初期支护工艺

初期支护工艺（共7篇）

初期支护工艺 篇1

摘要：介绍了西安市地铁一号线D1TJSG-4标枣园站—汉城路站区间隧道采用矿山法施工的初期支护施工工艺及施工参数。着重就格栅钢架、喷射混凝土和回填注浆等3方面介绍了制作、安装及施工步骤、工艺、相关参数及注意事项,可为类似工程提供借鉴。

关键词：区间隧道,矿山法,初期支护工艺,施工参数

1工程概况

西安市“地铁一号线D1TJSG-4标枣园站—汉城路站区间隧道右线由YDK12+701.000至YDK12+945.953采用矿山(CRD)法施工。在YDK12+701.000处设置1道人防隔断门;左、右线的间距为2.0～7.0 m。采用CRD法施工的区间隧道长244.953 m,共设6个断面,采用马蹄形形式,复合式衬砌结构,隧道断面宽度为10.0～13.6 m,顶板深约7.68～8.59 m。

工程位于枣园西路与汉城路交叉口东西两侧,沿线管线见表1。

2工程地质及水文情况

2.1地质情况

③2古土壤:棕黄—浅棕红。土质较均匀,具块状结构。可塑(液性指数平均值IL=0.42),中等压缩性土。

③4-1粉质黏土:褐黄—浅灰黄色,局部灰白色;可塑(IL=0.37),中等压缩性土。

③4-2粉质黏土:褐黄—浅灰色,该层中部局部含中砂透镜体;可塑(IL=0.45),中等压缩性土。

③6-1粉细砂:黄褐色,部分地段呈灰黄色;成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部下部夹中砂透镜体,密实(标准贯入试验击数平均值N=38.8),稍湿。

③6-2粉细砂:黄褐色,部分地段呈灰黄色;成分以石英、长石为主,云母片及暗色矿物次之,局部下部夹中砂透镜体,含泥量少,密实,稍湿。

2.2水文情况

为第四系晚更新统风积、残积层和冲积层。地下水水位埋深19.10～25.10 m,自西向东地下水位逐渐抬升。地下水位与季节、气候、地下水赋存、补给及排泄有密切的关系。丰水期(上年10月～次年3月)间,地下水位有所上升;旱季期间,地下水位有所下降,水位年变化幅度约为2.00 m。

3矿山法工艺特点

采用自上而下先开挖左侧上部土方,完成初期支护,施作中隔墙和中隔板;再进行左侧下部土方开挖,完成初期支护和中隔墙、临时仰拱;用同样的方法进行右侧土方开挖及初期支护,形成带有中隔墙和水平支撑的网格状支护系统。初期支护主要由超前小导管(大管棚)、钢筋网、喷早强混凝土及格栅钢架联合组成,每步开挖均形成格栅钢支撑和喷射混凝土的环形封闭结构[1]。

4初期支护施工

施工时应遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的基本工艺。施工组织计划和施工工序必须严格遵守“先排管,后注浆,再开挖,注浆一段,开挖一段,支护一段,封闭一段”的原则进行[2]。

4.1开挖步序

从汉城路站E1断面开始施工,分4步开挖支护。每步开挖中必留核心土,以维持掌子面三维受力状态。每步开挖后,及时施作初期支护与临时支护,严格控制每循环进尺长度0.5 m,不允许长度1 m,每步台阶长度不宜过长,以4～5 m为宜,以便尽早封闭断面。

先进行右上断面开挖、支护,再进行右下断面开挖、支护,之后进行左上断面开挖、支护和左下断面开挖、支护。 图1为纵向施工工序示意图。

4.2超前支护

4.2.1超前小导管

1)制作。

采用热轧无缝钢管加工制成,按设计要求布置间距。对于加固范围较长地段,前后排搭接一般在1.0～1.5 m。小导管前部应钻注浆孔,孔径一般为6～8 mm,孔间距为10～20 cm,呈梅花形布置。前端加工成锥形,尾部长度≥30 cm,作为不钻注浆孔的预留止浆段。

2)打孔布管。

小导管在打设前,按照设计要求放出小导管的位置,以风钻作动力,用专用顶头将小导管顶入。从拱顶分别向左右方向进行,采取隔孔间隔布置。小导管外露长度一般为30～50 cm。小导管尾部置于钢架腹部,增加共同支护能力。安装后,用塑胶封堵导管孔口周围及工作面上的裂缝。

3)注浆。

采用水泥—水玻璃双液浆,为防止浆液从其他孔眼溢出,注浆前对所有孔眼安装止浆塞。注浆顺序宜从两侧拱脚向拱顶,拱脚的注浆终压高于拱腰至拱顶,通过现场试验确定拱脚终压值。注浆前喷5～10 cm厚混凝土封闭掌子面作为止浆墙,注浆时相邻孔眼需隔开。采用注浆量和注浆压力双控原则进行注浆时间的控制。

4.2.2超前大管棚

采用非开挖施工技术的“导向钻进加上夯管锤夯进”施工大管棚。

1)制作。

大管棚采用3 m长的管节,钢管上钻ϕ12 mm的孔,孔间距为150 mm;十字对打状布置。钢管堆放时应避免其翘曲,接头采用丝扣连接,丝扣长15 cm。每次接长前必须进行质量检查,丝扣四周壁均匀,丝扣完好合格,管材内必须清理干净。第1节钢管前端做成尖锥形,以便顶进和防止渣土进入。

2)钻孔。

在确认钻孔方向和角度满足设计要求后方可开钻,钻机立轴方向必须准确,以保证孔口的孔向正确,外插角应将隧道坡度考虑在内。钻孔过程中要始终注意钻杆角度的变化,并保证钻机不位移。每钻进5 m,要用仪器复核钻孔的角度是否有变化,以确保钻孔方向。

钻孔前,先开空压机,待渣土被清除后方可钻进;管口不出渣时,应及时停钻,将淤泥积管内的渣土清除后再开钻;为防止抱钻,在钻杆外涂抹机油进行润滑;钻进速度应根据地质情况,进行中速钻进;钻进过程中应及时纠偏并随时观察出渣情况,钻孔时必须隔孔跳钻。

3)布管。

预先按设计对每个钻孔的钢管进行配管和编号,使管棚接头错开,保证同一断面上的管棚接头数不超过50%。布管要及时、快速,以保证在钻孔稳定时将管子送到孔底。前期靠人工送管,当阻力增大,人力无法送进时,借助钻机顶进。

4)孔口密封。

连接注浆管的钢板与管棚钢管应焊接牢固(注浆连接管可采用阀接式;亦可采用插接绑扎式,但绑扎必须牢固,以防注浆压力较大时崩脱)。将管棚钢管与钻孔环形空间用干硬混凝土料封堵密实,封堵环形空间前,必须用压力风将孔口部位混凝土墙面上的泥土及浮尘清理干净。

5)注浆。

分段注浆,管棚注浆按固结管棚周围有限范围内土体设计,浆液扩散半径≥0.35 m。

4.3初期支护

4.3.1格栅钢架

1)制作。

主筋、箍筋等在加工场地内下料并冷弯成形,拼焊在加工房内自行设计的工作台上进行,工作台用钢板加焊钉制成,其上根据不同断面的钢架主筋轮廓放样,按单元划分成钢筋弯曲模型。钢架焊接在1∶1比例实地放样的胎膜内进行,以达到控制变形的能力。在拼焊好的格栅钢架节段两端,加焊接头板或配对不等边角钢,要求事先已下料、钻设好螺栓孔,与格栅钢架主筋对位准确,焊接牢固。

2)安装。

根据测设位置,各节钢架在掌子面以螺栓连接,上下端螺栓孔对齐,连接板面密贴。安装前清除各节钢架底脚的杂物等,当拱脚(或墙角)超挖,不能用土回填,采用钢垫板调整。立起来后,在钢架每侧尽快打设2根锁脚锚杆,将其锁定;底部或临时仰拱开挖完后,及时进行底部初期支护或临时仰拱,尽快将钢架封闭成环。安设过程中,当钢架与初喷层之间有较大空隙时,宜每隔2 m用混凝土预制块契紧,钢架背后用喷射混凝土填实。检查无误后,焊接纵向连接体系,并内外交错布置。

4.3.2喷射混凝土(采用干喷混凝土施工工艺)

1)喷头与喷射面呈垂直角度,有钢筋时,角度适当调整;喷头距离喷射面控制在0.8～1.2 m,从下往上分片作螺旋往复运动,直到达到喷射厚度;纵向按蛇行喷射。厚度较大时应采用分层喷射,分层厚度为边墙7～10 cm、拱部5～6 cm;后喷的一层应在先喷一层的混凝土凝固后进行,若终凝后或间隔1 h后喷射,受喷层应用风、水清洗干净。

2)加水量由有经验的喷射手控制;在喷射机进料前,先开风,再开水,观察从喷头出来的水是否成雾状,待喷水成雾状时,再开喷射机进行喷射。喷射中,喷射手随时观察喷射面的情况,喷射面出现干斑说明水少了,喷射面出现拉毛说明水大了,只有喷射面上有光泽才说明水适量。

3)上料人员与喷射手之间的配合也非常关键,若上料一直保持均匀,则喷射手就不用适时调节水量,若上料不均匀,则喷射手就要适时调节用水量。

4.3.3回填注浆

1)背后注浆管呈梅花形布置,初期支护闭合成一定长度后,即对支护背后压注水泥浆液,注浆压力控制适当。注浆之前,应清理注浆孔。安装好注浆管,保证其畅通。

2)回填注浆采用砂浆泵,回填注浆压力不宜过高,只要能克服管道阻力和初期支护间空隙阻力即可,压力过高易引起初期支护变形。

3)注浆顺序:注浆应由高处向低处,由无水处向有水处依次压注,以利于充填密实,避免浆液被水稀释离析。

4)注浆结束标准:当注浆压力稳定上升,达到设计压力并持续稳定10 min,不进浆或进浆量很少时,即可停止注浆,进行封孔作业。

5)停浆后,立即关闭孔口阀门,然后拆除和清洗管路,待浆液初凝后,再拆卸注浆管。

5矿山法施工区间隧道的主要施工参数

采用矿山法施工的区间隧道各断面采用的钢筋网的钢筋直径为8 mm、间距为150 mm×150 mm;格栅钢架间距为500 mm;其他施工参数见表2。

6结语

通过对浅埋暗挖矿山(CRD)法初期支护施工工艺分析,从而指导工程施工,使施工管理突出重点,有效控制施工质量、安全,可对轨道交通建设提供借鉴。

参考文献

[1]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安肥教育出版社,2004.

