隧道沉降变形处理方案

隧道沉降变形处理方案（共8篇）

篇1：隧道沉降变形处理方案

隧道出口沉降变形处理方案

一、设计情况

1、D65+100～ D65+450段原设计为Vc型复合衬砌，支护及衬砌参数： 超前支护采用Ø89管棚，初期支护采用拱墙工22钢架，间距0.5m，拱部采用φ22组合中空注浆锚杆，边墙采用φ22砂浆锚杆，锚杆长3.0m，环纵向间距为1.2×1.2m，锁脚锚管长4.5m，每榀每侧2根，φ6钢筋网片间距20×20cm，C30喷射混凝土厚28cm,衬砌厚度为55cm，仰拱厚65cm。

2、设计地质情况：设计围岩为白垩纪下统磨石砬子组砂砾岩，拱顶为砂砾岩和弱风化砂砾土分界线，节理裂隙发育，岩体破碎，有裂隙水。

二、施工及沉降变形情况

目前掌子面施工至 D65+348，按三台阶法开挖，中台阶开挖至 D65+360，左侧下台阶施工至

D65+376，右侧下台阶施工至 D65+372，仰拱及填充施工至 D65+382，二衬施工至 D65+406。

10月6日早7：00测得 D65+348～ D65+382段34米发生变形，10月8日测得拱顶最大累积沉降量69.1cm，初支出现不同程度变形及侵入二衬限界。地表观测相对高差发现地表下层，沉降范围 D65+348～ D65+376，最大下沉量达1.1m。

三、施工计划安排 1、2012年10月15日至2012年11月20日对洞内沉降变形段进行加固和洞顶地表的封闭覆盖。2、2013年4月1日至2013年8月31日对洞内沉降变形段进行换拱并施做二衬。

3、出口掌子面不再掘进，采取隧道进口掘进贯通。

四、处理方案

（一）方案目标：

1、控制沉降，安全过冬，确保冻融期安全；

2、保证隧道贯通时掌子面和现已开挖变形支护段的安全。

（二）控制沉降变形措施

1、施做衬砌

对目前已施作仰拱及初支还没变形地段，加快二衬施工推进至 D65+382处，避免初支变形范围进一步扩大。

2、D65+382～ D65+348沉降段加固

（1）加固原则：先洞内后地表，洞内由外向里进行，先用套拱加固后径向注浆。

（2）待 D65+382～ D65+406段二衬完成，D65+376～ D65+348段监测稳定后，先在 D65+379～ D65+377段施做套拱，套拱采用I22a工字钢架，间距0.5m，共支立5榀，套拱工字钢采用14槽钢进行纵向连接，环向间距2m。套拱与原初支间喷射C30砼封闭，保护层厚度不小于3cm。套拱下部采用I22a工字钢架横向支撑，喷射C25砼设临时仰拱。套拱底面标高在现有原状土基础上施做，底面稍作开挖，套拱基础必须牢固，松软土体注浆加固，提高承载力。套拱定位后及时施做锁脚锚管，左侧拱脚的锁脚锚管每榀设置三排即6根，长度4~5m，角度5~10度，管内注浆对软弱基础进行固结，以提高承载力，同时插入直径32mm的螺纹钢增加锚管的刚度和抗剪度。每榀套拱施做前先由测量队对 D65+379～ D65+377段已变形断面测量，套拱工字钢比照变形初支内断面稍小加工，安装时尽可能密贴已变形初支，工字钢外侧与原初支间空隙采用混凝土喷射密实。

（3）在变形地段每间隔2m施作一处套拱。按以上方法施做 D65+375～

D65+373、D65+371～

D65+369、D65+367～ D65+365、D65+363～

D65+361、D65+359～

D65+357、D65+355～ D65+353、D65+351～ D65+348段套拱及临时仰拱。

（5）套拱加固施工完毕后开始进行径向注浆，注浆里程为 D65+348~ D65+380，注浆环向范围为：上台阶和左右侧中台阶以及左侧部分下台阶范围；注浆孔梅花型布置，孔深5m，直径50mm导管长度4.5m，间距1m（视注浆效果可适当调整）梅花型布置,浆液水灰比1:1，注浆压力0.5-1.0Mpa。注浆量视注浆压力而定，当压力不再上升或上升缓慢时换孔，下一个孔的注浆量参照上一个孔的注浆量适当调整。

3、洞内加固完成后开始对地表进行处理。处理方法为：一是对地表裂缝进行水泥砂浆灌注回填封闭；二是对地表凹陷区用原状土进行回填成拱形，表层铺填粘性土后用防水油布覆盖，将地表水引入周边挖好的截水沟。

（三）D65+382～ D65+348沉降段处理

1、处理原则：从外向里进行，采用套拱先加固后逐榀拆除初支换拱处理，仰拱和二衬及时跟进。

2、处理方法和顺序

第1步：对 D65+382～ D65+379段原初期支护逐榀拆除换拱,只对初支侵线部分逐榀拆换，采用人工配合“啄木鸟”进行拆除。拆除原变形拱架将托换的钢架安装至设计位置并喷护完成之后方可拆换下一榀钢架。钢架落底至下台阶墙脚，初支预留沉降量加大为35cm。换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆。

第2步：对 D65+377～ D65+375段原初期支护逐榀拆除换拱。方法同第1步。

第3步：拆除 D65+379～ D65+377段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆。

第4 步： D65+382～ D65+375段换拱完成后，每3m一段开挖仰拱，仰拱开挖采用无爆破机械开挖，并及时施工仰拱初支及仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第5 步：施工 D65+382～ D65+375段二衬混凝土。第6步：对 D65+373～ D65+371段已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆，保证中台阶拱脚土体固结。

第7步：拆除 D65+375～ D65+373段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证中台阶拱脚土体固结。第8步：对 D65+369～ D65+367段已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆，保证中台阶拱脚土体固结。

第9步：开挖 D65+375～ D65+371段下台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第10步：开挖 D65+375～ D65+372段仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第11步：拆除 D65+371～ D65+369段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证中台阶拱脚土体固结。

第12步：对 D65+365～ D65+363段已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆，保证中台阶拱脚土体固结。

