中隔壁法施工設計.doc

中隔壁法施工設計一：含義 中隔壁法也稱CD工法（Center Diaphragm），它是在軟弱圍巖大跨度隧道中，先開挖隧道的一側，并在設計中間部位作中隔壁，然后再開挖另一側的施工方法，主要應用于雙線隧道級圍巖深埋硬質巖地段以及老黃土隧道（級圍巖）地段。二：適用范圍 中隔壁法一般適用于、級圍巖淺埋雙線隧道，主要適用于地層較差和不穩(wěn)定巖體，且地面沉降要求嚴格的地下工程施工。CD工法在大跨度隧道中應用普遍，在施工中應嚴格遵守正臺階法的施工要點，尤其要考慮時空效應，每一步開挖必須快速，必須及時步步成環(huán)，工作面留核心土或用噴混凝土封閉，消除由于工作面應力松弛而增大沉降值的現(xiàn)象。該工程為級圍巖，符合要求。三：施工工藝 （一）工藝特點 大跨度軟弱圍巖隧道分部開挖、格柵支撐、仰拱先行施工方法的一種， 中隔壁法（CD法）是將隧道分為左右兩大部分進行開挖，先在隧道一側采用臺階法自上而下分3層開挖，進行初期支護，施作中隔壁，待該側初期支護完成，且噴射混凝土達到設計強度70%以上時再分層開挖隧道的另一側，其分部次數(shù)及支護形式與先開挖的一側相同。最后，拆除支護，施作仰拱、拱墻襯砌和鋪底及填充。 （二）優(yōu)缺點 優(yōu)點：各部開挖及支護自上而下，步步成環(huán)，及時封閉，各分部封閉成環(huán)時間短。 缺點：該工藝分部較多，施工速度慢，不利于機械化作業(yè)；后部開挖和拆除支護對前面已形成的理學平衡體系產生影響，圍巖應力狀態(tài)發(fā)生多次改變有可能引起最終較大的變形量，施工面多，作業(yè)干擾大；拆除臨時支撐時，安全性差。 （三）作業(yè)內容隧道拱部超前支護；左右側采用臺階法施工，先后開挖隧道的一、二、三部；每開挖一部均應及時施作錨網噴支護、施作中隔壁并依次分部連接而成、初期支護、中隔壁依次連接形成閉合環(huán)；待支護結構基本穩(wěn)定，且噴射混凝土達到施工圖標示強度70以上時再分部開挖隧道另一側；左右部交替開挖、支護，形成完整的噴射混凝土鋼格柵結構的網格狀交叉支護體系；拆除臨時支護，施作仰拱、拱墻和填充及鋪底。四：質量檢驗標準隧道開挖斷面的中線和高程必須符合施工圖要求。檢查數(shù)量：每一開挖循環(huán)檢查一次；檢查方法：采用儀器測量。隧道開挖必須嚴格控制欠挖。當圍巖完整、石質堅硬時，巖石個別突出部位（每1m2不大于0.1m2）侵入襯砌必須小于5cm。拱腳和墻腳以上1m內斷面嚴禁欠挖。檢查數(shù)量：每一開挖循環(huán)檢查一次；檢查方法：采用自動斷面儀等儀器測量周邊輪廓斷面，繪斷面圖與施工圖斷面核對。洞身開挖必須核對地質。在每一次開挖后及時觀察、描述開挖面地層的層理、節(jié)理、裂隙的結構狀況、巖體的軟硬程度、出水量大小等，核對施工圖地質情況，判斷圍巖穩(wěn)定性。每一開挖循環(huán)檢查一次；在每次開挖完成后對圍巖進行工程地質觀察和描述。光面爆破或預裂爆破鉆孔眼，必須根據(jù)鉆爆設計圖準確標示出鉆孔位置。鉆孔時必須按鉆爆設計要求嚴格控制鉆孔的間距、深度和角度。掏槽眼的眼口間距和深度允許偏差為5cm。周邊眼的間距允許偏差為5cm，外插角必需符合鉆爆設計要求，孔底不得超過開挖斷面輪廓線15cm。檢查數(shù)量：每一開挖循環(huán)檢查全部掏槽眼和10周邊眼；檢查方法：測量。光面爆破的鉆孔痕跡保存率。硬巖不得小于80，中硬巖不得小于60，并在開挖輪廓面上均勻分布。檢查數(shù)量：每一爆破開挖循環(huán)檢查一次；檢查方法：對照鉆爆設計資料，觀察、計數(shù)檢驗鉆孔痕跡保存率。