隧道中隔壁法CD法施工工艺工法

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隧道中隔壁法(C吐)施工工艺工法

1 前言

1.1工艺工法概况

隧道施工的中隔壁法,也叫CD法施工,CD是“Center Diaphragm” 的简称,自隧道施工采用“新奥法”技术的不断成熟,和施工设备不断的改进,隧道在设计方面也敢于向大断面与不良地质层挑战,由此在施工中人们为了确保施工安全,对于不良地质隧道采取分隔施工的办法,就是将大、中跨的洞室开挖转换成中、小跨的洞室进行分部开挖与支护,然后逐步拆去临时支护,达到隧道全断面开挖目的。

1.2工艺原理

中隔壁法(。昵)施工基本原理:就是采用“新奥法”原理,施工中将隧道分为左右两部分进行开挖,先在隧道一侧采用二部或三部分层开挖,施作初期支护和中隔墙临时支护,再分台阶开挖隧道另一侧,并进行相应的初期支护的施工方法。

2工艺工法特点

2.1中隔壁法将大断面隧道施工分隔为小断面洞室施工,缩短了对开挖围岩的早期施工时间,从而扼止开挖围岩应力变化,有利于隧道安全施工。

2.2将隧道分隔为多洞室施工,增加了施工作业面,合理地组织施工,有利于加快大断面不良地质隧道施工进度。

3适用范围

本工艺工法适用于V级围岩浅埋强风化层、土层、断层破碎带或

溶岩发育区及W围岩偏压、浅埋软弱地层段施工。

4主要引用标准

《高速铁路隧道工程施工技术指南》(铁建设【2010】241号)、《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204)、《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB1041R、《铁路工程测量规范》(TB1010D、《公路隧道施工技术规范》(JTG F60 )、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1)。

5施工方法

按照“新奥法”原理,遵循“早预报、管超前、弱爆破、短开挖、少扰动、严治水、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则稳步前进。采用人工配合挖掘机和弱爆破开挖,超前支护一般在洞口段采用长管棚,在洞内采用小注浆导管,在完成超前支护后,从隧道的一侧自上而下采用台阶法分别完成开挖与初期支护,初期支护采用钢架、锚杆、网喷砼。第一侧施作的隧道中部临时支护即为中隔壁;待第一侧开挖进尺10〜20n后,第二侧用同样的方法自上而下采用台阶法进行开挖与初期支护,第二侧完成开挖与支护后,整个隧道开挖形成带有中隔壁支撑的两个洞室支护系统;最后根据围岩情况和监控量测依据,逐步拆除中隔壁支护,施作仰拱、填充及拱墙衬砌。

6工艺流程及操作要点

6.1施工步序图及施工工艺流程

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图2中隔壁法开挖横断面示意图

6.2操作要点

6.2.1 施工准备

1风、水管、电线敷设、施工便道、施工场地布置,机械设备、

人员配置、材料准备、修建防排水设施、修建环保、水保设施。

2根据设计资料及隧道周边地形地貌详细分析了解工程地质、当地水文地质情况,制定合理的施工方案和施工措施,制定施工监控量测方案及沉降观测计划;对隧道的风险进行评估,找出风险源及制定出应对措施,储备必要的应急物资。

6.2.2超前地质预报

一般采用本工法施工的隧道地质条件都比较差,在施工前需要进行地质核查和超前地质预报,并与设计隧道围岩地质核对,确定围岩实际地质情况,为施工方法提供依据。超前地质预报可提前发现异常情况,及时制定科学合理的加固措施和应急物资。

超前地质预报的现场使用的方法有:地质分析法(地质素描)、地质雷达扫描(30米)、超前探孔(30~50米)、地震波发射法(TSP)(100~150米)。地质超前预报一般采用物探和钻探,长距离、中长距离和短距离相结合多种手段综合分析,相互印证。

6.2.3 开挖及支护

1.采用TSP20雷达和超前钻孔作超前地质预报,并与设计隧道围岩地质核对,确定围岩实际地质情况,为施工方法提供依据。

2.首先选择从隧道的一侧采用短台阶法自上而下开挖支护,台阶高度根据地质情况、隧道断面大小和施工设备确定,台阶长度一般为3〜5m也可视围岩情况和施工设备而定,但循环每开挖长度一般要求不能大于设计1榀钢架间距,先行的这一侧中隔壁设置为向外鼓的弧形。

3.左右洞体同时施工时,纵向间距应拉开不大于15米的距离。在一侧开挖支护io〜15m寸,开挖另一侧,施工方法同样采用自上而下短台阶法开挖支护,但这一侧不再作中隔墙支护施工。

4.每侧按两部或三部分台阶开挖,开挖后及时施作初期支护、中隔壁,在各部开挖时,相邻部位的喷混凝土强度必须达到设计强度的70%以上。

5.每循环开挖出来后及时支护并对掌子面喷混4~8cn封闭,并根据围岩变形情况施工临时仰拱,对初期支护及时封闭成环。

6.2.4 临时支护拆除

在下部施工开挖30〜40n后,逐段拆除中隔墙进行仰拱和二次衬砌施工,中隔壁一次拆除长度根据监控量测结果确定,不宜大于15m。特殊情况下可将中隔壁浇筑在仰拱中,待铺设防水板时再割断。

6.2.5 仰拱二衬施工

仰拱初期支护每循环进尺不能大于3米,开挖初支及仰拱应在8 小时和12小时内完成开挖、架设钢架、喷射混凝土作业。确保初支仰拱快挖、快支、快速封闭。仰拱和填充要分开进行施工。

二衬应在初期支护和围岩稳定后在进行施工,隧道周边变形速率

明显下降并趋于缓和,水平收敛小于0.2mm/D拱部下沉速度小于0.15mm/d。

二衬施工前应对初期支护的净空断面进行复测,并对初期支护的表面平整度进行测量,符合要求后在进行防水板及二衬施工。如初期支护不能趋于稳定,二次衬砌可提前施做,并与设计联系保证二衬有足够的强度和刚度。

如在围岩稳定情况下施工的,二衬混凝土强度达到8mpa寸可进行模板拆除,

如提前进行混凝土施工的二衬,混凝土强度达到设计强度的100%方可进行模板拆除。

6.2.6 施工注意要点

1.开挖

1)隧道施工应坚持"短进尺、强支护、早封闭、勤量测"的原则。

2)开挖方式均采用机械辅以人工开挖,爆破寸严格控制炮眼深度及装药量。各部开挖寸,尽量保证开挖轮廓圆顺,减少应力集中。

3)隧道采用机械开挖寸寸,每步开挖高度应和选用的机械设备相匹配,避免开挖时机械对已经施工完毕的初期支护造成破坏。

4)超前支护围围洞内长管棚的,在进行洞内管棚施工时根据开挖空间选择适当的管棚施工机械,避免拱顶部分管棚无法施工。

2.初期支护及临时支护