石狮岭隧道换拱施工方案Word文档格式.docx

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二、变形原因分析

1、地质原

石狮岭隧道大里程方向变形段围岩均为第三上新统（N2）红褐色粉质粘土，土质易发生干缩湿涨，开挖挖时土体遇水开始软化，并逐渐变成破碎状、软塑状，完全无自稳能力。

所以经常会出现掉块和垮塌。

2、气候原因

石狮岭隧道大里程方向洞顶覆盖层较薄，且第三上新统（N2）红褐色粉质粘土，2013年从6月底至8月雨水较多，雨水下渗后，导致山体土体软化，由于此类土体具有弱膨胀性，导致隧道初支开裂，变形加大。

3、施工原因

开挖时，施作超前支护、开挖钻眼等工序的施工用水一定程度上也加剧了围岩的恶化。

三、换拱施工方案和工艺

新奥法施工的最基本理论是尽量不扰动土体的平衡状态，充分利用土体的自持能力和初期支护共同承受土体压力，石狮岭隧道大里程方向K9+283～K9+303段处于浅埋，现根据监控量测资料分析已重新稳定，如果大面积换拱再次大幅扰动土体，土体丧失了自持能力仅靠初期支护抵抗土体压力，结构安全和施工安全得不到有效保证，因此在确保施工安全和结构自身受力需要的前提下应尽量减少换拱范围，针对初期支护侵入二衬不超过3cm的范围局部凿除初期支护表层3cm后按原设计图纸施工，初期支护侵入二衬3～10cm段凿除表面初喷混凝土至拱架，进行二衬结构补强处理，初期支护侵入二衬大于10cm的范围进行换拱处理，换拱里程为K9+283～K9+303段，环向为中线左侧m至中线右侧m范围。

3.1换拱施工方案

根据初期支护断面测量成果，确定拱部初期支护侵限范围，在现场画出换拱范围。

在该范围内先用小导管在换拱范围内全部进行预注浆，待预注浆达到强度后，每次用风枪凿除1榀钢架初期支护，按设计开挖轮廓线人工修出欠挖部分围岩土，割除侵限部分工字钢拱架钢筋网片、连接筋，按设计要求挂设钢筋网，换上新加工的钢架并进行可靠连接，然后喷射混凝土，完成一次换拱循环。

3.2施工工艺：

见《换拱施工工艺流程图》

图一：

确定换拱部位

小导管注浆预支护

凿除初支喷射混凝土

测量放线

置换拱架

剥掉侵限部分围岩

立即喷浆，立钢拱架支撑

重复以上工作

换拱施工工艺流程图

根据初期支护断面测量成果，确定每次换拱部位及开挖断面，为防止换拱作业过程中初期支护变形，在换拱施工前对换拱部位初期支护进行加固，然后用风镐凿除换拱部分喷射混凝土，凿除砼时在支撑结构上搭设防护网，以免下落砼块对人和机械构成威胁，混凝土凿除后进行换拱部位原初期支护纵向连接筋、钢筋网及钢架的割除，然后根据设计开挖轮廓线，人工用风镐等工具修整开挖断面，进行初期支护施工。

3.2.1拆除侵限初期支护施工注意事项：

3.2.1.1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。

3.2.1.2不能大面积拆除初期支护，防止塌方及冒顶。

3.2.1.3凿除喷射混凝土时如果锚杆垫板被破坏则需按设计要求更换。

3.2.1.4拆除后必须及时初喷。

3.2.2钢筋网施工

3.2.2.1钢筋网采用φ8㎜钢筋，网格尺寸为20×

20㎝,搭接长度不少于20cm。

3.2.2.2钢筋网铺设要符合下列要求：

⑴在初喷4cm混凝土后进行钢筋网铺设。

⑵使用前要清除锈蚀。

⑶随喷浆面起伏铺设与受喷面间隙一般不大于3cm。

⑷开始喷射时，减小喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋保护层厚度不得小于4cm。

3.2.3更换侵限I22a钢拱架

侵限混凝土凿除后，确定侵限钢架长度，割除钢架，人工清除欠挖围岩土，初喷4cm混凝土，安装钢筋网后按设计要求安装钢架。

3.2.3.1换钢架施工方法

（1）根据断面测量结果凿除侵限喷射混凝土，喷射混凝土凿除时钢架切割处需多凿除50～60cm，换拱前预先在每榀钢架切割位置下方50cm处，每处左右两侧各打设2根锁脚锚管，锁脚锚管采用φ42，长度为5m。

