程及验收规范》GB50205-95的规定执行，确保各类焊缝及螺栓连接质量。4.1钢架加工制作

(1)钢架预制按设计图放大栏，放样时应根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割、刨边的加工余量。将主钢筋、要求尺寸准确、弧形圆顺。(2)格栅钢架架按设计图配置加强筋与主筋焊接。焊接时，沿钢架两边对称焊接，防止变形。(3)严格焊前及焊缝检查

焊接材料均应附有质量证明书，并应符合设计文件的要求和国家标准规定。

钢筋及其他钢材应按照材质证明书进行现场复检。

有锈蚀的钢格禁止使用，对轻微浮锈、油污等应清除干净并应对焊点进行防锈处理。

焊制前进行焊工摸底试焊，按照手工电弧焊规范经考试合格评定焊接等级。并按规范选用焊接电泫、电压、引弧速度等，并要求供电质量稳定。

施焊前焊工应复查组装质量及焊缝区的处理情况，如不符合要求，应修整合格后才能施焊。

接完毕后应清除熔碴及金属飞溅物。按《钢结构工程验收规范》要求检查焊接质量，不允许出现漏焊和假焊现象。(4)钢架加工后要进行试拼，其允许误差 沿隧道周边轮廓误差不应大于3cm。

钢架由拱部，边墙各单元钢构件拼装而成。各单元螺栓连接。螺栓也眼中心间距公差不超过±0.5cm。钢架平放时，平面翘曲应小于±2cm。4.2钢架架设

(1)为保证钢架置于稳固的地基上，施工中应在钢架基脚部位顶0.15~0.20m原地基，架立钢架时挖槽就位，并在钢架基脚处设槽钢以槽增加基底承载力。

(2)钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2度。钢架的任何部偏离铅垂面不应大于5cm。

(3)为保证钢架位置安设准确，在隧道开挖时：

①在两拱脚处、两边墙脚处预留安装钢架槽钢凹槽，其尺寸为8.3cm(高)×8cm(深)。②在初喷混凝土时，应在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板(或槽钢)位置。

(4)钢架应按设计位置安设，在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙时应设骑马垫块、钢架与围岩(或垫块)接触间距不应大于50mm。

(5)为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接在一起，各种钢架应设纵向连接钢筋。

(6)为使钢架准确定位，钢架架设前均需预先安装定位系筋。系筋上端与钢架焊接在一起，另一端插入围岩中0.5-1.0m并用砂浆锚固，当钢架架设处有锚杆时应尽量利用锚杆定位。

(7)钢架架立后应尽快施作喷射混凝土，并将钢架全部覆盖，使钢架与喷混凝土共同受力。喷射混凝土应分层进行，每层厚度5-6cm左右，先从拱脚或墙脚向上喷射，以避免回弹料虚掩拱脚(墙脚)而不密实，强度不够，造成拱脚(墙脚)失稳。

三、锚杆拉拨试验

是为确认锚杆安装后锚固效果的生果试验，应用空心千斤顶进行。作抽样检查试验，300根检查一组(3根)，一般系统锚杆按照50-100m作一组试验，记录在资料上，可绘出荷载拨位移曲线。评价标准：锚杆拉拨不得小于设计或规范规定。

(5)应力—应变量测：采用应变计、应力合、测力计等监测钢架、锚杆和衬砌受力变形情况。

第五篇：Battal隧道洞口段初期支护侵限处理方案

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Battal隧道洞口段侵限

处理施工方案

编制： 审核： 审批：

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2017年03月

目 录 工程概况及施工概况................................................................................................1 2 施工准备....................................................................................................................3 3 侵限处理施工方案....................................................................................................3

3.1 拱部径向注浆.................................................................................................3 3.2 临时支撑设置.................................................................................................4 3.3 初期支护侵限处理.........................................................................................4 3.4 加强监控量测工作.........................................................................................5 4 施工注意事项............................................................................................................6 5 质量保证措施............................................................................................................6 6 安全保证措施............................................................................................................6 7 环保、水保保证措施................................................................................................7

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Battal隧道进口侵限处理施工方案

Battal隧道进口侵限处理施工方案 工程概况及施工概况

工程概况

我项目部承建的Battal隧道洞口段埋深很浅，设计围岩为强中风化片麻岩，灰黑色，变晶结构，片麻结构，主要矿物成分为长石、石英、云母，节理裂隙发育，围岩稳定性较差，侧壁易失稳，开挖时拱顶易坍塌、掉块，顶部支护不及时会发生大坍塌及垮塌，隧道开挖时围岩渗水现象严重。

施工概况

2017年1月3号，开始施工上台阶套拱，在2017年1月11号完成混凝土浇筑。

2017年1月15号，开始施工管棚，于2017年1月22号完成管棚施工，在管棚施工过程中发现施工管棚孔时，绝大数孔内有水涌出，个别孔存在喷水现象。

2017年1月29号，暗洞洞身开始施工，按设计的单侧壁导坑法从右幅进洞，掌子面刚掘进0.6 m，洞内发生塌方，直接将掌子面往前推进了4m多，导致停工。

2017年1月30号至2017年1月31号，对洞内塌方进行处理。2017年2月1号，由于洞内围岩不具备自稳能力，为了施工安全，故开始采用三台阶法掘进隧道，遵守施工一榀，支护一榀，施工持续到2017年2月19月。施工过程中发现洞内左幅渗水严重，且土质遇水就化紧接着掉落，对施工造成很大影响。KKH二期（赫韦利扬—塔科特）第五施工部

