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中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:
随着重庆轨道交通事业的快速发展,长大隧道及地下工程越来越多。主城区主要的两大山系铜锣山系、中梁山系复杂的地质条件给施工带来了不小的困难,围岩的失稳、收敛过大等情况时常发生,于是对于围岩收敛变形引起侵限问题的处理显得尤为重要。
重庆市轨道交通六号线二期铜锣山隧道工程地质条件复杂,各种地层相互交错、岩石强度差异大。隧道所穿越的地层主要有灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩、泥质砂岩、粘性土回填层;围岩强度从20kpa~76.2MPa不等,差异极大。其中在泥岩、泥质砂岩段时裂隙发育较破碎,整体性较差,出现了一次约30米的失稳险情。造成了失稳及影响范围出现不同程度的侵限。
一、新奥法隧道换供方法
1.1 换拱前施工准备
失稳及影响段加固措施已全部施做完成,监测数据显示,变形数据已稳定,周边围岩及中隔柱已得到了有效加固,已具备换拱条件。根据不同的断面测量结果,有针对性的确定采用整环换拱和局部换拱。
1.2 换拱施工
1.2.1变形较大段整环换拱施工
方案一:分上下台阶换拱
(1)换拱前首先采用C25喷射混凝土通过端头对脱空区域进行灌喷密实,空腔封闭完成后,进行换拱施工。
(2)换拱方法:以现有反压回填高度分上下台阶进行逐榀换拱,下台阶换拱时连同初支仰拱一并施做,及时喷射混凝土封闭。
破除初期支护:按V级设计开挖轮廓线放大18cm,机械配合人工破除侵限部分初支,割除侵限部分钢拱架、锚杆、筋网片、连接筋。
支护:原初期支护破除后,立即初喷5cm厚C25混凝土封闭凿出的岩面,然后支立钢架,并喷射混凝土至设计要求。具体支护参数为::I16型钢,间距60cm,I14连接型钢,环向间距120cm,φ8钢筋网20×20cm;φ22系统锚杆,长4.5m,环纵间距0.6×1m,喷射C25混凝土厚23cm;锁脚锚杆呈外八字施做并尽可能的利用已施做的注浆导管(长3m),局部位置不合适的进行补打,并与钢架焊接牢固。
因该段回填体为松渣,右侧锚杆锚固效果欠佳,为防止上台阶换拱后下沉及水平收敛过大,将两侧拱脚安设在一根纵向I16型钢上,以增大受力面积,减小沉降。同时,在上台阶施做I16钢架临时仰拱,与拱架焊接牢固,以控制水平收敛。临时仰拱与换拱支护施工同步进行,并高于拱脚50cm,以便于下台阶清渣。临时仰拱参数:I16型钢,间距60cm,纵向采用两根I14型钢焊接成一整体。
为确保安全施工,尽早施做永久仰拱封闭,上断面换拱5m后开始下断面换拱及初支仰拱施工,并5m施做一组永久仰拱。第一模永久仰拱浇筑完成后,搭设栈桥以便上台阶换拱施工的车辆及人员通行,以节省混凝土等强时间。
方案二:全断面逐榀进行换拱
原初支破除方法及新支护参数同方案一,区别在于不分上下台阶进行换拱,而是采用全断面进行逐榀替换。该方案优点在于替换后的拱架可直接安设在基岩上,不会出现下沉过大的现象,同时可有效的控制拱架的连接质量,省去施做临时仰拱。永久仰拱的施工同台阶法,换拱5m施做一组永久仰拱,砼浇筑完成利用栈桥进行下一步换拱。
1.2.2局部换拱施工
左线ZDK9+343-375段的变形影响到了右线对应段落,造成了一定范围的局部侵限,拟采用局部换拱施工。
换拱范围的确定:根据初期支护断面测量成果,现场采用红油漆对需换拱部分进行标注,标注时对测量结果显示的换拱区域进行适当放大,避免施工误差造成接头部位侵限。
拆除侵限部位初支:
首先对靠近换拱区域的拱架进行锁脚加强,锁脚尽量利用原径向注浆导管,并采用Φ22U型钢筋使导管与拱架有效焊接,局部需补打的,按以下参数施做:Φ42的锁脚锚管,L-4.5m,每个接头处增加两根,紧贴钢架施作,与钢架焊接牢固。
待加强锁紧施做完成后,按原断面类型破除侵限部分混凝土,割除钢架,喷射混凝土5cm封闭暴露围岩,安设拱架。同时,做好置换前后的钢架连接质量,连接方式采取原设计钢架间的钢板+连接螺栓方式有效连接;置换后施作Φ42锁脚锚管, L-4.5m,及时喷射混凝土封闭,新喷射混凝土达到设计强度后对锁脚锚管进行注浆。其他未明确参数对应设计图进行实施。
1.3 换拱注意事项