[2]中铁二局股份有限公司.隧道及地铁工程[M].北京:中国铁道出版社,2009.

隧道初期支护 篇2

关键词：隧道施工,初期支护,锚杆施工,质量控制

0 引言

隧道开挖后, 围岩能够完全自稳, 在这种情况下无须进行支护。在围岩缺乏稳定能力的情况下, 为了确保其进入稳定状态, 需要对其进行支护, 这种支护被称为初期支护。在隧道施工过程中, 初期支护是最重要的安全稳定措施。在施工中, 一般通过锚杆、喷射砼等方式对围岩进行支护, 必要的情况下, 采用钢纤维喷射砼或配合使用钢筋网、钢架或采用辅助施工措施和锚喷支护相结合的支护。以下是结合工程实例加以阐述。

1 施工准备

项目部组织机构已健全, 安全、环保、质量保证措施等均经审核并批复, 各部门职责及规章制度全部上墙。隧道出口附近设隧道作业一队驻地, 1#横洞进口附近设隧道作业二队驻地, 2#横洞附近设隧道作业三队驻地, 3#斜井附近设隧道作业四队驻地, 隧道出口设隧道作业五队驻地。各类临时设施根据现场实际情况合理布置, 充分利用现有的场地。人员已到位, 机械设备、材料试验等所有工作已经完成, 隧道专项施工组织设计已批复, 具备洞身初期支护施工的条件。

2 工程概况及工程地质

2.1 工程概况

杨家庄隧道DK794+940.20~DK803+030.00, 全长8090.83m, 辅助坑道设2个横洞及1个斜井。1号横洞位于线路左侧葫芦河右岸, 综合坡度0.9%, 长度1012.05m (斜长) ;2号横洞位于线路左侧葫芦河右岸, 综合坡度1%, 长度1063.04m (斜长) ;3号斜井位于线路左侧的黄家大沟内, 综合坡度10.43%, 长度385.33m (斜长) ;均采用无轨运输方式。

2.2 工程地质

杨家庄隧道位于天水市麦积区和秦安县, 隧道位于渭河主要支流之秦安葫芦河左岸, 地貌上属于黄土梁峁沟壑区, 形态以长梁、宽梁为主。隧道进口一带为葫芦河二级阶地及残存高阶地, 地形相对较为开阔。隧道地形起伏相对较大, 地表切割强烈, 沟谷两侧滑坡发育, 在流水切割侵蚀作用下主沟多切割至基岩。

隧道洞身通过的地层主要为第四系全新统黏质黄土, 第四系更新统黏质黄土、细圆砾土, 第四系中更心统黏质黄土、细圆砾土, 上第三系泥岩、震旦系片岩以及断层角砾岩、压碎岩等。

3 主要施工方法

初期支护主要有喷射4cm混凝土、钢拱架、锚杆、钢筋网挂设、喷射混凝土五个步骤。

3.1 喷射混凝土

开挖完成后, 先喷射4cm素混凝土。为保证混凝土强度, 减少喷混凝土的回弹, 采用湿喷工艺。

3.2 工字钢钢架的施工

杨家庄隧道工字钢钢架支护采用I25a、I22a、I20b、I18、I14共5种型号工字钢支撑。

在初喷混凝土上安装了工字钢钢架之后, 需要与定位钢筋进行焊接。利用Ф22钢螺纹钢筋将钢拱架纵向连为一体, 钢架间以混凝土喷平。在牢固的基础上放置钢架拱脚, 架立时需要与隧道中线垂直, 架设时需要测量技术人员严格控制中线、高程和垂直度。

3.3 锚杆的施工

钻进前先在工作面上初喷一层混凝土, 以保证垫板有较平整基面, 然后根据隧道设计断面将锚杆位置用红油漆标在初喷砼上。

锚杆采用全长粘结型锚杆, 拱部采用Ф25*7中空锚杆, 边墙采用全螺纹Ф22砂浆锚杆。各种锚杆必须设置钢托 (垫) 板, 砂浆锚杆垫板尺寸不小于150mm*150mm*6mm, 锚杆应保证注浆的饱满度。喷锚所用的各种锚杆在施工前必须进行力学性能试验, 试验成果经监理工程师批准才能指导施工。

钻孔:锚杆呈梅花形布置。采用风动凿岩机沿开挖轮廓线钻孔, 钻孔前先标定钻孔位置, 钻孔孔径应符合设计要求, 孔深大于锚杆长度10cm, 锚杆孔距允许偏差为±15cm。用高压风吹净孔内的杂物。确保钻孔圆而直, 以及孔口岩石平整, 同时使岩面与钻孔方向保持垂直。

配拌、压注砂浆:砂宜采用中粗砂, 最大粒径控制在2.5mm, 使用前需要进行过筛和清洗, 水泥选用普通硅酸盐水泥;速凝剂选用合格的速凝剂, 所用材料均应按规范要求进行取样试验。

安装锚杆:完成注浆后, 迅速插入锚杆, 为了杆使之深入孔底, 需要对其进行轻轻锤击。与设计长度相比, 锚杆杆体插入孔内的长度不得少于95%。

在注浆过程中, 如果中途停止超过30min, 在这种情况下, 需要对注浆罐及管路用水进行润滑处理。注浆孔口的压力要超过0.4MPa;杆体到位后, 借助木楔、小石子等将其卡在孔口, 进而在一定程度上防止杆体滑出。锚杆安设后, 不得对其进行随意敲击。

中空注浆锚杆具有施作速度快, 抗拔力大, 支护效果好的特点。中空锚杆采用先锚后灌式砂浆锚杆, 构造组成主要包括锚头、杆体、止浆塞、垫板、螺母等。其注浆液一般选择水泥砂浆, 砂浆标号需要满足设计要求, 具体的施工方法为:

(1) 采用锚杆钻机钻孔, 清理干净钻头射水孔、锚杆中的异物, 然后在锚杆的一端安装钻头, 用纤维套将凿岩机连接在另一端。 (2) 将钻杆的钻头对准掌子面上标出的钻位, 对凿岩机进行供风、供水, 开始钻进。在钻进过程中, 遵守多回转、少冲击的原则, 进而在一定程度上防止钻碴堵塞水孔。在钻进过程中, 如果出现堵塞水孔现象, 在这种情况下, 需要将锚杆后撤50cm, 同时进行反复的扫孔, 确保水孔的畅通性, 然后慢慢钻进。 (3) 钻孔结束后, 用高压风清孔, 确认畅通后安装中空锚杆, 保持锚杆外露长度10~15cm。 (4) 用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口30cm左右。 (5) 迅速将锚杆、注浆管及注浆泵用快速注浆接头连接好进行注浆, 注浆压力达0.6MPa, 并持续5分钟, 不吸浆或孔口返浆停止注浆。 (6) 锚杆安装约24h后, 安装垫板及螺母, 旋紧螺帽至预应力3t, 垫板必须紧贴喷混凝土面, 以把承载力均匀传给锚杆, 避免锚杆产生弯曲应力。

3.4 钢筋网施工

3.4.1 钢筋网加工

钢筋网由纵横钢筋加工成方格网片, 钢筋相交处可点焊成块。

3.4.2 钢筋网挂设

钢筋网应随岩面起伏铺设, 确保与围岩密切, 可以将钢筋网点焊在两榀钢支撑的外弧上, 或者通过与锚杆焊接固定在开挖的轮廊面上。钢筋网相交处应焊接, 联结成整体, 以便整体受力。

3.5 湿喷混凝土

采用湿喷法施工, 分初喷、复喷和终喷 (保护层) 三阶段进行, 喷射机选用湿喷机, 每个洞口2台湿喷机, 所用材料经监理检验认可后方可使用。

在进行喷射前, 需要对岩面进行修整, 按照施工要求, 在搅拌机中拌合混凝土混合料, 同时利用自卸汽车将混凝土运至洞内, 送入喷射机中。在喷射混凝土时, 按照分段、分片、分层的方式进行喷射。进行施喷时, 喷头需要垂直于受喷面, 两者之间保持0.8~1.0m的距离。利用混凝土充填密实钢架与岩面之间的间隙, 按照先下后上的顺序进行对称式喷射, 先喷钢架与围岩之间空隙, 后喷钢架之间, 钢架应被喷射混凝土所覆盖, 保护层不得小于4cm。新喷射的混凝土按规定洒水养生。

