1、浅析隧道初期支护更换拱架的施工摘要：近几年，随着高速公路大规模的建设和对现有国道等级的提高，出现了大量的山岭公路隧道。 受山体地质情况复杂的影响，在施工过程中，时常出现侵限、塌方等病害。文章将重点介绍隧道初期支护更换拱架的施工，以供同行参考。 关键词：隧道初期，支护更换拱架，施工 中图分类号： U45 文献标识码： A 前言 随着我国公路建设数量的不断增加，隧道工程量呈上升趋势，但是，参建各方由于施工的经验欠缺，隧道塌方或初期支护侵入净空等病害时有发生。为此，本文将结合某隧道工程的具体实例，介绍隧道初期支护更换拱架的施工。 1、工程概况 某隧道起讫里程 DK209 + 355 DK211 +
2、980，全长 2625m。出口段为 “明暗明”结构，DK211 +720 + 807 为明洞，长 87m; DK211 + 807 + 885 为暗洞，长 78m; DK211 + 885 1 + 966 为明洞，长 81m。DK211 + 807 + 885 暗洞段最大埋深 12m，最小埋深 1. 7m; 上伏松软状粉质粘土，松散角砾土; 下伏强 弱风化砾岩，砾状构造，节理发育，岩体破碎; 岩溶发育中等，围岩级别为级，衬砌方式为 Vb 型复合式衬砌 ( 浅埋) 。 2、洞内变形情况 经测量，DK211 +799 +852 段暗洞 ( 含 8m 延长段) ，共计 53m 范围内，初支上部钢架侵
3、入二衬累计最大值为 332mm，平均值为 263. 6mm，需进行换拱处理。 3 、换拱前施工准备 ( 1) 由于 DK211 + 799 + 825 段隧道前期上部初支变形较大，导致局部拱部支护砼出现不均匀沉降开裂、边墙落底过程中拱架连接错位，存在较大安全隐患，在仰拱施工后，换拱前须对以上初支段落采取如下加强措施，以策安全:在初支钢拱架内侧施做内衬拱，内衬拱拱脚落于二衬仰拱表面，拱脚及连接板处各点施做 4 根 4m 长锁脚锚管，衬拱与原钢架间按 1m 间距用对口木楔加紧，必要时在衬拱处喷射混凝土加强。对于边墙拱架连接错位但初支混凝土未开裂处，也可增加斜撑或对口撑对原有支护进行加强。衬拱及支撑
4、在换拱过程中逐榀拆除。 ( 2) 做好洞内洞外监控量测点埋设工作。洞内监控量测断面间距为 2m，洞外为 5m，埋设位置按规范要求办理。指定专人对洞内围岩及地面位移变形情况进行观测，根据量测数据分析结果，及时指导施工。 ( 3) 换拱施工人员应使用具有相关施工经历的成熟作业班组。人员组成: 现场领工 2 人，开挖工 6 人，支护拆除、立架 8 人，喷射混凝土 10 人。 ( 4) 换拱班组进场后，对于施工情况及换拱实施方案技术人员要组织集中交底，对工序要求及安全注意事项应集中培训，保证方案高质量落实。 ( 5) 根据换拱工程量提报材料需求计划，做好原材料储备工作。换拱前要根据拱架侵限实测数据，逐
5、榀计算须置换拱架总弧长及每节长度，并对拱架半成品试拼验收，做好半成品储备工作。 ( 6) 机械机具: 220 型挖机配破碎锤一台，电焊机 2 台，气割设备两套，注浆机一台，并制作一台换拱台架。 4 、换拱方案 此次换拱是在隧道仰拱回填施工完成后进行，原则上拱架置换完成一个二衬台车长度及时安排二衬拱墙施工，若置换后初支未见收敛，应及时缩短长度施做二衬。 4. 1 施工工艺流程 超前小导管 开槽 拆除侵限拱架 拱架安装 喷锚支护 施做二次衬砌 4. 2 施工工序 换拱从 DK211 + 854. 5 + 800 方向逐榀施工，换拱台车紧跟破碎锤施工。由于破碎锤最大伸展长度不能满足隧道净空高度，需在