隧底開挖輪廓和底部高程應符合設計要求。隧底范圍石質堅硬時，巖石個別突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入襯砌應小于5cm。檢驗數(shù)量：每一開挖循環(huán)檢查一次；檢驗方法：施工單位用儀器測量底部高程，用自動斷面儀測量周邊輪廓斷面，繪斷面圖與設計斷面核對。7.隧底開挖后應及時核對隧底地質情況。當需要進行加固處理時，應符合設計要求。檢查數(shù)量：每處檢查一次；檢驗方法：在每一次開挖后及時觀察、描述開挖面地層的層理、節(jié)理、裂隙的結構狀況、巖體的軟硬程度、出水量大小等，核對施工圖地質情況，判斷圍巖穩(wěn)定性。五：施工準備編制施工工藝設計、工序質量控制設計和作業(yè)指導書；確定卸渣場的位置和范圍，汽車運輸?shù)缆返囊牒推渌\輸設施的布置；施工用風、用水和用電設施布置。施工用風 空壓機功率要求隧道施工用風采用固定空壓機供風，空壓機最大功率應能滿足同時工作的各種風動機具的最大用風量和足夠風壓的要求。 空壓機位置要求固定式空壓機站應設在洞口附近，并靠近變電站，當有多個洞口需集中供風時，可選在適中位置，但應靠近用風量較大的洞口?？諌簷C站應有具體的防水、降溫和保溫措施。 工作風壓隧道工作面風壓不應小于0.5MPa，高壓風管的直徑應根據(jù)最大送風量、風管長度、閘閥等條件計算確定。 風管的安裝和使用A. 高壓風管及接頭裝置的材質必須符合相關標準規(guī)定；B. 高壓風管應敷設平順，接頭嚴密，不漏風；C. 在洞外地段，當風管長度大于100m以內和溫度變化較大時宜安裝伸縮器，靠近空壓機150m以內，風管的法蘭盤接頭宜用石棉襯墊；D. 長度大于1000m時，應在高壓風管最低處設置油水分離器，定時放出管中的積油和水；E. 洞內高壓風管應敷設在電纜電線相對的一側，風管的前端至開挖面距離宜保持3040m，并用分風器（可自制）連接高壓軟風管；F. 各種閘閥在安裝前應拆開清洗，閥門應進行水壓強度試驗，合格后方可使用；G. 高壓風管在安裝前應進行檢查，當有裂紋、創(chuàng)傷、凹陷等現(xiàn)象不得使用，管內不得保留有殘余物和其他臟物；H. 高壓風管使用應有專人負責檢查、養(yǎng)護。施工用水 隧道施工供水方案的選擇及設備的配置A. 水源的水量應能滿足工程和生活用水的需要。有高山自然水源時，應蓄水利用。水池高度應通過計算，并能滿足洞內最大水壓的要求；B. 水池的容量應計算并有一定的儲備量，滿足洞內外集中用水的需要；C. 采用機械抽水站供水時，應有備用的抽水機；D. 工程和生活用水使用前必須經過水質鑒定。 工作面水壓隧道工作面的水壓不應小于0.3Mpa，水管的直徑應根據(jù)最大供水量、管路長度、彎頭、閘閥等條件計算確定。 高壓水管的安裝和使用A 管路應敷設平順，接頭嚴密，不漏水；B 水池的總輸出管路上必須安裝總閘閥；主管路上每隔300500m應分裝閘閥；C 洞內水管前端至開挖面宜保持30m距離，并用高壓軟管連接分水器。洞內軟管的長度，一般情況下不宜大于50m；D 洞內水管管路應敷設在電纜、電線相對的一側，不得妨礙運輸；當與水溝同側時，不得影響排水；E 鋼管在安裝前應進行檢查，有裂紋、創(chuàng)傷、凹陷等現(xiàn)象時不得使用，管內不得保留有殘余物和其他臟物；F 管路使用中應有專人負責、養(yǎng)護。冬期應注意管道保溫。施工用電 施工用電方案施工用電應進行施工用電量設計，并采用三級配電二級保護方式。 