4 支护质量控制要点

4.1 支护质量控制

(1) 拱架加工质量的控制:拱架加工要增设尺寸效验、检测平台。除满足拱架设计尺寸外, 要保证拱架弧线平顺、连接板及螺栓孔焊接牢固、位置正确。支护工班在使用拱架前, 可在检测平台上试拼, 对于不合格拱架, 支护工班有权拒收。 (2) 拱架安装的质量控制:拱架安装前应清除底脚下的虚碴及其它杂物, 超挖部分严禁回填松散碴体, 宜用混凝土填充, 安装允许偏差横向和高程均为±5cm, 垂直度允许偏差为±2cm。 (3) 锚杆、锚管质量控制:锚杆、锚管的安装质量必须严格按照设计的类型、长度和数量施作, 插入长度不小于设计长度的95%。锚管内采用水泥砂浆或锚固剂填充密实, 锚杆及锚管端头与拱架连接需特殊处理, 保证足够的焊接长度和连接质量。锚杆安装作业及时进行, 必须加垫板, 垫板应与岩面紧贴。

4.2 喷射砼质量控制

钢架与围岩间的间隙必须用喷砼充填密实, 先喷射钢架与围岩间的空隙, 后喷射钢架与钢架间的混凝土;喷射过程中当有脱落的岩石或混凝土被钢筋网架住时, 应及时清除后再喷射;在围岩破碎地带进行喷砼时, 应首先紧贴岩面铺挂钢筋网, 采用钢筋环向压紧后再喷射, 可以先喷射一层加大速凝剂掺量的水泥砂浆, 并减少喷射机风压, 待水泥砂浆成壳后, 方可正式喷射。

5 结束语

杨家庄隧道作为本公司承建的隧道工程, 面临工期紧张、地质复杂等客观因素的制约, 结合现场实际情况, 工作人员在施工过程中按规范施工, 熟练的掌握隧道初期支护技术, 控制工程质量, 不仅保证了人员的安全、而且为后期隧道施工垫定了良好的基础。

参考文献

[1]杨静.隧道初期支护技术探讨[J].科技信息, 2006.

[2]胡维维.隧道初期支护施工技术探讨[J].科技与企业, 2012 (21) .

初期支护工艺 篇3

大秦岭隧道位于西安市户县涝峪乡和安康市宁陕县新场乡, 为高风险隧道。工点内发育有区域断裂F3及f23、f24断裂带。

大秦岭隧道Dg K85+910-Dg K86+060段为桃园沟浅埋段, 洞顶埋深仅约20m左右, 下穿西涝河, 地层岩性主要为辉长岩, 青灰色, 粒状结构, 块状构造, 岩体较破碎, 节理裂隙发育;中等富水区。设计衬砌类型为Vb, 施工方法为三台阶七步法。

支护参数为:拱墙、仰拱喷射C30混凝土厚度皆为28cm, 设φ8钢筋网片, 网格间距为20×20cm;拱部设置Φ25的中空锚杆, 边墙设置Φ22砂浆锚杆, 锚杆长度4.0m, 间距1.2m*1.0m, 梅花形布置;全环采用I20b钢架, 纵向间距0.6m/榀;仰拱C35砼厚度为60cm, 拱墙模筑衬砌C35砼厚度为50cm。超前支护采用φ89管棚及φ42超前小导管, 正洞大里程Dg K85+910~Dg K86+060处打设φ89长管棚+超前小导管, 打设范围为抑部144度。管棚纵向10m一环, 管棚设计长度15m, 长管棚内采用M10水泥砂浆充填;小导管纵向2m一环。

2 浅埋段施工方法

2.1 超前地质预报

根据围岩情况, 先采用TSP超前地质预报对浅埋段进行探测, 根据TSP超前地质预报报表显示, Dg K85+896-Dg K85+929段围岩节理发育, 围岩较破碎、Dg K85+929-Dg K85+954段围岩节理裂隙较发育, 岩体完整性一般, 围岩工程地质条件较上一段变好、Dg K85+954-Dg K85+998段为一节理密集带, 裂隙水发育, 岩体破碎, 围岩工程地质条件比上一段变差, 此三段在施工时注意加强防护措施, 以防塌方、突涌水等现象。根据设计要求Dgk85+790-Dgk86+060段应用超前水平钻长度200米, Dgk85+910-Dgk85+940段超前水平钻已实施, 结果显示Dg K85+910~Dg K85+930岩体稳定性较好, 局部较破碎;Dg K85+930~Dg K85+940岩体稳定性较差, 节理较发育, 岩体破碎。综合分析, 以超前水平钻探结果为准。

2.2 隧道洞外施工

由于浅埋段上方西涝河内长年有水流流过, 埋深又浅, 故须对沟内水进行疏导, 并用浆砌片石进行铺砌, 厚度30cm, 防止地表水下渗。

2.2.1 疏导河道

通过施工放样, 定出浆砌片石铺砌区, 先用挖机将河道改线, 并清理出河道内虚石及杂物以满足浆砌片石施工要求。

2.2.2 片石的采集及使用

片石就地取材, 河道内清理出的虚石统一堆放, 选取适合的用于片石回填。

2.2.3 砂浆的拌制及运输

砂浆采用M10砂浆, 砂浆配合比根据试验室提供, 由搅拌站统一拌制, 采用砼运输车运输。进入施工现场后人工配合挖机进行砂浆填充。

2.3 隧道洞内施工

2.3.1 超前支护

(1) 管棚施工工艺。管棚施工主要工序有搭建钻孔平台、安装钻机;钻孔、清孔、验孔;安装管棚钢管;注浆。工序技术要求高, 工艺复杂, 施工工艺流程如下:准备工作制作钢花管→钻孔→清孔→钻孔验收→顶进钢管棚→清孔→注浆管路检查→注浆→封孔。搭钻孔平台安装钻机。a.先用方木或钢管脚手架搭设钻孔平台, 钻孔顺序按钻机从低位孔位向高位孔位进行。b.平台支撑要落于实地, 连接要稳固, 防止在施钻时产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔施作质量。c.钻机定位:必须精确核定调整钻机位置。用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法, 反复调整, 确保钻机钻孔方向正确。钻孔。a.为了便于安装钢管, φ89管棚采用大一号钻头, 钻头直径φ108mm。b.地质较好的情况下一次成空;若地质不好导致钻进时塌孔、卡钻, 需补注浆后再钻进。c.钻机开钻时, 可低速低压, 待成孔1.0m深后可根据地质情况逐步调整转速及风压。d.钻进过程中经常用测斜仪测定其位置, 防止钻斜, 特别注意在钻孔过程中由于重力作用钻杆可能往下偏。e.钻进过程中确保动力器, 扶正器、合金钻头按同一轴线方向钻进。f.做好钻进过程的原始记录, 及时对孔口岩性进行地质判断、描述。作为开挖洞身的地质预探预报之一, 用于指导洞身开挖的依据。清孔验孔。a.成孔后用钻头 (φ108mm) 进行来回扫孔, 清除浮渣至孔低, 确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。b.用风机高压风吹孔清理孔口钻渣。用钢管、卷尺、测斜仪等检测孔深, 倾角, 外插角。

安装管棚钢管。a.钢管采用车丝机车好丝扣, 管头切开后再焊成圆锥头, 便于入孔。b.管棚顶进利用管棚钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。c.接长钢管时, 相邻钢管的接头应前后错开。接头数同一横断面内不大于50%, 相邻钢管接头至少错开1m。注浆。a.安装好有孔钢管、并放入钢筋笼后即对孔内注浆, 浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。b.注浆材料:注浆材料为1∶1水泥净浆, 封孔采用M10砂浆。c.采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内, 注浆压力一般为0.5~1MPa, 浆液配合比和注浆压力由现场试验室确定, 当注浆再无进量的情况下, 持压15min后停止注浆。d.注浆量应满足设计要求, 一般为钻孔体积的1.5倍;若是注浆量超过预计值, 还未达到压力要求时, 应继续注浆, 确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。e.注浆时先注“单”号孔, 再注“双”号孔, 防止注浆窜孔。

(2) 径向注浆止水施工工艺。径向注浆施工工艺流程:施工准备→布设注浆点→凿岩机开孔→扩孔→埋注浆孔→注浆机注浆→下一注浆孔注浆→检查注浆效果。注浆施工方法。a.在洞身周边按140cm间距进行钻孔, 沿隧道纵向间距2.2m, 钻孔度深4.0m, 钻孔要求90%以上的钻孔出水, 由此出水可以判断出水深度。b.使用快凝混凝土等锚固性材料粘结钢管与孔壁, 利用喷混凝土作止浆墙。c.实验压浆, 压浆按隔孔压浆, 采取挤密型注浆措施。d.注浆过程中若发生串浆, 应关闭孔口阀门或堵塞孔口, 待其它孔注浆完成后再打开阀门, 若发生流水, 则继续注浆, 直至每个孔达到注浆结束标准。e.孔口管应安设牢靠, 并有止浆阀等止浆措施。注浆结束标准。单孔结束标准:压力达到设计值并继续注浆10min以上, 单孔进浆量小于初始进浆量的1/4, 检查孔涌水量小于0.2L/min。全程结束注浆标准:所有注浆单孔达到结束条件, 且无漏浆现象。注浆后段落内涌水量不大于1m3/m.d。进行1.0MPa压力的压水试验, 进水量小于2L/m.min。