Battal隧道进口侵限处理施工方案

2017年2月20号至2017年2月22号，因掌子面遇整体岩层，无法进尺，等待炸药进场。

2017年2月23号，炸药进场，隧道开始爆破作业。到2017年2月25号，开始凸显出左幅土质和渗水对初期支护的影响，监控量测发现隧道下沉严重。

2017年2月26号，对于隧道左幅下沉，我部立即采取将左幅拱脚接至上台阶底部，并加大了拱架锁脚锚杆的数量，以及将锁脚锚杆改成Ф50的注浆导管，加强支护。施工持续到2017年3月7号。

2017年3月8号，监控量测发现隧道K147+760断面沉降过大，故停工。

2017年3月9号至2017年3月12号，将左幅拱架拱脚接至仰拱处，且为稳定的岩层。

2017年3月12号，对隧道断面进行复核，发现隧道断面侵限严重，故停工。KKH二期（赫韦利扬—塔科特）第五施工部

Battal隧道进口侵限处理施工方案 施工准备

施工条件准备：

Ⅰ将K147+749.7-K147+748.5左幅钢拱架接至仰拱； Ⅱ将K147+756.7-K147+752.5右幅钢拱架接至上台阶底部； Ⅲ将K147+772-K147+765右幅钢拱架接至仰拱；

Ⅳ施工K147+772-K147+765隧道底部仰拱部分，形成封闭圆； Ⅴ进尺隧道掌子面。

等具备换拱条件，立即对侵限部位的初期支护进行换拱处理。换拱前，做好相关人员的技术培训工作。准备好换拱所需的钢架，加工好换拱台车、马凳和临时支撑，并为换拱后及时衬砌做好相应准备。侵限处理施工方案

侵限处理利用换拱台车、马凳为作业平台，采用临时支撑对初支钢架进行支撑，对拱部侵限部位的初期支护进行处理，并充分利用侵限的初支钢架，对侵限钢架进行接长抬高，以达到满足设计净空的要求。为了减少对围岩的扰动，侵限处理时每次置换1榀拱架，置换完毕后及时进行喷锚支护，然后再进行下一榀拱架的置换。

由于换拱段围岩破碎，自稳能力差，换拱后要立即进行衬砌施工。

换拱的施工工艺流程为：

拱部径向注浆→设置临时支撑→初期支护破除→侵限钢架处理→超前小导管施工→锚网喷支护。

换拱时需破除原有的初期支护，原有的平衡状态遭到破坏，换拱时通过拱部径向注浆、增设临时支撑等措施，确保施工安全。

3.1 拱部径向注浆

侵限区域内采用径向注浆加固围岩，注浆孔按梅花形布置，孔 KKH二期（赫韦利扬—塔科特）第五施工部

Battal隧道进口侵限处理施工方案

口环向间距为1.2m，纵向间距1.2m。注浆管采用φ50热轧无缝钢管，壁厚4mm，钢管长3.0m，注浆管应埋设牢固，并有良好的止浆措施。

注浆采用水泥浆，注浆压力1.0～2.0MPa，浆液水灰比1：1（重量比）。

3.2 临时支撑设置

初期支护侵限处理需要破除原有的喷射混凝土，打开拱架连接板，此时隧道原有的平衡状态将会遭到破坏，拱架会在自重及偏压作用下发生坍塌。为了避免此种情况，确保施工安全，在拆除初期支护前，必须对两侧原有的支护系统设立临时支撑，使隧道两侧拱架单元与临时支撑形成稳定的支撑体系。

3.3 初期支护侵限处理

通过断面测量得知，隧道初期支护侵限部位集中为拱顶拱架或拱顶及部分左幅拱架。在拱架侵限处理时根据侵限部位的不同选择不同施工方案。

3.3.1 当隧道初期支护侵限部位为拱顶拱架时，仅需处理拱顶部分即可。

3.3.1.1 初期支护拆除

原有初期支护破除采用弱爆破及人工手持风镐进行破除。弱爆破严格控制装药量，减少对围岩的扰动及已有钢架的破坏。弱爆破后采用风镐凿除拱顶范围内原有的喷射混凝土，拆除钢架连接钢筋及钢筋网。

3.3.1.2 侵限段初期支护处理

拱顶范围内断面凿除至设计开挖轮廓线后，先初喷一层混凝土封闭开挖面防止拱部掉块。然后安装钢拱架。相邻两榀钢架间采用Ф22连接钢筋连接，按原设计打设系统锚杆及锁脚锚杆，挂设钢筋网，按 4 KKH二期（赫韦利扬—塔科特）第五施工部

