隧道衬砌开裂处理方案Word文档格式.docx

1、2009年5月开始，进口左、右线隧道及平导初期支护施工中先后多次发生较大变形，钢架发生变形扭曲，平导二衬混凝土表面严重开裂等问题，局部发生脱落。2009年9月4日，铁道部工管中心有关专家与向莆线四方代表共同形成了关于隧道有关问题处理的专题会议纪要，2009年11月18日向莆公司组织设计院专家组等四方代表形成了隧道进口左右线及平导有关问题的会勘纪要，两次会议纪要明确了施工初期支护变形地段及未施工地段的支护措施。2.1施工情况目前按照变更后施工方案：进口左线开挖施工至DK301+334，二衬施工至DK301+308，仰拱施工至DK301+310；进口右线开挖施工至YDK301+264，二衬施工至Y

2、DK301+248，仰拱施工至YDK301+250；斜井右线进口方向开挖施工至YDK301+317，二衬施工至YDK301+336，仰拱施工至YDK301+334。2.2现场衬砌裂缝情况左线：DK301+122.5DK301+264仰拱填充顶面范围共出现13条裂缝，缝宽0.5mm17mm，其中主裂缝位于DK301+148DK301+255、DK301+225DK301+251、DK301+245DK301+264段。DK301+122.5DK301+278段二衬拱部共出现21条裂缝，缝宽1mm3mm，其中主裂缝位于DK301+232DK301+246段。右线：YDK301+150YDK301+

3、225仰拱填充顶面范围出现3条裂缝，缝宽2mm12mm，其中主裂缝位于YDK301+200YDK301+225。YDK301+174YDK301+178二衬拱部出现有2条裂缝，缝宽1mm。裂缝发展过程：2010年6月底，左线DK301+135+200段仰拱填充顶面出现了一条细裂纹，同时右线YDK301+150YDK301+170填充顶面也发现裂纹，至10月底，左线仰拱填充顶面裂纹范围逐渐扩大至DK301+122.5+264，裂纹宽度最大达17mm， 且DK301+122.5DK301+278段二衬拱顶、拱腰、拱脚部位也陆续出现了一些小裂纹；右线仰拱填充顶面裂纹范围逐渐扩大至YDK301+150

4、YDK301+225，裂纹宽度最大达12mm，且YDK301+174YDK301+178二衬拱部出现裂缝。2010年11月5日，沿裂缝两侧布设观测点，连续观测到11月14日，左线仰拱填充顶面裂缝处累计最大上拱变形2.66mm，墙脚沉降最大9.38mm。2010年11月7日，在裂缝处钻芯取芯样7组，其中左线5组，右线2组；左线芯样最深133cm，裂缝深度最深82cm；右线芯样最深144cm，裂缝深度最深129cm。通过芯样分析，裂缝上宽下窄，呈字形，局部发育斜向发展，多数芯样裂缝均未贯穿仰拱。2.3斜井右线进口方向拱顶下沉情况井目前隧道右线进口方向掌子面里程为YDK301+317，YDK301+

5、336+317初期支护拱顶出现下沉，最大沉降170cm ，出现变形后现场采取了临时措施进行加固。2.4主要工程量主要工程数量详见下表主要工程数量表序号名称单位左线右线1127微型桩m138006900250导管基底加固注浆389注浆孔207610384C35钢筋砼m311505753、总体施工方案仍然按照左线进口二衬超前右线进口掌子面30m，右线进口再进行开挖施工。掌子面开挖的同时进行仰拱开裂段基底处理，再进行拱墙二衬裂缝补强，最后施做25cm厚钢筋混凝土套拱。4、具体施工方案4.1未开挖段施工方案：左线DK301+334DK301+372段及右线YDK301+264YDK301+334段按照