(3) 超前小导管施工工艺。施工工艺流程如下:地质调查→现场试验→效果检查→制定施工方案进行施工→喷砼封闭掌子面→拱部放样布孔→风枪成孔→清孔→插入小导管→注浆→隧道开挖。制作钢花管。小导管前端加工成锥形, 尾部焊接φ6mm钢筋加劲箍, 在管身设注浆孔, 孔径6~8mm孔间距15cm, 呈梅花形布置, 尾部长度不小于100cm作为不钻孔的止浆段。注浆。必要时在小导管附近及工作面喷射混凝土, 以防止工作面坍塌。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况适当调整。注浆参数参照以下数据选择。注浆压力:一般为0.5~1.0Mpa;浆液初凝时间:1~2min;水泥:P.O32.5普通硅酸盐水泥;砂:中细砂。注浆异常现象处理。a.发现串浆时及时堵塞串浆孔。b.泵压突升时, 可能发生堵管, 应停机检查。c.进浆量很大, 压力长时间不升长, 应调整砂浓度及配合比, 缩短胶凝时间。

2.3.2 开挖

本浅埋段采用三台阶七步开挖法施工和临时横撑。

2.3.3 初期支护

本浅埋段按照时速250公里客运专线《双线隧道复合式衬砌》 (西成客专施隧参101) 图中的V级围岩Vb型复合式衬砌施工。初期支护施工工艺流程如下:施工准备→清理危石→冲洗岩面→初喷砼4cm→布设锚杆→安装锚杆→布设钢筋网→安设型钢钢架→检查→喷砼至设计厚度→喷射砼效果检查→下道工序。

2.4 监控量测

2.4.1 监控量测项目

隧道监控量测必测项目主要包括拱顶下沉、周边收敛、地表沉降。

监控量测要紧跟开挖、支护作业。按设计要求布设测点, 并根据现场情况及时调整或增加量测的内容。量测数据及时分析处理, 实现动态管理、动态施工。

2.4.2 隧道量测项目、量测仪器及量测方法

(1) 地质和支护状态信息的观察。 (1) 观察记录掌子面的工程地质与水文地质情况, 作为地质素描。观察掌子面附近初支状况, 判断围岩、初砌支护的稳定性和可靠性。 (2) 范围:工作面及初期支护后的地段进行观察。 (3) 监测仪器:地质罗盘仪、钢卷尺、放大镜等。

(2) 浅埋地表沉降观测。Dg K85+910-Dg K86+060段属隧道浅埋段, 覆盖层薄, 开挖后围岩难以自稳成拱, 地表易沉陷, 为了确保浅埋段的施工安全, 进行地表沉降观测。基点布设:a.隧道浅埋段地表沉降测点应在洞内相应断面开挖前布设。b.地表沉降测点和隧道内测点应对应断面布置程。c.浅埋段Dg K85+910~Dg K86+060地表沉降断面纵向布置:断面纵向间距10米;共16个断面。d.浅埋段Dg K85+910~Dg K86+060地表沉降测点横向布置:每一断面有13个测点;2个基准点。测点布设:在测点位置挖200*200*200mm的坑, 然后放入地表测点自制的预埋件。测点周边用混凝土浇筑, 待混凝土固结后即可量测。量测:用全站仪进行观测。数据分析:绘制时间-位移与距离-位移图, 曲线正常则说明位移随施工的进行逐渐稳定。如果出现异常, 例如出现反弯点, 说明地表下沉出现点骤增加现象, 表明围岩或支护已出现不稳定现象, 应马上采取措施。

(3) 拱顶下沉量测。 (1) 测点布设:拱顶下沉主要用于判断围岩是否稳定。在各量测断面的拱顶中心处埋设一自制的钢筋预埋件。 (2) 量测。采用高精度全站仪采集数据。

(4) 净空收敛量测。 (1) 测点布设:须与拱顶下沉点断面布置相对应。 (2) 量测。采用高精度全站仪进行数据采集, 初测应在开挖后12h读取, 最迟不得超过24h, 且在下一循环开挖前, 必须完成初期变形值的读取。

(5) 量测数据整理、分析。量测后的数据分析是隧道监控量测最核心的环节, 须绘制量测数据与时间的关系曲线及与开挖掌子面距离间的关系曲线。并对量测数据作如下一系列的处理、分析及反馈:据回归分析、预测位移、收敛、拱顶下沉及钢筋力的最终值。 (2) 以位移~时间曲线为基础, 根据位移、位移速率等综合分析及评定围岩和支护的稳定性。 (3) 当位移急骤增加, 相对净空变化超过10mm/d时, 重点加强观测, 并密切注意支护结构的变化。 (4) 当位移~时间曲线出现反弯点时, 同时发现初支有开裂或掉块, 应尽快采取补强措施, 谨防塌方。 (5) 当位移、周边收敛、拱顶下沉达到预测最终值的80~90%, 收敛速度小于0.2mm/d, 拱顶下沉速率小于0.15mm/d时, 判断围岩基本稳定, 可进行防排水、二衬等施工。

3 结束语

大秦岭隧道由于是高风险隧道, 其地质情况复杂, 软弱围岩较多, 且一处在浅埋带上, 经过两处断裂带, 因此在施工前期, 我们就对隧道施工预以高度重视, 并且加强了施工过程控制环节, 从而使这座隧道在围岩较差, 难度较大的情况下, 质量得到了有力的保证。

摘要：从以往的施工情况来隧道浅埋段软弱围岩超前支护、初期支护的施工将是影响整个隧道施工进度及质量的重点难点所在。我们在该段围岩施工过程中, 坚持预防为主, 并根据围岩性质的不同, 及时调整施工工艺, 群策群力、不断积累经验, 从而在保证工程质量的前提下, 平安的渡过了软弱围岩段。

初期支护工艺 篇4

江肇高速公路大王顶隧道位于广东省佛山市高明区杨和镇,入口为三尽园村,出口为对川村大坑。该隧道上、下行线分离,左线里程K41+700—K43+900,长2 200 m;右线里程YK41+725—YK43+884,长2 159 m。进、出口各设明洞16 m和13 m。

1.1 工程地质状况

隧址区地表为黄色亚黏土,进口端基岩为寒武系砂岩,出口端基岩为泥盆系砂岩。暗洞掘进除进、出口分别有10～30 m为黄色亚黏土和全风化砂岩外,其余为强风化或弱风化砂岩。按Ⅳ～Ⅴ级围岩复合式衬砌支护地段合计2 477延米,按Ⅲ级围岩复合式衬砌支护地段合计1 825延米。

1.2 衬砌结构

本隧道的衬砌结构,除明洞采用明挖法施工外,暗洞地段均按新奥法原理进行设计和施工,即采用复合式衬砌。

1.2.1 支护结构

为充分发挥围岩的自稳自承能力,初期支护采用柔性支护体系,即以锚杆、钢筋网、钢拱架和喷射C25早强砼24～28 cm作为初期支护,待初期支护变形稳定灌注C25二次衬砌结构后,形成两者共同受力,而且主要是模注砼起作用。

1.2.2 系统锚杆

Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用φφ25中空注浆锚杆,Ⅲ级围岩普通地段采用φ22钢筋砂浆锚杆,加强地段和紧急停车带地段采用φ25中空注浆锚杆。设计锚杆的抗拔力如下:V级围岩80kN/根,Ⅳ级围岩100 kN/根,Ⅲ级围岩120kN/根。

2 掘进施工方案及初期支护

2.1 掘进施工方案

本隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩地段原设计分别为双侧壁导坑法和单侧壁导坑法开挖。后改为三台阶法开挖,循环进尺V级围岩控制70～100 cm,Ⅳ级围岩控制150～200 cm。特别是在V级软弱围岩地段,施工人员应严格按照“弱爆破、短进尺、强支护、早闭合、勤观测、衬砌紧跟”的原则施工。

2.2 初期支护时间

在Ⅳ、Ⅴ级围岩地段,因节理裂隙发育,围岩呈张开状,夹有大量黄泥,岩体破碎,爆破后呈土夹石状,围岩稳定性差,如小坍塌不及时处理,易引发大的塌方,故要求开挖后必须及时进行初期支护处理,即喷射砼紧跟开挖面,控制围岩变形,防止发生较大的塌方。

3 注浆锚杆进度慢、初期支护时间长

3.1 锚杆的作用

初期支护的锚杆,是初期支护结构的重要组成构件。它不仅起到固定钢拱架和钢筋网片的作用,还锚住围岩表层,控制破碎岩体的脱落和继续变形。在软弱围岩地段,及时进行初期支护形成一定厚度的结构,是防止围岩变形扩大的重要措施。

3.2 锚杆安装后下道工序开始时间的选择

在初期支护结构的各道工序中,锚杆安装占用时间最长。从钻孔到安装完锚杆再到下道工序施工,按《公路隧道施工技术规范》第7.2.6.4条规定:注浆式锚杆安装后,不得随意敲击,其端部3d内不得悬挂重物。按此条规定操作有2个不利因素:①固定钢拱架、挂网和喷射砼等作业需在3d后进行,不利于及时封闭控制围岩的变形;②一个循环时间太长,不符合工期进度要求。对软弱围岩地段的初期支护结构,必须优先采用刚度大、支护力快的材料,如“工”字钢拱架、早强砼、树脂锚固剂或快硬水泥卷锚固剂。《锚杆喷射砼支护技术规范》第2.3.4.3条规定:锚杆安装托板和紧固螺帽,必须在水泥石强度达到10 MPa以后进行。

