脚变形(拱脚变形包括:下台阶开挖后,边墙钢架与拱部钢架对接时的体系转换过程;仰拱开挖后,上下台阶钢拱架对接时的体系转换过程)。
3、在该段采取地表注浆对隧道周边围岩进行预加固是必须的。由于人工回填土体与经压密的原生土体的物理性差异,注浆必须通过试验方可确定注浆参数;注浆压力大则在人工填筑土中导致浆液流失,注浆压力小又无法有效固结原状土。因此,地表注浆必须通过工艺试验和效果验证对注浆参数加以调整。地表注浆应根据注浆孔深度及土层特性,分段采用不同浆材、不同水灰比和不同压力,甚至采用不同类别的注浆方式。
4、地表注浆后的隧道开挖,必然对隧道周边注浆固结体产生扰动,导致已注浆的土体结构发生变化,诱发初期支护、地表的变形;因此洞内开挖加强初期支护的强度并对隧道开挖扰动部分的围岩(或围岩改良体)进行补充加固是保证施工安全的必备措施。初期支护完成后,宜对初期支护后的空隙进行补充注浆(跟踪注浆),以充填钢架与围岩间的空隙,约束围岩的松弛、改善初支结构的受力环境;这一点对浅埋、土质、地表变形要求较高的隧道尤为重要。
5、高度重视隧道开挖对未开挖段土体的影响(纵向效应),尽量减少未开挖土体“预变形”对土体结构及稳定性的破坏。在采取超前支护的基础上,强化保证掌子面稳定的工程措施。对于含水量大的黏土、结构松散的块石土,应加长超前支护,掌子面采用纤维锚杆加固,可采用上台阶留核心土的弧形导坑法。
6、高度重视刚架基础的稳定、尽量减少初期支护拱脚、边墙脚的沉降和过大水平位移。凡拱脚基础位于杂填土、粘性土内,采取扩大拱脚,设置注浆锁脚锚管的方式。拱脚注浆根据拱脚土质选用浆材,杂填土内采用水泥砂浆、粘性土内采用水泥净浆,注浆终压不小于1Mpa。
7、高度重视开挖前对注浆效果的检查、分析,结合监控量测数据分析初期支护的变形特征,进而采取有针对性的辅助、补充工程措施。应将注
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浆盲区的补充注浆、初支后的“跟踪注浆”纳入工程措施和工序中。
二、各段落具体处理措施
(一)DI3K30+053~DI3K29+970段地表处理
在恢复洞内施工前首先做好地表的处置工作:
1、在隧道中线两侧各25m范围内,回填凹地、裂缝,形成平顺的排水坡,防止积水。对隧道地表右侧堆土按单侧25m进行平整及局部卸载,填平线路左侧洼地。
2、在隧道中线两侧各25m范围内,修整成平顺的单面坡或人字排水坡,区域周边设置截、排水沟和集水坑,安装好水泵等排水设备,进一步完善地表截排水系统。
3、对隧道中线两侧各25m范围内地表及周边截、排水沟表面,喷洒水泥浆液渗透固结封闭,以防止和减少地表水下渗到隧道洞身周边土层。
4、地表在隧道通过填土段前后20m、中线两侧各40m范围内设立地表变形观测网,网格间距5~10m,隧道范围内适度加密观测点,在复工前读取初始数据;自洞内复工开始,按照《铁路隧道监控量测技术规程》相关要求,结合洞内主要工序安排进行观测和分析,用以指导洞内信息化施工、调整工程措施及参数,确保施工安全。
(二)DI3K30+053~DI3K30+031正常段的施工安排
目前仰拱及填充浇筑至DI3K30+032,二衬浇筑至DI3K30+037.5。对仰拱及填充已经浇筑,尚未施做二衬的DI3K30+037.5~DI3K30+032段初期支护进行做好监控量测,在前方仰拱及填充紧跟下台阶并能够提供工作面时,及时紧跟施做二衬。
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(三)DI3K30+031~DI3K30+011段变形侵限处理措施
该段上台阶开挖后变形较大并已施作护拱,其中DI3K30+023~DI3K30+011段已经采用型钢架设了临时钢支撑;初期支护以垂直下沉为主,侵入二衬限界最大值为72cm,必须拆除套拱及原初期支护并扩挖换拱,确保二衬厚度不小于设计要求。处理措施及施工步骤如下:
1、在DI3K30+011~DI3K29+998段洞内注浆加固完成后,随即开展本段上半断面全面径向补充注浆;注浆采用直径42mm钢花管,长度为3.5m,间距为环向1.0m、纵向0.6m,梅花形布置;注浆压力:弃土层内0.5Mpa,黏土层内0.8Mpa,浆液采用水泥浆,水灰比0.6~0.8,达到终压维持压力至不进浆。
2、上台阶左、右两侧拱脚处,对应于每榀初支钢架各设4根直径42mm拱脚注浆锁脚锚管,锚管内插长度不小于100cm的直径25mm螺纹钢筋加强。锁脚锚管2根下倾角7~100,2根下倾角10~200,拱脚注浆锁脚锚管长度4.5m,管在土石界面应进入岩石不小于1m,在土层内其有效长度不小于3m。拱脚注浆根据拱脚土质选用浆材,弃土层内采用水泥砂浆、黏土层内采用水泥净浆,水灰比0.6~0.8,注浆终压不小于1Mpa。
