兴源隧道2#斜井换拱方案2014.12.23

滨绥线牡丹江至绥芬河段扩能改造工程

兴源隧道换拱施工方案 （DK410+964～DK410+714）

中铁二十二局集团有限公司牡绥铁路工程Ⅰ标项目部 二〇一四年十二月二十三日

表A.0.1 兴源隧道换拱方案报审表

工程项目名称：滨绥线牡丹江至绥芬河段扩能改造工程 施工合同段：Ⅰ标段 致黑龙江中铁建设监理有限责任公司牡绥铁路工程一标项目监理部（项目监理机构）： 我单位根据施工合同的有关规定已编制完成兴源隧道（DK410+694- DK410+714）段 工程的换拱施工（方案），并经我单位技术负责人审查批准，请予以审查。 附：兴源隧道换拱施工方案。 施工单位（章）： 项 目 负责人： 日专业监理工程师意见： 专业监理工程师： 日项目监理机构意见： 期： 年 月 日 期： 年 月 日 项目监理机构（章）： 总监理工程师 ： 日建设单位意见： 建设单位（章）： 负 责 人： 日 期： 年 月 日 期： 年 月 日

兴源隧道换拱施工方案

一、工程概况

兴源隧道进口里程DK409+090，出口里程DK412+517，全长3427m，为双线隧道，最大埋深123m。2013年10月在DK410+633处线路左侧增加长度为350m斜井一座（新增2#斜井）。

二、现场工程地质情况

兴源隧道施工后揭示地层为薄层炭质泥岩夹砂岩，具有明显的不均匀性，受区域地质构造的作用明显，摩擦镜面和揉皱发育，易产生层间滑动，且岩层走向不利于隧道稳定，卸荷效应强烈，导致开挖后初期支护混凝土产生开裂、掉块、钢架扭曲、剪断等大变形现象，引起多次换拱，目前按照软岩大变形设计施工。

三、换拱位置及超限情况

1、换拱里程及部位：DK410+694- DK410+714

其中：DK410+694- DK410+697；DK410+708- DK410+714为局部右侧上中台阶欠挖处理段； DK410+697- DK410+708为右侧上中台阶及拱顶换拱段

2、超限情况：

（1）局部欠挖处理段：DK410+694- DK410+697段右侧上中台阶欠挖；最大欠挖12厘米；

（2）局部欠挖处理段：DK410+708- DK410+714段右侧上中台阶欠挖；最大欠挖29.8厘米；

（3）右侧上中台阶及拱顶换拱段：DK410+697- DK410+708段拱顶最大超限欠挖33.3厘米；右侧上中台阶欠挖；最大欠挖52厘米；

四、换拱施工方案 （一）总体思路

换拱作业必须控制好施工安全，总体思路是先跳过换拱地段，在初支轮廓线不侵线的部位DK410+720-DK410+714施做二次衬砌；杜绝换拱时出现换拱部位向前蔓延扩展；换拱前对需换拱

部位进行径向注浆加固，拱架拆换遵循先上后下、一次一榀的原则进行处理，其次换拱后，欠挖一次处理到位，防止换拱完成后出现二次侵限；换拱后初支轮廓线半径要大于设计初支轮廓线半径20cm；每完成6米换拱作业即进行施做二次衬砌，必要时每完成3米换拱作业即进行施做二次衬砌。

（二）施工方法 1、换拱施工流程

换拱段两端先施作二次衬砌，确认换拱段落初期支护封闭、完成仰拱及仰拱填充施作、变形收敛稳定→换拱地段径向注浆→注浆效果检测→换拱部位施作超前小导管→施作保留初支（上侧）端头锁脚锚管→分单元凿除侵限段初期支护（1榀）→开挖并安装型钢钢架→喷射C30早高强混凝土→下一榀处理

2、换拱分为拱墙全环换拱和局部换拱，换拱时应遵循从上到下依次分节拆除的原则。

（1）、拱墙全环换拱 1）径向注浆加固

换拱之前必须进行径向注浆加固，具体设计参数： ① 注浆范围：拱墙部位开挖轮廓线外3m厚度范围。 ② 设计按单孔注浆浆液扩散半径2m，孔底间距不大于3m设计。

③ 孔口管采用φ50mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长2.5m，孔口管应埋设牢固，并有良好的止浆措施。

