洞口软围岩换拱的技术

隧道“换拱”作业隧道变形过大，超过二次衬砌厚度最小容许值后，须进行换拱作业。

1、“替撑”设计：所谓“替撑”就是先作好新支撑，然后拆除旧支撑，这种做法在过去矿山法施工时，是一个重要的、常用的施工理念和工艺，当时没有喷锚支护，用木支撑支护，开挖1.5m后，即进行模筑衬砌（先拱后墙法），木支撑不能留在混凝土里，当混凝土浇筑到支撑位置后即拆除支撑，将荷载传递至模板和拱架上。

这样作很安全，如今将这种理念用在换拱作业里，表面上看是个不错的想法，但在实际操作中却有诸多弊端：（1）如果为局部变形，本来可以局部拆换处理，按照“替撑”要求就要全部拆除；如不全部拆除，则新旧钢架的节点就是一个薄弱环节，当然可以采取形似“三角形”的连接，这种方法，在理论上，违背了平面假设原则（即通常所说的闭合成环），在实践上，三个焊接节点的现场焊接质量根本无法保证；（2）如果拆除深度超过钢架之间的净距，围岩受到的夹制作用增强，拆除困难增大；（3）钢架纵向连接受影响：如果嵌入钢架后不喷混凝土，则纵向连接可以实现，但钢架不与喷混凝土配合，其支撑效果极其有限，如果嵌入钢架后喷混凝土，则钢架没用纵向连接，这都是重大安全隐患；2、人工拆除：多数隧道管理者会想：既然围岩变形很大，那么，围岩很脆弱，尽量减少扰动，而爆破的扰动是最大的，所以严谨爆破拆除，要采取人工或机械拆除。

围岩脆弱，减少扰动，这个判断是正确的，但是，爆破震动就比机械大以及人工作业就安全的判断就有严重偏差。

建设部关于对砖木结构房屋的爆破震速标准是2cm/s，也就是说，只要将爆速控制在一个合理范围内，爆破就是安全的（我自己曾亲自搞过爆破设计及施工，同时起爆药量小于3kg即可达到爆速要求，在具体的施工中，应作爆破试验）；而所谓机械在目前就是指冲击锤，冲击锤的震动不一定比爆破小，此其一，司机坐在驾驶室，视线难以到嵌槽，这就可能造成误操作，凿到钢架，形成安全隐患；人工拆除的思想是“隧道安全”的思想，其实，最大的安全是人员安全，其次才是隧道，人工进行位于人体上方的拆除作业，脱落的物体都会直接砸到人体上，非常危险。

浅谈特殊地质隧道换拱施工技术摘要：浅埋偏压隧道施工时由于围岩自身的自承能力较差，初支极易在不均匀应力的作用下产生较大变形，尤其是在膨胀岩地段施工时由于围岩遇水膨胀、软化，进一步加大了变形，即便是采取了较强的支护和较大的预留变形量也极有可能造成初支侵限，为保证施工质量需要对侵限初支进行拆换。

本文从现场实际出发介绍浅埋偏压膨胀岩地段换拱的施工技术，对地质原因造成的初支侵限拆换具有借鉴和参考意义。

关键词：浅埋偏压隧道；膨胀岩；支护变形；换拱Abstract: shallow bias tunnel construction because the self bearing capacity of surrounding rock of the poor, the initial support is extremely easy toproduce large deformation in the non-uniform stress, especially in theswelling rock area construction because the surrounding rock water swelling,softening, and further increased deformation, even on the strong supportand high reserved deformation may cause initial invasion, in order to ensure the construction quality of invasion of primary support is removed and replaced. This article based on the reality of scene construction technology of swelling rock section of arch exchange bias of the shallow, initial invasionof geological reasons limit removed and replaced with references.Keywords: shallow bias tunnel; Peng Zhangyan; support deformation; replacearch1.概述新建蒙自至河口铁路工程位于云南省红河州，其中沙田坝隧道全长2963m,沙田坝车站深入隧道进口端，其中DIK57+639～931段292m为双线车站隧道，其余为单线。

施工技术（安全）交底记录交底时间：2012年3月27日工程名称鄂拉山隧道(左副) 合同段名称GY I-SGA6工程部位初期支护工序名称初期支护换拱技术交底一、换拱准备工作换拱前，做好相关人员的技术培训工作。

