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隧道沉降变形处理方案(终稿)

隧道出口沉降变形处理方案一、设计情况1、 D65+100~ D65+450段原设计为Vc型复合衬砌,支护及衬砌参数:超前支护采用Ø89管棚,初期支护采用拱墙工22钢架,间距0.5m,拱部采用φ22组合中空注浆锚杆,边墙采用φ22砂浆锚杆,锚杆长3.0m,环纵向间距为1.2×1.2m,锁脚锚管长4.5m,每榀每侧2根,φ6钢筋网片间距20×20cm,C30喷射混凝土厚28cm,衬砌厚度为55cm,仰拱厚65cm。

2、设计地质情况:设计围岩为白垩纪下统磨石砬子组砂砾岩,拱顶为砂砾岩和弱风化砂砾土分界线,节理裂隙发育,岩体破碎,有裂隙水。

二、施工及沉降变形情况目前掌子面施工至 D65+348,按三台阶法开挖,中台阶开挖至D65+360,左侧下台阶施工至D65+376,右侧下台阶施工至D65+372,仰拱及填充施工至 D65+382,二衬施工至 D65+406。

10月6日早7:00测得 D65+348~ D65+382段34米发生变形,10月8日测得拱顶最大累积沉降量69.1cm,初支出现不同程度变形及侵入二衬限界。

地表观测相对高差发现地表下层,沉降范围D65+348~ D65+376,最大下沉量达1.1m。

三、施工计划安排1、2012年10月15日至2012年11月20日对洞内沉降变形段进行加固和洞顶地表的封闭覆盖。

2、2013年4月1日至2013年8月31日对洞内沉降变形段进行换拱并施做二衬。

3、出口掌子面不再掘进,采取隧道进口掘进贯通。

四、处理方案(一)方案目标:1、控制沉降,安全过冬,确保冻融期安全;2、保证隧道贯通时掌子面和现已开挖变形支护段的安全。

(二)控制沉降变形措施1、施做衬砌对目前已施作仰拱及初支还没变形地段,加快二衬施工推进至D65+382处,避免初支变形范围进一步扩大。

2、 D65+382~ D65+348沉降段加固(1)加固原则:先洞内后地表,洞内由外向里进行,先用套拱加固后径向注浆。

(2)待 D65+382~ D65+406段二衬完成, D65+376~D65+348段监测稳定后,先在 D65+379~ D65+377段施做套拱,套拱采用I22a工字钢架,间距0.5m,共支立5榀,套拱工字钢采用14槽钢进行纵向连接,环向间距2m。

套拱与原初支间喷射C30砼封闭,保护层厚度不小于3cm。

套拱下部采用I22a工字钢架横向支撑,喷射C25砼设临时仰拱。

套拱底面标高在现有原状土基础上施做,底面稍作开挖,套拱基础必须牢固,松软土体注浆加固,提高承载力。

套拱定位后及时施做锁脚锚管,左侧拱脚的锁脚锚管每榀设置三排即6根,长度4~5m,角度5~10度,管内注浆对软弱基础进行固结,以提高承载力,同时插入直径32mm的螺纹钢增加锚管的刚度和抗剪度。

每榀套拱施做前先由测量队对 D65+379~ D65+377段已变形断面测量,套拱工字钢比照变形初支内断面稍小加工,安装时尽可能密贴已变形初支,工字钢外侧与原初支间空隙采用混凝土喷射密实。

(3)在变形地段每间隔2m施作一处套拱。

按以上方法施做D65+375~D65+373、D65+371~D65+369、D65+367~D65+365、D65+363~D65+361、D65+359~D65+357、D65+355~ D65+353、 D65+351~ D65+348段套拱及临时仰拱。

(5)套拱加固施工完毕后开始进行径向注浆,注浆里程为D65+348~ D65+380,注浆环向范围为:上台阶和左右侧中台阶以及左侧部分下台阶范围;注浆孔梅花型布置,孔深5m ,直径50mm导管长度4.5m,间距1m(视注浆效果可适当调整)梅花型布置,浆液水灰比1:1,注浆压力0.5-1.0Mpa。

