马垭口隧道变形换拱施工方案研究_隧道施工换拱施工方案
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节理裂隙对隧道围岩稳定产生不利影响。
(2)围岩本身特性：隧道内主要围岩为强～中风化泥灰岩、泥岩、含膏质泥岩，薄～中厚层状，且膏类介质具有一定的膨胀性。
(3)设计支护形式与实际围岩不符：隧道围岩破碎、渗水，而设计支护形式仅为格栅拱架支护，且间距较大，该支护无法抵抗软弱围岩所产生的荷载，这是隧道变形产生的根本原因。
(4)地下水及地表水影响：隧道在洞身开挖过程中局部裂隙水发育，无水地段雨后渗漏水严重，受水影响，围岩自身稳定性降低，大量的应力向隧道内释放，导致变形过大。
图1
换拱立面图施工过程与控制方法
换拱遵循“加固先导、先撑后破、重在开口、严禁放炮”的十六字方针进行施工。变形换拱段由于变形沉降较为严重，出现拱架弯曲下沉，初支混凝土严重开裂，地表水下渗等现象。为防止坍塌事故发生，在变形初期即使用套拱及φ159钢管进行支护，对其进行了有效加固，阻止了变形的进一部发展。在此基础上进行了换拱施工，变形段换拱施工步骤如下：(1)渣堆松散体反压回填
换拱前先对变形段进行反压回填，并碾压密实。渣堆反压回填是顺利进行换拱施工的关键步骤之一。回填土不仅为换拱创造了施工平台，而且其产生的反压力能够有效防止拱脚收敛，及拱腰变形。(2)加固支撑
在进行开槽前为防止震动造成新的沉降变形，应再次进行加固施工。虽然变形前期已经进行了加固支护，且变形已趋于稳定，但此时其处于应力平衡状态，冒然开槽换拱必将破坏其稳定状态，造成新的变形。再次加固主要使用I18钢支撑及φ159钢管进行竖向支护。要求在未反压回填段，架设新的套拱及钢管支撑，新的套拱拱脚安装在两侧已浇注边墙之上，并与边墙预埋钢筋焊接在一起。由于拱顶沉降造成初支混凝土形状不规则，套拱不能与初支混凝土完全接触，两者之间的空隙应采用方木进行塞垫或喷射混凝土。套拱安装完毕后，使用φ22钢筋作为纵向连接筋将相临套拱连接在一起，使拱架形成整体。在已进行反压回填段准备开槽处，位于开槽之前的几榀拱架使用φ159钢管进行支撑，钢管与原有套拱焊接在一起，其如图
1、图2所示。
图2
换拱纵断面图
(3)换拱施工
换拱施工从洞外向洞内进行。换拱施工利用反压回填渣体作为工作平台，先进行上台阶换拱作业。第一榀采用风镐凿除的宽度为略比钢支撑宽,凿除一节,安装一节钢支撑；换第二榀时，凿除宽度为第一榀与第二榀之间的设计宽度，严禁放炮或剧烈震动造成宽度过大。拱架安装完毕后及时打设锁脚锚杆进行固定，并与钢支撑焊接牢固，锁脚锚杆长度L=3.5m，焊接好单层φ8钢筋网后，喷射26cm厚C20的混凝土。施工第三榀及第四榀方法同第二榀。
超前支护：换好第一榀钢支撑后立即施工φ42超前小导管进行超前支护，每环37根，L=3m，环向间距40cm，仰角10~15度，小导管注浆采用1：1的水泥浆注浆，注浆压力0.5~1.0MPa。由于换拱段渗水较为严重，注浆液中加入一定量的水玻璃，可加快浆液凝结速度。上台阶施工一段距离后进行出渣，进行下台阶换拱作业。在下台阶进行换拱施工时注意左右错开，防止两侧同步进行。换拱过程中由于围岩过于破碎，开凿后容易产生垮塌，因此应及时进行初喷混凝土封闭开挖面。对于拱顶因为垮塌产生的空洞，需用喷射混凝土进行回填，或在拱架安装时预留输送泵管道，以后浇注混凝土回填。由于换拱段情况复杂，必须对其加强量测。量测分作者简介：杨维，男，1982 生，助理工程师，主要从事长大隧道及桥梁施工。E-mail:
-为对未换段沉降量测和对已换段沉降收敛量测。如果数据异常，应及时采用支撑加固措施或加强换拱支护参数。换拱施工参数
(1)钢支撑：I18钢支撑，钢支撑纵向间距75cm。
(2)纵向连接筋：采用Φ22钢筋对钢支撑进行纵向连接，全拱范围内连接筋环向间隔1米设置。连接筋长度L=85cm，连接筋与钢支撑重叠部分满焊连接。
(3)锁脚锚杆：采用Φ32钢筋对钢支撑进行锁脚，锁脚锚杆每处钢支撑拱脚设置4根，单根长L=3.5m。锁脚锚杆应现场做好锚固作业，锚杆端部应弯成90度角与钢支撑焊接牢固。
(4)钢筋网：φ8钢筋网，网格尺寸20×20cm，搭接应不低于一个网格尺寸，钢筋网与初喷面应密贴。
(5)辅助措施超前小导管：Φ42注浆导管，单根长3.5m，环向间距40cm，每环37根。
(6)预留沉降量：按30cm设置。
(7)衬砌：C25防水混凝土，厚度55cm。
封闭开挖面。
(7)破除侵限初支混凝土开槽后应人工找顶，将危石及悬块凿除防止掉落伤人。
(8)换拱时应按照测量组所测数据进行开挖换拱，不宜超挖，严禁欠挖。
(9)操作司机、喷射手、电焊和气割作业人员必须经过培训和国家劳动部门考核发证后，持证上岗。
(10)换拱施工段应加强照明。
(11)换拱各工序应连续进行，如换拱施工未完成一个工作循环而被迫中断时应视现场情况做好各项安全防护工作。措施如喷射混凝土封
闭工作面、打设锁脚、加设支撑、安全看守等。结束语
对于隧道施工，开挖时应根据围岩实际情况
确定支护参数，并制定切实可行的施工方案，防止沉降、收敛等变形的产生。隧道变形一旦产生，需要进行换拱施工时，应先进行支撑加固防止坍塌事故的发生，确保施工安全及质量。
参考文献
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换拱施工可能发生坍塌事故，较为危险，在施工过程中必须严格遵守安全守则，按照施工方案规范施工：
(1)安装套拱时，作业人员佩带好安全帽、安全带、绝缘鞋等防护用品。
(2)换拱作业台架应做好安全防护工作，用电采用安全电压、人员上下采用跑梯、周边设置安全防护栏、台架上作业工具应集中箱中放置、作业人员临边作业应挂安全绳、穿防滑鞋等。
(3)换拱作业严禁爆破施工。
(4)采用机械破除初支混凝土时做好机械指挥，避免出现大的超挖，控制开挖长度，每次开挖一榀，避免破除第一榀拱架时带动第二榀拱架大幅度变形、位移。
(5)换拱施工时经常观察作业面围岩、初支混凝土、初支钢支撑情况，观察交叉作业情况，人、机流动情况，材料、机械现场使用情况，发现不正常施工现象应及时制止，有危险预兆应及时停止作业，疏导作业人员撤离工作现场并及时向上级汇报现场情况。
(6)初支混凝土凿除后应及时初喷混凝土作者简介：杨维，男，1982 生，助理工程师，主要从事长大隧道及桥梁施工。E-mail:
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