（2）在钢架上确定侵限范围，量好切割拱架内弦长（即两点直

线长度），沿半径方向切割钢架。

（3）先按Ⅴ级围岩钢架设计要求制作好I22a钢拱架，计算好下料长度，沿半径方向裁制已做好的钢架，备好焊接用连接钢板。

（4）把焊好的钢架运至作业平台上拼装钢架，就位调整后定位。

（5）换上的钢架与原钢架进行对接焊好后再分别在工字钢腹板和翼板上贴板加强焊接，焊缝高度8mm，接头采用螺栓连接。

（6）在钢架与围岩的空隙处加设混凝土垫块，楔紧钢架。

（7）按设计要求焊纵向连接筋。

（8）喷射混凝土。

3.2.3.2换钢架施工工艺要求

（1）严格按设计图纸加工钢拱架，检查其尺寸、焊接等，要符合设计规范要求，所用钢材进场时按批量和型号分批试验、检验，内容包括：

标志、厂家、品种、数量、外观等，并按规定的抽样做力学性能试验，符合要求后才能使用。

（2）根据中线、水平、隧道断面和预留沉落量等将钢拱架架设在中线方向的垂直面上，并力求整齐，同时，支护之间仍按设计要求设纵向连接筋，构成整体，并与围岩间用混凝土垫块顶紧。

（3）新拱架与原拱架间焊接要牢靠、平顺。

（4）钢架垂直于隧道中线，上下、左右允许偏差±

5cm，钢架倾斜度不得大于2°

。

四、机械设备及人员配置

4.1人员配置

技术人员

测量人员

风镐工

立架工

喷浆工

风钻工

普工

1

2

3

5

4

4.2机械设备

装载机

挖机

风镐（把）

喷浆机

钻机（把）

五、、施工注意事项:

5.1工程材料控制措施

工程材料和辅助材料（包括构件、成品、半成品），都将构成建筑工程的实体。

保证工程材料按质、按量、按时的供应是提高和保证质量的前提。

因此，对采购的原材料、构件（配件）、半成品等材料，建立健全进场前检查验收和取样送检制度，杜绝不合格材料进入现场。

5.2施工质量及工期保证

5.2.1保证电焊施工质量，由专业的电焊工进行更换拱架的施作；

5.2.2保证施工进度，逐榀更换钢拱架，每循环控制在8小时范围内，可2-3榀喷一次混凝土；

5.2.3更换拱架时打设锁脚钢管并注浆，保证更换后的钢拱架牢固可靠；

59.2.4在施工过程中做好监控量测工作，在施工过程中时时监控，保证换拱完成后初支断面的净空符合要求

六、安全措施

6.1.1由项目经理部安质部门、专职负责安全和防护工作，各工区、工班、组设专职安保员，形成一个组织体系。

对外和当地的治安机关密切配合，负责安全保卫工作，对内要加强宣传教育，形成安全的超前控制，并认真组织督促，确保人员设备安全，项目部和工区设保健人员和必要的抢救设施以防发生不测时能及时进行抢救。

6.1.2健全安全生产责任，坚持安全第一的原则，各级领导都要把安全放在一切工作的首位，要杜绝一切漏洞，保证安全生产。

6.1.3加强安全生产教育，提高全员安全意识，主要是主人翁责任感和安全第一的教育，本职工作安全基本知识技术教育、操作规程、排除险情和应急措施的教育，遵守规章制度和岗位作业标准教育，人员上岗前将进行安全培训。