3.3 试验最优时间的确定

根据以上规范对一道工序的2种不同表述,通过试验选择既达到质量标准,又满足进度要求的时间。

3.3.1 用快硬水泥卷锚固剂分别在现场和室内试验

室内试验结果:70 mm×70mm×70 mm试块,1.0h强度达到17.0 MPa,相当于该产品设计强度(42 MPa)的40%。现场试验结果:钻φ4.2×150 cm深孔,锚固长度为40 cm,24 h其抗拔力达到94kN,相当于28 MPa,为其设计强度的66%。

3.3.2 测算注浆强度

采用型号为42.5R水泥,1:0.5水灰比,70mm×70 mmm×70 mm试块做室内试验,推算得水泥石达到10 MPa的抗压强度需16h(见表1)。

由表1可知,用快硬水泥卷作锚固剂一个循环作业时间为16 h,若用42.5 R水泥注浆锚杆作业时间为32 h。据工人反映,注浆锚杆时注浆时间需1.5～2.0 h。注浆结束后,安装托板上紧螺帽,焊接固定拱架和网片,接着喷射砼,有2～3次在杆尾敲击或晃动,影响浆液与孔壁的黏结力,不符合施工规范要求。按《公路隧道施工技术规范》第7.2.6.4条规定:锚杆注浆需要3d以后才能安装托板上紧螺帽,然后安装拱架和挂网喷射砼,则一个循环作业时间需60 h以上,远远不能满足工期进度要求。

3.3.3 根据试验设计各级围岩锚杆的抗拔力

我们在隧道出口明洞地段边坡上(V级强风化砂岩)钻φ4.2×150 cm深孔,用快硬水泥卷锚固剂做抗拔力试验,锚杆为φ25中空注浆锚杆,锚固剂长度分别为40 cm、50 cm、60 cm,固化时间为4 d。试验结果显示,不同长度锚固剂的抗拔力达到120 kN/80 kN、140 kN/100 kN、160 kN/120 kN时停止加力,证明效果明显。

3.3.4 端头型锚杆施工

当孔径角度接近水平时,向下插入锚固剂的推进比较方便,杆体易居孔中心。对于拱部孔径,锚固剂往上捅,杆体往往偏于一边,影响锚固效果。在此种情况下,利用中空锚杆的配套锚头切除其三叶片,将尾部旋转至指定位置,对推进锚固剂到孔底有效果。

4 端头型锚杆最适宜软弱围岩

4.1 时间短、强度高

因软弱围岩开挖后,自稳时间短,必须及时支护以控制围岩变形。除了采用钢拱架、钢筋网片和喷射早强砼外,宜采用树脂锚固剂或水泥卷锚固剂的端头型锚杆。

树脂锚固剂和水泥卷锚固剂的效果与固化时间基本一致,但是树脂锚固剂的价格较高,而水泥卷锚固剂的价格适中,可降低工程造价,最主要的是有利于赶进度。

4.2 推广使用端头型锚杆

4.2.1 支护结构符合快的原则

初期支护起前期主导作用的时间较短,一般不超过6个月。当灌注二衬结构后,初期支护就起次要作用。它不同于暗洞口的边、仰坡锚杆,锚定板梁,锚杆框架梁等结构,其锚杆是永久性的受力杆件,所以杆体与孔壁间须注满浆以起到保护作用。

在V级软弱围岩地段,开挖后要求初期支护结构施工要快,以控制围岩变形,要赶在围岩发生坍塌前施作完毕。因此,从设计上应选择见效快的材料。

4.2.2 业主的意见

施工单位使用快硬水泥卷锚固剂锚杆使施工进度加快,较好地控制了围岩的变形,初期支护未出现异常现象。但是业主发现此种锚杆大部分是空的,不符合设计要求,需按注浆锚杆要求施工。按设计注浆参数操作拱部锚杆时,注浆相当困难,浪费极大,经检查也是不饱满。注完浆后进行下道工序,如按《锚杆喷射砼支护技术规范》第7.3.4.3条规定:锚杆安装托板和紧固螺帽必须在水泥石的强度达到10 MPa后进行,则一个循环作业时间需32 h。因赶进度,业主不同意按32 h一个循环作业,维持按16～18 h一个循环作业。但注完浆接着安装托板和紧固螺帽,根本不能用力,稍一用力便把锚杆拉出,不符合《锚杆喷射砼支护技术规范》第7.3.5条规定:安装托板和紧固螺帽的扭矩不应小于100 N·m。故锚杆未起到锚固松散围岩的作用。

5 挂钢筋网片的锚杆间距

5.1 设计各级围岩的锚杆间距

V级围岩采用100 cm×60 cm (纵、横)梅花形布置,两锚杆的最小间距为78 cm。Ⅳ级围岩采用100 cm×80 cm(纵、横)梅花形布置,两锚杆的最小间距为94 cm;或采用100 cm×100 cm (纵、横)梅花形布置,两锚杆的最小间距为112 cm。Ⅲ级围岩采用120 cm×120 cm (纵、横)梅花形布置,两锚杆的最小间距为134 cm。

5.2 实际操作

一般对于设计有钢构地段,锚杆除了用于锚固围岩外,还起到固定钢构的作用,通常是将钢筋网片焊接在钢构上。业主认为,两钢构间应增加锚杆才符合设计要求。笔者认为,对钢构间距为60～100 cm的地段,两钢构间不必设置锚杆固定网片,把网片焊接在钢构上更牢固。因为当Ⅲ级围岩无钢构仅设置锚杆固定网片时,两锚杆的最小间距为134 cm,远大于60～100 cm钢构水平间距,故只要把网片焊牢固,喷射砼时不出现晃动而影响喷射砼的效果即可。

6 体会和建议

6.1 以往使用快硬水泥卷作端头型锚杆的实例

(1)某一级公路某双向四车道隧道,在Ⅱ～Ⅲ级围岩地段,采用上、下台阶法开挖,用φ22钢筋作端头型锚杆代替设计的砂浆锚杆,使初期支护进度加快。而且,在二次衬砌滞后6～8个月的情况下,隧道未出现任何不良现象。

(2)江肇高速公路大王顶隧道双向六车道,Ⅳ～V级围岩地段采用三台阶法开挖,用φ25中空端头型锚杆代替φ25中空注浆锚杆,使初期支护进度大大加快,二次衬砌滞后2～3个月,隧道未出现任何异常现象。

6.2 建议

隧道施工进度往往对该标段乃至该项目能否按期竣工产生重大影响。如按设计施工,严格按施工规范施作,往往满足不了进度要求。为了处理好进度与质量的关系,加快隧道施工进度,提出如下建议:

6.2.1 设计与施工相结合

设计单位在完善施工图设计、制定指导性施工工期时,应结合各分项工程的施工技术规范要求,如应明确隧道掘进一个循环各分项作业所需时间,及互不影响所需时间。建议设计人员结合施工单位的技术水平和施工经验,倾听施工队伍的意见,适当修正某些设计方案。

6.2.2 软弱围岩隧道选材要科学

为了及时控制开挖断面的坍塌,加快形成初期支护结构,选择强度快的材料至关重要。树脂锚固剂和快硬水泥卷锚固剂的端头型锚杆仅0.5 h的强度就相当于42.5 R注浆锚杆16～18 h达到的强度,这对加快施工进度具有重要意义。

6.2.3 初期支护结构单独起作用时间短,可不注浆

初期支护结构在前期独立起作用或与围岩联合起作用,要求在6～8 h内就能承受外力。当二次衬砌结构施作后,它便处于联合受力状态。一般软弱围岩隧道,开挖至二次衬砌所需时间为2～3个月。它属于服务年限小于5年的工程构件,杆体与孔壁间不必注满水泥砂浆或纯水泥浆。

6.2.4 充分发挥端头型锚杆卡环的作用

为了防止水化后的快硬水泥卷锚固剂在杆体推进到孔底过程中,少数水泥卷因中途脱节散落在孔壁中部,造成端头锚固剂长度达不到要求而影响锚固力,可将带有三叶片式的锚头切除头部,仅用其尾端旋转套在杆体的计算位置上,形成一个小卡环(外径约φ34)。当杆体在锚固剂后面往孔底推进时,卡环一并将散落的水泥卷一起推进,确保孔底锚杆端头锚固剂长度。三叶片式卡环(外径约φ42)的作用更大,能保证锚固质量,将杆体固定在孔中央,推进水泥卷的效果更好。

摘要：文章以江肇高速公路大王项隧道工程为例,对支护系统锚杆施工工艺进行了分析,供同类工程建设借鉴。

关键词：大王顶隧道,支护系统,锚杆施工

参考文献

[1]JTJ 042—94,公路隧道施工技术规范[S].