第13步：开挖 D65+371～ D65+367段下台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第14步：分段开挖 D65+372～ D65+369段仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第15步：施工 D65+375～ D65+369段二衬混凝土。第16步：对 D65+361～ D65+359段已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜，向下倾斜约10度，保证上台阶拱脚土体固结。

第17步：拆除 D65+367～ D65+365段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证中台阶拱脚土体固结。

第18步：开挖 D65+367～ D65+363段下台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第19步：开挖 D65+369～ D65+365段仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第20步：拆除 D65+363～ D65+361段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证中台阶拱脚土体固结。

第21步：对 D65+357～ D65+355段已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆，保证中上阶拱脚土体固结。

第22步：拆除 D65+359～ D65+357段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证上台阶拱脚土体固结。

第23步：开挖 D65+361～ D65+359段中台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第24步：对 D65+353～ D65+351段已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆，保证上台阶拱脚土体固结。

第25步：开挖 D65+359～ D65+357段中台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第26步：开挖 D65+363～ D65+359段下台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第27步：开挖 D65+365～ D65+361段仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第28步：施工 D65+369～ D65+363段二衬混凝土。第29步：对 D65+355～ D65+353段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证上台阶拱脚土体固结。

第30步：开挖 D65+357～ D65+353段中台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第31步：对 D65+351～ D65+348段套拱和临时支撑，再对该段原已变形初支钢架逐榀拆除换拱，换拱采用工22钢架，间距0.5m，锁脚锚管每环每侧为三排即6根，长度5m，向下倾斜约10度，并注水泥浆保证上台阶拱脚土体固结。

第32步：开挖 D65+353～ D65+348段中台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第33步：开挖 D65+359～ D65+355段下台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第34步：开挖 D65+361～ D65+357段仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第35步：施工 D65+363～ D65+357段二衬混凝土。第36步：开挖 D65+355～ D65+348段下台阶，单侧落底，每循环1榀钢架。

第37步：分段开挖 D65+357～ D65+348段仰拱、填充混凝土，封闭成环。

第38步：施工 D65+357～ D65+348段二衬混凝土。

3、为保证安全以上施工采用单工序施工，严格在监控量测指导下进行，发现有异常变化立即撤出施工人员，经分析后再采取下步措施。

五、质量保证措施

1、严格按处理方案及有关规范施工，确保施工质量。

2、套拱严格按照初支钢架工艺加工，现场控制套拱加工、安装连接质量。

2、确保注浆质量，做好注浆记录。

3、成立以项目经理为组长，安全总监、总工、洞长、以及技术员为成员质量管理小组，对施工过程全过程控制，对施工质量负责，并作好记录。

六、安全保证措施

1、在凹陷洞顶四周设警戒绳，立 “危险！严禁靠近”的警示牌，并派专人进行日常巡查，禁止无关人员靠近，以免发生意外事故。

2、沉降变形范围洞身开挖严格按照“管超前、预注浆、多循环、短开挖、快支护、勤量测、早封闭”的原则进行。

3、加强监控量测，监测支护体系的变形，判断结构的稳定性和安全性，及时反馈施工。

4、施工人员严格按照安全操作规程施工，严禁违章作业。

5、施工时安排专职安全员对洞内、洞外施工全过程监控，观察有否变形，发现有异常情况及时采取处理并汇报，以便调整施工方案。

6、做好应急措施，掌子面备好救生箱及救生管道；成立隧道抢险安全领导小组，随时应对紧急情况，做到抢险动作快、组织有力。

篇2：隧道沉降变形处理方案

应急处理会商纪要

二○一一年十一月二十三日，由京福铁路客运专线安徽有限公司主持，中铁四院京福客运专线建设指挥部、中铁诚业监理公司联合体HFJL-5标项目部、中铁六局HFZQ-6标项目经理部参加，对东山隧道DK217+820～+865段初期支护变形及地表开裂进行了现场勘察，经会商，形成纪要如下：

一、DK217+836～+851段洞顶地表沉降开裂及DK217+820～+865段洞内初期支护变形情况

东山隧道此段围岩设计为全风化花岗闪长岩，砂土状。围岩级别为Ⅴ级，衬砌类型为Ⅴb，超前预支护为双层小导管。

洞内初支变形侵限情况：东山隧道DK217+820～+865段初期支护存在侵限情况，主要分布在拱部中线偏左6m～中线偏右4m范围，侵限5～21cm。DK217+835～+850右侧边墙侵限。在DK217+840～+855处初期支护两侧墙纵向开裂及拱部局部拱架连接处，有不规则开裂现象，裂缝宽度约1～2mm。

地表开裂情况：洞顶地表共发现3道裂缝：

（1）第1道裂缝长度约6.5m，宽度约3cm，裂缝起点里程DK217+836.9，位于隧道中线偏左19.37m，埋深24m；终点里程DK217+843.4，位于隧道中线偏左18.62m，埋深24.5m。

（2）第2道裂缝长度约2.9m，宽度约2cm，裂缝起点里程DK217+844.636，位于隧道中线偏左17.4m，埋深24.1m；终点里程DK217+846.9，位于隧道中线偏左17.5m，埋深23m。

（3）第3道裂缝长度约8.4m，宽度约2cm，裂缝起点里程DK217+843.5，位于隧道中线偏左14.04m，埋深23.5m；终点里程DK217+851.9，位于隧道中线偏左12.4m，埋深21m。

初步判断：通过地表勘察及洞内量测资料分析，判断为支护沉降

变形引起地表开裂，山体基本稳定，洞内支护暂时稳定。

二、发生变形原因分析：

1、未严格按设计要求的六步CD法施工，引起洞内初期支护长期沉降变形较大。

2、DK217+828～+855段仰拱施工时，每循环开挖过长造成沉降变形突变（27m分3段一次开挖支护成型），诱导地表开裂。

3、此段山体存在一定地形偏压。

三、应急处理方案

主要原则，以洞内变形侵限处理为主，根据洞内及地表监测情况再判定是否加固处理。

1、掌子面停止施工，采用20cm厚C25喷射混凝土将掌子面封闭。

2、①、②、④、⑤部采用I22工字钢铺设临时仰拱，及时闭合成环，纵向采用Φ25mm钢筋连接形成整体受力，采用喷射混凝土封闭。

3、加强洞内及地表的监控量测，主要监测内容为地表沉降、位移，洞内拱顶下沉及水平收敛，监测断面每5m一个，监测频率每天3次，并对监测结果及时进行分析及反馈。

4、对DK217+820～+865段采用I22工字钢加设套拱，DK217+820～+830、DK217+850～+865段套拱间距1.2m/榀，DK217+830～+850段套拱间距加密，喷射三角形混凝土封闭。