注浆量视注浆压力而定,当压力不再上升或上升缓慢时换孔,下一个孔的注浆量参照上一个孔的注浆量适当调整。

3、洞内加固完成后开始对地表进行处理。

处理方法为:一是对地表裂缝进行水泥砂浆灌注回填封闭;二是对地表凹陷区用原状土进行回填成拱形,表层铺填粘性土后用防水油布覆盖,将地表水引入周边挖好的截水沟。

(三) D65+382~ D65+348沉降段处理1、处理原则:从外向里进行,采用套拱先加固后逐榀拆除初支换拱处理,仰拱和二衬及时跟进。

2、处理方法和顺序第1步:对 D65+382~ D65+379段原初期支护逐榀拆除换拱,只对初支侵线部分逐榀拆换,采用人工配合“啄木鸟”进行拆除。

拆除原变形拱架将托换的钢架安装至设计位置并喷护完成之后方可拆换下一榀钢架。

钢架落底至下台阶墙脚,初支预留沉降量加大为35cm。

换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆。

第2步:对 D65+377~ D65+375段原初期支护逐榀拆除换拱。

方法同第1步。

第3步:拆除 D65+379~ D65+377段套拱和临时支撑,再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆。

第4 步: D65+382~ D65+375段换拱完成后,每3m一段开挖仰拱,仰拱开挖采用无爆破机械开挖,并及时施工仰拱初支及仰拱、填充混凝土,封闭成环。

第5 步:施工 D65+382~ D65+375段二衬混凝土。

第6步:对 D65+373~ D65+371段已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆,保证中台阶拱脚土体固结。

第7步:拆除 D65+375~ D65+373段套拱和临时支撑,再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆保证中台阶拱脚土体固结。

第8步:对 D65+369~ D65+367段已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆,保证中台阶拱脚土体固结。

第9步:开挖 D65+375~ D65+371段下台阶,单侧落底,每循环1榀钢架。

第10步:开挖 D65+375~ D65+372段仰拱、填充混凝土,封闭成环。

第11步:拆除 D65+371~ D65+369段套拱和临时支撑,再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆保证中台阶拱脚土体固结。

第12步:对 D65+365~ D65+363段已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆,保证中台阶拱脚土体固结。

第13步:开挖 D65+371~ D65+367段下台阶,单侧落底,每循环1榀钢架。

第14步:分段开挖 D65+372~ D65+369段仰拱、填充混凝土,封闭成环。

第15步:施工 D65+375~ D65+369段二衬混凝土。

第16步:对 D65+361~ D65+359段已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜,向下倾斜约10度,保证上台阶拱脚土体固结。

第17步:拆除 D65+367~ D65+365段套拱和临时支撑,再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆保证中台阶拱脚土体固结。

第18步:开挖 D65+367~ D65+363段下台阶,单侧落底,每循环1榀钢架。

第19步:开挖 D65+369~ D65+365段仰拱、填充混凝土,封闭成环。

第20步:拆除 D65+363~ D65+361段套拱和临时支撑,再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆保证中台阶拱脚土体固结。

第21步:对 D65+357~ D65+355段已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆,保证中上阶拱脚土体固结。

第22步:拆除 D65+359~ D65+357段套拱和临时支撑,再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆保证上台阶拱脚土体固结。

第23步:开挖 D65+361~ D65+359段中台阶,单侧落底,每第24步:对 D65+353~ D65+351段已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆,保证上台阶拱脚土体固结。

第25步:开挖 D65+359~ D65+357段中台阶,单侧落底,每循环1榀钢架。

第26步:开挖 D65+363~ D65+359段下台阶,单侧落底,每循环1榀钢架。

第27步:开挖 D65+365~ D65+361段仰拱、填充混凝土,封闭成环。

第28步:施工 D65+369~ D65+363段二衬混凝土。

第29步:对 D65+355~ D65+353段套拱和临时支撑,再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆保证上台阶拱脚土体固结。

第30步:开挖 D65+357~ D65+353段中台阶,单侧落底,每循环1榀钢架。

第31步:对 D65+351~ D65+348段套拱和临时支撑,再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱,换拱采用工22钢架,间距0.5m,锁脚锚管每环每侧为三排即6根,长度5m,向下倾斜约10度,并注水泥浆保证上台阶拱脚土体固结。

第32步:开挖 D65+353~ D65+348段中台阶,单侧落底,每第33步:开挖 D65+359~ D65+355段下台阶,单侧落底,每循环1榀钢架。

第34步:开挖 D65+361~ D65+357段仰拱、填充混凝土,封闭成环。

第35步:施工 D65+363~ D65+357段二衬混凝土。

第36步:开挖 D65+355~ D65+348段下台阶,单侧落底,每循环1榀钢架。

第37步:分段开挖 D65+357~ D65+348段仰拱、填充混凝土,封闭成环。

第38步:施工 D65+357~ D65+348段二衬混凝土。

3、为保证安全以上施工采用单工序施工,严格在监控量测指导下进行,发现有异常变化立即撤出施工人员,经分析后再采取下步措施。

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