隧道隧道换拱施工方案

1、*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(TB10424-2018)(5)高速铁路隧道工程施工质量验收标准(TB10753-2018)(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

2、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240mm级围岩270mW级围岩300mV级围岩539m隧道出口采用帽檐斜切式洞门，长19m2.

3、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/幅，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/根，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

4、面距离63.02m；衬砌施工至DK185+019.36,累计165.96m,至学子面距离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根进行初期支护拆换，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。每桶拆换顺序先拱腰，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

5、单元进行拆除，且每次只能拆除一幅中的一个拱架单元。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：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。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

6、有损伤。不得大面积拆除初期支护，防止塌方及冒顶。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。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。锁脚锚管采用小50*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0.51Mpa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

7、，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，对于局部残留的碎采用风镐破除，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，钢筋网采用小8mmffi筋,网格间距为20X20cm搭接长度为12个网格，喷射混凝土时靠近学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

8、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22钢筋纵向连接，按设计要求焊接。锁脚采用小50*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22钢筋纵向连接，纵向连接筋完成后进行锁脚锚管施工，锁脚采用小50*5mm£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0.51M

9、pa更换第一幅钢架时，纵向连接与原有的纵向连接筋焊接，并采用22钢筋帮焊，喷射混凝土时靠近学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*40mm1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22中空锚杆，长度4m纵环向间距为1.2*1.0m,梅

10、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22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0.2MPa4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，保证围岩稳定和施工安全；提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定衬砌的施做时间；通过对量测数据的分析处理，掌握地层稳定性变化规律，预见事故和险情，作为调整和休整支护参数及施工方法的依据，提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息。隧道监控量测程序图4.2 测点布置在隧道换拱施工过程中，监控量测严格进行拱

11、顶下沉量测、水平净空收敛量测两项量测。监控量测测点布置图4.3 布点观测施工前，在洞内该段围岩上布置监控量测点，拱顶下沉观测点及净空收敛观测点按每5米一个断面进行布设，以观测围岩及初期支护结构的变化。周边收敛及拱顶下沉测点尽量集中断面布设，以便量测成果分析。对初支侵限较大处，增设绝对位移监测点，尤其是连接钢板处和墙角处。拱顶下沉观测点，在隧道需换拱的围岩位置上每3米设置一个点，换拱施工完的围岩上每两米设置一个点，并且在换拱施工完6小时内进行第一次观测，仪器采用高精度全站仪，观测频率为每天2次，直至二衬完成后为止。净空收敛观测点，在拱顶下沉观测点同一断面设置，仪器采用高精度全站仪，观测频率同拱顶

12、下沉观测。4.4 量测整理及分析根据测点位移变化速率判断围岩稳定状况，当隧道周边变形趋势有明显减缓趋势，则说明隧道变形基本处于稳定状态，当变化速率过快、过大，说明位移出现反常的急剧增加现象，表明围岩及支护已呈不稳状态，应及时加强支护并停止作业，并根据现场及施工情况进行分析。4.5 加强监控量测工作监控量测不仅对原初期支护钢架变形进行观测，对增加的换拱同样要加强观测，量测人员应及时对测量结果进行分析。换拱安装过程中注意观察初期支护状态包括喷碎层是否产生裂缝、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。

13、量测方法及频率现场量测时根据开挖、换拱施工各工序作业持续时间加大测量频率。5注意事项拆除钢架时要随时注意围岩情况，如发现围岩破碎及掉块现象，立即停止拆除，用喷射混凝土进行封闭，以稳固围岩。遵循原有钢拱架纵向连接筋最后割除的原则，以防钢拱架忽然掉落伤人。严禁对侵限部分的钢拱架之间的混凝土多根同时凿除，多极同时换拱，防止暴露面积过大造成围岩出现突然性垮塌，避免意外事故的发生。拆换拱过程中，必须全程监测，设安全员全程值守，负责安全管理工作。拆换过程中，应尽量避免、减少各种振动、冲击作业，避免水影响。置换拱架时，拆除完一板或一个单元拱架时，立即安装新钢架上去，待整环初支完成后，才可进行下一根钢拱架的拆

14、除置换工作。换拱期间加强监控量测工作，并对换拱段加密测点，每天至少观测两次。如有异常及时上报。已经拆换下来的钢拱架因为严重变形，所以不得再次使用，拆换下来的连接筋、钢筋网必须报废。6安全保证措施6.1成立隧道换拱施工领导小组建立质量责任制，将质量目标层层分解，制定各级、各部门质量工作岗位责任制，明确具体的质量责任，把质量管理的每项工作、每个环节具体落实到每一个部门、每一个人,切实把质量工作落到实处。组长：*副组长：*组员：*职责分工表序号姓名职务备主要职责1*组长总体组织协调2*副组长具体组织落实换拱方案，定期向组长汇报施工情况。3*副组长做好质量监督工作，制定落实质量保证措施。4*组员做好现

15、场相关协调工作5*组员具体组织实施换拱方案的落实并对施工全过程进行指导，负责技术交底的制定。6*组员负责换拱方案的编制及审核7*组员制定详细的安全应对措施，对施工全过程进行监控并及时处理8*组员负责现场监控量测并对监控量测结果进行分析，及时上报9*组员负责落实物资供应及相关配套工作10*组员做好现场人员及机械设备的安全管理工作11*组员组织有经验的专业施工队伍，严格按照换拱施工方案及有关技术要求进行施工12*组员负责相关实验工作6.2建立健全安全管理组织机构为保证换拱期间的施工安全，项目经理部成立安全管理领导小组，由项目经理、安全总监、项目总工程师和各业务部门主管组成。安全管理组织机构见“安全