5、套拱施工完成后采用Ф50*3.5mm小导管对DK217+820～+860段拱墙范围进行5m径向注浆，参考图号：合福隧参04-13。

6、注浆固结后对DK215+820～+865段进行换拱，要求从洞外向洞内逐榀处理。

7、DK215+820～+865段二次衬砌拱墙环向钢筋（原设计为Ф22钢筋）加强为Ф25。

8、对山体裂隙采取灌注水泥浆，固结后，用水泥砂浆封闭。

四、施工注意事项

1、掌子面必须停止开挖进行封闭，做好临时支护。

2、加强洞内监控量测，加大量测频率（每天3次）；做好地表裂缝位置范围的地表观测，监测数据应及时整理分析，项目部应做好监测数据核查；现场监测结果异常时，立即采取措施，同时上报相关单位；

3、侵限段初期支护拆换应逐榀进行，采用人工凿除，确保拆除安全。

4、变形侵限处理应制定详细的施工组织方案经监理审批后报现场指核备，监理单位加强现场施工过程监控。

5、下步施工必须严格按照设计支护参数及工法施做。

四、费用处理：此费用由施工单位承担。参加单位及人员：

京福铁路客运专线安徽有限责任公司： 中铁四院京福客运专线建设指挥部： 中铁诚业监理公司联合体HFJL-5标项目部： 中铁六局HFZQ-6标项目经理部：

篇3：隧道初期支护沉降变形处理

1.1 地质简况及产生原因

在地质条件较差的黄泥浅埋隧道施工中, 黄泥遇水极易形成股流, 稳定性极差。致使山体整体发生沉降导致部分已经施工的段落原有支护结构完全被破坏, 注浆形成的拱套受挤压, 已经破碎, 拱架受压变形严重, 不能满足隧道净空要求。

2 施工处理前期准备及注意事项

变形段处理施工前, 加强各相关职能部门 (质检机构、安全组织机构, 以及测量队、材设部、试验室等) 的全面配合。全面组织实施方案, 保证施工正常有序进行。隧道初期变形处理的危险性很大, 因此为了确保工程施工质量和安全, 应全过程执行安全监控, 严防生产事故的发生。并需要注意以下事项: (1) 从新注浆加固环向受力圈。 (2) 凿除侵入二次衬砌界限的初期支护, 过程中严禁放炮, 及时重新施作初期支护, 确保二次衬砌厚度。 (3) 隧道施工的各班组间, 应建立完善的交接班制度, 并将施工、安全等情况记载于交接班的记录簿内。工地值班负责人应认真检查交接班情况。 (4) 所有进入隧道工地的人员, 必须按规定配戴安全防护用品, 遵章守纪, 听从指挥。 (5) 施工人员到达工作地点时, 应首先检查工作面是否处于安全状态, 并检查支护是否牢固, 如有松动的石、土或裂缝, 应先予以清除或支护。 (6) 风钻钻眼时, 应先检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常, 管子接头是否牢固, 有无漏风;钻杆有无不直、带伤以及钻孔堵塞现象, 不符合要求者应予以修理或更换。 (7) 洞内应设专人指挥交通, 防止车辆干扰。 (8) 隧道作业环境包括粉尘浓度、通风等应符合相关标准。 (9) 隧道内的照明灯光应保证亮度充足、均匀及不闪烁, 隧道内的用电线路和照明设备必须设专人负责检修管理, 检修电路与照明设备时应切断电源。 (10) 置换部位及周边的监控布点工作要及时, 施工作业队应根据监控方所提供的量测数据及时调整施工方案, 加强支护。

3 施工方案

3.1 施工顺序及流程

在更换钢拱架前二次衬砌必须施工至须处理地段, 置换的过程中二次衬砌需要及时跟进, 为施工安全提供保障。具体见施工流程图。

3.2 施工技术方案

3.2.1 由于原有的支护结构被破坏, 原注浆形成的拱套受挤压, 已经破碎, 为了施工安全, 应对施工段落前后的受挤压段落进行加固。加固用如下两种方法:对变形段落进行整体注浆小导管加固处理ф42×4mm超前小导管 (长4.5米, 环向间距1m, 纵向1m, 垂直) 注浆压力为:初压0.5~1Mpa、终压2.0~2.5Mpa, 水灰比1:0.45;对施工段落前后进行伞状支撑加固 (如下图)

3.2.2 凿除变形段原有喷射砼:凿除受破坏变形段原有喷射砼, 凿除时应该尽量采取人工凿除的方法, 根据实际变形情况确定凿除喷射砼的环向长度, 凿除喷射砼后进行人工环向开挖, 必要时只能采用风镐开挖, 不可用爆破施工以减少对围岩的扰动。如果围岩依然松散应该立即进行复喷封闭, 复喷完以后再对该处进行加密小导管注浆处理, 待稳定后再进行上述工序。

3.2.3 拆除变形拱架:待凿除原有喷射砼露出受挤压变形的钢拱架后对已变形的钢拱架变形部位进行切割, 切割完毕后对下沉的岩土再次进行开挖, 开挖至设计净空。

3.2.4 重新安装钢拱架:开挖下沉岩土后将拱顶岩土进行整平。将加工好的钢拱架进行安装, 焊接连接钢筋, 并留出足够的搭接长度, 根据现场实际情况局部可加密连接钢筋, 使新安装的拱架与原未切割的拱架形成完整的受力环, 并将相邻两榀钢拱架之间采用纵向连接筋连接, 保证其整体性, (更换间距控制在50cm) 。