准备好换拱所需的钢架，加工好换拱台车临时支撑，并为换拱后及时衬砌做好相应准备。

二、换拱方案在换拱前，对初期支护钢拱架施做临时支撑，避免压浆或置换过程中原初期支护钢架失稳；采用环向小导管对岩体注浆；置换顺序：利用换拱台车从大里程逐环进行，对每环的拱架置换应遵循先墙后拱的原则；开挖主要以人工利用风镐开挖为主，严禁采用爆破作业; 采用超前小导管预支护（按纵向间距每榀一环布置）；对已换拱段，必须及时、分段进行衬砌。

换拱的施工工艺流程为：拱部径向注浆→设置临时支撑→初期支护破除→侵限钢架处理→超前小导管施工→锚网喷支护。

换拱时需破除原有的初期支护，原有的平衡状态遭到破坏，换拱时通过拱部径向注浆、增设临时支撑等措施，确保施工安全。

1、拱部径向注浆侵限区域内采用径向注浆加固围岩，孔口环向间距为0.4m，纵向间距每榀一环（径向注浆注浆孔布置见图1-1）。

注浆管采用钢花管，钢花管制作采用φ42mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长4m，注浆管应埋设牢固，并有良好的止浆措施。

注浆采用水泥浆，注浆压力1.0～2.0MPa，浆液水灰比1：1（重量比）。

图1-1注浆孔布置示意图2、临时支撑设置初期支护侵限处理需要破除原有的喷射混凝土，打开接头焊接钢板，此时隧道原有的平衡状态将会遭到破坏，拱架会在自重及偏压作用下发生坍塌。

为了避免此种情况，确保施工安全，在拆除初期支护前，必须对两侧原有的支护系统设立临时支撑，使隧道两侧拱架单元与临时支撑形成稳定的支撑体系。

临时支撑采用临时台架加工成换拱台车，底角埋入底座混凝土中。

底座采用宽60cm，厚30cm的混凝土现场浇筑于仰拱填充面上。

临时支撑样式见下图。

3、换拱处理当隧道初期支护侵限部位为拱架A单元时，仅需处理A单元即可。

换拱安全技术交底一、工程概述在隧道施工过程中，由于地质条件变化、初期支护变形等原因，可能需要进行换拱作业。

换拱是一项具有较高风险的施工工序，需要严格按照安全技术要求进行操作，以确保施工安全和工程质量。

本次换拱施工位于_____隧道，里程桩号为_____至_____，换拱长度为_____米。

二、施工准备1、技术准备施工前，应由技术负责人对施工人员进行详细的技术交底，明确换拱的施工工艺、技术要求和安全注意事项。

对原初期支护进行详细的测量和监控，掌握变形情况，为换拱方案的制定提供依据。

2、材料准备准备好所需的钢材、锚杆、喷射混凝土等材料，并确保材料的质量符合设计要求。

对钢材进行预加工，如弯曲、切割等，以减少现场作业时间。

3、设备准备配备足够的风钻、电焊机、装载机、吊车等设备，并确保设备性能良好。

对设备进行定期检查和维护，保证施工过程中设备的正常运行。

4、人员准备成立换拱施工领导小组，明确各成员的职责和分工。

组织具有丰富施工经验的作业人员，并进行岗前培训和安全教育。

三、施工工艺流程1、拆除原初期支护采用弱爆破或人工风镐拆除的方式，按照从上到下、从外向内的顺序逐步拆除原初期支护。

在拆除过程中，应加强对围岩的监控量测，及时掌握围岩的变形情况。

拆除后的废料应及时清理运走，保持施工现场的整洁。

2、清理围岩拆除原初期支护后，应对围岩进行清理，清除松动的岩石和杂物。

对围岩表面进行找平处理，确保新的初期支护能够与围岩紧密贴合。

3、安装拱架根据设计要求，安装新的拱架。

拱架应定位准确，连接牢固。

相邻拱架之间应采用纵向连接筋进行连接，增强拱架的整体稳定性。

4、打设锚杆在拱架安装完成后，按照设计要求打设锚杆。

锚杆的长度、间距和角度应符合设计要求。

锚杆应锚固牢固，外露长度符合规范要求。

5、挂设钢筋网在锚杆施工完成后，挂设钢筋网。

钢筋网应与锚杆连接牢固，网格间距符合设计要求。

6、喷射混凝土钢筋网挂设完成后，及时喷射混凝土。

喷射混凝土应分层进行，厚度均匀，表面平整。