小远亭CRD法进洞隧道施工方案改横隔板可行走机械.docx

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小远亭CRD法进洞隧道施工方案改横隔板可行走机械

小远亭隧道交叉中隔壁法施工方案

一、工程概况

小远亭隧道位于福建省闽侯县永丰村，起讫里程为FDK539+490

～FDK539+837，全长347m，Ⅴ级围岩，最大埋深为30.5m，最小埋深约3m位于隧道出口处，地表最大坡度为1：

3.6，本隧道为浅埋隧道。

主要施工方法拟采用明挖34m（洞口斜切式洞门段）、交叉中隔壁法163m（FDK539+507～+630、FDK539+780～+820）及三台阶七步开挖法150m（FDK539+630～+780）。

地形地貌：

剥蚀底丘，自然坡度15~25°，地势起伏不平，植被较发育，部分为竹林、果园，局部为取土场。

表层为第四系棕红色和黄褐色粉质黏土，硬塑，含少量中粗砂，入口段厚2-4米，出口段厚度3-10m；全风化花岗岩，黄褐色，灰白色，风化成土状，砂土状，入口段厚度大于20m，出口段厚度5-15m；其下伏基岩为花岗岩强-弱风化层，强风化层大于3米，岩体较破碎，风化不均匀，弱风化，节理较发育，入口段地下水埋深约20m，出口段地下水埋深5-20m。

二、施工工艺

交叉中隔壁法（CRD法）在软弱围岩大跨度隧道中先就隧道一侧采用二部分层开挖，施作初期支护、中隔壁和横隔板临时支护，再采用相同的方式开挖隧道另一侧，并进行相应的初期支护的施工方法，主要用于Ⅴ级偏弱围岩地段。

施工工艺流程见下表

1、交叉中隔壁法施工工序如下图所示：

三、施工方法

Ⅰ总体方案

采用先左侧后右侧交叉中隔壁法开挖，采用人工配合机械开挖为主，松动爆破为辅，中隔壁和横隔板均采用Ⅰ20a型钢做为临时钢架。

每循环进尺0.7m，每部开挖后及时施作初期支护和临时支护，闭合成环。

为减小导洞下部开挖时因拱部一次支护拱脚悬空引起的下沉，一次支护拱脚部位设锁脚钢管加固。

仰拱一次开挖闭合成环，仰拱及填充混凝土采用栈桥法一次整体浇筑施工。

在仰拱浇筑前后根据监控量测结果确定是否拆除中隔壁、横隔板及每次拆除的长度，每次拆除不宜大于6m。

拆除地段施工机械采用栈桥通行，栈桥长7米（考虑两头搭接长1米）。

结合厦门海底隧道施工经验，横隔板保证25cm厚度，横隔板在悬空后，开挖①、②部的小型挖机可在横隔板上行走与作业。

为方便①、②部施工，设置横通道，小型挖机施工完①部通过横通道进入②部施工，施工完②部再进入①部施工。

Ⅱ、进洞前施工

（一）、洞顶截排水

隧道洞口开挖之前，按设计要求先施工隧道洞顶的截水沟，将洞顶截水沟与场地内水沟进行连接，减小天气原因对隧道施工的影响。

（二）洞口边仰坡开挖防护

1、边仰坡采用挖掘机进行刷坡，局部硬岩石采用风镐进行破碎开挖，保证坡面的平顺和稳定性。

2、边仰坡开挖时，必须做到边开挖边进行锚喷网支护，锚杆采用φ22砂浆锚杆，L-4m,间距1.5m×1.5m，梅花形布置。

锚杆施工完后，按设计挂设钢筋网片，钢筋网片可事先在钢筋加工场加工，钢筋网采用φ6圆钢，网格尺寸为25cm×25cm。

C20喷射砼设计厚度10cm，分两次进行喷射，第一次初喷4cm，第二次复喷射6cm。

（三）洞口长管棚施工

1、小远亭隧道洞口长管棚进口为40m。

洞顶边仰坡开挖临时支护施工完后，按设计洞口长管棚临时开挖线坡率进行长管棚槽的开挖，预留核心土，核心土顶面整平，使之成为工作平台，并刷一斜坡，挖掘机和装载机能行驶到平台上进行辅助施工。