3.2.5 把已换好的拱架的段落及时进行喷射砼。

3.2.6 对换好拱架的段落进行二次衬砌施工后, 继续下榀变形拱架的更换。

3.3 监控量测

(1) 量测断面应该布置在处理作业面及其周边, 同时对需要处理段的山体顶部进行布设。 (2) 加强监控量测, 加密量测间隔, 加大量测频率, 加密量测间隔, 尤其是拱顶下沉、水平净空收敛和钢支撑内力的量测。 (3) 量测元件的安设及其初值数据采集应该在开挖后24小时内, 在下一次开挖之前完成。 (4) 在监测过程中, 如果发现拱顶下沉量过大, 山体顶部下沉量过大, 净空位移过大或者收敛速度无稳定趋势, 应该采取补强措施。 (5) 每天测量数据及时反馈给施工技术人员及其作业班组, 为下一步施工作业安排提供科学的参考依据。

3.4 施工注意事项

严格按照施工顺序进行施工;施工过程中要时刻保持高度的警惕性, 切不可盲目施工作业;二次衬砌施工必须及时跟进, 确保施工安全系数;要加强监控量测工作, 尤其是拱顶下沉量、水平净空收敛和地表沉陷值, 量测数据结论及时送交施工方, 真正起到指导施工作用。

4 安全措施

配备专职技术人员以及安全人员, 对施工作业进行全方位监督;喷射混凝土尚未达到一定强度、喷锚后变形量超过设计允许值以及发生突变的围岩, 采取及时加强临时支护措施;置换台车必须加工牢固, 能方便施工人员上下活动, 开挖台车最上面的操作平台应该留有必要的活动空间用以防止危石滑落人员可以安全躲避;拱顶和地表布置的测点定期观测, 发现洞内和地表位移值等于或大于允许位移值, 以及地面或洞内出现裂缝时, 必须立即通知作业人员撤离现场, 待继续观测数据稳定后再进行施工;定人、定岗, 认真执行安全操作规程, 坚持交接班检查制度, 作好记录。

5 结束语

隧道施工的地质条件复杂, 在发生不可预见的问题时选择合理的施工方法及时有效的解决问题, 将隧道施工风险降低, 损失减少到最低限度。本文是结合工程实际情况对隧道沉降变形进行处理的方法的总结, 不足之处, 请多多指教。

参考文献

[1]关宝树.隧道工程施工要点[M].人民交通出版社, 2003年1月.

[2]吴焕通, 崔永军.隧道施工及组织管理指南[M].人民交通出版社, 2005年1月.

篇4：隧道沉降变形处理方案

关键词：软弱围岩大变形初期支护

中图分类号：P62文献标识码：A文章编号：1007-3973(2010)012-042-02

1概述

松桂1号隧道进口里程为DIK108+463，出口里程为DK110+958，全长2495米，是大丽铁路W9标最长的隧道，也是全线的控制性工程之一。所属地质层为剥蚀中山地貌，上覆粉质黏土、块石土，下伏基岩为灰质角砾及页岩、砂岩夹泥岩及煤线。由于云南省演西地区处于太平洋和印度洋两大板块交界处，地壳活动极为活跃，地震极为频繁，地应力较高；加之滇西地区位于三江断裂带，地质构造极为复杂破碎。该隧道原设计Ⅴ级围岩125米，Ⅳ围岩1120米，Ⅲ级围岩1250米。而实际开挖Ⅲ级围岩只有26米，大部分为Ⅴ级围岩。本隧道的变更比例高达：81％。本隧道围岩大变形的整治引起铁道部、建设、设计、科研单位的密切关注，曾多次组织各方面的专家进行现场踏勘、技术研讨。

2变形过程

2.1DK110+880～+935段

2006年2月19日，DK110+880～+935段初期支护产生变形，两侧边墙部位变形最大，DK110+905处最大，右侧边墙平均位移量49cm，左侧边墙平均位移量29cm，DK110+880～+905段变形主要位于上台阶拱部及拱脚处，位移量约10cm；后采用临时横撑加固，变形基本得到控制。

2.2DK110+800～+880段

由于DK110+880～+935段发生变形时，上台阶已施工至DK110+835，DK110+880～+935段变形处理至2006年3月底结束。随后上台阶和下台阶继续往前施工，2006年5月6日，当上台阶施工至DK110+754，下台阶施工至DK110+840，仰拱施工至DK110+850时，发现边墙部位向内挤出，且变形速率较快；至5月8日，DK110+850～+880段线路左侧C、D单元钢架接头处最大位移量45cm，DK110+829～+850段边墙变形量19cm，DK110+785一+829段变形未侵入二次衬砌净空。

2.3DK110+750～+796段

2006年5月6日上台阶掘进至DK110+754，下台阶至DK110+840，DK110+829～+880段初期支护出现变形并侵入二次衬砌，侵入二衬尺寸最大为12～19cm。

3原因分析

(1)隧道开挖暴露后，由于开挖轮廓周边页岩、炭质页岩层理体具有恢复原状的临空面，随着暴露空气和水作用时间的延长，密度会逐渐减小，岩体软化、崩解甚至失稳，层间结合力降低，围岩压力增大，若不及时的将初期支护封闭成环，形成整体受力结构，难以长时间抵抗围岩压力。

(2)受构造影响，部分层理面镜面擦痕明显，光滑如镜，镜面擦痕降低了围岩层间结合，线路左侧岩层层面倾向洞内，使该侧侧压力增大，导致线路左侧的边墙发生较大变形，局部地段侵入二衬空间。

(3)隧道出口区初期支护变形较大时，虽然通过变更设计对支护措施进行了加强，但由于对本隧围岩特性及构造对工程的影响程度需要一个不断认识的实践过程，故初始变更设计支护措施并未完全抑制支护体系变形。

(4)在施工过程中监控量测和信息反馈不及时，导致支护体系变形不断增大；施工中上下台阶距离太长，工序时间间隔较长，初期支护不能及时封闭成环，特别是下台阶及仰拱开挖时，使初期支护变形急剧加大。松桂1#隧道是大丽铁路后期的控制性工程之一，工期紧、任务重，通过开展“偏压软岩隧道大变形机理及综合施工技术”研究工作，了解炭质页岩隧道围岩变形的机理和规律，掌握围岩应力释放(变形)与支护应力大小的规律，合理地确定隧道结构安全度，为优化设计支护参数与施工方案提供理论依据，确保松桂1#隧道施工期间和运营期间的安全、控制工程造价，并为今后类似工程提供有益的经验和参考体系。

