隧道开挖CD法施工方案.doc

新建铁路兰州至重庆客货共线兰州至广元段第2标段 马家坡隧道CD法开挖施工方案
目 录

一.工程概况 1
二.施工方案 1
1．施工参数 1
2．施工方法 2
3．施工注意事项 7
三.人员机械组织 7
1.机械设备 7
2.劳动力组织 8
四.质量控制 8
1.质量控制标准 8
2.质量检测 8
3.质量保证措施 9
五.安全、环保措施 11
1.安全保证措施 11
2.环保措施 11

CD法开挖施工方案
一.工程概况
马家坡隧道出口位于渭源县七圣乡境内，隧道起讫里程DK116+137～DK119+052，全长2915米，为双线隧道，洞内线路为-0.3%、-1.28%、-1.3%、-1.28%的单面下坡，隧道除洞身DK115+303.216～DK117+329.375两段位于直线上外，其余均位于R=4500米的曲线上。由于马家坡隧道出口处于浅埋段，在目前施工中围岩级别较差导致在施工过程中围岩变形较大，拱顶下沉最大值达到1.6m，因此经建设单位、设计单位、监理单位、施工单位现场勘查后将从目前掌子面DK118+649至DK118+629由原设计开挖工法大拱脚加临时仰拱法变更为CD法。
二.施工方案
CD法又称中隔壁法，用于浅埋及比较软弱地层中，而且是大断面隧道的开挖。CD法是在用钢支撑和喷射混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法，是在地质条件要求分部开挖及时封闭的条件下采用。CD法适用于双线Ⅳ级、Ⅴ级、Ⅵ级围岩隧道，地质条件困难，围岩软弱，覆盖层薄，含水量大，基底承载力低等条件。采用CD法开挖，减小软弱围岩隧道及大跨度隧道分部开挖跨度和开挖高度，通过增加中壁墙等临时支护构件，形成分部开挖初期支护快速封闭环，使分部开挖环环相扣，最后完成全部断面开挖与初期支护
1．施工参数
①超前支护：拱部采用双排小导管超前预支护，并注水泥浆。
②开挖进尺：各分部开挖进尺为1榀钢架间距即0.5m。
③台阶高度：上台阶、中台阶开挖高度4.0m~5.5m。
④开挖工作面间距：各级台阶开挖间距控制在3~5m。
⑤施工支护措施：中隔壁临时支护采用I20b，初期支护由原设计I20b变更为H175型钢。
⑥拱部按原设计数量施做φ22中空锚杆、边墙砂浆锚杆，但施工程序更改为在初期支护结束后在施做。
2．施工方法
1、施工工艺流程见下图CD法施工工艺流程图

2、开挖方法
隧道分为左、右导坑进行开挖，每侧导坑又分为两步台阶。为保护好围岩，围岩尽量采用机械辅人工开挖，每循环进尺按每榀钢架间距0.5m,当围岩稳定性较差时，考虑采用中部预留核心土法施工；
开挖方法见下图。

临时仰拱

Ⅴ级围岩中壁法施工示意图

3、施工步骤

⑴施作左洞室拱部φ42超前注浆小导管
⑵开挖左洞室上台阶(循环进尺0.5m)
⑶及时施作初期支护，设置中隔壁临时
钢支撑(设置临时仰拱)
⑴开挖左洞室下台阶（循环进尺0.5m），
滞后于1部3～5m。
⑵及时施作下台阶初期支护及接长中隔
壁临时钢支撑
⑴分段拆除临时中隔壁，每次拆除长度6m
⑵仰拱及矮边墙初期支护基面处理
⑶及时铺设仰拱及矮边墙防水板，灌筑仰
拱填充及矮边墙
⑴边墙、拱部初期支护基面处理
⑵施作边墙、拱部复合式防水板
⑶立模灌筑边墙、拱部二衬钢筋砼
序号
图 示
施工步骤说明
1
2
3
4
5
6
中壁法开挖施工步骤图
1
2
3
4
⑴施作右洞室拱部φ42超前注浆小导管
⑵开挖右洞室上台阶(循环进尺0.5m)，
滞后于2部10～20m。
⑶及时施作初期支护(设置临时仰拱)

