公路隧道侵限换拱施工

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　　摘要本文结合贵都高速第五合同段半坡隧道围岩发生变化，初期支护侵入二次衬砌界限，需要进行换拱处理，同时介绍侵限换拱施工的方法及措施。
　　关键词隧道侵限换拱施工
　　1 前言
　　半坡隧道为一座上、下行分离的四车道高速公路中隧道，贵州省贵定县境内，隧址属构造剥蚀低中山地貌区，隧道走向与山体走向呈大角度相交，隧道通过的山体自然坡度变化较大，局部较陡，地表冲沟发育，地下水较发育，容易产生突水现象。
　　2 隧道侵限及方案确定
　　由于设计粗糙，建设、监理单位工作随意性大，勘察设计单位没有深入地开展地质勘探工作，隧道围岩类别评价及支护结构设计错误，初期支护施工完毕之后，拱架出现了严重变形，初喷混凝土也出现裂缝，根据对设置观测点的发现，地表出现了不同程度的沉降。对此施工单位尽快联系了相关各方，并召开专题会议对变形段采取了临时加固处理，其中对变形严重且已侵入二衬范围初期支护的采取换拱处理，同时变更支护方案。
　　3 施工准备
　　 1、施工设计文件
　　 在施工前对变更设计图纸进行全面、认真的审查、核对，并对现场进行逐一核对，发现问题，及时提请有关单位解决。
　　2、施工测量
　　施工前对测量控制点进行加密、固定，其中包括导线、中线、高程的复测，以及水准点的增设，重要控制点设置护桩。
　　3、安全保证
　　施工前根据对观测桩的沉降情况，确保侵限的初期支护已完全稳定，再结合施工方案进行施工。
　　4 施工方案
　　1、 确认需要换拱的段落桩号，根据量测结果，算出侵限范围及侵限深度。
　　2、 为了保证施工安全换拱前先对换拱段进行超前支护：用长4米的φ60超前注浆小导管、环向间距25cm进行超前支护。
　　3、 在超前支护的保护下先在两榀钢拱架之间用风镐将原初期支护砼凿除，再切断纵向连接筋和钢筋网。
　　4、 开挖：待原初期支护纵向连接筋及钢筋网拆除，再利用开槽法进行开挖至设计开挖断面。在开槽开挖时在原初期支护拱架间开槽宽度保证能够进行两榀拱架施工宽度，换拱前进方向一榀距离原拱架保持在5～10cm，待第一榀与第二榀原支护拱架间两榀钢拱架及初期支护完成后再行拆除第二榀原初期支护拱架及开槽支护第三榀拱架。施工开挖采用人工配合机械开挖或微爆破，尽量避免扰动周边围岩的稳定性，因拱部围岩已成塑型状态，已失去自稳性，开挖及初期支护过程中极易塌方，开挖时特别注意观察，要随时监控，一有险情立即通知项目部相关领导并立即撤出施工人员，并立即进行抢险，待确定安全后施工人员才可进行下一步的施工。当开挖到变更设计断面后，立即进行初期支护。
　　5、 初期支护：待开挖及初喷砼完成后立20b工字钢拱架，施工系统锚杆（长6米D25中空注浆锚杆，纵环间距60cm×100cm梅花型布置，工字钢与系统锚杆焊接形成整体受力结构），钢拱架之间用纵向连接筋连接（纵向连接筋环向间距100cm),布φ8双层钢筋网（钢筋网间距20×20cm），26cm厚C20喷射砼。每4榀设20b工字钢双拱架，两榀拱架必须焊接成整体。钢支撑架立好后在拱脚底部采用20b工字钢托梁支撑。
　　6、 原拱架拆除：原拱架拆除采用单侧先墙后拱分段分节点的拆除顺序，为了保证拆除拱架的安全性，现场使用20b型钢加工临时钢拱架支撑，垂直竖向支撑根据原拱架分段连接点高度加工竖向20b型钢尺寸，拆除一节拱架构件后立即开挖至设计净空断面，施工开始已增加支护好的钢拱架之间的纵向连接筋、布设钢筋网、喷射砼施工，待支护完成后再进行下一段拱架构件拆除。
　　7、尽快完成仰拱施工，使钢拱架完全闭合。
　　8、等到初期支护完全稳定之后，二次衬砌要尽快跟进，
　　9、 加强观测，如有变化需要调整的再提请业主、总承包、设计院及总监办等相关各方解决。
　　
　　5 质量保证措施
　　为确保隧道施工安全和质量，在施工过程中，除切实按变更会议纪要、施工规范和验收规范施工外，应重点抓好以下工作：
　　1、换拱开槽前首先测量确定开槽断面实际侵限值及需要开挖深度，尽量减少对围岩不必要的扰动；
　　2、换拱施工必须保证随时有现场技术员及管理人员现场监督指导，保证每一环节施工程序及施工质量，严格报检程序。严格检查系统锚杆施工质量，工字钢拱架焊接质量、垂直度，钢筋网片布置，纵向连接筋间距及连接情况；
　　3、现场技术员及管理人员随时对围岩进行观察，发现变化情况随时向领导汇报，以便于支护参数的调整及施工工艺的改善；
　　4、测量人员对已换拱断面要保证每天至少监控量测两次，掌握收敛情况及下沉变形情况是否在可控范围内。
　　6 预防隧道侵限的措施
　　1、提高设计精度做好地质勘察工作
　　加强工程前期地质工作，为设计提供详尽的工程地质、水文地质勘探资料，提高设计的质量。
　　2、把好材料进场关，严格控制原材料的质量和技术标准
　　3、严格施工工艺
　　(1)提高钻眼、开挖技术水平，优化钻爆参数，提高光面爆破效果，加强隧道开挖断面检测，严格控制超欠挖，以少扰动基础围岩为特点。
　　(2)做好超前支护，防止水渗漏对围岩的扰动。
　　(3)结合围岩情况，制定出合理的开挖方法，初期支护施工时间，应在尽快完成。
　　(4)二次衬砌施作时间，应在围岩和初期支护变形基本稳定时进行。当围岩变形较大、流变特性明显，需提前进行二次衬砌。
　　7 结束语
　　贵州的地势高低垂直变化，岩土体工程地质复杂，山地、河谷洼地气温低，雨水较充沛，对隧道围岩级别准确划分困难，施工出现侵限现象较常见，但是如能做好围岩沉降观测，现场质量控制，及时的变更处理，减少侵限换拱处理，对于保证隧道安全，加快施工进度，控制成本方面都有很好效果。
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