2、在洞口长管棚槽开挖完之后，先按设计要求安装2榀I18工字钢作为管棚的定位固定端，工字钢在场内分节加工，采用螺栓连接。

在管棚固定端的钢架上布置48根φ140mm壁厚5mm导向钢管，导向钢管长度为1m，环向间距为40cm，将导向钢管按设计角度（钢管轴线与衬砌外缘线夹角3°）就位准确，并在场内将其焊接固定在I18工字钢上，使其与工字钢连成整体。

3、导向墙砼为C20级，截面尺寸为1m×1m，砼浇筑采用核心土为内模、加工钢模作为外模。

外模采取钢筋定位加固，保证导向墙砼的厚度。

导向墙砼浇筑前，报检监理工程师检查合格后浇筑导向墙砼。

在砼浇筑过程中，必须严格控制钢架的稳定，不偏移、不沉降，必要时增加一些临时支撑。

4、待导向墙砼强度满足设计强度后，采用电动潜孔钻机在导向钢管内进行钻孔，孔深度为40m。

间隔一根打设钢花管（钢花管就是在φ108mm钢管上钻注浆孔，孔径10~16mm，孔间距15mm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段110cm）并注浆，然后打设钢管，以便检查钢花管的注浆质量。

按顺序，其中奇数号者采用钢花管，偶数号者采用钢管。

钢管接头在隧道的横断面上错开。

5、钢管安装完后，留下导管，插入注浆管，注入水泥浆液（水灰比：

1：

1），注浆压力为0.5~2.0Mpa，注浆的质量通过注浆用量（每根设计注浆量约1.46m3）、注浆压力值和导管口冒浆情况来判定。

Ⅲ、进洞施工

1、正洞左侧上半断面①部施工

1.1开挖断面尺寸高约6.5m、宽约6.65m（详见CRD法示意图），采用人工配合挖掘机开挖0.7m（较钢架间距0.6m富余0.1m以利施工），每循环开挖进尺同时控制在0.7m。

采用人工配合0.28m3的小型挖掘机开挖。

在距②部掌子面向小里程2.5m、距中隔壁2.5m的位置预留2m*0.5m（两榀工字钢间距）的漏碴孔，漏碴孔纵向间距5m。

洞碴通过漏碴孔漏至②部，将8t自卸车停在漏碴孔下面，直接装碴。

示意图如下：

机具选用说明，挖掘机选用PC60小型挖掘机，外形尺寸（全长约6.1m×全高约2.1m×全宽约2.2m），最大挖掘半径6.3m。

②部出碴车选用8t自卸车。

1.2正洞初期支护：

导坑周边初喷4cm厚混凝土，架立正洞两榀Ⅰ20a型钢钢架（A、B单元）、钻设径向锚杆（拱部60°范围采用Φ25mm带排气装置的注浆锚杆，长度4m，边墙采用Φ22mm砂浆锚杆，长度4m），导坑周边铺设钢筋网片采用Φ8钢筋，网格尺寸为20cm×20cm，复喷混凝土至设计厚度，并保证钢架覆盖层不小于3cm。

底部（正洞Ⅰ20a工字钢与横隔板Ⅰ20a工字钢连接处）向下倾斜约30°角打入锁脚钢管（Φ50mm、壁厚3.5mm、长4.5m）。

1.3临时支护：

中隔壁、横隔板与正洞同时进行4cm混凝土初喷，架立两榀Ⅰ20a临时钢架（纵向间距0.6m），铺设的钢筋网片，采用Φ6钢筋，网格尺寸为20cm×20cm，复喷混凝土覆盖Ⅰ20a工字钢，横隔板保证25cm厚度。

钢架纵向均采用Φ22螺纹钢连接，钢筋转角处焊接于钢架内侧翼缘，底部（中隔墙Ⅰ20a工字钢与横隔板Ⅰ20a工字钢连接处）向下倾斜约30°角打入锁脚钢管（Φ50mm、壁厚3.5mm、长4.5m）。