6、20年11月22日关于隧道进口软岩大变形段二衬开裂及剩余段方案会议纪要确定的方案执行，具体如下：4.1.1开挖施工开挖按级围岩组织施工，采用环形开挖预留核心土法；围岩预留沉降量调整至50cm。严格按照铁道部铁建设120号文件要求：上台阶每循环开挖不大于1榀钢架间距，边墙每循环开挖支护不大于2榀拱架间距。初支封闭成环位置距离掌子面控制在35米以内。4.1.2超前支护：超前大管棚：拱顶150范围内超前支护采用1086mm长管棚配合505超前小导管,注水泥砂浆；、间距：108钢管环向间距为30cm，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于300cm；在108管棚中间施工505超前小导管，每空处施工一根，

7、2.4m/环。、外插角：108、50钢管外插角均为10；、注浆：水泥砂浆，水灰比：0.51.0，注浆压力0.51.0MPa；、要求：小导管顶入需穿过钢架，小导管安设后用锚固剂或塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，必要时喷射混凝土，以防止工作面坍塌。4.1.3初支施工初喷：隧道开挖完成后及时进行初喷施工，喷射厚度4cm；保证开挖面的围岩稳定以及拱架和围岩面之间的混凝土保护层。4.1.3.1钢架：、采用I 20b工字钢，间距50cm/榀，钢架各单元严格按照调整后的50cm预留量加工拱架。每次安装拱架后用垫方木及钢板将拱脚垫牢。、垫板：连接板未连接前增加木板垫块，以保证拱脚的稳定，减少拱架因围岩产生的挤压收敛

8、量；同时连接板按照设计图纸提供的规格和尺寸（16mm厚，260mm300mm、16mm厚，300mm540mm。螺栓孔径：32，螺栓采用M30）加工，控制好垫板的连接工艺。、I16型钢纵向连接，环向间距1.0m，斜向与水平方向30焊于拱架內翼缘处；、拱架锁脚采用1086mm的无缝钢管，L=8m，每个拱脚垫板连接处1根。布设44.5m注浆孔，注浆孔3030cm布设，注浆固结锚端。锁脚注浆钢管，斜向下施作，尾端采用I16钢架焊牢于初期支护钢架上；锁脚钢管施工尽量靠近连接垫板，最大距离不得超过20cm。拱架脚要垫上木板以防止悬空，木板采用5cm厚，2550cm。拱架连接板螺栓必须锁紧，连接板周边缝必

9、须焊实。4.1.3.2钢筋网钢筋网，网格尺寸2020cm，要求钢筋网片必须事先预制，调整钢筋网片铺设位置，不再紧贴岩面，焊牢于拱架外侧翼缘处。4.1.3.3系统锚杆边墙采用小导管，注水泥浆，采用423.5mm无缝钢管，4m长，钢花管注浆口3030cm梅花型布设。环向间距纵向间距：1.21.0m。4.1.3.4喷射混凝土C25喷射混凝土 ，厚度27cm，掺用合成纤维，掺入量 0.9kg/m3，初喷混凝土在开挖后及时进行，初喷厚度不小于4cm。喷射作业分段、分片、分层，由下而上顺序进行，当岩面有较大凹坑时应先填平。若喷射面有出水口必须首先将水有效的引排后再进行喷射混凝土。4.1.4施作临时仰拱中台

10、阶开挖完成后及时施作临时仰拱，及时封闭成环有效阻止上断面的水平收敛，减少围岩变形。临时仰拱钢架采用I20b，临时仰拱钢架需要有一定弧度，临时仰拱钢架与A单元连接处上、下方采取100mm100mm8mm角钢与A单元焊接密实，角钢长度8cm，周边缝电焊焊实。4.1.5仰拱施工左、右线仰拱基底均进行加固，加固范围为仰拱底面以下5米，采用505mm无缝钢管， 1.0m（环）1.0m（纵）梅花形布置，注水泥浆。仰拱加厚，衬砌按照变更后方案施工，采用级围岩衬砌类型，具体详见雪峰山隧道进口软岩大变形段问题方案设计图。仰拱开挖前完成所有钢架接点锁脚钢管施工，每次施工长度不超过3米。开挖：仰拱开挖后保证基底无虚

