隧道变形侵限加固及换拱施工技术1030修改.doc

隧道变形侵限加固及换拱施工技改 摘 要 石（门）长（沙）铁路增建第二线工程牛老村隧道起讫桩号DK154+981～DK155+628，全长647m，为单线隧道，设计时速160km/h。其中DK155+470～+530段位于山坳内，为隧道洞身浅埋偏压段，最小埋深位于DK155+500里程处，洞顶埋深约4.9m，且该里程处地表为一条冲沟，常年有小股水流，雨季时水流量较大，地表植被发育。该隧道自大里程方向向小里程方向开挖，因国家政策性影响自2010年9月1日停工，上台阶掌子面施工至DK155+478里程处，隧道掌子面停止继续掘进。因长时间停工造成已施工完成的部分初期支护发生鼓胀开裂严重变形并侵入二次衬砌范围。为确保隧道施工质量及安全，采用工字钢临时支撑加固原有初期支护，小导管注水泥浆固结围岩，然后拆除原初期支护。该方案对类似工程有一定的指导和借鉴意义。 关键词： 变形 侵限 加固 换拱 施工技术 1 第一章 工程设计概况 1.1 工程概况 牛老村隧道位于湖南省益阳市桃江县境内，起讫桩号为DK154+981～DK155+628，全长647m，为单线隧道，进出口内轨设计顶面标高分别为56.829m和60.387m。隧道最大埋深56m。 本隧道全部位于左偏曲线上，曲线半径为1600m，路面横坡为2%。隧道内设单面上坡，为5.50‰，坡长1160m,洞内坡长647m。 DK155+470～+530段位于山坳内，为隧道洞身浅埋偏压段，最小埋深位于DK155+500里程处，洞顶埋深约4.9m，且该里程处地表为一条冲沟，常年有小股水流，雨季时水流量较大，地表植被发育。 DK155+460～+588段设计采用φ42mm壁厚4.0mm超前小导管预支护，短台阶法施工；初期支护拱墙及仰拱喷射混凝土厚25cm，I18工字钢架加强，钢架全环设置，纵向间距0.60m/榀；二次衬砌采用Ⅴc型衬砌结构，模筑钢筋混凝土厚50cm。 1.2 隧道地质 1.2.1工程地质 隧道位于剥蚀丘陵地貌，地势略有起伏，隧道区段地面标高一般55-117m，山体自然坡度10-400，坡脚全～强风化基岩出露。该段表层粉质粘土覆盖厚0.5～2.8m,下伏基岩为远古界板溪群马底驿组变质砂岩夹板岩，全风化～弱风化，全风化基岩，岩芯呈砂土状，强风化基岩褐黄～青灰～灰绿色，岩体破碎，隧道出口出露泥质板岩，全～强风化层厚10～30m；弱风化基岩岩质较软，主要岩体产状：40°∠80°、20°∠47°；主要节理产状：117°∠61°，110°∠50°。 1.2.2 水文地质 2 隧道进出口丘陵地下水一般不发育，主要赋存在第四系覆盖层内，仅有少量基岩裂隙水，但在富水条件较好的断层破碎层，地下水相对丰富。 1.2.3 地震动参数 根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），隧址区地震动峰值加速度分区为0.05g。地震反应谱特征周期为0.35s 1.2.4 岩土施工工程分级与基本承载力 粉质黏土，硬塑，Ⅱ级，áo=150Kpa；条带状板岩，全风化，Ⅲ级，áo=250Kpa； 条带状板岩，强风化，Ⅳ级，áo=400Kpa；条带状板岩，弱风化，Ⅴ级，áo=800Kpa。 第二章 初期支护变形情况 3 2.1 初期支护变形情况 2012年3月，为积极响应建设单位要求，确保工程后续正常复工，全线施工单位即积极组织技术人员对所有停工隧道进行全面检查。 经组织检查发现牛老村隧道DK155+500段前后初期支护有变形现象，初步发现DK155+513～+493段监控量测点的变形量已超出预留变形量，施工的隧道初期支护在线路前进方向右侧拱部与边墙的钢架单元接头处出现水平裂缝、变形，侵入二次衬砌范围。为详细掌握隧道初期支护变形及发展情况，测量人员对隧道尚未施作二次衬砌的DK155+522～+478段初期支护进行了逐米断面测量，发现在DK155+517～+489段计28米范围内拱部及两侧边墙初期支护均发生了变形，侵入了二次衬砌范围。洞周收敛变形后侵限最大值21.9cm，位于DK155+512.03里程处右侧边墙。 第三章 初期支护变形原因分析 4 在国内隧道施工过程中，各地均不同程度的出现过隧道侵限不得不进行处理的现象。根据各地对隧道侵限发生进行的调查统计，不外乎以下几种原因： 与隧道的工程特征关系不大。隧道的工程特征主要表现为隧道的埋深和隧道的跨度两个方面。由各种统计数据看，由于对双线浅埋地段隧道比较重视，工程质量有保证，因此，发生侵限现状比较少。相反，对于