④ 注浆压力：设计注浆压力1～1.5MPa。

⑤ 注浆材料采用普通水泥浆，水灰比1:1，具体配比现场试验确定。

2）注浆完成后，进行取芯验证注浆效果，报监理确认后方可进行换拱施工。

3）逐榀切除分割需换拱的该榀初期支护混凝土及钢筋网片，防止对不凿除部分混凝土有损伤。

4）换拱部位施作φ42（壁厚3.5mm），长3.5m小导管，环

向间距3根/m，水平搭接不小于1m。

5）人工手持风镐分段凿除剥离拱架节段的喷射混凝土，拆除拱架节段连接板处的连接螺栓。

6）单元节段拱架拆除后，测量检查开挖尺寸是否满足要求，满足要求后及时对开挖面采用C30早高强混凝土封闭，再行按原设计设计参数施作初期支护。

7）喷射砼之前再次检查尺寸是否正确，确保不造成二次欠挖。喷射砼完成后重复以上步骤对下一榀钢架进行拱架拆除、安装。

（2）、拱墙局部侵限换拱方法

局部换拱步骤同全环换拱步骤，不同的是在注浆完成达到预定效果后，对不侵限拱架节段进行锁脚锚管加固，锁脚锚管采用φ42钢管（壁厚5mm），每节点2根，每根长4m。

五、施工注意事项

1、换拱期间应加强监控量测，加强监测频率，当总变形值超过10cm或变形大于2cm/天时，立即停止换拱作业，设置φ300钢管斜撑或竖撑以抑制变形，必要时二次注浆加固地层。

2、必须在临近无欠挖段衬砌混凝土达到强度后才开始拆除施工，换拱期间掌子面严禁作业。

3、换拱作业前，必须对拱墙进行注浆加固处理。 4、换拱前应量测断面轮廓，并与设计断面轮廓对比，确定换拱范围，严禁因操作失误造成误换拱或二次换拱。

5、换拱前应核实监控量测，当沉降及净空收敛稳定后方可进行换拱作业。

6、换拱前应先进行隧底开挖、仰拱及填充施作。初期支护封闭成环，仰拱及填充施作形成对隧底周边岩体的反压。

7、拆除拱架时要随时注意围岩情况，如发现围岩破碎及掉块现象，应立即停止拆除，用喷射混凝土封闭拆除面后再次进行径向注浆加固，以稳固围岩。

8、拆换拱架时，拆除完一个单元或一榀钢拱架后，应立即

安装新的拱架上去，待全环初期支护完成后，才可进行下一榀钢拱架的拆除置换工作。

9、换拱时严禁一次拆除两榀及两榀以上钢架，每次拆除一榀，待新钢架闭合，且喷射混凝土达到一定强度时后方可拆除下一榀钢架。

10、严格按设计弧度要求加工钢架，确保换拱后初期支护封闭成环。

11、换拱时应设有专门人员负责观测围岩变化情况，如有异常应立即哨声通知施工人员撤离或采取加固措施。

12、施工前应做好技术交底及应急救援预案，保证应急救援物资。

13、注浆效果效果检查评定方法

检查孔数量为钻孔数量的3%~5%，且不小于3个。 （1）检查孔法：通过检查孔进行观察，检查孔应成孔完整，涌水量应小于0.2L/（m.min），

（2）检查孔取芯法：检查孔取芯率应达到70%以上，并观察浆液在地层空隙中的充填和胶结情况，以了解浆液扩散范围和评价注浆效果。

（3）检查孔P-Q-t法：检查孔P-Q-t曲线应较正常注浆时曲线形态要陡，注浆5~10min后，P（注浆压力）、Q（注浆速度）均应达到设计值。

六、超前地质预报

为了进一步了解和观察欠挖段换拱时围岩动态发展情况，用地质雷达对欠挖段进行地质扫描，以探明初期支护后面的围岩情况和径向注浆效果。地质雷达根据声震波及电磁波双程走时的长短差别，确定欠挖段初期支护后围岩的形态及属性，结合地质理论分析达到对地质体的探测与判断。雷达探测时，采用专用支架移动天线，避免人的感应和天线晃动所带来的干扰，同时，保持掌子面岩层平整，以克服偶合不良造成信息忽大忽小以及形成假信号的问题。

