[精]公路隧道三臺階cd法開挖施工工法

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1、公路隧道三臺階CD法開挖施工工法工法編號：RJGF（閩）-81-2010完成單位：福建省閩西交通工程有限公司福建成森建設(shè)集團有限公司主要完成人：羅惠清鐘天彬謝義寶吳榮軍余運喜1前言在軟弱圍巖隧道施工中，特別是淺埋偏壓段，軟弱巖體破碎，裂隙發(fā)育，整體強度低，自穩(wěn)能力差，隧道開挖后自穩(wěn)時間短，甚至沒有自穩(wěn)時間，隧道開挖后，受隧道拱頂不均衡應(yīng)力及局部側(cè)壓力的影響，圍巖整體結(jié)構(gòu)易失穩(wěn)，易出現(xiàn)坍塌冒頂現(xiàn)象，給施工安全帶來極大隱患。我公司通過寧武高速及雙永高速兩個實際工程的建設(shè)，在隧道施工中，根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件及自身的施工能力，對傳統(tǒng)的CD法開挖做出調(diào)整，由原來的4塊改成6塊開挖，拱部

2、和邊墻采用液壓式自行整體襯砌臺車襯砌，成功進行了施工，總結(jié)了成功經(jīng)驗，形成了公路隧道三臺階CD法開挖施工工法，并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。2010年04月15日由省高指、寧武公司在寧武高速公路（南平段）A10合同段筆架山隧道召開了（全市高速公路）CD法施工現(xiàn)場觀摩會，會上省高指對該施工方法給予了高度評價。2特點2.0.1將大斷面的隧道開挖分解成小斷面，達到減小開挖跨度和降低開挖高度的效果，進行分部開挖，分塊分環(huán)，化大為小，步步封閉，加快了從開挖到支護完成的施工周期，減少了對周邊軟弱圍巖的擾動，不易形成大面積的坍塌，特點是安全性高，結(jié)構(gòu)受力較好，能提高初支強度、剛度，有

3、效抑制大跨度、軟巖隧道開挖的變形。同時左右側(cè)導(dǎo)坑可平行作業(yè)，開挖面相對穩(wěn)定，作業(yè)較為安全。2.0.2與傳統(tǒng)的CD法施工相比，施工安全性更高，工序轉(zhuǎn)換更為頻繁，要理清各個工序先后順序及相連關(guān)系，在施工中盡量減少各工序之間的相互影響，并根據(jù)施工中實際情況靈活調(diào)整，確保施工的質(zhì)量及安全。3適用范圍本工法適用于圍巖極差、跨度大、淺埋、地表沉降需要控制，特別是土質(zhì)和類土質(zhì)、含水量大、承載力極低圍巖及易產(chǎn)生大變形的公路隧道，也可適用于其它類似工程隧道。4工藝原理134.0.1先開挖隧道的一側(cè)，并施作中隔壁，然后再開挖另一側(cè)的施工方法，即將洞室全斷面分為六大塊，先行導(dǎo)坑上、中、下臺階，后

4、行導(dǎo)坑上、中、下臺階，隧道中部設(shè)置中隔壁。先行導(dǎo)坑上臺階初期支護封閉后，開挖先行導(dǎo)坑中臺階并初期支護封閉，然后下臺階落底并初支封閉成環(huán)，左右導(dǎo)坑縱向拉開距離不小于2D（D為開挖跨度）時，后行導(dǎo)坑可跟進平行施工，再拆除中隔壁臨時支護，分部施工防排水系統(tǒng)和仰拱、邊墻、拱部二次模筑砼襯砌。施工中采用多部開挖，減小分部開挖跨度和開挖高度，小分割，短進尺，弱爆破，快支護，勤量測，早封閉的原則，同時分塊分環(huán)，化大為小，步步封閉，環(huán)環(huán)相扣，施工安全有保障，如圖4.0.1所示。4.0.2通過監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，采用新奧法原理和控制爆破技術(shù)，及時采用超前支護及噴錨進行初期支護，針對圍巖軟弱特點，經(jīng)

5、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)反饋，合理確定工序間的關(guān)系。4.0.3利用監(jiān)控量測沉降、位移回歸分析及初支錨桿拔力、鋼支撐內(nèi)力、噴射砼及二襯砼應(yīng)力的量測結(jié)果指導(dǎo)施工。圖4.0.1三臺階CD法施工示意圖135施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程施工工藝流程，如圖5.1所示。圖5.1施工工藝流程圖5.2操作要點5.2.1施工準備1根據(jù)設(shè)計圖紙及洞口地質(zhì)情況，制定并實施進洞前輔助加固措施。2配備專業(yè)施工隊伍和施工人員，投入所需的相關(guān)設(shè)備，組合所需的各種材料。5.2.2施作洞口超前管棚1開挖1部前，按照設(shè)計文件在拱部154度范圍內(nèi)布設(shè)φ108×6mm，L=42m，環(huán)向間距a=0.5m超前鋼管施作超

6、前支護。132進洞第一排管棚施工前，施作C25砼明暗洞襯砌套拱（厚0.6m），套拱內(nèi)埋設(shè)3榀鋼拱架，鋼拱架與管棚導(dǎo)向鋼管焊成一個整體。3施作鉆孔：采用CSJ-30管棚鉆機沿開挖輪廓線向外傾斜α角（外插角控制在1°～3°）鉆孔，管間用絲扣接頭聯(lián)接，鋼管頂進到位后，將其與鋼支撐焊接成一體，采用CS麻絲膠泥封堵孔口段止?jié){。注漿采用水泥漿，水灰比為：W/C=0.5，注漿的初始壓力0.5-1.0MPa，終結(jié)壓力控制在2.0MPa。注漿料的配合比及壓力要通過試驗參數(shù)調(diào)整確定。5.2.3施作洞身超前小導(dǎo)管1在洞口未設(shè)管棚地段，開挖1部前，按照設(shè)計文件在拱部150范圍內(nèi)布設(shè)φ50mm，L=

7、5m，a=0.3m超前小導(dǎo)管施作超前支護。小導(dǎo)管的搭接長度為2.33m、型鋼間距為0.5m。2鉆孔、插入小導(dǎo)管：采用φ60mm鉆機鉆孔，孔徑為：沿開挖輪廓線向外傾斜α角（外插角控制在15°）?？孜粰z查合格后，插入小導(dǎo)管，小導(dǎo)管的后端焊接在鋼拱架上然后進行注漿，注漿采用單漿水灰比為：W/C=0.5，注漿的壓力控制在0.5-1.0MPa，注漿料的配合比及壓力要通過試驗參數(shù)調(diào)整確定。5.2.4開挖與支護1開挖順序：1部先行開挖，隨即依次開挖2部、3部。1部作業(yè)空間較小，采用0.2m3挖掘機（具有挖、推雙重功能）開挖，2、