4主要解决措施

(1)改变初期支护断面形式，改善受力状态。根据炭质页岩变形和应力释放的特点，改变隧道开挖断面的形式。经过各方专家的研究后决定将钢架边墙部位的曲率，由原设计的直墙调整为半径913cm的曲墙。

(2)调整系统支护措施，由于对炭质页岩的膨胀变形和破坏性认识不足，造成初期支护多次重复替换(局部地段处理多达三次)。原设计的初支护参数为：格栅钢架间距1.0米，榀，拱部采用3.0米置入式中空锚杆，边墙为3.0米砂浆锚杆，喷射砼厚度为20cm。第一次变形后的支护措施调整为系统锚杆3.5米，拱墙I16型钢拱架间距1.0米，榀，喷射砼厚度20cm。第二次变形后的支护措施调整施为：变形段采用径向5m长(p42钢花管加固围岩，全环116型钢钢架拆换原有钢架，型钢钢架纵向间距0.8m，喷射砼20cm。第三次变形后的支护措施调整为：变形段采用径向5m长Q42钢花管加固围岩，全环118型钢钢架拆换原有钢架，型钢钢架纵向间距0,8m，喷射砼20cm。后续施工均采用拱部3.5米的中空锚杆，边墙4.0米的砂浆锚杆，墙钢架的接点部位增设锁脚锚杆，长5.0米的cp42钢花管，全环118型钢钢架，型钢钢架纵向间距0.8m，喷射砼厚度25cm。

(3)合理的开挖方式和二次衬砌跟进施工中采用三步台阶八流程法施工，同时在起拱线部位增设临时仰拱。变形段的二次衬砌时间不再按照新奥法的施工理论，应该作为新奥法特例来处理。由于变形段的围岩没有收敛稳定，所以二次衬砌要根据监控量测资料结果分析，在变形侵限前采用不同的衬砌断面及时施做。

5主要研究成果及技术水平

松桂1号隧道炭质页岩大变形地段综合技术研究，结合工程实践，取得了多项有使用价值的成果，归纳起来，主要有以下几项：

(1)系统分析了炭质页岩基本物理力学性质及其工程特性；对松桂一号隧道炭质页岩地段的变形机理进行了深入分析，对不同层里地层隧道施工的围岩稳定性做了系统的分析，建立了相应的模型及计算方法；并对支护结构的安全性进行了评价。得出了隧道穿越的主要围岩是页片状一薄层状的炭质页岩、泥岩，层间结合差，遇水很容易软化，存在高地应力软岩变形和浅埋顺层偏压问题，对隧道施工很不利；当地层走向与隧道中轴线小角度斜交、倾角缓、地下水丰富时尤为不利。

(2)本着经济高效的原则，研究提出了适合松桂1号隧道地质情况的合理支护、快速施工的模式。确保工程顺利完工。

(3)建立了复杂应力条件下炭质页岩软岩大变形隧道施工监测方法和监控体系，在现场变形监测的基础上，利用神经网络或灰色理论技术，对施工过程中近期围岩变形进行预测，并根据施工现场情况和数值计算结果，对隧道施工过程中可能发生的变形制定控制基准，实现施工位移的分级管理和分级控制，以确保隧道施工的快速和安全并通过。掌握隧道变形、支护压力应力与区段地质及施工步序的关系，为设计、施工决策提供了科学依据。

参考文献：

[1]吕康成，隧道工程试验监测技术[M]，北京：人民交通出版社，2000

篇5：隧道变形监测方案-新

1、目的

为明确隧道内变形观测的作业内容，规范技术细节及作业程序，总结隧道结构变形规律，为隧道结构维修养护提供依据，指导津滨轻轨隧道变形观测工作进行，从而保证行车安全，特制订本预案。

2、适用范围

2.1适用于津滨轻轨隧道变形观测的相关工作；

2.2线桥室从事变形观测的相关工作人员须依据本方案开展各项变形观测工作。

3、职责分工

隧道变形工作由线桥室主任及安技主管进行监督指导，桥梁维修主管负责变形观测工作的全面管理与协调，桥梁检测工程师协同隧道工程师、桥梁维修工程师负责隧道变形观测的相关技术工作，并由桥隧检测工区负责具体实施。

4、参考依据

《建筑变形测量规程》

《地下铁道、轨道交通工程测量规范》 《地下铁道工程施工及验收规范》

5、变形观测工作内容

5.1隧道沉降观测

监测隧道结构的沉降，主要是监测隧道结构的底板沉降，实质上是对道床的监测，主要包括区间隧道的沉降监测以及隧道与地下车站交接处的沉降差异监测。运营测量采用的坐标系统、高程系统、图式等与原施工测量相同。

5.1.1监测基准网

监测基准网是隧道沉降监测的参考系，由水准基点和工作基点构成，网形布设成附合水准路线或沿上、下行线隧道布设成结点水准路线形式，采用国家二等水准测量的观测标准进行。水准基点采用隧道线路两端远离测区的国家II等水准点，在沿线车站内和联络通道处布设工作基点，每个车站布设4个工作基点，联络通道处布设2个工作基点，水准基点与车站内、联络通道处工作基点共同构成监测基准网，如图1所示。基准网的高程值由国家水准点引入，每季度校核一次，分析工作基点的稳定性；然后，再通过车站内两侧的工作基点，采用附合水准路线对每段隧道结构进行沉降观测。

图1 监测基准网示意图

5.1.2沉降监测点

津滨轻轨地下结构由明挖段和盾构组成，明挖段沉降监测点按施工浇筑段每段设4个点，分别布设在左右两侧墙上。具体布置见图2。

图2 明挖段沉降监测点布置示意图

为方便以后长期的位移监测工作，隧道内沉降监测点布设在隧道中线的道床上，隧道直线段每隔30m设一个测点，曲线处根据曲线半径大小设置测点间距，半径为400m曲线处每隔12m设一个测点，半径为800m曲线处每隔18m设一个测点，半径为2000m曲线处每隔30m设一个测点。具体布置见图3。