6.1.4建立检查落实制度，经常召开会议，会上布置，会后检查落实，做到超前控制，明确分工，责任到人。

6.1.5进入施工现场的人员，应按规定配戴劳动保护用品和安全用具。

作业人员不得穿拖鞋、高跟鞋、硬底易滑鞋。

6.1.6进行拆除施工前，先观察周边是否存在不安全因素，检查临时支撑有无松动，如有，应排除不安全因素后才准进入施工作业。

6.1.7拆除施工前对需拆除拱架前10m进行临时钢拱架支撑，防止拆除作业围岩变形造成安全事故。

6.1.8拆除作业时，拆除台架应具备足够的刚度及稳定，在拆除台架上高空作业人员应佩戴安全带，安全带栓在牢固的物件上，留长不宜超过2m；

拆除作业因工作面狭窄，人员不宜过多，防止发出事故后伤及多人；

专职安全员全程跟班作业，注意周边变化情况，发现有危及生命安全的情况及时撤出人员及设备。

6.1.9拱架拆除时应每次施工一榀，从上往下进行，先用人工风镐铲除喷射混凝土后，再松动螺丝，螺丝松动顺序为先一端完后，再松动另一端，松动另一端螺丝时，应用机械配合人工稳固拱架，使其两端螺丝拆除完后拱架不直接掉下砸伤人或砸坏物，依次慢慢拆除下部拱架，直至整榀拱架拆除完毕；

拆除时，严禁交叉作业。

6.1.10在剥离超挖施工前，先喷一层混凝土，防止剥离超挖施工时拱顶零星掉块伤人。

6.1.11剥离完超挖部分围岩后，应再次喷浆，防止掉块伤人，喷浆完后立即架立拱架。

七、环境保护措施

7.1水污染的防治

施工过程中对水的污染主要是施工产生的污水，污水中含悬浮物、油类物质、石屑及石粉。

溶蚀性废水，混凝土的生产、运输、浇筑产生的污染，施工机械设备产生的污染，劳动力高度集中产生的污染，以及其它相关配套设施产生的污染将对水源产生较大影响，在施工中要采取有效措施，保护水源不受污染。

⑴施工及生活废水的排放遵循清污分流、雨污分流的原则，各种施工废油、废液集中储积，集中处理，严禁乱流乱淌，防止污染水源，破坏环境。

⑵现场存放油料的地面进行防渗处理，如采用防渗混凝土地面、铺防油毡等措施。

在使用过程中，要采取防止油料跑、冒、滴、漏的措施，防止土壤受到污染。

⑶施工现场100人以上的临时食堂，污水排放设置有效的隔油池，定期清理，防止污染。

⑷工地临时厕所的化粪池采取防渗措施，并尽可能利用既有建筑物内的水冲式厕所，同时做好防蝇、灭蛆工作。

⑸化学用品、外加剂等应库内存放，妥善保管，防止污染环境。

⑹施工物料堆放应严格管理，防止在雨季或暴雨将物料随雨水径流排入地表及附近水域造成污染。

⑺加强对地表水和地下水水质的监测，配合当地环境监测部门搞好舆论宣传和监督工作，加强对沿线施工废水的控制，发现新的污染问题及时进行处理，防止水质恶化。

7.2大气污染的防治

施工期间的运输车辆及施工机械是大功率的设备，且施工场地又是一个相对封闭而狭长的空间，车辆设备在行驶和作业过程中在场内会扬起尘土，在场内会产生大量有害气体，以及放炮产生的炮烟与灰尘，这些均会破坏施工环境，影响空气质量，对洞内施工人员产生危害。