16、管理组织机构图”组长负责换拱期间的安全工作的总体协调及遭遇紧急情况时进行总调度，副组长负责置换拱架期间具体的安全事项，各成员配合组长及副组长工作。制定安全包保责任制，逐级签订安全承包合同。达到全员参加，全面管理的目的，充分体现“管生产必须管安全”和“安全生产、人人有责”。在编制施工技术方案的同时，编制各分项工程的安全技术措施，确保安全目标的实现。安全保证体系详见“安全保证体系框图”。安全管理组织机构图安全保证体系框图消灭施工安全等级事故的安全保证体系技术保证组织保证制度保证经济保证安全技术措施项目经理部安全领导小组各项安全生广制度奖罚制度安全质量部经济兑现制定针对性安全预案安全检查和奖罚制度安

17、全技术交底制度安全岗位责任制度安全施工方案审批制度区段安全生产小组队安全生产小组安全规则教育工班安全检查员实现安全目标6.3 险情应急处理现场施工时间专职安全人员在场监视围岩变化，用哨声通知作业人员撤离，在挂布台架的前后各堆放沙堆，在极度危险的情况下，人员可以跳到沙堆上迅速撤离。施工期间，现场施工负责人会同技术人员对各部支护进行定期检查。当发现量测数据有突变或异变时，立即通知现场负责人，采取应急措施或通知施工人员撤离危险地段。加强围岩开挖后变形量测，根据量测数据分析结果，反馈指导施工，保证换拱施工的安全和质量。施工中，指定专人对洞内围岩及地面位移变形情况进行观测，出现异常情况立即停工处理。6.

18、4 安全教育对所有现场人员进行全员安全教育，并进行安全技术交底，从思想上高度重视。建立安全领导小组，落实岗位责任制。施工人员进行岗前培训，技术人员上课、现场指导。所有进入隧道工地的人员，佩戴安全防护用品。对隧道施工人员要坚持班前安全教育,严禁酒后上班。作业到达工作面时，先检查工作面是否处于安全状态，如有松动的初支裂块，立即加以支护或清除。6.5 安全物资配足必要抢险物资，如砂子、灭火器、急救药品、纱布、强光电筒、安全标示以及保证工地有应急车辆等。6.6 台车防护措施台车上必须按照设计要求配谿足够的防火器材。台车前后应挂限速牌，台车下应安装明显的车辆安全通过标志，严防车辆撞击台车，禁止车辆高速通

19、过模板台车。台车就位后应加钢楔制动，防止台车移位。台车行走时，应有专人指挥。操作人员要听从指挥，严守工作岗位。台车工作前，应作好台车的检查和接地工作。检查电源相序和漏电保护装置，避免线路漏电造成安全事故。台车上必须采用低压照明。作业平台应设置安全门或活动防护栏杆。台车临边处必须设置临边防护栏杆，临边防护栏杆应由上、下两道横杆及立柱组成，上杆离下平面高度为1.0-1.2m,下杆离下平面高度为0.5-0.6m。并加挂安全立网，可用钢筋网代替。6.7 其他安全措施(1)实行领导包保制度，实行定期值班制度，确保在换拱施工期间项目部至少有一名领导在现场值班，确保施工进度和安全。(2)增配一名有隧道施工经

20、验的管理人员全程管理换拱施工作业。(3)启动应急保障预案，在隧道设置专人负责安全监控。换拱施工应急预案见附件。(4)施工前，就换拱施工注意事项、风险源、风险因素及劳动纪律进行再交底，提高各级人员的质量安全意识。(5)拆换前对工人进行换拱安全教育，施工时尽量减少正面对着换拱作业面的时间，加工1.0m、1.5m、2.0m钢钎各两根，以方便在换拱工作面的侧面进行作业。6.8 保证措施7.1 建立质量保证体系建立一个从工程计划、质量、安全环保、综合协调、物质设备采购，再到工程试验、项目施工保证的质量保证系统，把质量管理各阶段、各环节的质量职能严密组织起来，形成一个既有明确任务、职责、权限，又能互相协调

21、、促进的质量保证体系。见“质量保证体系框图”。质量保证体系框图项目经理项目副经理项目总工程师计划保证施工保证技术保证工程管理部计划财务部工艺审定方法培训安全质量部技术交底工程管理部7.2 质量管理制度质量管理组织机构见“质量管理组织机构图”质量管理职责见下表:质量管理职责表成员管理职责组长项目经理是本标段工程质量管理的第f任人，对本标段的质量管理工作负组织领导责任；负责主持质量工作会议；组织经常性的质量检查，开展创优活动，行使质量T否决权；严格执行质量奖罚规定，对质量问题，组织分析原因和整改落实措施；推行全面质量管理。副组长配合项目经理抓好本标段的施工质量管理，并根据本标段施工特点，指导和督促质量部制订相应的、行之有效的质量管理措施，并贯彻落实。安全/质量部负责依据质量目标，根据本标段的工程特点，有针对性地制定相应的质量管理工作规划，负责质量综合管理与检查，行使质量检查职能。对试验、检测等专项技术工作直接检查，负责对本标段的工程质量进行检查、监督和指导；负责全面质量管理，组织开展QC小组