11、碴、无积水、无杂物，仰拱的开挖深度必须满足设计规范要求。仰拱开挖后及时进行初喷，厚度4cm；初支：拱架、喷射混凝土按照设计规范要求施工，特别注意拱架连接垫板尺寸：460mm270mm，厚度：16mm；喷C25混凝土，厚度35cm。基底处理：为保证注浆效果，在仰拱初支施工完毕后，利用初支喷砼作为止浆墙，再进行基底注浆加固，采用风动凿岩机按照1.0m（环）1.0m（纵）梅花形钻孔，安装注浆小导管，加固范围为仰拱下5米，采用505mm无缝钢管，注1:1水泥浆。基底加固流程图如下： 基底加固流程图仰拱钢筋：环向筋采用25螺纹钢，间距20cm,纵向钢筋采用14螺纹钢，间距25cm，支撑筋采用10圆钢，间

12、距20cm。仰拱砼：仰拱施工必须满足设计规范要求，采用C35钢筋混凝土，厚度70cm,混凝土要严格按照配合比拌和，保证混凝土质量；填充砼：填充采用C20混凝土，要严格按照配合比拌和，保证混凝土质量，横向、纵向坡度必须满足设计规范要求，砼振捣密实。仰拱和填充砼分开施工。4.1.6二衬施工及时施作二衬，二衬距离掌子面距离最大不超过50米。1、防水：拱墙初期支护与二衬间铺设EVA防水板加土工布防水，防水板厚度1.5mm，宽幅2m，土工布重量350g/m2。防水层基面准备铺设前，应先处理较明显的股状渗水，并对隧道初期支护喷射混凝土表面进行处理，切除锚杆头和钢筋露头，防水板焊缝宽度1.0cm，搭接宽度1

13、5cm；排水盲管在初期支护施作完成后，防水板铺设之前安设，结合施工缝布置，纵向排水盲沟810m，环向排水盲管纵向间距一般为510m，并根据地下水发育情况调整。纵向排水盲沟两端及环向排水盲沟下端进行圆弯接入隧道侧沟，角度135。环向盲沟采用外包土工布的50打孔波纹管，纵向盲管采用外包土工布的110打孔波纹管；拱墙环向施工缝采用外贴式止水带中埋式遇水膨胀止水带，仰拱埋设中埋式止水带。纵向施工缝设置遇水膨胀止水条界面剂。2、钢筋：主筋采用25螺纹钢筋，间距20cm，纵向筋采用14钢筋，间距25cm；采用钢筋必须平直无损伤，无污垢及片状老锈；钢筋保护层厚度不小于5cm；3、混凝土：采用C35混凝土，厚

14、度为60cm，安排专人监督检查拌和站以保证二衬混凝土质量。4.2、已开挖但未施做仰拱、二衬段施工方案：右线YDK301+250YDK301+264、左线DK301+310DK301+334段已经开挖完成，尚未施做仰拱及拱墙衬砌，对仰拱基底进行加固，加固范围为仰拱底面以下5米，采用50仰拱加厚，衬砌按照变更后方案施工，采用级围岩衬砌类型，工艺流程与未开挖段相同。具体详见雪峰山隧道进口软岩大变形段问题方案设计图。4.3、已施工仰拱、衬砌段处理方案右线YDK301+150YDK301+250、左线DK301+110.5DK301+310段已经完成衬砌，仰拱填充及拱墙衬砌产生裂缝，按照2010年11月

15、22日雪峰山隧道进口软岩大变形段问题处理方案研究会议纪要确定的方案执行，具体方案如下：4.3.1、微型桩施工试验首先在进口右线进行了微型桩钻孔及灌注砼试验，试验桩采用YJ-70型潜孔钻钻孔，钻头直径135mm，平均成孔时间为1h，试验孔数9孔，钻孔后利用高压风清孔，利用铅垂法检验桩身长度满足设计要求后安装钢筋束，为保证钢筋束位置居中，采取了在钢筋束顶端焊制定位支架，支架采用3cm长1086mm无缝钢管加上3根8连接钢筋与钢筋束焊连。钢筋束安装完成后利用高压风再进行次清孔。该段地下水较发育，为防止塌孔，立即进行桩身砼灌注，共采取三种方式，第一种细石砼：粗骨料粒径不大于1cm细石砼，配合比为水泥:

16、砂:碎石:水:外加剂=475：748：952：190：4.75；第二种采取水泥净浆：配合比为水泥:外加剂=1423：527：14.23；第三种采取水泥砂浆：外加剂=950：760：390：17.1；砼振捣采用振动棒结合钢筋振捣。试验桩施工过程监理工程师全程旁站。14天检验后，桩身质量及砼质量满足设计及规范要求。附一：微型桩检测报告。4.3.2微型桩施工仰拱左右墙脚部位各设置两排微型桩，纵向间距1.0m，两排桩错开0.5m，墙角部位的微型桩与水平面成分别75和60交替施工；中部设置3排微型桩，1根在隧道中线上，2根在自隧道中线两侧2.3m处，纵向间距1.5m。具体详见微型桩施工剖面布置图，微型桩

17、施工平面布置图详见附件二。1、微型桩构造及设计参数微型桩桩径127mm，深度10米（仰拱底以下部分），桩内设置3根25钢筋束，桩身混凝土采用C30细石混凝土。2、微型桩施工工艺微型桩施工工艺详见“图2 微型桩施工工艺流程图”。不合格 合格图2 微型桩施工工艺流程图3.微型桩施工方法（1）施工准备进行现场准备，清理施工区域杂物，冲洗路面，备齐各种机具、材料，按照设计要求进行细石砼配合比设计，并进行现场钻孔及安放钢筋束工艺操作试验，经比选，采用钻孔设备YJ-70型管棚机。根据微型桩试验结果，结合设备效率，对开裂段处理左线安排YJ-70型管棚机3台，右线2台;每台设备配备操作工人4人。（2）测量放线

18、施工前精确测量放样，用红油漆标出每个微型桩施工位置，并采用地质雷达等设备，尽量避开仰拱底部钢拱架位置。如遇拱架则移动钻机距离该位置510cm再钻。（3）钻孔钻机就位：根据钻机自身携带角度指示盘，定位钻机，控制两侧拱脚位置微型桩钻孔角度，与水平面夹角分别为60、75钻孔：采用潜孔钻机钻进成孔，微型桩直径为127mm，采用135mm钻头，风动冲击回旋钻压、转速、风量、风压等钻进参数根据现场情况确定。每节钻杆长度为1.5米，根据桩身设计长度（10.8m），成孔时共需安装8节钻杆，开钻前在需要安装的第8节钻杆上，距离末端50cm用红油漆标明记号，钻至该位置时已达到设计长度。（4）清孔钻孔钻进到位后，利

19、用高压风清扫钻孔。清空后利用吊锤法再次检验桩身长度。（5）安装25钢筋束钢筋束加工：现场所用25钢筋为9m长，两侧微型桩25钢筋束长度10.75m，钢筋束采用3根25钢筋品字形焊接布置。钢筋束安放：采用人工配合装载机安放，钢筋束头尾各设一个对中支架，防止钢筋束偏离微型桩中心；简易对中支架使用3cm长108（6）浇筑桩身砼根据试验桩效果，桩身采用细石砼、砂浆、水泥净浆均能满足设计及规范要求，但由于水泥净浆干缩率较大，需不断补注，因此桩身砼采用C30细石砼或砂浆，使用砂浆拌合机严格按照配合比拌制。桩身采用细石砼浇筑时，采用人工灌注，为保证桩基底部密实性，首先灌注1米长左右的砂浆，砂浆时采用砂浆压浆