⑴开挖右洞室下台阶（循环进尺0.5m），
滞后于2部10～20m。
⑵施作下台阶及仰拱初期支护，及早形
成封闭受力环
6
5

4.中壁拆除
在CD法中的一个关键问题是拆除中壁，据以往经验，中隔壁拆除时间应在全断面成环后，各部位位移充分稳定后，才能拆除，其要求如下。
1） 中壁拆除参数
(1)拱顶下沉量：7d的增量小于2mm；
(2)净空收敛值：7d的增量小于4mm（拱顶下沉的2倍）
2)安全管理参数
管理水平
管理阶段
中隔壁拆除中位移量（mm）
中隔壁拆除后位移量（mm）
1
安全
3
6
2
注意
6
12
3
危险
12
24
5、作业要点
（1）、施工超前导管
1部与3部开挖之前，对拱部周边部位按变更要求施作双排超前导管进行超前支护。
（2）、开挖与支护
开挖：
1部先行开挖，随即依次开挖2部、3部、4部、5部、6部，采用挖掘机及人力配合风镐开挖，出渣车出土。开挖循环进尺与设计钢架间距相同，即每次开挖进尺为一榀钢架距离。
（3）初期支护
按照变更后支护参数及中壁墙设计参数，每开挖分部开挖后及时施作周边、中壁墙，使每分部及早封闭成环。
6、监控量测
在施工管理中全过程以监控量测为管理依据，通过监控量测数据的及时反馈，用以指导设计与施工。
监控量测的项目及其方法：
1）、地质支护状态观察
对开挖掌子面进行观察、地质描述，对围岩及初期支护表面采用放大镜等仪器观察。
2）、地表沉降量测
在地表浅埋段埋设测点，采用水平仪测其下沉量，量测时间在开挖面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直至衬砌结构封闭、下沉停止结束。
3）、拱顶下沉量测
在中隔墙两侧即1部、3部的开挖拱顶，各设一测点，水平仪测其下沉量。
4）、周边收敛量测
在洞内大跨、边墙角共设二条水平基线，采用张力自鸣电子数显式收敛仪量测。
5）、拆除中隔墙过程拱顶下沉与周边收敛量测监控。
洞内、洞外下沉、收敛全部测点均埋设在同一断面，量测断面间距为5米。施工测量及监控量测组负责量测、数据整理、绘制回归曲线并及时反馈至生产管理组，以便采取相应的措施。全部数据处理与曲线回归采用计算机程序。
3．施工注意事项
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。
3.工序变化处之钢架（或临时钢架）应设φ42锁脚钢管，以确保钢架基础稳定。
4.钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置，及时施作并连接牢固。
5.右部导洞开挖，应滞后于左部导洞，距离不小于6m为宜。
6.临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后，方可进行。
7.施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。
8.按设计要求做好隧底地质检测工作，检测结果为弱软围岩及有溶洞、溶沟及溶槽隧底应按要求采取加固措施。
9.应及时对隧道环境水进行取样化验，对有侵蚀性，但设计无要求的水应立即向相关单位提出变更，采用侵蚀性砼。
三.人员机械组织

1.机械设备
机械设备名称
规格型号
额定功率或容量
单位
数量
备 注
挖掘机
DH220LC-7
0.7m3
台
1

侧卸式装载机
ZLC50D
2.0m3
台
1

电动空压机
4L-20/8
22 m3/min
台
4

自卸汽车
东风、尼桑
15T
台
3

发电机
STC-75
40 Kw
台
1

通风机
37×2
4200 m3/min
台
1

架立钢架、钢筋及防水板台车
自制

台
1

二衬台车
12m

台
1

仰拱栈桥
自制
12m
组
2

全站仪
宾得

台
1

水准仪
DSZ2

台
1

2.劳动力组织
施工所需劳动力
班组
计划数量
工作内容
开挖班
45
开挖、锚杆、钢架、钢筋网、小导管、注浆
喷浆班
34
喷射混凝土
运输班
15
出碴
综合班
8
电修及文明施工
二衬班
22
施作二衬及仰拱
四.质量控制
1.质量控制标准