6、仰拱填充面上实施回填土，创建破碎锤做业平台。隧道初支与仰拱填充面高度为 10. 3m，破碎锤最大伸展高度为 9m，则至少需要回填土 1. 3m，才能满足破碎锤做业需求。 4. 3 超前支护 在拱部 180范围内，须换拱段及两侧 1. 5m 范围施做超前小导管，42mm 超前小导管，长 3. 5m，间距 40cm，插打角为 15 20，每 2 榀一循环，超前小导管从拱架肋板开孔处打进，并将超前小导管尾部与前一循环已置换钢架牢固焊接。 4. 4 开槽 开槽顺序: 使用破碎锤按先从边墙后拱顶的顺序逐榀开槽破除混凝土，并以人工风镐辅助方式清理拱架附着残余混凝土。头榀采用刻槽拆换，其余的按顺序逐榀凿除。
7、 4. 5 拆除侵限初支 按设计开挖轮廓线，人工采用风镐挖除欠挖部份围岩土之后，及时割除影响施工的钢筋网片、连接筋和锚杆，然后按照先边墙后拱顶的顺序拆除拱架，每次凿割 1 榀钢架，气割分解已凿出的拱架，每榀钢架凿割长度每次控制在 1. 5m 左右，逐步拆除。 4. 6 拱架安装 拱架安装按照由边墙至拱顶的顺序施工。置换后拱架预留变形量暂定 10cm，施工中应根据初支监控量测结果按照宁大勿小原则及时调整预留沉落量数值，确保置换后二衬厚度满足设计要求。安装过程中，每节钢架的节点处必须设置锚杆，锁脚锚管参数为 L = 4. 0m，42mm 4 根，锁脚锚杆呈下倾 30打入。 4. 7 喷锚支护 喷锚
8、支护维持原设计 ( Vb 偏压) 参数施工: 挂设 8 的钢筋网片，网格间距 20 20cm; 采用 C30 喷射混凝土，厚度为 30cm，拱部设置 25 中空锚杆，L 4. 0m，边墙设置 10 根 25 砂浆锚杆，L 4m，锚杆间距 1. 2m 1. 0m ( 环向 纵向) 。 4. 8 施做二次衬砌 换拱过程中，二衬应紧跟已换拱段，根据量测数据，必要时二衬应每 6m 一节及时施做，限制支护变形，确保已换拱段二衬厚度满足设计要求。 5 、安全保证措施 ( 1) 洞内洞外做好监控量测，洞内监控量测断面间距为 2m，洞外为 5m，指定专人对洞内围岩及地面位移变形情况进行观测，根据量测数据分析结
9、果，及时指导施工。 ( 2) 做好换拱工作面照明，便于现场施工人员观察支护安全状态。 ( 3) 施工过程中，洞内设专职安全人员监视初期支护安全状态，当出现异常情况，必须立即通知现场负责人采取应急措施; 紧急情况下，通知现场施工人员迅速撤离。 ( 4) 坚持班前讲话制度，对当班施工中安全隐患及安全注意事项详细交底，安全警钟长鸣。 ( 5) 换拱施工期间，隧道施工范围内严禁爆破作业。 ( 6) 破碎锤作业前，对操作手交代清楚破除范围，破除厚度以及破除顺序; 在施工中，安排专人负责用强光指挥作业。 ( 7) 换拱台车前后悬挂相关安全警示标志，并安排专人指挥台车下道路通行。 ( 8) 换拱操作台架下设
10、大于 5m2 不小于 1m 厚沙堆，在支护出现异常情况下，便于施工人员迅速撤离。 结语 文章首先简要介绍了某隧道工程的工程概况，进而详细阐述了换拱前施工准备以及换拱方案，最后简要分析了安全保证措施，以供参考。 参考文献 1 潘江鹏，朱建群，孟庆生 隧道地质预报与监控量测的综合运 用J 土工基础，2012，26( 4) : 129-131 2 王鑫，涂忠仁 水平岩层公路隧道监控量测分析J 交通科技 与经济，2012( 6) : 93-96 3 高双槐 浅谈高速公路视频监控智能化解决方案J 中国交 通信息化，2012( 11) : 116-117 4 章林，赵帮亚 某高速公路施工路基沉降观测及评价J 现代 交通技术，2007( 3) : 26-29