初期支护工艺 篇5

关键词：隧道,初期支护,软弱围岩,作用机理

我国的地貌比较复杂, 以山地和丘陵为主, 如今随着社会的进步, 我国的高铁建设事业也在蒸蒸日上, 蓬勃发展起来, 这就意味着铁路隧道的建设量也就越来越大, 而隧道的稳定性、是否牢固也就成了当今的一个重要问题。隧道工程是在地下或者山体中施工的, 是在大自然状态下在岩土地质体内进行开凿的, 而隧道在开挖以后就形成了“围岩—支护”的力学平衡体系, 隧道开挖过程中打破了围岩的力学平衡体系, 但其中承受着很大部分荷载的是围岩, 支护只是担任一个配合者, 承担部分的荷载。如果该隧道所处的位置, 自身的岩体各项指标非常好, 也就是非常的牢固稳定, 能够承担起绝大部分的荷载, 在这种情况下, 支护就扮演者配角;一旦隧道的岩体各项指标很差, 不足以承担起施工过程中的荷载, 这就需要支护作用为岩体分担, 承担起一部分荷载, 以保障隧道的稳定性。因此, 考虑到隧道的安全, 围岩与支护都是必不可少的, 而且是相互对应的, 不能脱离隧道支护来研究围岩的作用, 更不能仅仅依靠支护, 两者是同时发挥作用的。

1 隧道初期支护作用机理

隧道的围岩与支护结构需要共同承担全部的荷载, 在隧道开挖之前, 本身的岩体具有一定的稳定性, 能够承受其荷载重量, 但是当隧道的开挖初期, 之前的围岩的弹性、塑性就会逐渐的产生一定的性变压力, 这就会直接中作用在隧道初期的支护结构上。隧道的围岩与支护结构共同承担了隧道的支撑体系, 在软弱围岩中, 由于围岩的岩体破碎松散、粘结性很差、强度低且易于坍塌, 不能够支撑荷载, 这就需要支护结构的承载能力。

隧道施工按照新奥法的初期的支护结构应采用喷锚式的支护, 根据隧道围岩的岩体特点、截断面的大小, 以及当地的施工条件环境选择不同的支护形式, 如:喷射混凝土、锚杆、钢筋网等支护形式, 在施工过程中根据当地的环境选择适合的单一或多个组合的支护形式, 与隧道围岩共同承担荷载。

1.1 锚杆支护

锚杆在现代隧道施工中被广泛使用, 所谓的锚杆就是用金属或者其他具有高抗拉性能的材料制作的一种杆状的构件, 能够支撑加固围岩, 保障隧道的稳定安全性。

(1) 挤压加固围岩作用

隧道的围岩经过开挖、引爆等情况下, 多处就会处于破碎的状态, 稳固性能减弱, 而锚杆的支护在受到力后, 就会在其周围的一定范围内形成压缩区, 用科学合理的方式将不同的锚杆放在其合适的地方, 相邻的锚杆所形成各自的压缩区就会相互重叠形成一个压缩带, 这个压缩带内的不稳定的岩体通过这些锚杆的加固, 承载能力提高, 而隧道的加固作用就会更加显著。

(2) 锚杆悬吊作用

锚杆在隧道的稳定中是其配合作用的, 一般锚杆只是作用于那些不稳定的岩体, 这些锚杆穿过那些不稳定的、软弱松动的岩体, 使锚固定在那些很深并且很稳定的岩体上, 使锚杆产生足够的拉力, 利用其的悬吊作用去克服岩体本省的重力, 阻止顶部那些不稳定、松动的岩体坍塌滑落。此外, 以悬吊在岩顶上的锚杆为支点, 那么安设锚杆就相当于增加支点, 这样减小了岩顶板的跨度, 使顶板岩层的弯曲应力和挠度得到降低, 维持了顶板岩体的稳定。由此可见, 锚杆对于那些不稳定的岩体有着很重要的、不可缺少的作用, 它能够加固那些不稳定、软弱的岩体结构面。

(3) 组合梁作用

组合梁的作用是为了解决那些没有稳固的岩石为其提高悬吊支点的岩体, 可以将锚杆插入地层内的一定深度后, 在锚固力的作用下的地层间相互的挤压, 使图层之间的摩阻力增大, 而内应力与挠度却大大减小, 层间紧密, 使之能够传递剪力, 相当于将简单叠合的数层梁变成组合梁。组合梁的抗弯刚度和强度大大提高, 从而增强了地层的承载能力。锚杆所提高的锚固力越大, 稳固作用就会越明显。

(4) 形成沿开挖面的受力环区, 将开挖面处的高应力延伸到岩体深处。

(5) 改善“岩体—混凝土结构体系”的承重效果, 起到锁定岩石共同受力的作用。

(6) 限制隧道围岩的位移, 部分减少开挖过程中引起的松动。

1.2 喷射混凝土

喷射混凝土它是一种新型的支护形式, 它既可以被当作临时的围岩支护, 又可以以永久性的隧道支护结构的身份存在。它是使用一种特殊的混凝土喷射机, 按照一定的混合程序, 将掺有速凝剂的细石混凝土, 喷射到岩壁表面, 并且迅速固结成一层支护结构, 从而对隧道围岩起到一定的支护作用。喷射混凝土的支护具有很大的灵活性, 因此被广泛应用与工程中, 它的主要作用如下。

(1) 喷射混凝土支护在隧道的洞口开挖之后立即实行支护作用, 就可以有效的限制隧道围岩的变形, 并且能够保持围岩的稳定性;如果在隧道洞口开挖几个小时之后进行喷射混凝土支护作用时, 就能够提供持续的支护作用。喷射混凝土具有施工速度较快、支护及时并且施工安全的特点, 它能够充分利用空间的效应, 限制隧道支护前发生变形, 有效地阻止隧道围岩发生很大的变形, 并且能够防止围岩软弱、松动。因此, 喷射混凝土的支护作用能够有效地支撑围岩, 控制围岩的松动, 并使围岩发挥其很好的支撑作用。

(2) 喷射混凝土有很强的粘结性, 它的支护作用质量很好, 并且强度高、密实度好。在围岩上喷射混凝土能够使混凝土与所覆盖的围岩紧密的粘合起来, 在结合面上产生抗力, 能够改变围岩表面的受力状态, 它可传递剪应力、拉应力和压应力, 这三方面的力使围岩处于很好的状态, 能够防止围岩的变形, 而且混凝土与围岩粘合在一起, 也能有效的组织围岩顶板的岩体下滑。

隧道一般在山体上进行开凿, 炸药的引爆会使岩体表面凹凸不平, 甚至会有裂缝, 喷射混凝土具有很强的粘合性, 不仅能够填充围岩表面的缝隙, 填充围岩表面凹凸不平的痕迹, 又能够增加围岩的整体性, 防止围岩受外部环境的影响而风化、松动等, 提高粘结性、摩阻力, 提高围岩的自己支撑的能力;喷射混凝土的粘结性还能够防止水沿着裂缝渗流, 减小地下水对隧道支护作用结构强度的破坏能力。

(3) 由于喷射混凝土的一些工艺特征决定了可将其设计成既有一定支撑能力又有良好的柔性的支护结构, 可以沿着围岩表面施工做成薄层;一些较厚的喷射混凝土可以分期完成;喷射混凝土能够与锚杆结合使用, 在必要的情况下, 喷射层还可以设置纵向的变形缝。喷射混凝土的良好的柔性对于控制塑性流变围岩的初始变形显得特别的重要, 它能够容许围岩塑性区有一定的发展, 避开应力的高峰值, 能够充分发挥围岩的自支承能力和有效利用支护结构支撑能力。

(4) 喷射混凝土的施工灵活性较大, 施工者可据需求分别进行喷射混凝土来增加厚度, 满足一些工程设计的要求。

(5) 喷射性的混凝土含水泥量较普通浇筑的混凝土低, 这就使喷射混凝土有很高的密封性和很好的不透水性。喷射混凝土支护覆盖在围岩的表面, 阻止并且有效地限制了水从地层中流出, 降低了水汽对隧道围岩的侵蚀作用, 有利于保持岩体的稳定性。

1.3 钢筋网

(1) 可有效地防止围岩裂缝的出现或减少裂缝。

(2) 钢筋网的支护作用与喷射混凝土支护作用一起实施, 能够使喷射混凝土的应力得到较为均匀地分布, 防止围岩的破坏;提高喷射混凝土的承载能力, 增强喷射混凝土的柔性, 提高隧道围岩和支护的稳定性。

1.4 钢架

无论是采用喷射混凝土, 还是锚杆;也无论是加长、加密锚杆;还是在混凝土中加入钢筋网、钢纤维, 都主要是利用其柔性和韧性, 而对其整体刚度并无过多要求。当围岩软弱破碎严重、自稳性差时, 要求初期支护具有较大的刚度时, 柔性较大而刚度较小的锚杆喷射混凝土就难以应付了。在这种情形下, 为了阻止围岩的过度变形和承受围岩早期松弛荷载, 防止围岩坍塌, 就必须采用这种刚度较大的钢拱架作为初期支护。在软弱围岩的隧道中, 隧道开挖后围岩的自稳时间很短, 而喷射混凝土。锚杆不能及时提供足够的支护抗力, 为了维持围岩的稳定性和保证隧道的设计断面, 这时往往需要采用钢支撑进行支护, 以保证在开挖后的短时间内就能够给围岩强有力的支护作用。而钢架一般是与锚杆、喷射混凝土共同使用的, 它能够在喷施混凝土发挥作用前支撑围岩, 能够对喷射混凝土进行补强, 并且是超前支护的支点。

2 隧道初期支护结构应用

隧道出现隧道软弱围岩失稳的现象, 主要是由于在开挖隧道之时产生的应重力分布远远超出了围岩的强度。则在隧道的施工过程中就结合了大量的初期支护结构来稳固围岩。某隧道的初期支护主要是锚网喷初期的支护, 它的支护的工序:喷射混凝土封闭岩面→按设计打锚杆孔→安装砂浆锚杆→注浆→挂钢筋网→安装格栅拱架→循环复喷射混凝土到设计厚度→监控测量等混合支护结构。

隧道的施工人员根据围岩破碎的不同级别的支护参数, 在拱墙上设置不同规格的钢架, 并且对围岩的表面进行喷射混凝土, 以填充表面的凹凸, 并且防止破碎岩体的滑落;锚杆用不同的注浆方法进行加固, 并且与钢筋网结合等一系列的支护结构, 稳固了某隧道。

成昆铁路大树村隧道也是超大断面软弱围岩隧道的工程, 面对隧道洞身主要是泥岩、页岩夹砂岩等地层, 支护结构采用核心土、超前预支护、边墙设台的拱跨式结构, 有效地控制了支护的变形, 确保施工安全, 保证施工进度。

3 结束语

隧道的软弱围岩不足以支撑隧道的荷载, 它需要隧道初期的支护结构来与围岩共同完成任务, 隧道围岩支护的实质就是控制围岩内应力、应变变化的过程, 喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢杆等支护结构对围岩的变形和受力产生了很大的影响, 隧道的软弱围岩越软弱, 支护结构在稳固岩体方面发挥的作用就会越大。为了确保隧道的施工质量, 在进行施工前应该对隧道的围岩有一个全面的认识, 并且把围岩的自承力与支护结构相结合, 防止围岩的变形, 努力维护隧道的稳定性。

参考文献

[1]贾仁辉, 王成, 杨其新.隧道工程[M].重庆:重庆大学出版社, 2001.