20、机灌注。桩身采用砂浆时全过程均采用砂浆压浆机灌注。浇筑过程须连续无中断，采用振捣棒振动钢筋束的办法振捣砼。4.施工注意事项（1）微型桩钻孔施工要求作业人员严格遵守机械安全操作规程，并注意机械设备维修与保养。（2）钻孔施工前，清理桩位附近积水，防止积水灌入孔内。（3）钻孔完成后，及时进行高压风清孔，尽早安装钢筋束、浇注混凝土，不得拖延时间，造成地下水渗入，塌孔；遇到塌孔，需重新钻孔方能浇筑桩身砼。（4）钢筋束表面焊渣清理干净，并保持钢筋束表面无泥土油污。（5）安放25钢筋束时，需缓慢放入钢筋束，防止钢筋束插入孔底或孔壁，并严格控制钢筋束，使其位于微型桩中心位置。（6）桩身砼浇筑过程须连续，专人进

21、行记录，成桩后进行检测，不合格微型桩须就近位置重新施做。4.3.3基底注浆施工已开裂段仰拱底部进行基底注浆加固。采取设置孔径89深4.435米（仰拱基底下3米），间距1.5m（横向）x1.5m（纵向）注浆孔进行注浆加固。钻孔采用潜孔钻机，钻头采用89钻头。钻孔后采用高压风进行清孔，吊锤法检测注浆孔深度满足设计要求后，报监理工程师同意进行注浆施工。注浆孔孔口安装1m长76孔口管，浆液采用1:1水泥浆，注浆压力注浆压力：0.52.0MPa，压力逐渐由小加大。单根注浆孔的注浆量按Q=R2L估算,式中R为浆液扩散半径，取R=0.6L0; L0为注浆孔的间距；L为钢花管长；为围岩孔隙率。注浆过程中加强对

22、结构的变形观测，根据观测情况适时确定和调整注浆压力。4.3.4开裂严重地段凿除已破坏的填充砼基底注浆加固后，凿除左线DK301+220DK301+260仰拱填充裂缝密集地段素混凝土，该段微型桩在凿除仰拱填充后施做，最后重新施工仰拱填充混凝土，改用钢筋混凝土，钢筋布设在仰拱填充顶面，保证足够的钢筋保护层。横向筋采用32螺纹钢，纵向间距20cm，纵向筋采用25螺纹钢，横向间距20cm。钢筋绑扎完毕后按照间距40cm40cm（梅花形布置）植入25螺纹钢使其与原仰拱钢筋混凝土结构连成整体,最后浇筑C35钢筋混凝土。4.3.5无砟轨道基础施工左线DK301+110.5DK301+220、DK301+26

23、0DK301+310和右线YDK301+150YDK301+250地段道床底板按照C35钢筋砼施工，厚度30cm，单层钢筋，横向筋采用32螺纹钢，间距20cm，纵向筋采用25螺纹钢，间距20cm，钢筋绑扎完毕后按照间距40cm4.3.6拱墙衬砌加固4.3.6.1裂缝补强拱部二衬裂缝段首先采用在裂缝处压注环氧树脂进行补强。环氧树脂施工工艺如下：1、调配环氧树脂配合比并进行工艺试验。2、清除砼表面浮沉，采取压注法把调配好的环氧树脂压入裂缝进行补强。4.3.6.2砼表面凿毛砼凿毛采取人工用电锤凿除，凿除深度以露出粗骨料为准，凿毛面积不小于衬砌面积的三分之一。4.3.6.3植筋及砼套衬施工在衬砌内侧设

24、置25cm厚钢筋砼衬套，与原结构形成叠合结构。配筋采用单层钢筋网，环向25螺纹钢，间距20cm，纵向18螺纹钢，间距20cm，钢筋绑扎完毕后按照间距40cm40cm（梅花形布置）植入18螺纹钢使其与原二衬钢筋混凝土结构连成整体,最后浇筑C35混凝土。4.4、变形观测成立专门的观测小组，加强此段的沉降收敛观测，责任到人，落实到位。组长：副组长：成员：、主要负责：左右线隧道初期支护净空断面及衬砌净空断面的测量。主要负责左右线仰拱观测点沉降观测。主要负责初期支护及拱墙衬砌收敛变形观测。在加固过程及施做完毕后均进行沉降收敛观测，观测断面纵向间隔5米，每天观测一次，对采集的数据及时进行分析和反馈，及时调