七、监控量测

施工中的监控量测是施工安全的保障，兴源隧道换拱地段将监控量测作为工序引入作业循环，测量后及时处理量测数据，并与工程类比法相结合，及时作出评价，优化欠挖段初期支护参数，实施动态管理。兴源隧道换拱地段监控量测每隔5m按《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007)进行布点监测，同一断面上、中、下导各设置两测点用于围岩收敛量测，拱顶设置一沉降观测点。因右侧边墙变形较大的原因，右侧边墙测点加密，每2.5m设置。监控量测工作由兴源隧道测量队长督测或亲测，进一步了解和观察欠挖段换拱时围岩动态发展情况。如有异常情况及时与项目部工程部联系。

八、换拱作业测量

本隧道欠地段严格按照《铁路工程测量规范》【TB10101-2009】进行平面控制测量，在隧道洞内布设临时导线点，无误后再根据复测成果对欠地段进行全断面测量，将测量数据用红油漆标注在初期支护上，处理时根据数据处理欠挖深度。处理完成后测量队进行复核，符合设计及规范要求后进行拱架安装及下道工序作业，测量时必须留好原始测量记录。换拱完毕后，进行断面复合测量，满足要求后方进行二次施工。

九、换拱施工安全及注意事项

1、欠挖段换拱处理前专职安全员提前对作业工人进行安全教育及培训，考试合格后方可上岗作业。

2、换拱之后新架设钢架连接板是重中之重，加强该处的连接质量。

3、 隧道换拱施工期间，作业队对各部支护进行定期检查。现场专人跟班检查，当发现支护变异或损坏时，应立即整修加固。

4、严禁出现换拱榀数超过1榀以及出现钢架拱脚出现悬空的现象，杜绝隐患发生。

5、换拱施工期间，建立健全的交接班制度。在交接班时，交班人将本班组的施工情况及有关安全事宜及措施向接班人详

细交待，并记载于交接班记录本上，工地值班负责人(领工员)应认真检查交接班情况。每班开工前未认真检查工作面安全状况，不得施工。

6、隧道换拱地段设专人指挥，施工工人必须按规定配带好安全防护用品，遵章守纪，听从指挥。

7、在换拱地段设置明显标志或派专人看守，情况危险时，将工作人员全部撤离危险区，并立即上报。

8、对各类事故均应严格按照“三不放过”(即事故原因不查清不放过，责任者和群众未受到教育不放过，没有制订和采取安全防范措施不放过)的原则进行处理。

9、所有进入隧道的人员，全部进行实名登记制度。

10、在欠挖换拱地段设置临时逃生通道。

11、换拱时严禁使用破损电缆线，安全员电工每天必须检查用电设备，防止出现触电事故。

12、换拱台车上严禁存放易燃物品，为防止换拱出现火灾事故，换拱台车上配备4台灭火器。

十、换拱施工安全组织机构

为保证此段换拱施工安全，隧道成立以项目经理为组长，项目副经理为副组长，各职能部门为组员的施工生产领导小组。全面负责并本段换拱工作。

1﹑项目部隧道施工生产组织机构 组 长：李宝成

副组长：邵志远 祁云生

组 员： 范春雨 王 勋 孟昭臣 李 强 边宇星

徐 松 孙世江 刘雪冬 潘春林 王 鑫

2﹑现场换拱作业施工组织机构 组长：党金龙

组员：王凤祥 田 忠 王金亮 何 涛

洪成举 芦万鹏 马连群

作业安全负责人：朱继先（白班） 苏天西（夜班）

作业班组负责人：马春明 支护负责人：关福镇 注浆班负责人：孙立君 炮捶司机：崔延发 物质保障负责人：马连群

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