[2]徐干成.地下工程支护结构[M].北京:中国水利水电出版社, 2001.

盐田隧道初期支护结构侵限的处理 篇6

深圳市机荷高速公路盐田港支线盐田隧道位于梧桐山北东侧, 盐田坳西侧。隧道按分离式双洞即单洞三车道单向行驶断面设计, 属特大断面隧道。左洞出口端的地质主要是以第四系残坡积层砂质亚粘土及全风化凝灰岩为主。隧道按新奥法原理设计, 采用复合式衬砌 (初期支护和二次衬砌) , 该段衬砌厚度为50cm。左洞出口端ZK5+542~548段初期支护后, 根据监控量测资料, ZK5+545断面的拱顶最大下沉量达31.2cm, 比设计暂定的预留沉降量20cm多下沉了11.2cm。根据实际净空断面测量, ZK5+542~548段 (每米一个断面, 共6个断面) 的初期支护已侵入二次衬砌, 最大侵入量为19cm, 主要集中在拱顶范围。

2 产生侵限的原因

2.1 地质原因

左洞出口段是浅埋段, 埋深厚度约4~15m, 左高右低, 属于偏压较大的洞口, 且围岩情况较差, 是以第四系残坡积层砂质亚粘土及全风化凝灰岩为主, 属Ⅱ类围岩, 围岩自稳能力差。

2.2 水对围岩强度的影响

因施工时值雨季, 雨水多, 至使洞内水量比较大, 而且因前期施工山顶出现的裂缝没有及时封堵, 泥砂岩遇水容易软化膨胀, 降低了围岩强度, 增大围岩压力。

2.3 施工方法的影响

由于施工方法不当, 上、下导坑距离过长, 仰拱施工比较慢, 没有及时封闭永久性仰拱, 至使钢拱架没及时形成初支期护设计的环状受力结构。

2.4 预留沉降量不足

监控量测是采用复合式衬砌隧道必须实施的项目。根据量测资料修正设计参数, 指导施工。由于进洞方案是大管棚施工。而且大管棚数量和长度比设计增加了近一倍, 原设计长度20m, 数量33根, 实际长度40m, 数量57根。因此, 没有更多考虑增加预留沉降量, 只按照设计及规范上暂定的Ⅱ类围岩浅埋段的预留量20cm预留。至使预留沉降量不能满足实际沉降要求。

由于上面的几个原因, 至使左线出口端K5+542~548段拱顶范围的初期支护侵入二次衬砌。根据《公路工程质量检验评定标准》 (JTJ-98) 的衬砌厚度检验项目要求“不能小于设计”。因此, 此段的初期支护必须处理。

3 初期支护情况分析

3.1 在原施工时为增加该段的安全系数, 将

φ108大管棚由原设计的33根增加至57根 (环向向两侧延伸到大跨以下) , 长度由原设计的20m增加至40m, I22b工字钢钢拱架间距由原设计的75cm变更为50cm。初期支护结构在刚度、强度和稳定性方面都得到增强。

3.2 隧道在深进尺后, 非雨水季节, 地下水位降低, 围岩失水干燥, 围岩自身承载力得到增强。

3.3 仰拱施工后, 形成整体闭合受力结构。

3.4 通过四个月的监控量测和观察, 地表下沉和周边收敛已稳定, 洞身变形已终止。

4 处理方案的比较

上述事实证明, 此段隧道初期支护完全能承受山体压力, 二次衬砌作为隧道装饰和应力储备。针对此情况, 采取以下比选处理方案:

4.1 方案一:将拱架更换

该方案是将初期支护结构拆除重做, 由于该方案要对围岩进行二次扰动, 存在较大的安全隐患, 施工时应注意以下事项:

(1) 将侵限范围以外的前后断面先衬砌起来, 形成安全屏障; (2) 钢拱架必须逐榀更换; (3) 更换拱架时, 必须先将喷射混凝土凿除, 将连接钢筋、锚杆烧断, 不能使用机械把拱架强行拉下来; (4) 更换拱架对围岩进行二次扰动, 要在原设计支护参数的基础上增加初期支护强度。

4.2 方案二:等强代换

(1) 当衬砌厚度在40~50cm时, 取a=40cm, 砼标号提高到C35。

按等量代换, 取L=1.0延长米做如下分析:

设计厚度A=50cm, 实际厚度a=40cm, C25=25Mpa=250N/cm2, C35=35Mpa=350N/cm2, 设计承受力N0=A×L×C25=1250KN, 实际承受力N=a×L×C35=1400KN。N>N0, 即当a=40cm时, 仅将砼标号由原来的C25提高至C35即可达到设计承载力要求。

(2) 同理, 当衬砌厚度在30~50cm时, 取a=30cm, 此时N=a×L×C35=1050KN, N<N0, 此时需增加结构钢筋补强。取Φ25螺纹钢筋抗拉 (压) 强度K=450MPa=4500N/cm2, 则每延米需增加的钢筋根数n= (N0-N) /KA= (1250-1050) ×1000/ (4500×1.252×π) =9.05根, 取n=10, 此时加上原设计每延米4根钢筋, 钢筋总数达到14根, 钢筋间距过密, 不利于施工, 需再增加砼强度, 即将砼标号提高到C40。

此时, N=a×L×C40=1200KN, N<N0, 仍需增加钢筋补强, n= (N0-N) /KA= (1250-1200) ×1000/ (4500×1.252×π) =2.26根, 为便于施工, 取n=4根, 内侧和外侧各增加2根。

结论:综合 (1) 、 (2) , 在不扰动现有的初期支护情况下, 将砼标号由C25提高至C40, 并在混凝土中掺加杜拉纤维, 提高砼的抗裂性能 (参量根据搅拌站经验数据确定) , 同时增加Φ25钢筋4根即可满足设计承载力要求。

4.3 方案三:强度储备

在ZK5+542~+548段增加中空注浆锚杆 (间距100×100cm) , 提高围岩的整体强度, 并在二衬中断面较小部分增加I18b钢拱架, 并在混凝土中掺加杜拉纤维, 提高砼的抗裂性能 (参量根据搅拌站经验数据确定) , 根据实际情况, 用Φ28钢筋代替Φ25钢筋。

5 侵限处理原则和处理方案的确定

5.1 侵限处理原则

根据初期支护已基本稳定的情况, 在处理侵限部分时尽量不对该段围岩再次大的扰动, 宜采用局部补强的方法, 不宜采用挑顶替换的方法。因此, 决定在初期支护和二次衬砌中同时进行补强。并为确保施工质量和安全, 在加固过程中及加固后对该段围岩加强监控观测。

5.2 洞顶平衡压力措施

因为洞口山体左高右低, 为了平衡洞顶山体压力, 左侧高处降低4~5m, 减低左侧山体的侧压力, 右侧低处填高4~5m, 以平衡左右两边的压力。保证洞顶山体压力的均衡。

5.3 初期支护加强措施

为增强该段围岩自承能力, 减小围岩对衬砌的压力, 决定在该侵限段采用φ50小导管注浆对围岩进行加固。纵向和环向间距均为1.5m, 按梅花状布置。小导管长度:4m/根。

5.4 二次衬砌加强措施

5.4.1 提高二次衬砌混凝土强度, 从原设计的C25提高到C40。

5.4.2 在二次混凝土中掺加杜拉纤维, 提高

砼的抗裂性能, 掺量根据搅拌站经验数据确定为0.7~0.9kg/m3。

5.4.3 二次衬砌1#和2#主筋从原设计每米

4根加密到每米6根。

6 处理方案的评述

方案一处理侵限属于返工范畴, 适用于范围比较广, 但返工难度大, 耽误工期, 处理不当有可能造成安全事故;方案二属于等强代换, 处理起来比较方便, 安全系数较高, 当侵限不算严重 (一般以衬砌厚度的50%为限) , 通过补强措施能达到要求时, 采用方案二;方案三属于增加强度储备范畴, 可根据实际情况采用。

本例通过洞顶平衡压力、初期支护和二次衬砌加强等组合措施, 在侵限段加固过程中、加固后以及二次衬砌后, 一直都对该段围岩进行监控观测, 山体没有出现新的裂缝。而且也没有新的拱顶下沉增加。

7 结语

隧道洞口段的围岩和施工条件一般都比较差, 为了减少类似事件的发生概率, 必须根据施工现场实际情况, 在没有确切的量测信息支持的情况下, 宜根据经验采用较为保守的预留变形量, 并且应勤量测, 及时反馈信息, 及时调整预留参数, 用以指导施工作业。当类似事件发生时, 可参照本例, 结合实际情况分析采用处理措施。

参考文献

[1]黄成光.公路隧道施工[M].人民交通出版社, 2001.8.