1.3.1换拱顺序为先左线,后右线,且换拱时尽量不要破坏现有锁脚锚管,换拱完及时进行二次衬砌施工作业,严禁左右线同时进行换拱作业。左进行换拱施工时,右线对应里程根据初支稳定性决定是否增加临时护拱。
1.3.2 换拱前对围岩进行径向注浆加固,监测沉降及收敛已经达到稳定后进行换拱。
1.3.3 用风镐凿出初支混凝土前,应该根据监测结果用油漆画出换拱范围,拆除后需对暴露的围岩进行初喷,以防掉块伤人,拆除初支应拆一榀换一榀,严禁大面积拆除初支。
1.3.4 监控量测点的布设要与换拱作业同步进行,布点按纵向3m一个断面,环向每个断面在分別在拱顶、拱腰、拱脚及边墙共布设5个观测点。
1.3.5换拱时利用风镐破除为主,严禁采用爆破作业,破除时注意预留沉降量18cm。
1.3.6换拱时确保钢架连接质量,严格按照原设计钢板+连接螺栓的方式有效连接,换拱作业时,原锚杆、导管不能拔出,只能割除。
1.3.7换拱完成且二衬跟近后,右线换拱的同时可进行掌子面开挖,作好爆破监测,控制爆破振速,掌子面作业时换拱区作业人员必须撤离。
二、安全保证措施
2.1安全保证措施
2.1.1进洞人员必须进行登记。机械操作人员必须持证上岗并要有熟练的操作技能。
2.1.2对作业人员进行详细的班前交底,让每个人熟悉施工方案及注意事项。
2.1.3换拱全程必须在技术人员指导下进行。
2.1.4施工时必须在施工现场明显位置挂设警示标志并拉上警戒线,严禁非施工人员靠近,同时设专职安全员24小时轮流值班。
2.3险情应急处理
换拱期间专职安全人员全过程在场监视围岩及支护变化,出现异常时用哨声通知作业人员撤离。
专人每天对该段落初期支护进行排查,监测频率一天两次,当发现初支表观或监测测数据异常时,立即撤离作业人员,加固处理完毕后方可继续进行换拱施工。
2.4安全物资
配足必要抢险物资,如砂袋、工字钢、方木、灭火器、急救药品、纱布、强光电筒、安全标示、救援管道及食品以及在应急救援车辆一部。
三、质量保证措施
3.1工程材料控制措施
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。
3.2施工质量保证
6.2.1 拱架进行替换后,快速进行测量,确保换拱后净空符合要求。
6.2.2 保证电焊施工质量,由专业的电焊工进行更换拱架的施作
6.2.3 严格控制锁脚钢管及注浆工作的施工质量,防止换拱后支护变形过大。
随着重庆轨道交通事业的快速发展,长大隧道及地下工程越来越多。主城区主要的两大山系铜锣山系、中梁山系复杂的地质条件给施工带来了不小的困难,围岩的失稳、收敛过大等情况时常发生,于是对于围岩收敛变形引起侵限问题的处理显得尤为重要。
重庆市轨道交通六号线二期铜锣山隧道工程地质条件复杂,各种地层相互交错、岩石强度差异大。隧道所穿越的地层主要有灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩、泥质砂岩、粘性土回填层;围岩强度从20kpa~76.2MPa不等,差异极大。其中在泥岩、泥质砂岩段时裂隙发育较破碎,整体性较差,出现了一次约30米的失稳险情。造成了失稳及影响范围出现不同程度的侵限。
一、新奥法隧道换供方法
1.1 换拱前施工准备
失稳及影响段加固措施已全部施做完成,监测数据显示,变形数据已稳定,周边围岩及中隔柱已得到了有效加固,已具备换拱条件。根据不同的断面测量结果,有针对性的确定采用整环换拱和局部换拱。
1.2 换拱施工
1.2.1变形较大段整环换拱施工
方案一:分上下台阶换拱
(1)换拱前首先采用C25喷射混凝土通过端头对脱空区域进行灌喷密实,空腔封闭完成后,进行换拱施工。
(2)换拱方法:以现有反压回填高度分上下台阶进行逐榀换拱,下台阶换拱时连同初支仰拱一并施做,及时喷射混凝土封闭。
破除初期支护:按V级设计开挖轮廓线放大18cm,机械配合人工破除侵限部分初支,割除侵限部分钢拱架、锚杆、筋网片、连接筋。
支护:原初期支护破除后,立即初喷5cm厚C25混凝土封闭凿出的岩面,然后支立钢架,并喷射混凝土至设计要求。具体支护参数为::I16型钢,间距60cm,I14连接型钢,环向间距120cm,φ8钢筋网20×20cm;φ22系统锚杆,长4.5m,环纵间距0.6×1m,喷射C25混凝土厚23cm;锁脚锚杆呈外八字施做并尽可能的利用已施做的注浆导管(长3m),局部位置不合适的进行补打,并与钢架焊接牢固。