图3 隧道内沉降监测点布置示意图

5.1.3隧道与地下车站交接处得沉降差异监测

在隧道与地下车站交接缝两侧约1m处的道床上布设一对沉降监测点，如图4所示，用精密水准测量方法监测交接缝两侧点之间的高差变化，当高差变化量大于±3mm时应预警，变化量大于±5mm时则应报警。

图4 车站与隧道交接处沉降差异点布设示意图

5.2隧道横向位移变形监测

5.2.1横向位移监测点的布设

隧道横向位移监测点的布设与沉降监测断面距离相同，即位移监测点和沉降监测点设于同一断面上，并利用部分沉降点作为位移监测的坐标基点。基点的坐标值由地上国家坐标点引入，每季度校核一次。盾构区间每个断面布设四处点位，重要点位粘贴反射片，其余点位做好油漆标记；明挖区间每个断面监测2个点位，重复使用沉降观测点作为位移测点使用。点位布置详见图5。

图5 盾构区间位移监测点布设示意图

5.2.2位移监测的开展

由于位移基标点与沉降基标点共有一个，初期需要对各个基标点进行测量，以获取隧道中线初始数据，初始数据与设计隧道中线坐标进行对比。待此项工作完成后，可将全站仪置于需要测量的断面所在的基标点上，任意其他基标作为后视点建立坐标系，依次对隧道断面进行位移监测，每次的监测数据与初始数据进行对比。

5.2.3监测标准

横向位移的监测标准定位警戒值±5mm，控制值±10mm。5.3隧道变形监测周期

运营第一年每季度观测一次，第二年开始每半年至少观测一次，直至沉降量小于1mm/100d止，中远期可减至1次/年。当隧道出现显著变形时，应缩短观测频率。

5.4特殊加密测量

5.4.1保护区内大型施工监测 保护区内出现大型施工时，应对结构进行加密监测。加密措施包括点位密度及监测频率，测量范围应在施工范围内前后各延伸100m。施工范围内的监测区域加密至直线12m一个断面，曲线5~10m一个断面，同时增加隧道拱顶及相应断面的地上监测点，监测频率视施工进度和内容确定。各点位布置详见图6。

图6拱顶下沉和地表沉降观测点布设示意图

5.4.2变形异常地段的监测

在常规测量过程中，出现变形较为明显的地段，应加密测量。加密措施包括增加拱顶及地上点位，同时将监测频率加密至2次/月。

5.5监测数据的分析 5.5.1累积沉降量曲线图

篇6：马垭口隧道变形换拱施工方案研究

(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

[1] 朱义嘉.浅析隧道变形的处治和预防措施[J].西部探矿工程,2008.11.[2] 张维明.马家沟隧道施工技术[J].山西建筑,2008,34(35):315-316.[3] 重庆交通科研设计院.公路隧道设计规范[M].北京:人民交通出版社,2004.[4] 唐颖,陈晓钜.浅谈连拱隧道的设计[J].国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会,2002.[5] 周玉宏,赵燕明,程崇国.连拱隧道施工方案的应力分析[J].公路交通技术,2003,6(3).[6] 陈少华,李勇.连拱隧道的结构分析[J].中国公路学报,2000,13(1).[7] 王伟,黄娟,彭立敏,胡自林.不同施工顺序对偏压连拱隧道结构稳定性的影响分析[J].西部探矿工程,2004,10.5 换拱施工安全

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。

篇7：隧道塌方处理安全专项方案

隧道塌方处理安全专项方案

一、工程概况.......................................................二、施工特点.......................................................三、隧道塌方专项施工方案的目的和目标...............................四、隧道危险源辨识和风险评价.......................................五、隧道塌方处理安全技术措施.......................................1、监控措施.......................................................2、预防措施.......................................................六、主要工程安全技术措施...........................................1、隧道洞口安全措施...............................................2、洞门及端墙施工安全要求.........................................3、洞内开挖作业安全措施...........................................4、隧道支护安全措施...............................................5、喷射混凝土施工安全措施........................................6、拱架施工安全措施..............................................7、模板作业安全技术措施..........................................8、混凝土衬砌施工安全措施........................................9、台车加工安全系数..............................................七、隧道塌方应急预案..............................................1.可能发生的地段.................................................2.塌方发生时人员、设备、装置、材料的部署.........................3.应急指挥体系及职责............................................4.可能发生的紧急状况以及危害程度.................................5.发生源控制.....................................................6.应急处理的步骤及方法...........................................1 宁西铁路增建二线（陕西段）工程指挥部第一项目部

隧道塌方处理安全专项方案

以及下沉情况，边、仰坡是否有开裂变形、危石或滑塌现象；查交叉口、断层处、破碎带、浅埋段、较大结构面、支护段及其它围岩软弱地段是否有裂纹变形现象；要把围岩松动、不密贴、掉碴、流泥流沙、明显的裂隙变化、水系变化、初支有明显的可见喷射混凝土开裂、掉块、锚杆的松弛或锚杆垫板的压紧或变形、钢支撑的扭曲变形等，都可作为隧道围岩与支护稳定性的危险信息，必须认真细致进行观测。如这些迹象变化速度快而明显，可作为隧道坍塌的前兆来研究施工安全对策，必须立即处理。

2、预防措施

1）从宏观上查明隧道走向上有无大断层、大裂缝以及地下水活动情况，以便提出有针对性的预防措施。通过查阅地质报告、设计文件平面图与纵断面图以及总工组织技术、安全人员，沿线路轴线两侧200ｍ范围内勘察，查明隧道穿越沟谷、向斜核心、背斜两翼等的具体位臵，做到宏观预报隧道施工中可能遇到的不良地质类型、规模、大约位臵、方向和发生可能性。

2）施工过程中应加强地质超前预报与预测，根据超前探测的地质条件应及时调整开挖及支护方案（时间允许时，应向驻地监理、建设单位、设计单位等相关方做出口头或书面汇报）。对不良地质地段应本着“短进尺、弱（不）爆破、早封闭、强支护、宁西铁路增建二线（陕西段）工程指挥部第一项目部