3、待注浆完成并固结后,由大里程向小里程方向逐榀破除喷射砼,拆除套拱及原初期支护,重新扩挖并进行初期支护。从首榀换拱开始,按照纵向2.4m、环向0.4m间距,向小里程方向施做长度3m、直径42mm的超前小导管注浆,注浆压力0.8Mpa,浆液采用水泥浆,水灰比0.6~0.8,达到终压维持压力至不进浆。
4、拆除套拱及原初期支护并扩挖后,立刻初喷砼封闭开挖面;更换的钢拱架仍采用H175型钢,每榀间距0.6m,钢拱架的制作应根据上台阶尺度并预留不小于25cm沉降量,设置宽度1m的大拱脚,设置双层钢筋网。
5、更换钢架就位连接后,复喷C30早强喷砼至初支设计厚度,随即在钢架各设4根直径42mm拱脚注浆锁脚锚管,锚管内插长度不小于100cm的
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直径25mm螺纹钢筋加强。锁脚锚管2根下倾角7~100,2根下倾角10~200,拱脚注浆锁脚锚管长度4.5m,管在土石界面应进入岩石不小于1m,在土层内其有效长度不小于3m。拱脚注浆根据拱脚土质选用浆材,杂填土内采用
水泥砂浆、粘性土内采用水泥净浆,水灰比0.6~0.8,注浆终压不小于1Mpa。
6、上台阶段套拱及初期支护每拆换不超过3榀拱架,随即左、右侧前后错开分别开挖及支护下台阶。下台阶开挖前,对于土质地层边墙部分采用外插角30°、下倾70直径42mm超前小导管注浆加固,纵向每2.4m一环,环向间距0.5m,每根长3.5m,水灰比0.6~0.8,注浆终压不小于1Mpa。
7、边墙开挖后及时初喷,钢架就位连接后,设置双层钢筋网,复喷C30早强喷砼至初支设计厚度,随即在拱脚处按与垂线30°、60°打入两对长4.5m的锁脚注浆锚管,锚管内插长度不小于100cm的直径25mm螺纹钢筋加强,并设“U”钢筋与钢架牢固焊接,锚管在土石界面应进入岩石不小于1m,在土层内其有效长度不小于3m。锚管注浆采用水泥净浆,水灰比0.6~0.8,注浆终压不小于1Mpa。
8、下台阶每开挖3榀拱架,随即紧跟仰拱初期支护,并进行径向补充注浆;注浆采用直径42mm钢花管,长度为3.5m,间距为环向1.0m、纵向0.6m,梅花形布置;注浆压力:弃土层内0.5Mpa,黏土层内0.8Mpa,浆液采用水泥浆,水灰比0.6~0.8,达到终压维持压力至不进浆。
9、边墙初期支护完成后,按正常程序进行仰拱部分施工。该段施工应加强对新设支护的变形监测、观察,及时调整工艺,必要时,加强二衬。
10、若经过验证边墙地层使用小导管注浆不能满足加固需要,再采用二重管注浆加固。加固范围为上台阶拱脚以上1m和下台阶全部土层范围,加固厚度按照开挖轮廓线以外不小于2.5m实施。 (四)DI3K30+011~DI3K29+998段变形处理措施
该段上台阶初期支护已经设置了临时钢支撑,其中核心土后方初期支
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护进行了断面扫描测量,DI3K30+006~DI3K30+011段初期支护变形也已达到30cm(以拱部沉降为主),最大侵入设计二衬空间17cm。据地勘资料及现场揭示上台阶上部2m~3m为杂质弃土,以下为致密的红黏土,段内侵限的初期支护须拆除,确保二衬厚度不小于设计要求。处理措施及施工步骤如下:
1、检查掌子面封闭情况,并对核心土以外弧形导坑掌子面施作3m长水泥砂浆锚杆,布置间距1m;掌子面和核心土表面对补喷砼至15cm。
2、检查并恢复初期支护变形监控量测点,并加密进行施工期间的监控量测、数据分析及信息反馈。
3、针对地表注浆存在较多盲区、黏土内注浆效果较差的情况,对上台阶进行全面径向补充注浆;注浆采用直径42mm钢花管,长度为3.5m,布置间距为环向1.0m、纵向0.6m;注浆压力:弃土层内0.5Mpa,黏土层内0.8Mpa,浆液采用水泥净浆,水灰比0.6~0.8,达到终压维持压力至不进浆。
4、上台阶左、右两侧拱脚处,对应于每榀刚架各设4根锁脚注浆锚管,锚管内插长度不小于100cm的直径25mm螺纹钢筋加强。锁脚锚管2根下倾角7~100,2根下倾角10~200,成对设置并设“U”钢筋与钢架牢固焊接。锁脚注浆锚管长度4.5m,锚管在土石界面进入岩石不小于1m,在土层内其有效长度不小于3m。拱脚注浆根据拱脚土质选用浆材,弃土层内采用水泥砂浆、黏土层内采用水泥净浆,水灰比0.6~0.8,注浆终压不小于1Mpa。
5、为保证该段注浆施工安全,可根据支护变形及其发展情况加强设置型钢竖撑或临时横撑。
6、严密监控该段在本段注浆及DI3K30+031~DI3K30+011段施工的变形及净空变化情况,在DI3K30+031~DI3K30+011段侵限套拱及原初期支护拆换完毕,形成正常的支护、衬砌作业循环,对本段的净空进行全面检查,确定初期支护拆换范围或部位,局部侵限段(处)可原位置换。
7、该段的全断面径向补充注浆加固、增设拱脚注浆锚管等措施应先于
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