因该段回填体为松渣,右侧锚杆锚固效果欠佳,为防止上台阶换拱后下沉及水平收敛过大,将两侧拱脚安设在一根纵向I16型钢上,以增大受力面积,减小沉降。同时,在上台阶施做I16钢架临时仰拱,与拱架焊接牢固,以控制水平收敛。临时仰拱与换拱支护施工同步进行,并高于拱脚50cm,以便于下台阶清渣。临时仰拱参数:I16型钢,间距60cm,纵向采用两根I14型钢焊接成一整体。
为确保安全施工,尽早施做永久仰拱封闭,上断面换拱5m后开始下断面换拱及初支仰拱施工,并5m施做一组永久仰拱。第一模永久仰拱浇筑完成后,搭设栈桥以便上台阶换拱施工的车辆及人员通行,以节省混凝土等强时间。
方案二:全断面逐榀进行换拱
原初支破除方法及新支护参数同方案一,区别在于不分上下台阶进行换拱,而是采用全断面进行逐榀替换。该方案优点在于替换后的拱架可直接安设在基岩上,不会出现下沉过大的现象,同时可有效的控制拱架的连接质量,省去施做临时仰拱。永久仰拱的施工同台阶法,换拱5m施做一组永久仰拱,砼浇筑完成利用栈桥进行下一步换拱。
1.2.2局部换拱施工
左线ZDK9+343-375段的变形影响到了右线对应段落,造成了一定范围的局部侵限,拟采用局部换拱施工。
换拱范围的确定:根据初期支护断面测量成果,现场采用红油漆对需换拱部分进行标注,标注时对测量结果显示的换拱区域进行适当放大,避免施工误差造成接头部位侵限。
拆除侵限部位初支:
首先对靠近换拱区域的拱架进行锁脚加强,锁脚尽量利用原径向注浆导管,并采用Φ22U型钢筋使导管与拱架有效焊接,局部需补打的,按以下参数施做:Φ42的锁脚锚管,L-4.5m,每个接头处增加两根,紧贴钢架施作,与钢架焊接牢固。
待加强锁紧施做完成后,按原断面类型破除侵限部分混凝土,割除钢架,喷射混凝土5cm封闭暴露围岩,安设拱架。同时,做好置换前后的钢架连接质量,连接方式采取原设计钢架间的钢板+连接螺栓方式有效连接;置换后施作Φ42锁脚锚管, L-4.5m,及时喷射混凝土封闭,新喷射混凝土达到设计强度后对锁脚锚管进行注浆。其他未明确参数对应设计图进行实施。
1.3 换拱注意事项
1.3.1换拱顺序为先左线,后右线,且换拱时尽量不要破坏现有锁脚锚管,换拱完及时进行二次衬砌施工作业,严禁左右线同时进行换拱作业。左进行换拱施工时,右线对应里程根据初支稳定性决定是否增加临时护拱。
1.3.2 换拱前对围岩进行径向注浆加固,监测沉降及收敛已经达到稳定后进行换拱。
1.3.3 用风镐凿出初支混凝土前,应该根据监测结果用油漆画出换拱范围,拆除后需对暴露的围岩进行初喷,以防掉块伤人,拆除初支应拆一榀换一榀,严禁大面积拆除初支。
1.3.4 监控量测点的布设要与换拱作业同步进行,布点按纵向3m一个断面,环向每个断面在分別在拱顶、拱腰、拱脚及边墙共布设5个观测点。
1.3.5换拱时利用风镐破除为主,严禁采用爆破作业,破除时注意预留沉降量18cm。
1.3.6换拱时确保钢架连接质量,严格按照原设计钢板+连接螺栓的方式有效连接,换拱作业时,原锚杆、导管不能拔出,只能割除。
1.3.7换拱完成且二衬跟近后,右线换拱的同时可进行掌子面开挖,作好爆破监测,控制爆破振速,掌子面作业时换拱区作业人员必须撤离。
二、安全保证措施
2.1安全保证措施
2.1.1进洞人员必须进行登记。机械操作人员必须持证上岗并要有熟练的操作技能。
2.1.2对作业人员进行详细的班前交底,让每个人熟悉施工方案及注意事项。
2.1.3换拱全程必须在技术人员指导下进行。
2.1.4施工时必须在施工现场明显位置挂设警示标志并拉上警戒线,严禁非施工人员靠近,同时设专职安全员24小时轮流值班。
2.3险情应急处理
换拱期间专职安全人员全过程在场监视围岩及支护变化,出现异常时用哨声通知作业人员撤离。
专人每天对该段落初期支护进行排查,监测频率一天两次,当发现初支表观或监测测数据异常时,立即撤离作业人员,加固处理完毕后方可继续进行换拱施工。
2.4安全物资
配足必要抢险物资,如砂袋、工字钢、方木、灭火器、急救药品、纱布、强光电筒、安全标示、救援管道及食品以及在应急救援车辆一部。
三、质量保证措施
3.1工程材料控制措施
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。
3.2施工质量保证
6.2.1 拱架进行替换后,快速进行测量,确保换拱后净空符合要求。
6.2.2 保证电焊施工质量,由专业的电焊工进行更换拱架的施作
6.2.3 严格控制锁脚钢管及注浆工作的施工质量,防止换拱后支护变形过大。