1.4预留横向通道：

为了方便①部小型挖机进入③部施工，根据开挖后实际情况设3m宽横向通道。

为保证正洞初期支护钢架的稳定性，在横向通道顶部纵向设置3m的工字钢，两端与中隔壁工字钢连接牢固。

1.5开挖支护15m后停止①部掘进施工，采用2~4cm喷射混凝土封闭掌子面，转入③部施工。

2、正洞右侧上半断面③部

右侧导坑③部施工方法同左侧导坑①部施工，开挖支护10m与①部导坑掌子面距离约5米左右时停止施工，转入左侧导坑②部施工。

3、正洞左侧下半断面②部

开挖断面尺寸高约4.2米、宽约7.2米，开挖时采用人工配合机械开挖，每循环开挖0.7m，当满足一榀钢架安装位置时立即对导坑周边部分进行4cm厚混凝土初喷；接长正洞初期支护Ⅰ20a型钢钢架（C、D单元）和中隔壁临时支护Ⅰ20a型钢钢架，设锁脚钢管，钻设径向锚杆并铺设钢筋网片（锁脚钢管、径向锚杆及钢筋网规格要求与①部要求相同），正洞初期支护复喷混凝土4cm至设计厚度，临时支护复喷砼覆盖钢架。

经监控量测如净空变化速度持续大于5.0㎜/d时,表明围岩处于急剧变化状态，须施做②部横隔板Ⅰ20a临时钢架。

机具选用说明，开挖选用220挖掘机，出碴采用50装载机，8t的自卸车运输。

当开挖支护10m后停止②部施工，再次转入右侧导坑①部施工。

4、正洞右侧下半断面④部

待①、②、③部依次开挖支护5m后，开挖④部10m，施工方法同②部施工。

5、仰拱开挖及初期支护

待①、②、③、④部依次开挖支护循环施工5米后，停止导坑掘进；一次性开挖仰拱5米，施作初期支护，接长中隔壁Ⅰ20a临时钢架至仰拱底，如设②部横隔板时拆除②部横隔板。

对以闭合成环5米地段初期支护加强监控量测。

6、仰拱及填充浇筑

待开挖支护完成5米仰拱根据监控量测分析收敛稳定后，拆除5米中隔壁与横隔板Ⅰ20a临时钢架；利用仰拱栈桥整体性灌筑底部4米仰拱混凝土。

栈桥长7米（考虑两头搭接长1米）。

7、循环施工

①、②、③、④部开挖支护每5米为一个循环，依次进行施工。

仰拱开挖和仰拱浇筑每次施工4m。

右侧上下导坑与左侧上下导坑掌子面距离控制在15米之内。

8、待仰拱长度满足二衬施工长度时，利用衬砌模板台车灌注二衬混凝土。

工序循环图见附图

四、施工要求

（一）、开挖

1、开挖前测量人员必须精确放样，在进行初喷混凝土以前对开挖断面进行检查，对欠挖部位及时处理。

2、各部开挖支护自上而下，预留核心土，核心土高度以方便架设钢拱架和挂设钢筋网为宜。

开挖后及时施做初期支护、中隔壁、横隔板，步步成环。

3、各部开挖时，相邻部位的喷射混凝土强度应达到设计强度的70%以上。

4、缩短各部开挖工作面的间距，使初期支护尽早封闭成环。

5、严格控制步长，仰拱距开挖面的距离不得超过40m。

（二）、支护

1、各部开挖后同时施工初期支护、中隔壁和横隔板，使各部及时闭合成环以保证隧道稳定性。

2、初喷砼一次喷射砼4cm，作业前，清除所有的松动岩石，并使岩面保持一定湿度；速凝剂掺量准确，添加均匀、不得随意增加或减少。

复喷砼，①、③部分3层喷射，一次喷射厚度5～10cm，②、④部分2层喷射，一次喷射厚度7～15cm，分层喷射的间隔时间为15～20min；喷射作业分段、分片、分层，由下而上依次进行，如有较大凹洼时，用混凝土填平；型钢钢架与岩面之间的间隙用喷射砼填充密实，喷射顺序先下后上对称进行，先喷钢架与围岩之间空隙，后喷钢支撑之间，型钢钢架被喷射砼所覆盖。

