2022年隧道衬砌开裂处理方案 .pdf
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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 织名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 21 页 - - - - - - - - - - 1 - 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;
2、 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,左右线进口DK300+947 DK301+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
3、、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 施工情况名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 21
4、页 - - - - - - - - - - 2 - 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+122.5 DK301+264 仰拱填充顶面范围共出现13条裂缝,缝宽 0.5mm 17mm , 其中主裂缝位
5、于 DK301+148 DK301+255 、 DK301+225 DK301+251 、DK301+245 DK301+264段。DK301+122.5DK301+278段二衬拱部共出现 21 条裂缝,缝宽 1mm 3mm ,其中主裂缝位于 DK301+232 DK301+246 段。右线:YDK301+150 YDK301+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+174 YDK301+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
6、线 DK301+135 +200段仰拱填充顶面出现了一条细裂纹,同时右线YDK301+150 YDK301+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+122.5 DK301+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+150 YDK301+225 ,裂纹宽度最大达12mm ,且 YDK301+174 YDK301+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
7、续观测到 11 月 14 日,左线仰拱填充顶面裂缝处累计最大上拱变形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,局部发名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 21 页 - - - - - - - - - - 3 - 育斜向发展,多数芯样裂缝
8、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单位左线右线1 127 微型桩m 13800 6900 2 50 导管基底加固注浆m 3 89 注浆孔m 2076 1038 4 C35钢筋砼m31150 575 3、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
9、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+334 DK301+372段及右线 YDK301+264 YDK301+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。名师资料总结 -
10、 - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 21 页 - - - - - - - - - - 4 - 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:水泥砂浆,水灰比:0.5 1.
11、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( 16mm 厚,260mm
12、300mm 、16mm 厚,300mm 540mm 。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 。拱架连接板螺栓名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -
13、- - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 21 页 - - - - - - - - - - 5 - 必须锁紧,连接板周边缝必须焊实。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/m
14、3 ,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100mm 100mm 8mm 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, 1.0
15、m (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,特别注意拱架连名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 21 页 - - - - -
16、- - - - - 6 - 接垫板尺寸: 460mm 270mm ,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:基底加固流程图仰拱钢筋:环向筋采用 25 螺纹钢,间距 20cm,纵向钢筋采用 14螺纹钢,间距 25cm ,支撑筋采用 10 圆钢,间距 20cm 。仰拱砼:仰拱施工必须满足设计规范要求,采用C35钢筋混凝土,施工准备
17、钻孔顶管设备准备管材加工材料准备机具准备地质调查注浆设计现场试验效果检查制定施工方案进入施工配比试验注浆参数注浆注浆站布置连接止浆管施工仰拱衬砌浆液选择浆液配制注浆效果检查补充注浆合格不合格安孔口止浆塞名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 21 页 - - - - - - - - - - 7 - 厚度 70cm,混凝土要严格按照配合比拌和,保证混凝土质量;填充砼:填充采用C20混凝土,要严格按照配合比拌和,保证混凝土质量,横向、纵向坡度必须满足设计规范要求,砼振
18、捣密实。仰拱和填充砼分开施工。4.1.6 二衬施工及时施作二衬,二衬距离掌子面距离最大不超过50 米。1、防水:拱墙初期支护与二衬间铺设EVA防水板加土工布防水,防水板厚度1.5mm ,宽幅 2m ,土工布重量 350g/m2。防水层基面准备铺设前,应先处理较明显的股状渗水,并对隧道初期支护喷射混凝土表面进行处理,切除锚杆头和钢筋露头, 防水板焊缝宽度 1.0cm,搭接宽度 15cm ;排水盲管在初期支护施作完成后,防水板铺设之前安设,结合施工缝布置,纵向排水盲沟 810m , 环向排水盲管纵向间距一般为510m ,并根据地下水发育情况调整。纵向排水盲沟两端及环向排水盲沟下端进行圆弯接入隧道侧
19、沟,角度135。环向盲沟采用外包土工布的50 打孔波纹管,纵向盲管采用外包土工布的110 打孔波纹管;拱墙环向施工缝采用外贴式止水带中埋式遇水膨胀止水带,仰拱埋设中埋式止水带。纵向施工缝设置遇水膨胀止水条界面剂。2、钢筋:主筋采用 25 螺纹钢筋,间距 20cm ,纵向筋采用 14 钢筋,间距25cm ;采用钢筋必须平直无损伤,无污垢及片状老锈;钢筋保护层厚度不小于5cm ;3、混凝土:采用 C35混凝土,厚度为 60cm ,安排专人监督检查拌和站以保证二衬混凝土质量。4.2 、已开挖但未施做仰拱、二衬段施工方案:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -
20、 - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 21 页 - - - - - - - - - - 8 - 右线 YDK301+250 YDK301+264 、 左线 DK301+310 DK301+334 段已经开挖完成,尚未施做仰拱及拱墙衬砌,对仰拱基底进行加固,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,工艺流程与未开挖段相同。具体详见雪峰山隧道进口软岩大变形段问题方案设计图 。4.3 、已施工仰拱、衬砌段处理方案右线 YDK
21、301+150 YDK301+250 、 左线 DK301+110.5DK301+310 段已经完成衬砌,仰拱填充及拱墙衬砌产生裂缝, 按照 2010年 11 月 22 日 雪峰山隧道进口软岩大变形段问题处理方案研究会议纪要确定的方案执行,具体方案如下:4.3.1、微型桩施工试验首先在进口右线进行了微型桩钻孔及灌注砼试验,试验桩采用 YJ-70型潜孔钻钻孔,钻头直径135mm ,平均成孔时间为1h,试验孔数 9 孔,钻孔后利用高压风清孔,利用铅垂法检验桩身长度满足设计要求后安装钢筋束,为保证钢筋束位置居中,采取了在钢筋束顶端焊制定位支架,支架采用 3cm长1086mm 无缝钢管加上 3 根8
22、连接钢筋与钢筋束焊连。钢筋束安装完成后利用高压风再进行次清孔。该段地下水较发育,为防止塌孔,立即进行桩身砼灌注,共采取三种方式,第一种细石砼:粗骨料粒径不大于1cm细石砼,配合比为水泥 : 砂: 碎石: 水: 外加剂 =475:748:952:190:4.75;第二种采取水泥净浆:配合比为水泥: 水: 外加剂=1423:527:14.23 ;第三种采取水泥砂浆:配合比为水泥:砂: 水: 外加剂=950:760:390:17.1;砼振捣采用振动棒结合钢筋振捣。试验桩施工过程监理工程师全程旁站。14 天检验后,桩身质量及砼质量满足设计及规范要求。附一:微型桩检测报告。4.3.2 微型桩施工仰拱左右
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