中隔壁法施工技术在隧道开挖中的应用

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摘要：较详细介绍了松青岗隧道中隔壁法施工技术在出口端Ⅴ级围岩中的应用，通过此次工程施工实践，对以后大跨度隧道尤其是软弱围岩的洞口施工有很好的借鉴作用。

关键词：中隔壁法施工技术 隧道开挖 应用

1、工程概况

松青岗隧道属宁武高速政和连接线工程，为单洞双向行驶隧道。全长511米，路面宽度10米，洞身最大埋深125米。根据工程实际情况及地形地貌，确定在出口端单端掘进。出口段工程地质评价：出口位于一小脊斜坡上，山坡自然坡度18-26度，上覆残坡积粘性土，下伏强风化千枚状片岩，裂隙水发育，稳定性差，属Ⅴ级围岩。设计运用"新奥法"基本原理，采用中隔壁法掘进，以保证隧道的施工安全。

2、中隔壁法施工特点

（1）中隔壁法也称CD工法，主要适用于地层较差和不稳定岩体、且地面沉降要求严格的地下工程。

（2）该法要求考虑时空效应，每一步开挖必须快速施工，及时步步成环，采用喷射砼封闭，消除由于工作面应力松弛而增大沉降值的现象。

3、中隔壁法施工工艺原理及衬砌支护参数

中隔壁法是在软弱围岩大跨度隧道中，先分部开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再分部开挖另一侧的施工方法。其原理是：就是把整个隧道大断面分成左右上下4个小断面施工，每一小断面单独掘进，最后形成一个大的隧道，且利用岩层在开挖过程中短时间的自稳能力，采用型钢等支护形式，采用初喷使围岩表面形成初期支护结构，确保掘进安全。

4、施工方法

4.1施工顺序说明：

下列顺序应在施工辅助措施完成并达到强度后进行。

（1）开挖右侧导坑上台阶；（2）右侧导坑上台阶初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱），施工上台阶锁脚锚杆；（3）开挖右侧导坑下台阶；（4）右侧导坑下台阶初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及仰拱初期支护），必要时边墙脚设置锁脚锚杆；（5）开挖左侧导坑上台阶；（6）左侧导坑上台阶初期支护（包括拱墙初期支护及临时仰拱），施工上台阶锁脚锚杆；（7）开挖左侧导坑下台阶；（8）施工下台阶初期支护（包括拱墙初期支护及仰拱初期支护），必要时边墙脚设置锁脚锚杆；（9）拆除中隔壁临时支护；（10）分步施工防排水系统和全断面二次衬砌。如下图所示：

4.2施工要点

（1）施工测量：采用全站仪精确放样，测出导坑轮廓线（轮廓线包括设计预留变形量）。

（2）超前锚杆与导管支护：超前锚杆采用φ25mm中空注浆锚杆，长度350cm，纵、环向间距100cm，梅花形布置；两排超前锚杆之间的搭接长度必须大于1m。外插角宜为5°～20°。

小导管采用φ50mm无缝钢导管（壁厚5mm）。导管长500cm，环向间距50cm，纵向间距250cm，梅花形布置。钢管前端呈尖锥状，尾部设6mm铁箍，管壁四周钻直径8mm压浆孔，但尾部40cm不设压浆孔。钢管与隧道轴线平行并以15°仰角打入拱部围岩。两排小导管的搭接长度必须大于1m。

采用钻孔安装、注浆锚固的方式。用YT-29型风钻钻孔至设计孔深，用风钻顶管至设计孔深后，用水泥-水玻璃胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口露出喷射砼面15cm，并与钢拱架焊接在一起。

采用KBY-50/70注浆机，纯水泥浆液，注浆参数：水泥浆水灰比0.5：（1-1）；注浆压力：小导管0.5-1.0MPa；中空锚杆0.3MPa左右。

（3）开挖：采用0.6m2小型挖掘机开挖，人工整修岩体轮廓，开挖时预留核心土，开挖后及时喷砼（初喷4cm厚）封闭掌子面。上部导坑的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距（0.75～0.8m），下部导坑的开挖进尺可依据地质情况适当加大。

（4）支护：工字钢钢架采用弯拱机加工成型，要求尺寸正确，弧形圆顺。安装前，测量组至少放样两组中线水平点，便于施工引用。安装时，由下向上，分节根据结构尺寸调整到位，加固后再安装下一节。拱架检查合格后安装纵向连接钢筋或拉杆，根据图纸设计在拱脚设置锁脚锚杆。

（5）钢筋网施工：钢筋网片采用φ8mm盘条，在洞外加工成200mm×200mm的钢格网，在岩面喷射一层砼后进行铺设。钢筋网应随受喷面的起伏铺设，与受喷面间隙以控制在20-30mm，且应与锚杆或其他固定装置连接牢固，在喷射砼时不得晃动。

（6）锁脚锚杆安装：锚杆采用直径22mm的螺纹钢，每脚两根，长350cm。采用钻孔安装、锚固的方式。用风钻钻孔至设计深度，将砂浆填入孔中，再将锚杆顶入孔中锚固，最后与钢拱架焊接在一起。

（7）喷射混凝土：采用湿喷法，选用AL-285型砼喷射机配机械手进行。喷射前对喷射面进行检查，清除岩面浮石、墙角石渣和堆积物，用高压水冲洗受喷面。喷射作业分段、分片，由下而上顺序进行，分层喷射，后一层喷射应在前一层砼终凝后进行。初喷厚度宜为40-60mm。复喷一次喷射厚度拱顶不得大于100mm、边墙不得大于150mm。喷射作业时喷嘴应垂直岩面；喷嘴距岩面距离以0.6～1.2m为宜，喷射机工作压力控制在0.1～0.15MPa。

（8）施工步序和步长

中隔壁法（CD法）施工时，分四部进行，应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后再进行另一侧开挖；上下导坑工作面的纵向间距可保持在10～12m；左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15m；当开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。中隔壁的拆除应滞后于仰拱，并应于围岩变形稳定后才能进行，一次拆除长度应根据量测数据慎重确定，拆除后应立即施作二次衬砌。

5 结语

采用CD法施工，将大断面隧道开挖分成4个小断面开挖；将大断面隧道衬砌分成几部分衬砌。施工中做到“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”，保证了施工安全，成功解决了软弱破碎带开挖难、危险大、地表沉降不易控制等难题，圆满完成了施工任务。对以后大跨度隧道尤其是软弱围岩的洞口施工有很好的借鉴作用。

参考文献

[1] 福建省高速公路施工标准化管理指南（隧道）[S].北京：人民交通出版社，2010.