中隔壁法施工工艺工法
中隔壁法(中隔壁法(CDCD 法)施工工艺工法法)施工工艺工法 QB/ZTYJGYGF-SD-0106-2011QB/ZTYJGYGF-SD-0106-2011 第五工程有限公司刘军 1 1前言前言 工艺工法概况工艺工法概况 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。 工艺原理工艺原理 中隔壁法(CD 法)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 2 工艺工法特点工艺工法特点 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。 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 3 适用范围适用范围 本工艺工法适用于Ⅴ级围岩浅埋强风化层、土层、断层破碎带或熔岩发育区及Ⅳ围 岩偏压、浅埋软弱地层段施工。 4 4 主要引用标准主要引用标准 《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》 (TB10417) 、 《铁路工程测量规 范》 (TB10101) 、 《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) 。 设计图纸、合同文件。 5 5 施工方法施工方法 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 10~20m 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 6 工艺流程及操作要点工艺流程及操作要点 施工步序图及施工工艺流程施工步序图及施工工艺流程 施工准备图图 1 1 工艺流程图工艺流程图 图图 1 1工艺流程图工艺流程图 操作要点操作要点 Ⅱ右侧中台阶支护 6.2.1 施工准备 3 右侧下台阶开挖 Ⅰ 右侧上台阶超前支护 1 1 右侧上台阶开挖 Ⅱ 2 Ⅰ右侧上台阶支护 Ⅲ 3 超前地质预报 Ⅳ 隧 道 中 线 左侧上台阶超前支护 4 4 左侧上台阶开挖 5 6 Ⅴ Ⅳ左侧上台阶支护 Ⅵ 图图 2 右侧中台阶开挖 2 2中隔壁法开挖横断面示意图中隔壁法开挖横断面示意图 5 左侧中台阶开挖 Ⅴ左侧中台阶支护 6 左侧下台阶开挖 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。 Ⅲ右侧下台阶支护Ⅵ左侧下台阶支护 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。 拆除中隔壁临时支护 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。 监控测量 下一循环施工 仰拱浇筑、回填混凝土 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 TSP203 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 10~ 15m 时,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 4~8cm 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 30~40m 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 时可进行模板拆除,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,爆破时严格控制炮眼深度及装药量。各部开 挖时,尽量保证开挖轮廓圆顺,减少应力集中。 3)隧道采用机械开挖时时,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