東嶺隧道初支變形換拱專項(xiàng)施工

李強(qiáng) 陳海釗

廣東華路交通科技有限公司 520000

摘要：本文介紹了東嶺隧道初支變形換拱專項(xiàng)施工，提出自己的一些想法，可供同行參考學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：編制；施工方案；注意事項(xiàng)

一、工程概況

隧道穿過中低山丘陵地貌區(qū)，地形起伏較大，地面標(biāo)高234.1～588.4m，相對高差約354.1m，山體植被茂密，生長各種松木、灌木和大量蕨類植物。進(jìn)洞口地形較緩，山體自然坡度20?～35?，花崗巖零星出露，隧道走向與地形線等高線垂直相交；出洞端地形較緩，山體自然坡度15?～25?，未見基巖出露，隧道左線走向與地形等高線垂直相交，右線與等高線小角度相交，存在偏壓。

地層巖性：根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及地質(zhì)調(diào)查資料，隧址區(qū)地層巖性主要由坡殘積粉質(zhì)粘土、燕山期花崗巖及其風(fēng)化層組成。其中燕山期花崗巖分為兩期侵入，前期為細(xì)、中為主，后期為粗粒，兩期侵入界限不明顯。

地質(zhì)構(gòu)造：隧址區(qū)主要地質(zhì)構(gòu)造有F3斷裂：實(shí)測+推測斷裂，位于K108+800-K111+200處右側(cè)溝谷處，斷裂組向北西向（320～330°）、傾向西南，傾角55-80°。K111+200后該斷裂帶分為兩支，一支沿原有方向（330°）延伸，另一支走向310°，向西北延伸在，在K111+500分為兩支，一支沿原有方向，一支往西北延伸（290°），并在K112+000-K111+200處與線路相交，斷裂帶可見延伸大于6km，寬度一般超過5m，層面平直，地貌表現(xiàn)為“V”字形溝谷，兩側(cè)發(fā)育一系列明顯的斷層巖和斷層陡坎，穿過燕山期花崗巖，表現(xiàn)為多期活動，早期張裂，石英脈充填硅化，后期碎裂，無膠結(jié)，斷裂面發(fā)育斜落檫痕，并有磨光面現(xiàn)象，周邊花崗巖多碎裂巖化，為逆斷層，經(jīng)過地段巖體破碎或硅化，對隧道有一定影響。

汕頭端左線ZK111+441.5～ZK111+968.5段原設(shè)計(jì)為分離式隧道，圍巖級別為II級，采用分離式隧道II級圍巖段支護(hù)。設(shè)計(jì)地質(zhì)主要由微風(fēng)化花崗巖組成，微風(fēng)化巖強(qiáng)度高，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖體較完整，圍巖穩(wěn)定性好，雨季潮濕或滴水。

ZK111+830～886段在實(shí)際的開挖過程中，掌子面圍巖以紅色中～微花崗巖為主，節(jié)理較發(fā)育、巖體較破碎、穩(wěn)定性一般，多條侵入巖脈與洞身相交，局部段落出現(xiàn)淋雨?duì)畛鏊?jīng)各方代表現(xiàn)場判斷并據(jù)實(shí)際圍巖進(jìn)行了常規(guī)性的設(shè)計(jì)變更，圍巖級別判斷為 III～I(xiàn)V級。