以及为避免对当地人员和房屋、树木、农作物等造成损害，必须采取切实有效的措施对施工现场的空气污染进行防治。

⑴施工过程中采用先进设备，使用清洁能源，在设备选型时选择低污染设备，并安装空气污染控制系统。

⑵对施工机械车辆加强维护，以减少废气排量；

对汽油等易挥发物品要密闭存放，并尽量缩短开启时间。

⑶在运输、储存水泥和粉煤灰等易飞扬物时，采取覆盖、密封、洒水等措施防止和减少扬尘。

⑷车辆进出工地不得超限运输，防止沿途撒、漏。

⑸在混凝土拌合站、水泥库等对环境有重要影响的设施布置时，要充分考虑本地区的季节风向，采取远离居民区并在拌合站的进料仓上安装除尘装置，控制粉尘污染

⑹严禁在现场焚烧任何废弃物及有毒废料（废机油、废塑料等）。

生活营地使用清洁能源，保证炉灶烟尘符合标准。

⑺配备专用洒水车，对施工现场和运输道路经常进行清扫和洒水湿润，减少扬尘。

⑻采用乳化炸药或水胶炸药，以降低放炮产生的有害气体及烟尘。

7.3噪音污染防治

施工噪声主要包括施工现场、机械作业时和车辆运输时产生的噪声。

为减少噪声影响，机械设备选型配套时优先考虑低噪声设备，尽可能采取液压设备和摩擦设备代替振动式设备，并采取消声、隔音、安装防震底座等措施。

加强机械设备的维修保养，保证机械设备的完好率，确保施工噪声达到环境保护标准要求。

合理布置施工和生活区域。

进入施工现场的机械车辆少鸣笛、不急刹、不带故障运行，减少噪声。

机械车辆途经居住区域时减速慢行，禁鸣喇叭。

在固定机械设备附近修建临时隔音屏障，减少噪音传播。

合理安排施工作业时间，尽量降低夜间车辆出入频率，夜间施工避免安排噪音很大的机械。

适当控制机械布置密度，条件允许时拉开一定距离，避免机械过于集中形成噪音叠加。

钢筋加工场、混凝土拌合站等场地，尽量远离居民区。

合理安排施工人员在高噪音区和低噪音区的作业时间，并配备劳保用品。

制定噪音管理规章制度，对随意造成噪音损害和影响的单位、个人进行经济处罚。

7.4固体废弃物污染防治

施工营地和施工现场的生活垃圾,分类收集，按环保要求运至指定地点（垃圾场）或集中堆放掩埋。

营地、场地、便道在使用完毕后立即恢复。

工地厕所派专人清理打扫，并定期对周围喷药消毒，以防蚊蝇滋生、病毒传播。

对于施工中废弃的零碎配件、边角料、水泥袋、包装箱等，及时收集清理并搞好现场卫生，保护自然环境与景观不受破坏。

施工中的外弃物，按设计和环保要求进行外运处理。

7.5植被保护措施

对林木、植被及地下水资源的保护，是施工中环境保护和水土保持的重点。

对合同规定施工区域内的植被、树木等尽量维持原状。

需砍除树木和其它经济作物时，事先征得环境保护和水土保持部门、所有者和甲方的批示或同意，严禁超范围砍伐。

对施工区域外的树木、植被制定防护措施，严禁损害。

爆破作业时采取控制爆破，防止飞起物对附近林木、植物造成损害。

对有害物质（如燃料、废料、垃圾等），按规定进行处理，防止对动、植物造成损害。

7.6弃渣的处理

施工弃渣场，若处理不当，发生侵占耕地、占用或堵塞河道阻碍其正常的防洪排涝功能、引发新的水土流失现象等，都会对环境造成严重的不良影响。

因此在施工中要采取以下措施进行处理。

⑴路堑、隧道开挖后的岩石，在弃渣中挑选块石用于弃渣场的挡墙挡护工程的砌料，在隧道洞口附近设置级配碎石拌合站，利用隧道弃方做为圬工用料及路基填料。

⑵按批准的规划设置弃渣场，有序堆放，弃渣场填平后进行复垦，为确保弃渣稳定，弃渣坡脚增设挡墙，防止水土流失。

7.7大临工程的环保

⑴认真规划施工道路，做好临时道路的管理、使用，并做好道路的排水和边坡防护，避免雨水冲刷，引起水土流失。

⑵临时道路使用时没有扬尘、积水,避免破坏植被。

⑶弃渣场按照设计做好防护，防止雨水冲刷，堵塞河道，污染环境。

7.8隧道内施工环境保护措施

⑴加强工作面的通风，降低有害气体浓度。

⑵掌子面放炮后由专人喷洒水雾除尘以减少空气中的悬浮颗粒。

⑶提高油料燃烧率，减少尾气有害成份的含量。

⑷采用湿喷混凝土技术进行初期支护，减少空气悬浮物，减轻对空气的污染，改善作业环境。