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原设计进行喷射混凝土施工。

3.3.1.3 超前小导管施工

拱部采用超前小导管注浆加固围岩，小导管采用Ф50，壁厚4mm热轧无缝钢管，钢管长4.5m，环向间距0.4m，纵向1.2m一环。

小导管注浆采用水灰比1.0～1.0（重量比）的水泥砂浆，注浆压力0.5～1.0MPa。

3.3.2 当隧道初期支护侵限部位为拱顶拱架及部分左幅拱架时，需先处理完拱顶部分后再处理左幅部分。

3.3.2.1 拱顶范围内初期支护拆除

拱顶范围内断面凿除至设计开挖轮廓线后，先初喷一层混凝土封闭开挖面防止拱部掉块。然后安装好现场加工的与拱顶等弧度的钢拱架。此时拱顶、左幅单元间的连接法兰盘将会错位，因此要在拱顶拱架与左幅拱架接头处打设锁脚锚管固定拱架。然后按照设计施作锚网喷支护，打设超前小导管。

3.3.2.2 B单元范围内初期支护处理

拱部拱顶侵限段处理完毕后，便可进行左幅段侵限处理。新处理的初期支护封闭成环后，及时进行二次衬砌施工，确保结构的稳定。

3.4 加强监控量测工作

（1）监控量测不仅对原初期支护钢架变形进行观测，对置换后的拱架同样要加强观测，量测人员应及时对测量结果进行分析。

（2）开挖过程中注意观察初期支护状态包括喷砼层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、支撑是否压屈变形进行观察分析。对以上情况进行详细描述、记录，并予以评估，作为及时采取支护参数选择的参考及量测等级选择的依据。

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（3）量测方法及频率

现场量测时根据开挖、换拱各工序作业持续时间加大测量频率。施工注意事项

（1）破除初期支护要采用弱爆破方式，避免震动过大造成围岩失稳、已施工的钢架扭曲变形。

（2）处理侵限部分时，新加工的加长拱架要在两端间隔安装，杜绝新加长的拱架在同一轴线上，影响钢架的整体承力效果。

（3）对侵限部分换拱时，采用临时支撑对初支钢架进行支撑，支撑安装要牢固可靠，避免钢架在自重及围岩应力作用下失稳坍塌。完成1换拱后，立即组织衬砌施工，确保施工安全。质量保证措施

成立以项目经理任组长，总工程师为副组长的质量管理领导小组，全面负责质量管理工作。完善质量管理制度，施工中严格执行“三按六不”原则：按设计文件和技术规范施工，按工艺操作，按“验标”检验；原材料未经检验合格，不准进入施工现场，没有开工令，不准开工，未进行技术交底，不准动工，隐蔽工程未经检验签字，不准覆盖，上道工序未经检验，不准进入下道工序，工程未经检验合格，不准计价。

严格按照相关要求及规定的质量检查程序，做到报检及时、程序规范。严格以图纸、规范、质量验评标准、操作规程和施工方案进行施工作业，按照监督上道工序、保证本道工序、服务下道工序的要求，实施工序跟踪检查，切实做到施工中的每一道工序处于受控状态。安全保证措施

（1）安排专职人员对隧道状况进行巡视，着重观察拱部喷射混凝土状态，具体包括洞身裂缝、掉块、异常情况，另外对山体变化状 KKH二期（赫韦利扬—塔科特）第五施工部

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况进行观测。发现异常状况的部位、形状、数量作好施工记录，并及时向项目部汇报。

（2）风镐凿除混凝土时，下方严禁站人，割除连接筋、钢筋网以及清理欠挖时，作业台车下严禁过往人员。

（3）洞内施工坍塌以预防为主

①加强隧道施工监控量测，每次量测后及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线和开挖面关系图，对初期的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化值，动态评估隧道的施工安全。

②严格按《安规》、《技规》实施操作。

③做到文明施工，杜绝违章指挥、违章作业及违反劳动纪律。④该段地质情况较复杂及围岩较差，施工时尽量减少对围岩的挠动。

⑤组织广大干部、职工学习有关隧道施工方面的安全、技术知识，增强预防事故发生和突发事故的应变能力。

⑥洞内出现险情时应及时处理，不能及时处理的必须设专人进行安全防护，直至险情得到排除。环保、水保保证措施

项目部成立以项目经理为组长的环保、水土保持领导小组，做好施工期间的环保、水保保护工作，环境保护部为日常的管理机构。

建立健全环保、水保体系，制定全面而系统的环境与生态保护、水土保持的管理办法和措施，符合国家、铁道部及地方政府有关环保、水保的标准，坚持施工过程中对环保工作的持续监督检查。建立“三级”检查落实制度，即领导层抓全面，管理层抓重点，实施层抓具体落实。

严格遵守国家有关环保水保的法律、法规和规章，并按有关规 7 KKH二期（赫韦利扬—塔科特）第五施工部

Battal隧道进口侵限处理施工方案

定，做好施工期间有环保水保工作。从组织管理上多方面加以控制，施工、生活废料、垃圾等要进行集中处理，严禁丢弃附近农田、水沟中。规范材料堆放，各种材料必须下垫上盖。施工结束后，材料统一回收处理，施工废水经过滤沉淀后排放，防止污染水质。