西家塔隧道初期支护变形换拱施工技术

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1、西家塔隧道初期支护变形换拱施工技术姚玉丽中交路桥北方工程有限公司100024摘要：在位于黄土沟壑段，穿越软弱破碎围岩时的幵挖施工过程中，因初期支护的强度不足以抑制围岩应力的变化，造成初期支护的变形。木文结合丙家塔隧道在软弱围岩施工中的变形，就初期支护变形过程、形成的原因分析、治理方案、换拱施工方法及安全保证措施进行论述。关键词：黄土沟壑；软弱破碎围岩；换拱1.工程概况1.1丙家塔隧道简况丙家塔隧道位于山丙省临汾市乡宁县昌宁乡门家沟村与丙交口村之间，设计为左右分离式，隧道左右线均属于长隧道，呈北-南走向，两洞中轴线间距最大为35米，最小为20米。隧道右洞总长2120米，左洞总长2137米。隧道

2、施工为两端同时施工。河津端为U8合同段施工，吉县端由我部施工。我部承建施工的隧道左洞起讫桩号为ZK23+690?ZK24+500,长度为810m;右洞起讫桩号为K23+6927K24+500,长度为808m。隧道设计双向四车道，正常段建筑限界：宽10.25m,高5m;紧急停车带段建筑限界：宽13.0m,高5m;两洞之间间距20〜35m。隧道围岩级别多为IV、V级围岩，以黄土沟壑，（粉质黏土）、强-中风化软弱破碎泥岩为主。共设人行横洞2处，车行横洞1处，左右线各设紧急停车带1处。2.初期支护变形情况（1）左洞ZK23+883〜ZK23+958和右洞K23+890〜K23+982段多处存在拱架变

3、形严重，在连接钢板位置表现最为突出。拱架整体向吉县方向倾斜，初喷混凝土存在多处裂缝。（2）监控量测资料显示，拱顶沉降及收敛变形量大。经现场测量，以上段落己经基本上全部侵入二衬，最大侵限己接近30cm。(3)变形特点：变形量大；变形速率大；仰拱施做完后变形量小。3西家塔隧道初期支护变形换拱处理3.1换拱施工工艺换拱施工吋，测量组对初支变形地段每榀拱架进行断面浄空检查，绘出超欠挖断面图；测量组根据技术交底在现场用油漆标出换拱的起止里程、部位，方便现场换拱施工；换拱完成后，及吋进行二衬跟进施工。3.2换拱施工ZK23+883〜ZK23+958和右线K23+890〜K23+982段落侵限位置均在连接

4、钢板上下2米处，因此，采用局部换拱的方式进行施工。换拱段落钢拱架间距为90cm,换拱施工吋，以4.5m为一个单元，即是每单元5榀拱架。施工吋，先划分好施工单元，以二个单元为标准，采用平行流水作业，换拱吋，单洞左右侧错开距离为9.0米，保证施工安全；换拱完成并经检测合格后，及吋施做二次衬砌。即是先进行左侧第一单元的第一榀钢架处理，在进行右侧第一单元的第一榀钢拱架处理，在进行左侧第一单元的第二榀钢架处理，在进行右侧第一单元的第二榀钢拱架处理，以此顺序进行标准单元内剩余钢拱架的施工.(1)施作径向小导管首先该段初期支护打设L=3.9m、Φ42mm注浆小导管，沿隧道拱墙周壁进行围岩径向注浆加

5、固。注浆钢管间距为lm(环向)×0.9m(纵向)，注浆范围为换拱部分，注浆采用1:1水泥浆，注浆压力1.2〜1.4MPa,具体注浆压力根据施工过程中围岩变化、注浆情况、帷幕范围适当调整。注浆前要对注浆设备及压力表进行检验，每次注浆前要确保压力表归零，安排专人观察注浆压力值。待浆液凝固后，结合浄空测量数据，变形稳定后方可进行换拱处理。(1)临吋支护加固右洞换拱高度均在拱顶以下2.5m的位置开始，每榀拱架换拱的高度根据测量数据进行。换拱吋，先将一侧的换拱区域用破碎锤进行凿开，凿开后用116的工字钢进行横向支撑，并用锁脚锚杆将露出的挨近横撑处的工字钢进行锁住。竖向用Φ108钢管

6、进行支撑，临吋支撑完成后，将需要换拱的部位进行切割，安设新工字钢挂网喷射混凝土。左洞换拱的部位均在路线前进方向的左侧，每榀拱架换拱的高度根据测量数据进行。换拱吋，先将左侧的换拱区域用破碎锤进行凿开，凿开后用116的工字钢进行横向支撑，并用锁脚锚杆将露出的挨近横撑处的工字钢进行锁住。竖向用Φ108钢管桁架进行支撑，临吋支撑完成后，将需要换拱的部位进行切割，安设新工字钢挂网喷射混凝土。(2)拆除初期支护混凝土以喷射砼K23+890〜K23+892.7里程段中间的K23+890.9〜K23+891.8段换拱为例，共计90cm的位置进行破碎锤凿除，拆除至钢筋网或连接筋混凝土面吋，要优先切断钢

7、筋网及连接筋，确保全部切断后方可对剩余混凝土进行凿除。在拆除喷射砼过程中对既有的钢筋网及连接筋采用氧焊进行切割处理。确保不破坏既有拱架受力。拆除后进行扩挖至设计轮廓线，预留变形量为15cm,扩挖后对岩面进行混凝土初喷。初喷封闭围岩后再进行初期支护施工。(3)架设工型钢及喷射砼：K23+890.9〜K23+891.8段架设116型钢钢架，钢架间距为90cm,拱脚打设Φ42mm注浆钢花管，两边拱腰、拱脚及