隧道隧道换拱施工方案

**隧道换拱施工方案

1 编制依据及原则

1.1编制依据

（1）《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）；

（2）《铁路混凝土工程施工技术规程》Q/CR9207-2017；

（3）《高速铁路隧道工程施工技术规程》Q/CR（9604-2015）

（4）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB 10424-2018）

（5）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB 10753-2018）

（6）国家相关法律、法规和中国铁路总公司相关规章制度以及现行的施工规范、规程，技术规程和验收标准等。

1.2编制原则

符合性原则

满足工程质量目标和工程总工期及阶段工期要求，符合施工安全、环境保护、水土保持和文明施工等方面的规定，严格遵守铁路建设工程施工合同条件、合同协议条款及补充协议内容。

坚持科学性、先进性、经济性、合理性与实用性相结合的原则

结合本隧道特点，采用新奥法施工技术，应用科学的施工组织方法，合理地安排施工顺序、优化施工方案。搞好劳力、材料、机械的合理配置，力求施工方案的适用性、先进

性相结合，做到施工方案科学、技术先进，确保隧道安全贯通。

1.3编制范围

该初期支护拆换施工方案适用于**隧*****段初期支护拆换拱。

2 工程概况

2.1 设计概况

**隧道位于*******附近，起讫里程为*******，长1349m,洞身最大埋深111.21m。其中Ⅱ级围岩240m，Ⅲ级围岩270m，Ⅳ级围岩300m，Ⅴ级围岩539m。隧道出口采用帽檐斜切式洞门，长19m。

2.2 换拱段设计及施工情况

*****隧道*******段表覆粉质黏土，硬塑，呈松软结构；下伏砂岩，强风化~弱风化，岩体较破碎，呈角砾碎石状松散结构，易塌方，冒顶。根据测量资料显示，该段为偏压结构。该段富水条件较好，雨季裂隙水易于下渗。

********段为Vc级围岩，采用三台阶临时仰拱法，间距0.5m/榀，采用超前大管棚；******段为Vb级围岩，采用三台阶临时仰拱法，间距0.6m/榀，超前中管棚加超前小导管。

2.3 工程现状

******隧道截止2020年3月28日，上台阶施工到DK184+911，累计324m；中台阶施工到DK184+932，累计303m；下台阶施工到DK184+949，累计286m；仰拱施工至DK184+974.02，累计260.98m，至掌子面距离63.02m；衬砌施工至DK185+019.36，累计165.96m，至掌子面距离108.36m。

通过测量数据分析，******段初期支护净空轮廓实测资料如附件：隧道断面分析图所示。洞内初期支护出现扭曲变形侵入二次衬砌限界，整体向右偏移，需要拆换该段初期支护。

3 换拱施工方案

换拱范围两端二次衬砌已完成施工与仰拱封闭成环，通过监控量测数据分析，围岩已趋于稳定，满足拆换要求。拆换顺序由大里程往小里程且逐榀进行初期支护拆换，换拱施工必须在化冻前完成施工。拆换平台采用原有的缺陷整治台车。每榀拆换顺序先拱腰，再拱顶，最后拱墙。初期支护拆换工艺流程如图1所示。

图1 初期支护拆换工艺流程

3.1拆除初期支护

按照拱架单元进行拆除，且每次只能拆除一榀中的一个拱架单元。拆除主要以人工利用风镐开挖为主，尽量减少对围岩的扰动。

（1）初期支护喷射混凝土凿除

根据断面测量结果凿除侵限喷射混凝土，喷射混凝土由净空面向围岩面逐层凿除。完毕后，通过测量数据确定换拱后的初期支护及衬砌厚度、净空是否满足要求。如不满足要求，继续凿除，直至厚度、净空满足设计要求。