正洞初期支护保护层不得小于3cm。

3、初期支护钢架、中隔壁和横隔板钢架均采用I20a工字钢在洞外加工，工字钢构件连接采用厚度为16mm的钢板和M30螺栓进行连接。

架立工字钢之前，必须将脚部架立钢板底部的虚渣清除干净，必要时浇筑C20砼基座，以保证工字钢不下沉，工字钢就位后，必须采用临时支撑保持其稳定。

工字钢纵向间距0.6m，纵向连接钢筋为φ22，环向间距为1.0m。

4、钢筋网在工地加工成型，现场人工安装，网片大小按1.5×1.0m加工，安装时用电焊点焊固定在钢架及锚杆外露头上，以防喷射砼时晃动。

网片间搭接长度不小于20cm。

5、系统锚杆

拱部为Φ25带排气装置的注浆锚杆，边墙为Φ22砂浆锚杆；长度均为4米，间距（环1.2m×纵1.0m）梅花型布置。

①钻孔前先标定钻孔位置。

②孔深误差不大于5cm，孔径大于锚杆直径15mm，钻孔完毕后，孔内积水、积粉及岩碴要吹洗干净。

③锚杆采用风钻顶入，并设好孔口注浆塞。

④锚杆在工字钢架设后施作，锚杆可从工字钢中间穿过或与工字钢贴边打入，使端部与工字钢焊连成一整体。

⑤锚杆的插入长度不小于设计长度的90%，安装后不得随意敲击。

（三）、横隔板、中隔壁破除

1、拆除采用破碎锤破除喷射混凝土，混凝土破除顺序：

①部中隔壁喷射混凝土→①部横隔板混凝土→③部横隔板喷射混凝土→④部中隔墙喷射混凝土。

2、当①部中隔壁喷射混凝土、③部横隔板喷射破除完毕后进行①部横隔板混凝土的破除，然后割除①部中隔壁工字钢、③部、①部横隔板工字钢，最后破除④部中隔壁喷射混凝土，并割除④部中隔壁工字钢。

3、破除横隔板与初期支护、中隔壁与初期支护接头部位（破除断面以30cm为宜），同时加强监控量测，在监测数据稳定的前提下，全面破除横隔板与中隔壁。

4、破除时，首先采用风稿对型钢钢架间初期支护喷射混凝土自上而下进行破除，再采用切割方式对钢架进行破除。

5、破除横隔板与中隔壁后，应加强监控量测工作对初期支护变化进行分析，如有异常应及时采取加固措施。

6、特殊情况下可先不拆横隔板与中隔壁，将中隔壁浇筑在仰供中，待铺设防水板时再拆除横隔板，割断中隔壁。

五、监控量测

项目部成立隧道监控量测小组，设专人负责现场量测及数据整理；工程部应编制监控量测实施方案，组织实施。

监测围岩变形和压力情况，验证支护衬砌的设计效果，保证围岩稳定和施工安全。

提供判断围岩变形和支护系统基本稳定的依据，确定二衬与仰拱的施工时间。

通过对量测数据的分析处理，掌握地层稳定性变化规律，遇见事故和险情，作为调整和修正支护参数及施工方法的依据，提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息。

六、安全保证措施

1、成立以项目经理为组长的安全领导小组，建立安全领导体系，制定安全防护应急预案。

2、施工过程中严格按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行组织施工。

3、进入施工场地必须佩带安全帽，且必须将带子系紧。

4、运输车辆及施工机械严加管理，经常检查制动和运转部分情况，防止意外事故发生。

在运输繁忙的道口，设立安全监督岗，指挥行人和车辆，确保汽车运输及行人安全。

5、喷射混凝土施工必须佩带防护用品。

6、喷射混凝土作业过程中如果发生故障不能运转时，应先切断电源，再进行检修排除故障。

7、严禁酒后进入施工场地进行施工作业，严禁带病坚持作业。

8、所有司机、焊工、电工等特殊工种必须持证上岗。

9、在进行锚杆抗拔力实验时，应防止因锚杆滑落而造成事故。

10、对开挖面及其附近加强检查，如可能产生险情时，应急时采取措施进行处理，以保证施工安全。

七、质量保证措施

1、施工所用的原材料必须经试验室检验合格后方可使用。

2、喷射混凝土必须严格按照试验室提供的配合比进行施工。

3、超挖部分严禁采用片石或其他杂物进行回填。