25、整加固方案，指导施工。加强对右线YDK301+150YDK301+250和左线DK301+110.5DK301+310段既有裂缝的观测，5米设一个观测点，每天观测，及时分析反馈。4.5、机械设备进口段原机械设备能满足正常施工需要，已进场处理方案所需要的管棚机5台，注浆泵4台，风动凿岩机40台，地质钻机1台，根据微型桩试验结果，结合设备效率，对开裂段处理左线安排YJ-70型管棚机3台，右线2台，现已进场；二衬凿毛简易台架2台，现场加工。待开挖贯通后，利用基底处理时间改装现有二衬台车用于施工25cm砼套拱。4.6、施工时间安排为早日贯通，以便后续无砟轨道施工，采取边开挖边处理的方案。右线进口计划于

26、2011年1月31日上台阶贯通，落底及二衬计划于2011年3月15日全部完成。已经于2010年12月15日安排2台钻机首先进行微型桩施工，为保证洞内正常交通，采取半幅施工的措施，时间为2010年12月15日2011年1月31日（含工艺试验及成桩检测时间15天）。2011年2月15日开始对二衬裂缝段拱墙砼环氧树脂补强、凿毛、植筋。2011年1月31日斜井出口方向衬砌施工完成后改装台车， 2月25日改装完成，并开始加固段二衬套拱施工，时间3月1日3月31日。进口段（YDK300+886DK301+334）水沟电缆槽及无砟轨道基础施工时间4月1日4月20日。左线进口已与2010年12月17日上台阶贯

27、通，落底及二衬计划于2011年1月31日全部完成。计划右线微型桩工艺评估完成后进行左线微型桩施工，为保证洞内正常交通，采取半幅施工的措施，左线计划安排3台钻机，时间为2011年1月1日1月31日。2011年1月31日2#横通道衬砌施工完成后改装台车，并开始开裂段基底钻孔、注浆加固施工，时间2011年2月1日2月25日。2011年3月1日开始二衬套拱施工，时间3月1日4月15日。进口段（DK300+896DK301+350）水沟电缆槽及无砟轨道基础施工时间4月16日4月30日。5、安全保证体系及管理措施5.1安全保证体系按照GB/T28001-2001劳动卫生保障管理体系标准的要求建立项目安全生

28、产保证体系，实行项目经理负责制，坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，加强安全生产宣传教育，建立健全各项安全生产管理制度，配备专职及兼职安全检查人员，有组织、有计划地开展安全生产活动。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。5.2安全管理措施在隧道开挖施工中采取综合超前地质预测预报措施，来对围岩可能存在的突水、突泥等地质灾害情况进行超前预测预报，并根据预测情况来相应制定下一步的开挖施工方案，针对不同的地质灾害情况来采取不同的应对

29、措施。加强信息管理，提高对原始数据收集的准确性，对实测数据做到及时处理，做到及时反馈指导施工。洞内两名以上安全员24小时值班观察。6、质量管理6.1成立了质量管理领导小组，实行项目经理负责制，建立了“工程质量保证体系”，制定了质量管理目标，坚持“百年大计，质量至上”的方针，认真贯彻落实建筑法、建设工程质量管理条例及有关政策法规。6.2严格“质量终身制”，指挥部项目部架子队个人层层签订了工程质量责任书，指挥部、项目部设专职质量负责人，队设专职质量检查员，明确了各自的职责，一级包一级，一级保一级，隐蔽工程及重要工序都进行旁站，实行“自检，互检，交接检”制度，确保工程质量过程受控，实现“工程质量合格率100%”的目标。