[精]公路隧道三台阶CD法开挖施工工法.doc

公路隧道三台阶CD法开挖施工工法 工法编号：RJGF（闽）-81-2010 完成单位：福建省闽西交通工程有限公司 福建成森建设集团有限公司 主要完成人：罗惠清 钟天彬 谢义宝 吴荣军 余运喜 1 前 言 在软弱围岩隧道施工中，特别是浅埋偏压段，软弱岩体破碎，裂隙发育，整体强度低，自稳能力差，隧道开挖后自稳时间短，甚至没有自稳时间，隧道开挖后，受隧道拱顶不均衡应力及局部侧压力的影响，围岩整体结构易失稳，易出现坍塌冒顶现象，给施工安全带来极大隐患。我公司通过宁武高速及双永高速两个实际工程的建设，在隧道施工中，根据现场的地质条件及自身的施工能力，对传统的CD法开挖做出调整，由原来的4块改成6块开挖，拱部和边墙采用液压式自行整体衬砌台车衬砌，成功进行了施工，总结了成功经验，形成了公路隧道三台阶CD法开挖施工工法，并取得了良好的经济效益和社会效益。2010年04月15日由省高指、宁武公司在宁武高速公路（南平段）A10合同段笔架山隧道召开了（全市高速公路）CD法施工现场观摩会，会上省高指对该施工方法给予了高度评价。 2 特 点 2.0.1 将大断面的隧道开挖分解成小断面，达到减小开挖跨度和降低开挖高度的效果，进行分部开挖，分块分环，化大为小，步步封闭，加快了从开挖到支护完成的施工周期，减少了对周边软弱围岩的扰动，不易形成大面积的坍塌，特点是安全性高，结构受力较好，能提高初支强度、刚度，有效抑制大跨度、软岩隧道开挖的变形。同时左右侧导坑可平行作业，开挖面相对稳定，作业较为安全。 2.0.2 与传统的CD法施工相比，施工安全性更高，工序转换更为频繁，要理清各个工序先后顺序及相连关系，在施工中尽量减少各工序之间的相互影响，并根据施工中实际情况灵活调整，确保施工的质量及安全。 3 适用范围 本工法适用于围岩极差、跨度大、浅埋、地表沉降需要控制，特别是土质和类土质、含水量大、承载力极低围岩及易产生大变形的公路隧道，也可适用于其它类似工程隧道。 4 工艺原理 4.0.1 先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法，即将洞室全断面分为六大块，先行导坑上、中、下台阶，后行导坑上、中、下台阶，隧道中部设置中隔壁。先行导坑上台阶初期支护封闭后，开挖先行导坑中台阶并初期支护封闭，然后下台阶落底并初支封闭成环，左右导坑纵向拉开距离不小于2D（D为开挖跨度）时，后行导坑可跟进平行施工，再拆除中隔壁临时支护，分部施工防排水系统和仰拱、边墙、拱部二次模筑砼衬砌。施工采用多部开挖，减小分部开挖跨度和开挖高度，小分割，短进尺，弱爆破，快支护，勤量测，早封闭的原则， 4.0.2 通过监控量测数据，采用新奥法原理和控制爆破技术，及时采用超前支护及喷锚进行初期支护，针对围岩软弱特点，经监控量测数据反馈，合理确定工序间的关系。 4.0.3 利用监控量测沉降、位移回归分析及初支锚杆拔力、钢支撑内力、喷射砼及二衬砼应力的量测结果指导施工。 图4.0.1 三台阶CD法施工示意图 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 施工工艺流程，如图5.1所示。 图5.1 施工工艺流程图 5.2 操作要点 5.2.1 施工准备 1 根据设计图纸及洞口地质情况，制定并实施进洞前辅助加固措施。 2 配备专业施工队伍和施工人员，投入所需的相关设备，组合所需的各种材料。 5.2.2 施作洞口超前管棚 1 开挖1部前，按照设计文件在拱部154度范围内布设φ108×6mm，L=42m，环向间距a=0.5m超前钢管施作超前支护。 2 进洞第一排管棚施工前，施作C25砼明暗洞衬砌套拱（厚0.6m），套拱内埋设3榀钢拱架，钢拱架与管棚导向钢管焊成一个整体。 3 施作钻孔：采用CSJ-30管棚钻机沿开挖轮廓线向外倾斜α角（外插角控制在1°～3°）钻孔，管间用丝扣接头联接，钢管顶进到位后，将其与钢支撑焊接成一体，采用CS麻丝胶泥封堵孔口段止浆。注浆采用水泥浆，水灰比为：W/C=0.5，注浆的初始压力0.5 -1.0MPa，终结压力控制在2.0MPa。注浆料的配合比及压力要通过试验参数调整确定。 5.2.3 施作洞身超前小导管 1 在洞口未设管棚地段，开挖1部前，按照设计文件在拱部150范围内布设φ50mm，L =5m，a=0.3m超前小导管施作超前支护。小导管的搭接长度为2.33m、型钢间距为0.5m。 2 钻孔、插入小导管：采用φ60mm钻机钻孔，孔径为：沿开挖轮廓线向外倾斜α角（外插角控制在15°）。孔位检查合格后，插入小导管，小导管的后端焊接在钢拱架上然后进行注浆，注浆采用单浆水灰比为：W/C=0.5，注浆的压力控制在0.5 -1.0MPa，注浆料的配合比及压力要通过试验参数调整确定。 5.2.4 开挖与支护 1 开挖顺序