凿除侵限初支混凝土施工注意事项：

①根据断面实测数据，用红油漆在喷射混凝土表面标志出侵限的范围，并用数字写出该处或该段侵限多少，同时凿除部位需要保证换拱后初支及衬砌厚度要求。

②风镐凿除喷射混凝土之前，必须先把喷射混凝土的凿除部分与不凿除部分在分界处切开分离，以防对不凿除部分混凝土有损伤。

③不得大面积拆除初期支护，防止塌方及冒顶。

④拆换位置、钢拱架加工数量、凿除混凝土面积由现场技术人员确认。

⑤换拱后，围岩有可能再次变形沉降，预留沉降量为25cm。

（2）初期支护钢拱架割除

拱架割除前，先在与被割除钢架相邻的钢架上施做锁脚锚管，防止钢架沉降、变形。锁脚锚管采用φ50*5mm无缝钢管，长度5m，每个部位施做4根，与钢架角度不小于45°，采用U型筋焊接牢固，注浆采用强度不低于M20的水泥砂浆，注浆压力0.5～1Mpa。

钢拱架切割应沿半径方向，一次割除一个钢拱架单元，割除前采用顶撑顶住被割除段的型钢，两端用气焊割除后，再割除钢拱架原有的纵向连接筋，然后用锤头先轻敲震动钢拱架，使钢拱架松动，此时由4名工人人工配合托住钢拱架，1人用撬棍从一端到另一端逐步撬动，直至钢拱架顺利拆除。

钢架切割过程中尽量保证原有钢拱架连接板的完好。

3.2挂设钢筋网片

在钢拱架拆除完成后，人工进行欠挖处理，对于局部残留的砼采用风镐破除，原有锚杆继续保留，超前支护等钢结构采用气焊切除，切除时要保证原有钢筋网有足够的搭接长度，直至轮廓满足施工和设计要求。

岩面修整完成后及时进行初喷，通过原有锚杆挂设钢筋网，钢筋网采用φ8mm钢筋，

网格间距为20×20cm，搭接长度为1～2个网格，喷射混凝土时靠近掌子面的钢拱架不进行封端处理，保证下一循环搭接长度。

3.3 钢拱架安装

把加工好的相应钢拱架单元运至作业面，调整后定位安装。在钢拱架与初喷混凝土的空隙处加设混凝土垫块，楔紧钢拱架。

按设计要求进行换拱，*****段围岩为Vb，采用I20a工字钢，纵向间距0.6m，采用Φ22钢筋纵向连接，按设计要求焊接。锁脚采用φ50*5mm无缝钢管，与钢架角度不小于45°，长度5m，每个连接板节点2根。

******段围岩为Vc，采用I20a工字钢，纵向间距0.5m，采用Φ22钢筋纵向连接，纵向连接筋完成后进行锁脚锚管施工，锁脚采用φ50*5mm无缝钢管，与钢架角度不小于45°，长度5m，每个连接板节点2根。

锁脚锚管施工和U型筋的焊接一定要在现场技术员的盯控下完成。锁脚锚管注浆采用强度不小于M20的水泥砂浆，注浆压力0.5～1Mpa。

更换第一榀钢架时，纵向连接与原有的纵向连接筋焊接，并采用Φ22钢筋帮焊，喷射混凝土时靠近掌子面的钢拱架不进行封端处理，保证下一循环连接筋与钢架的连接。

原有钢拱架连接板完好，直接采用连接板加螺栓连接；原有钢拱架连接板若已损坏，现场重新更换连接板，并采用40*40mm角钢帮焊，保证钢拱架之间的连接。

3.4喷射混凝土

每单元初期支护拆换完成后及时湿喷C25混凝土，厚度不小于28cm，喷射密实，无空洞。待混凝土喷射完成3小时后，方可进入下一循环施工。

3.5锚杆施工

待喷射混凝土强度达到设计要求后，进行锚杆施工，锚杆施工位置采用红油漆标记。拱部采用Φ22中空锚杆，长度4m，纵环向间距为1.2*1.0m，梅花布置，注浆采用强度不低于M20的水泥砂浆，注浆压力不宜大于0.2MPa；边墙采用Φ22砂浆锚杆，长度4m，纵环向间距为1.2*1.0m，梅花布置，注浆采用强度不低于M25的水泥砂浆，注浆压力不大于0.2MPa。

4监控量测系统

4.1 量测程序

监控量测的目的在于监测围岩变形和压力情况，验证支护衬砌的设计效果，保证围岩