隧道塌方处理安全专项方案

勤监测”的原则施工。

3、施工过程中针对地质较破碎地段，危石、悬石较多时，可采用补打随机锚杆（悬挂锚杆）串挂危石、悬石的措施，来增强围岩的整体性。

4）开挖过程中，加强光面爆破技术的应用能力，根据围岩情况，适时调整相应爆破参数，提高隧道开挖面轮廓质量，可避免开挖面不平顺造成较大超、欠挖和局部应力集中现象。

5）遇有岩爆等类似不良地质地段时，一方面依据岩爆严重程度可采取岩面撒水，超前钻孔装药爆破释放围岩应力，喷砼封闭、挂钢筋网封闭，立钢架、加强监视等措施；另一方面设备需设防护罩，人员不得在岩爆地区停留。

6）为防止穿过断层破碎带或隔水层时发生突然涌水发生，施工中一方面采用地质超前预报技术探明前方水文地质情况，提前疏排或注浆止水；另一方面，要做好应急准备，一旦发生涌水，要尽快安装抽水设施，迅速排出，确保安全。

7）发现被监测点的位移有突变的趋势时，被指定部门或专人应立即向主管领导及施工现场负责人汇报（时间允许时，应向驻地监理、建设单位、设计单位等相关方做出口头或书面汇报）。同时与技术人员沟通，根据监测数据确定相应加强支护方案。情-45 宁西铁路增建二线（陕西段）工程指挥部第一项目部

隧道塌方处理安全专项方案

章“通风及防尘”要求者除外）。

(3)所有运载车辆均不准超载、超宽、超高运输。运载大体积或超长料具时，应由专人指挥，专车运输，并设臵显示界限的红灯。

(4)进出隧道的人员应走行人道，不得与机械或车辆抢道，严禁爬车、追车或强行搭车。

(5)坑道断面应能满足装载机械的安全运转，装碴机操作不得损坏支护，并时刻注意安全。

(6)装碴机操作时其回转范围内及自卸车周围不得有人通过，确需人员通行时，应暂停装碴作业。

(7)洞内运输的车速不得超过：施工作业地段单车10Km/h，会车非作业地段单车20 Km/h，有牵引车时15 Km/h，会车时10 Km/h。

(8)车辆行驶时严禁超车，应设专人指挥交通。

(9)凡停放在接近车辆运行界限处的施工设备与机械，应在其外缘设臵低压红色闪光灯，组成显示界限，以防运输车辆碰撞。

(10)在洞内倒车与转向时，必须开灯鸣号或有专人指挥。(11)洞内车辆相遇或有行人通行时，应关闭大灯，改用近光灯或小灯光

宁西铁路增建二线（陕西段）工程指挥部第一项目部

隧道塌方处理安全专项方案

(12)隧道出碴必须运到路基填方地段或指定的弃碴场，不得随意倒卸，空车开回必须将车厢放下，车门关好。

4、隧道支护安全措施

根据围岩稳定情况采取有效支护；

施工期间，现场安全员会同有关人员对支护的工作状态进行定期和不定期的检查，在不良地质地段，安排专人每班检查，当发现支护变形或损坏时，立即修整加固，对锚喷支护体系的监控量测中发现支护体系变形、开裂等险情时，立即采取补救措施。

当险情危急时，人员要撤出危险区。超前锚杆或超前小导管支护时，必须有防护措施。

安全员要经常进行观测与检查，并作为施工危险信号引起警惕。

(1)超前支护

①在隧道开挖掘进过程中，超前支护是保证开挖安全、控制超挖的重要手段，开挖之前必须按设计要求进行超前支护，并注浆；未进行超前支护不得开挖。

②超前地质预报发现有水压的泥砂或松散岩体地段，应首先进行全断面超前预注浆加固，然后再施做超前支护。

(2)初期支护

篇8：浅析隧道偏压初支变形处理方案

石川隧道位于祁门县境内,石川村西部所在的一个山体上,设计为分离式隧道,其中左线长504m,右线长625m,最大埋深为92.30m,隧道纵坡为-1.3%,隧道平面呈缓和弧线形展布,平曲线半径R=1260.0m,总体走向屯溪端为290°,景德镇端为300°。隧道设计净宽×高为10.25m×5.0m,计时速度80km/h。景德镇端里程为K43+835～K43+940,其中K43+853～K43+940为亚粘土层,碎石含量约15%,粒径1～2cm,土质不均,呈散体状结构,极不稳定,围岩级别为V级。洞室无支护或支护不及时易坍塌。K43+835～K43+853,为强风化板岩,呈碎石、碎块状碎裂结构,岩体完整性差,围岩级别Ⅳ级。其中产状为200°∠86°、187°∠13°的两组节理其走向与洞轴线交角较小(3～10°),近于平行,对进口段洞室围岩稳定性影响较大,拱部及侧壁不稳,无支护易坍塌。加之洞口段山体陡峻,自然边坡坡度>50°,沿坡面松散亚粘土层易形成工程滑体。

2 设计情况介绍

隧道所处地形相对较复杂,景德镇端右线洞口段浅埋偏压。洞口处于偏压地形条件时不能强求正断面进洞或左右洞在同一桩号处进洞;为了确保施工与运营安全,设计上考虑提前进洞甚至在人工覆盖层的保护下进洞,并适当加长明洞等;采用超前大管棚、地表加固等辅助措施进洞,贯彻“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则。按施工图设计K43+838～K43+885段超前支护采用双层小导管,K43+885～K43+925段采用超前大管棚洞身衬砌型式为SV-1型,洞外在由屯溪端至景德镇端左侧回填土K43+877～K43+927采用10%水泥土回填,K43+927～K43+938采用碎石土回填。

右线K43+700～720,K43+770～790段洞身浅埋偏压,对洞身浅埋偏压段采用地表注浆加固,并以超前小导管支护为辅助措施,并加强初期支护;及时施作二次衬砌,并配筋。

3 施工过程及情况介绍

在K43+850～K43+922的施工过程中上导坑开挖按照新奥法施工,在按照设计要求做好超前支护的情况下,欲裂爆破,保留核心土,采用机械开挖。在二衬施工到K43+850后隧道洞身出现了变形,洞身初期衬砌发现有裂缝,发现后马上暂停了施工。