隧道允许超挖值（cm）
围岩级别
开挖部位
Ⅴ
拱部
线性超挖
10
最大超挖
15
边墙线性超挖
10
仰拱、隧底
线性超挖
·
最大超挖
2.质量检测
（1）中线及高程应符合设计要求，使用全站仪和水准仪进行检测，技术人员每一开挖循环检查一次。
（2）洞身开挖中，地质工程师应在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等，核对地质情况，判断围岩稳定性。要求地质工程师每开挖一环，应立即对对工程地质进行素描。
（3）规范规定的超挖允许值及检查方法
对于Ⅴ级围岩：拱部平均线性超挖不大于10厘米，最大超挖不大于15厘米，边墙平均线性超挖不大于10厘米，仰拱、隧底平均线性超挖不大于10厘米，最大超挖不大于25厘米。
检查方法：用全站仪测定，在要测的点位粘贴反光片，用全站仪测定各点的三维坐标，通过计算绘制开挖断面，与设计断面进行比较。
3.质量保证措施
（1）隧道开挖质量保证措施
隧道不良地质地段施工坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
开挖前，做好超前地质预报，根据预测结果采取合理的开挖方法和支护措施。
（2）支护质量保证措施
1）喷射砼
（1）原材料进场前必须有产品合格证，并经检验合格。
（2）喷射砼采用湿喷工艺、拌合楼严格按配合比自动计量配料、拌料，拌料时间不少于1.5min，砼搅拌运输车运输，喷射砼要求连续进行，喷射厚度符合要求；
（3）喷射砼表面平整、无空鼓、裂缝、松酥；
2）锚杆及钢筋网
（1）原材料进场前必须有产品合格证，并经检验合格；
（2）钢筋网格间距严格按设计制作，网片与岩面紧贴；
（3）锚杆垫板与围岩密贴；
（4）钻杆施作严格按设计施工；
3）钢架
（1）原材料进场前必须有产品合格证，并经检验合格；
（2）钢架加工必须经培训合证，持证上岗的技工进行加工，避免出现钢架加工存在假焊、焊缝表面有裂纹、焊瘤等缺陷；
（3）钢架安装前应清除底脚下的虚碴及杂物。并测出每榀钢架位置，使其安装后，钢架垂直度误差±2°，横向与高程偏差小于±5cm；
（4）沿钢架外缘每隔2m用钢楔或砼预制块楔紧；
（5）钢架底脚置于牢固的基础上。钢架尽量密贴围岩并与锚杆焊接牢固，钢架之间按设计纵向用钢筋连接。
（6）分部开挖法施工时，钢拱架拱脚打设φ42锁脚钢管，其长度不小于4m，数量为4根，下半部开挖后钢架及时落底接长，封闭成环；
（7）钢架与围岩间隙用喷射砼充填密实，先喷射钢架与围岩间的空隙，再喷射钢架与钢架间砼，钢架与喷砼形成一体，钢架全部被喷射砼覆盖，保护层厚度不得小于50mm。

五.安全、环保措施
1.安全保证措施
（1）贯彻“不坍就是进度”的指导思想，“安全第一，预防为主”指导方针，正确处理好进度、质量、安全三者之间关系，做好开挖面施工安全保证措施，杜绝塌方。
（2）做好超前地质预报工作，采用TSP、超前钻孔、地质雷达等综合预报手段对开挖面前方的地质情况作出详细的预报。每个开挖工班配一名工程师跟班，确保各种措施、技术交底的落实，保证标准化作业。开挖过程中，配备有经验的地质工程师，24小时轮流值班，及时掌握地质变化，监控指导现场施工。
2.环保措施
环保、水保工程与主体工程“三同时”施工（即同时设计、同时实施、同时施工），努力把工程设计和施工对环境的不利影响减至最低限度。
对空压机、发电机等噪音超标的机械设备，采取装消音器来降低噪音；
生产、生活用水必须经污水池净化处理后方可排放，不直接排入河道。
施工场地和运输道路经常洒水尽可能减少灰尘对生产人员和其它人员造成危害及对农作物的污染。
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