具體變更情況見下表：

二、編制原因

根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)參數(shù)通，F(xiàn)3斷層處于K110+108-K111+200處，走向西北向320°-330°，傾向西南55°-80°。根據(jù)右線施工K111+550-K111+680現(xiàn)場圍巖實(shí)際情況，F(xiàn)3斷層提前進(jìn)入，推測影響范圍交匯于左線約ZK111+750以后。左線實(shí)際施工情況揭示，自ZK111+800處右側(cè)拱腳開始出現(xiàn)斷層影響范圍，主要有中～強(qiáng)風(fēng)化組成侵入帶，侵入掌子面位置逐漸增加，且地下水活動。掌子面左側(cè)巖體強(qiáng)度較高，節(jié)理面基本膠結(jié)閉合，右側(cè)斷層影響范圍侵入圍巖段受地質(zhì)構(gòu)造影響，開挖后臨空應(yīng)力釋放，在侵入圍巖段應(yīng)力集中導(dǎo)致形成偏壓現(xiàn)象，引起周邊變形收斂，自6月29日開始，ZK111+830及ZK111+860兩個監(jiān)測斷面收斂速率明顯變大，且變形持續(xù)發(fā)展，最大一天收斂值達(dá)2.65cm，初支掃描顯示ZK111+830～ZK111+886段右側(cè)拱腳至拱腰間傾限嚴(yán)重，其中ZK111+845～ZK111+860段二襯厚度局部不足20cm，為確保施工安全，在ZK111+860～ZK111+872處臨時施做了一板二襯以穩(wěn)固初支，防止初支進(jìn)一步變形收斂（監(jiān)控量測及初支掃描資料后附）。

目前該段初期支護(hù)變形已處于穩(wěn)定狀態(tài)，但初支、二襯均已侵限，為確保二襯厚度及隧道遠(yuǎn)期運(yùn)營要求，擬對ZK111+860～872段二襯進(jìn)行拆除，ZK111+830～886段初支進(jìn)行換拱。

三、施工方案

（一）初支換拱施工工藝

（1）通過初支掃描結(jié)果確定出具體需換拱樁號及部位。

（2）二襯采用風(fēng)鎬進(jìn)行拆除，一次拆除長度為2m，拆除順序?yàn)椤跋裙昂髩Α⑾壬虾笙隆薄?/p>

（3）風(fēng)鎬配合炮頭挖機(jī)對內(nèi)側(cè)初支進(jìn)行破除，每次可破除1～2榀拱架，機(jī)械破除混凝土后，人工清理殘余小塊。

（4）對破除出來的型鋼拱架及連接件進(jìn)行切割。

（5）按設(shè)計(jì)要求重新鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，換上新加工的拱架，安裝拱架時應(yīng)注意各接合部位的焊接及連接質(zhì)量，再焊接縱向連接筋使該段穩(wěn)定牢固，然后噴射混凝土，完成一次換拱循環(huán)。

（二）初支換拱注意事項(xiàng)

（1）風(fēng)鎬鑿除噴射混凝土之前，必須先把噴射混凝土的鑿除部位與不鑿除部分在分界處切開分離，防止對不鑿除部位混凝土的損傷。

（2）不得大面積拆除初期支護(hù)。

（3）拱架更換后，需及時噴射混凝土。

（4）風(fēng)鎬拆除二襯時，應(yīng)注意對初支混凝土的保護(hù)，若初支混凝土被損傷，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)噴修復(fù)。

（5）考慮到風(fēng)鎬鑿除時，會對二襯防水板造成損傷，所以二襯防水板應(yīng)重新替換。

（三）換拱工藝流程圖

四、機(jī)械設(shè)備及施工人員配置

主要人員 工種 人數(shù) 主要機(jī)械 機(jī)械名稱 數(shù)量

技術(shù)人員 1 裝載機(jī) 1

測量員 2 挖機(jī) 1

風(fēng)鎬手 4 風(fēng)鎬 6

立架工 4 噴射機(jī)組 1

噴射混凝土工 2 炮頭挖機(jī) 1

風(fēng)鉆工 4

普工 3

人員小計(jì) 20

五、監(jiān)控量測

布置監(jiān)控量測點(diǎn)，對初支變形段在施工過程中產(chǎn)生的變化進(jìn)行觀測，提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)換拱施工。監(jiān)控量測的頻率根據(jù)相應(yīng)規(guī)范要求進(jìn)行，由于原初期支護(hù)變形量大，每天監(jiān)測頻次不少于2次，監(jiān)測結(jié)果及時反饋。如果發(fā)現(xiàn)圍巖變形突變，應(yīng)該馬上停止換拱施工，分析突變原因，并及時向相關(guān)現(xiàn)場管理人員匯 報，研究進(jìn)一步處理方案。

六、安全保證措施

1、變形段至少設(shè)3～5個量測斷面，嚴(yán)格按隧道施工規(guī)范加強(qiáng)監(jiān)測，