隧道供電電壓應符合下列要求:A. 長大隧道施工，電源采用10kv供電，經過變壓后對用電設備供電；B. 低壓供電采用380v/220v三相五線系統(tǒng)；C. 照明電壓，作業(yè)地段宜36v，成洞和不作業(yè)地段可采用220v；D. 低壓線路末端的電壓降不得大于10。 變壓器容量變壓器容量應按電氣設備用電總容量確定。當單臺電動設備容量超過變壓器容量1/3時，應適當考慮增加起動附加容量。 變壓器位置洞外變電站宜設在靠近負荷集中地點和設在電源來線一側，沿海地區(qū)工程，應考慮防雷擊和防颶風措施。變電站電源線當需跨越施工地區(qū)時，其最低點距人行道和運輸線路的最小高度應滿足：電壓35kV時7.0m，10kV時7.0m，400V時6.0m。 洞內供電線路布置和安裝A. 成洞地段固定的電線路，應用絕緣良好的塑料導線架設。施工地段的臨時電線路宜采用橡套電纜。豎井、斜井宜使用鎧裝電纜；B. 照明和動力電線路安裝在同一側時，必須分層架設。電線懸掛高度應滿足：400V以下不小于2.5m，10kV不小于3.5m；C. 涌水隧道的電動排水設備，瓦斯隧道的通風設備以及斜井、豎井內的電氣裝置應采用雙回路輸電，并有可靠的切換裝置和防爆措施；D. 36V低壓變壓器應設在安全、干燥處，機殼接地，輸電線路長度不得大于100m；E. 動力干線上的每一份支線，必須裝設開關及保險裝置。嚴禁在動力線路上加掛照明設施。配置鋼架加工及試拼設備，準備鋼架加工車間及貯存棚。六：施工機械及工藝裝備施工機械及工藝裝備配置方案見表1。 表1 中隔壁法（CD法）主要機械設備及工藝裝備序號設備名稱規(guī)格單位數(shù)量1挖掘機鏟斗容量0.51.0m3臺22裝載機側卸式臺43自卸汽車5t臺154濕噴機1020m3/h臺25混凝土攪拌運輸車筒容量大于5m3臺26混凝土輸送泵排量大于20m3/h臺27混凝土攪拌站生產能力60m3/h座1七、施工工藝及質量控制流程 施工工序見圖1. 施工工序分為8步；按六個分部，即123456部分進行開挖及支護施工，以及拆除中隔壁、施作二次襯砌及底部結構等8步；做到步步封閉成環(huán)。工藝及質量控制流程中隔壁法(CD法)施工工藝及質量控制流程見附圖。中隔壁法施工工藝流程見下圖施工準備超前地質預報、測量放樣拱部超前支護先行側導坑開挖，初期支護、中隔壁后行側導坑開挖，初期支護施作初期支護成環(huán)地質素描、澆筑仰拱采取措施拆除中隔壁復合襯砌施工結束 支護檢驗、監(jiān)控量測超限變形值滿足規(guī)范要求6453216453211.43.635m2.535m612m施工棧橋超前小導管；1左側上部開挖；左側上部初期支護；2左側中部開挖；左側中部初期支護；3左側下部開挖；左側下部初期支護；4左側上部開挖；右側上部初期支護；5右側中部開挖；右側中部初期支護；6右側下部開挖；右側下部初期支護；仰拱填充混凝土；拱墻混凝土八、工序步序說明根據(jù)施工圖施作超前支護，一般多采用小導管超前注漿加固：雜填土層，采用鋼筋斜插錨固棚架做超前支護效果較好；粉細砂層，采用小導管酸性水玻璃注漿，按一榀一排一注進行加固；圓礫土層，采用短管注水泥漿加固。中隔壁法（CD法）各分部之間宜采用微臺階施工，臺階長度35m，應創(chuàng)造條件，盡量縮短臺階長度。采用長臂挖掘機開挖，開挖進尺0.50.75m。臨時仰拱設置的早晚將直接影響到各部結構的沉降和兩側土體的水平位移大小，盡早設置臨時仰拱，使支護結構封閉成環(huán)。鋼拱架基礎原則上應支撐于原狀土，如造成超挖，應回填密實，并墊鋼板或木板，確保鋼拱架不產生垂直位移，并需施作鎖腳錨管，避免早期沉降量過大。 