4 出现问题及采取的处理措施

现场技术人员在洞内巡视时发现洞身初期衬砌出现变形,衬砌混凝土开裂,局部工字钢出现变形,后经测量在K43+850～K43+922段隧道左右两侧以及拱顶出现严重变形;隧道有些地方出现横向裂纹,宽度最大达5cm。由监控量测所得最大变形情况如图1。

在接到现场技术人员反馈后,项目部及时作出暂停掌子面施工,并封闭掌子面,洞身内采用工字钢和管棚钢管焊接,连接成整体对洞身内K43+850～K43+922段临时支撑(如图2),缓解阻止本段变形。

5 出现问题原因分析

K43+850～K43+922段工程地质复杂,此段短隧道属于偏压(如图3)、浅埋隧道;其中隧道最小埋深为3m,一侧原始山体最大埋深达到23m。围岩类型差,山体植被发育良好。设计回填土方量较小,不能使洞身两侧平衡,原设计设计回填土方量只有3137.7m3,而在回填土的另一边原始山体约为2.9万方,回填土明显达不到洞身稳定要求。洞身局部工字钢间距不均匀,最大达到60cm,加上二次衬砌跟进不及时,导致围岩及初期支护整体失稳。又由于地下开挖规模越大,边坡应力场改变的就越大,在边坡和坡脚引起应力集中也越剧烈,边坡的稳定性降低也就越大。开挖隧道时下导坑局部里程采用全幅开挖,没有过多的考虑围岩复杂的类型,也有施工方法不恰当的因素而导致了隧道初支大变形。

6 建议处理方案

(1)暂时停止洞内开挖及邻近段落相关施工,采取临时加固措施。采用I20a工字钢作为临时横撑将拱架基础焊连形成临时仰拱、采用Φ108钢管作为斜撑在山体侧形成支撑。内部支撑基本稳定后,再进行增加回填土施工(如图4)。

(2)洞外在原设计回填土基础上增加回填方量,增加至1.2万方,使回填体能满足平衡填土需要。建议回填土顺山势进行回填,以使其与环境相协调并满足排水需要,坡脚处设置片石混凝土挡土墙,基础埋置深度须满足防冲刷要求,墙身高度根据回填土方量计算得知,坡面防护可采用拱形骨架护坡防护(具体做法参照路堤边坡防护)。

(3)K43+861～K43+927段洞身采用径向注浆加固已扰动的围岩。注浆管可采用Φ42×4小导管,可按1m×1.2m(环向×纵向)梅花形布置,注浆浆液可采用1:1水泥浆(加速凝剂),注浆压力0.2MPa,注浆管长度可按以下选用:右侧(山体侧)60°范围及边墙部位6m、拱顶60°范围3m、左侧60°范围及边墙部位4.5m。拱架未侵限段落,注浆小导管须直接与拱架焊连;否则,应预留接头与更换后的拱架焊连。

(4)拆除侵限拱架时须自下而上、逐节逐段进行,对新更换的钢拱架,每榀钢拱架在墙角上1m及拱脚各采用2根长度4.5m的超前小导管锁住,并在仰拱部位间隔一米打入1根长度为4.5m的超前小导管,通过在中空锚杆注浆,利用浆液固结岩体,连同围岩一起形成一固结拱体。

施工前承包人须制定专项方案经监理组审批后实施并成立专门领导小组负责质量、安全等管理工作。

(5)下导坑开挖须采用跳槽开挖,单侧进尺不得大于2榀拱架间距并左右错开;每完成5m时即进行仰拱施工。

(6)采用4.5m长Φ42×4小导管对仰拱基础进行注浆加固,小导管可按1m×1.2m(环向×纵向)梅花形布置并与仰拱初期支护拱架焊连以提高地基承载力和锚固力。K43+861～K43+927段拱架锁脚锚杆全部采用4.5m长Φ42×4小导管并注浆以提高拱脚承载力。

(7)K43+922～K43+927段洞身开挖采用CD法开挖并增设双层小导管超前。

(8)二次衬砌混凝土工程须及时施作,并加强监控量测工作,监控量测项目及频率须符合规范要求。

(9)换拱段及未开挖段开挖预留沉降量在原设计基础上增加5cm。身将变形的工字钢拆除,安装新的工字钢。采用I20a工字钢钢拱架、工字钢间距60cm,Φ25钢筋纵向连接,环向间距为100cm。拆除工字钢时两榀两榀的拆除更换(如图5),二衬紧跟,达到一板二衬时暂停更换,施工二次衬砌。如此循环施工,将变形段完全处理。

7 施工安全措施

(1)成立安全组织机构,认真开展针对隧道围岩不稳定、前后工序衔接紧密、施工风险大等工程特点,从多层次、多方位建立健全安全生产保证体系,施工生产做到安全第一、预防为主、消除隐患,实现安全生产之目的。

(2)施工前,对全体施工人员进行安全技术交底和安全教育;施工人员须经健康检查、用电、安装、爬升、电焊及简单机械操作等安全作业培训且考试合格后方可进行现场作业。

(3)认真分析地质情况,对可能出现的突水、小型垮塌、冒顶、掉块掉物等情况予以重视,并制定相应性的安全防护措施。施工现场所有的设备、设施、安全装置、工具、配件及个人劳保用品等必须检查,确保完好和安全使用。

(4)为确保初支周围土体和结构物稳定,在处理段周围布设观测点,派专人负责观测周围的变化,发现较大的变形须立即停止施工,必要时采取加固措施。

(5)施工场内的一切电源、电器的安装和拆卸,必须由持证电工专管,电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。电器安装后经验收合格才准接通电源使用。

(6)现场拆除或换拱而搭设的脚手架须安全可靠,需经专职安全人员检查验收合格后方可施工,过程中要经常检查。

8 结束语

数年来,隧道进出口段因地质条件和地形原因产生变形屡见不鲜,不同的地形条件,产生的变形不同,虽然原因是多方面的,但就地质条件而言,均是在复杂的地形和应力状态作用下,软弱围岩产生的缓慢塑性变形引起初支变形侵线,这就要求在开挖前提前分析好偏压详细情况,确定切实可行的处理措施和施工方案,加大监测频率,二次衬砌紧跟,确保施工顺利进行和后期运营安全。

摘要：本文主要探讨隧道偏压导致初支变形出现问题的处理方案。