初期支护工艺 篇7

随着我国高速公路建设的快速发展, 在山岭地区修建的公路隧道越来越多, 我国在复杂的地质条件下的隧道修建技术也得到了飞速发展, 但是山岭地区的特殊地质条件特别是软弱围岩给隧道设计及施工加大了不少难度。

在隧道设计中, 初支断面均会预留一定的变形空间, 以确保二衬的厚度, 但是在实际施工中, 往往由于地层压力、地下水压力或者突发灾害等作用以及施工过程中的人为因素的影响等, 导致支护变形过大发生侵限, 严重影响后续施工。这时就需要进行换拱处理。但是换拱施工难度大, 若处理不当极易出现工程事故。

本文结合大广高速公路上坪隧道右线出口端的侵限处理方案对隧道换拱进行研究, 为以后类似工程提供具有参考价值和指导作用的结论和建议。

1 隧道初期支护换拱条件及原则

由于侵限而换拱的前提条件是隧道初期支护结构变形已稳定, 一般要求为:收敛速率≤0.2mm/d, 沉降速率≤0.15mm/d。隧道换拱必须坚持先支撑、锁定, 再换拱的原则。换拱区域的两侧务必加强竖向的支撑, 可以采用临时护拱。每次拆除一榀钢架为宜, 在拆除前将两侧三榀钢架支撑稳定, 同时必须保证竖向支撑与拱顶和基底为面接触, 为防止其因柱脚下沉而失去支撑作用, 接触面必须固定。确保钢架连接按照设计钢板+连接螺栓的方式进行有效连接, 对上下连接钢板进行骑缝焊。此外, 对注浆量以及注浆压力做好记录, 待支撑锁定和注浆完毕后才能进行换拱施工。

2 工程实例

上坪隧道右线YK17+399~YK20+977全长3578米, 是大广高速公路控制性工程。上坪隧道出口端右洞YK20+959~YK20+880段位于Ⅴ级围岩, 主要由坡积粉质粘土、全~强风化泥质粉砂岩、砂岩等组成, 强度较低, 遇水易软化。

近2个月连续下雨的影响, 上坪隧道整个山体处于饱水状态, 围岩软化, 根据监控量测资料显示前期出现过初期支护收敛, 拱顶下沉、地表沉降过大、局部初支开裂等现象, 再加上偏压的原因导致右洞右导洞出现大量变形, 出现严重侵限现象, 为了保证二衬施工质量及施工安全, 必须及时对隧道洞内右洞YK20+947~YK20+880段初支拱架进行替换 (左导坑掌子面里程YK20+895, 右导坑掌子面里程YK20+880, 中导坑掌子面里程YK20+916) 。

3 重难点分析

隧道侵限区域位于Ⅴ级围岩中, 由坡积粉质粘土、全~强风化泥质粉砂岩、砂岩等组成, 在雨水侵蚀下, 围岩软化明显, 强度进一步降低, 且存在偏压, 同时初支已出现开裂现象, 随时都有坍塌的风险。因此, 在换拱施工中要尽可能的减少对周围围岩的扰动, 保证支护结构的稳定和施工人员的安全, 所以换拱施工必须简单易行, 减少作业人员在变形区的暴露时间。

4 施工方案

4.1 围岩加固措施

为了防止在换拱过程中隧道支护结构的安全以及替换的初期支护不会发生较大的变形, 因此, 在换拱之前需要对围岩松动区域进行加固处理。

①YK20+880~YK20+959断面径向采用直径为准42, 长度4米小导管对初支进行注浆加固, 水泥浆水灰比1:1, 间距1m*1m梅花型布置。

②YK20+918~YK20+942段进行临时支护, 采用竖向I22b工字钢, 纵向间距2.5m, 加设范围隧道中线左2米, 横向I18工字钢, 间距2m, 顶部设2m纵向横梁, 并加设I18工字钢斜向支撑, 钢架宽2m, 间隔5m设置2榀, 为使支撑钢架保持整体性, 须加设准25钢筋进行纵向连接, 间距50cm, 焊接牢固。

③在支护完成后由于连续强降雨, 洞口段围岩压力过大, 钢架整体受力弯曲, 已起不到支撑作用, 在YK20+932~YK20+942隧道中线及右侧偏压处设置两道混凝土立柱对初衬进行支护。

④因洞顶框格梁正在施工, 当换拱施工至YK20~935时, 为保证洞内施工安全, 预防初支变形、掉块, 造成塌方, 须对YK20+916~YK20+932段进行加固, 循环设置临时护拱, 采用I25b型钢, 间距50cm, 拱架与初支面的间隙应用木楔塞紧, C20喷射混凝土厚31cm, 加设I20b临时仰拱 (26cm厚C20喷射混凝土连成整体) , 直径ф400mm的螺旋管, 间距2.5m, 顶部和底部设置两块100cm*100cm*1.5cm支撑钢板, 增加受力面积, 进行全断面支护。

4.2 初支换拱施工工序

在支撑锁定注浆完毕后即可进行初支换拱。主要施工工序如下:

①由大里程向小里程方向逐榀对侵限初支钢架进行置换, 每榀置换后及时进行喷射混凝土封闭, 置换长度根据现场量测结果灵活确定。

②注浆加固、仰拱成环后, 进行换拱施工, 换拱采用破碎锤对原初期支护混凝土进行凿除, 采用逐榀替换的方式进行施工。施工时首先施工长度为2.5米, 环向间距为40cm的准42超前小导管, 进行超前支护, 开挖半径增大50cm。

③YK20+947~YK20+916段如换拱示意图图6所示, 进行②、③、④、⑤号拱架替换施工, 设置I20b临时仰拱 (C20喷射混凝土连接) 。

④YK20+916~YK20+880段左右导坑如换拱示意图图6所示, 先进行②号拱架替换施工, 该部位施做5-8m后进行替换⑤号拱架, 待左右侧下导施做后进行中央拱顶五号导坑施工, 沿隧道纵向每5m设置准400钢管进行支撑, 顶部和底部设置两块100cm*100cm支撑钢板, 及时施做六号导坑, 对初期支护闭合, 同时每4-5米施工仰拱。

⑤对于拱脚侵限部分根据现场实际情况加大拱架连接处的钢板, 便于换拱时的连接。

⑥右洞所施工的混凝土支撑墙及临时套拱的拆除与换拱同时进行, 每循环拆除进尺与换拱进尺一致。换拱进行5~8米后, 初期支护稳定或沉降、收敛无明显变化时进行二次衬砌施工。

4.3 初支换拱技术要点

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°。

5 安全保证措施

①凿除喷射混凝土采用破碎锤配合人工施工, 严禁采用爆破作业。

②置换时确保钢架连接按照设计钢板+连接螺栓的方式有效连接, 对上下连接钢板进行骑缝焊, 并按照原设计位置施作锁脚锚管, 锚管要紧贴钢架, 并通过直径准22的连接钢筋有效焊接, 及时喷射混凝土封闭。

③隧道内应加强照明, 漏水地段照明应采用防水灯头和灯罩。

④隧道内有涌水、渗水的地段应加强排水措施, 增加抽水设备, 同时地面做好排水沟槽, 及时将积水排除。

⑤施作临时钢支撑时支护柱脚下虚渣必需清除干净, 底层松软时应加设垫板或用混凝土加固地基, 防止因柱脚下沉而失去支撑作用。

⑥为确保施工安全, 凿出初期支护时必须加强周边围岩的监控, 若发现周边围岩有异常情况则立即停止施工, 并迅速撤离所有人员, 待围岩稳定后采取相应措施或报告相关单位进行处理。

⑥拆换初期支护时应逐榀施作, 为防止因下台阶变形初期支护拱脚悬空距离过长而产生安全隐患, 每次拆换不超过2榀。

6 结语

由于周围环境的不确定性, 所以在隧道施工中采用的方法和技术都应该是动态的, 根据工程的自身情况和特点选择最适合的施工方法。加强对施工期间的监控量测, 结合监测结果及时调整支护参数以及施工工艺, 防止围岩产生有害变形。

在换拱过程中一定要坚持先支撑、锁定, 再换拱的首要原则, 保证换拱过程中围岩的稳定性, 此隧道的成功换拱无疑为以后类似工程提供了可资借鉴的宝贵经验。

摘要：换拱是解决隧道在施工过程中发生了初期支护变形过大, 侵入二衬范围隧道病害的有效措施, 本文结合上坪隧道的换拱方案, 阐述了在软弱围岩地质条件下, 高速公路隧道换拱的施工工艺及流程, 为类似工程提供可用经验。

关键词：高速公路隧道,初期支护,换拱,软弱围岩

参考文献

[1]关宝树.隧道施工要点集[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[2]闰东.隧道塌方分析及其整治[J].铁道建筑, 2007 (1) :35-36.

[3]JTG/T F60-2009, 公路隧道施工技术细则[S].