在噴射混凝土完成一天后，對滯后工作面3m左右的拱部支護于圍巖之間的空隙應及時回填，注漿管埋設在拱部左右45處，在注漿壓力作用下，砂漿會上升填充拱部的空隙。噴射在自重作用下，網噴初期支護背后易形成空隙；另外為了安裝螺栓及連接鋼架之便，鋼拱架連接處留有局部超挖空間，形成噴射混凝土的死角。這些空隙如不及時回填，會引起圍巖變形和破壞結構。因此要求：臨時仰拱封閉應及時進行回填注漿；漿液宜采用水泥砂漿；回填注漿壓力應小于0.5MPa；粉細砂層，采用小導管酸性水玻璃注漿，按一榀一排一注進行加固；圓礫土層，采用短管注水泥漿加固。中隔墻下的壓力的應力大小涉及墻下土體和結構穩(wěn)定，所以應對各步序中隔墻下的壓應力進行監(jiān)測，檢驗其是否超過地基承載力，以便及時采取加固措施，避免地基出現(xiàn)壓、剪破壞。開挖、支護過程中量測應作為工序，緊湊安排，盡早進行第一次量測，及時反饋信息，以調整支護參數(shù)，襯砌前拆除臨時支護。臨時支護過早拆除對控制施工過程中結構變形極為不利，對中隔墻結構的穩(wěn)定也有影響，因此臨時支護可在全部開挖和初期支護完成，并形成全斷面環(huán)形封閉后進行。臨時支護結構縱向每次拆除長度不應大于6m，拆除后立即進行仰拱施作，兩工序交錯進行。仰拱施作長度達到襯砌臺車一次襯砌的長度后，及時進行拱墻二次襯砌。工藝改進：為了保證拆除中隔壁時的安全，可以先施工仰拱、填充，然后拆除中隔壁。或者施工仰拱后拆除、部后形成的中隔壁，待完成隧底填充后再拆除其余隔壁。豎隔壁的下部留在仰拱及填充混凝土中。九：施工要點（1） 各部開挖時，周邊輪廓應盡量圓順，減小應力集中； （2） 各部的底部高程應與鋼架接頭處一致；（3）每一部的開挖高度應根據(jù)地質情況及隧道斷面大小而定；（4）后一側開挖形成全斷面時，應及時完成全斷面初期支護閉合；（5）左、右兩側洞體施工時，縱向間距應拉開不大于15m的距離；（6）中隔壁宜設置為弧形，并應向左側偏斜1/2個剛拱架寬度；（7）在灌注二次襯砌前，應逐段拆除中隔壁臨時支護，拆除時應加強量測，一次拆除長度一般不宜超過15m，拆除后及時施工仰拱。十：作業(yè)組織洞內各部作業(yè)采用平行、流水、交叉、循環(huán)作業(yè)。各部超前支護之間、開挖之間、支護之間采用平行作業(yè)；各部內超前支護、開挖、支護之間采用循環(huán)流水作業(yè)；開挖與臨時支護拆除、支護與臨時支護拆除、臨時支護與永久仰拱采用交叉作業(yè)。勞動組這見表2。 生產效率及材料消耗生產效率 表2 中隔壁法（CD法）勞力配置（三班倒）序號工序名稱施工人數(shù)1先行導坑上部開挖支護302先行導坑下部開挖支護243后行導坑上部開挖支護304后行導坑下部開挖支護245其他21合計107根據(jù)工程實踐，由于斷面及工藝方法的不同，CD法的月進尺一般為2040m。材料消耗根據(jù)現(xiàn)場圍巖級別及巖性確定各種材料消耗。十一、施工安全及環(huán)境保護施工安全開始施工前，必須對施工工藝中存在的危險源進行辨識和安全風險評估，編制安全管理實施方案，并制定相應的應急措施方案；施工機械使用、操作人員條件、檢修保養(yǎng)、各種專用施工機具和料具、施工用電、特殊環(huán)境中作業(yè)等應嚴格執(zhí)行公路工程施工安全技術規(guī)程（JTJ076-95）；施工過程中必須對施工人員加強安全技術交底，特殊工種必須經考試合格后方能上崗在推廣新技術和使用新型機械設備時，應對員工進行再培訓和安全教育