CN104929648A - 一种隧道分部导坑施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道分部导坑施工方法，包括以下步骤：(1)准备工作；(2)超前管棚、小导管施工；(3)拱部环形开挖；(4)拱部初期支护及临时支护；(5)左、右导坑开挖及支护；(6)核心土及仰拱开挖；(7)隧道底部初期支护；(8)仰拱浇筑、填充；(9)二次衬砌。本发明与现有技术相比的优点是：采用本发明的施工方法，对围岩破碎的大跨浅埋隧道，可防止拱部坍塌，其施工全过程处于安全、稳定、快速的可控状态；工程质量优良率能够达95％以上，确保无安全生产事故发生。

Description

一种隧道分部导坑施工方法

技术领域

本发明涉及施工方法，尤其涉及一种隧道分部导坑施工方法。

背景技术

我国地域辽阔，地表起伏大，75％左右的国土是山地或重丘，海拔高差达5000米，建国后三十年所建的公路大多盘山绕行或切坡深挖，严重破坏生态环境，造成水土流失及塌方滑坡，甚至一些古滑坡复活，50年代，我国仅有总长2500米的公路隧道30多座，“九五”～“十五”期间，为适应改革开放及人口流动，高速公路建设得到了迅猛发展，“九五”期间新建隧道27.8万延米，还建成了许多特长大隧道，如中梁山隧道、缙云山隧道及二朗山隧道等，随着我国社会经济发展、西部大开发战略的深入展开以及拉动内需的进一步投入，在地形、地貌及工程地质条件复杂，但资源丰富、交通网密度的西部地区将会修建更多的长大隧道工程。进入21世纪，我国城镇化、机动化进程不断加快，2000年我国的城镇化率仅为36.2％，到2010年城镇化率已达47.5％，城镇人员由4.6亿聚增至6.4亿，到2015年末，以“十二五”规划的要求将达到51.5％，1986年我国汽车保有量仅为363万辆，2012年底，我国机动车保有量已达2.4亿辆，车辆的急剧增长使原有道路不堪重负，严重影响人们的出行和日常生活，成为社会经济发展的瓶颈，为了保证资源的合理、快速调配，势必会修建更多三车道、四车道隧道，由于地形、地质、规划路线等的约束，为满足分离式隧道净距要求，往往需强行拉开线形而导致相邻路段不顺畅、工程占地较宽、桥隧相连地段不能有效兼顾桥梁布置要求，小净距和连拱隧道以其独特的优势应运而生，连拱隧道结构构造及施工复杂，对变形敏感，而小净距隧道可充分利用中夹岩柱的承载能力，经济技术效果明显，许多学者曾在这方面做出了卓有成效的研究。但由于其断面扁平率大，净距小，开挖断面大，比一般单向双车道隧道断面大1.5～2.0倍，相邻隧道在施工过程中相互影响，显然，传统的施工方法已不能完全适应大跨小净距道施工的要求，特别是在进、出口段，地质条件复杂，围岩破碎、埋深浅，因此，对大跨小净距隧道的施工方法进行研究，对丰富我国公路隧道施工实践具有重要的工程意义和经济价值。

在我国，开挖隧道的常用方法一般有全断面法，台阶法，环形开挖留核心土法，交叉中隔壁法(CRD法)，双侧壁导坑法等。一般地，在围岩地质较好的情况(Ⅰ-Ⅲ级围岩)，在满足隧道安全质量的前提下，应优先采用全断面法和上下台阶法，在围岩地质较差的情况(Ⅳ-Ⅴ级围岩)，考虑隧道的安全施工，尤其是隧道在进洞时复杂的山岭地质条件，应优先采用双侧壁导坑法和交叉中隔壁法。

双侧壁导坑法是在隧道开挖断面的两侧都设置导坑，并都对其设置临时初次支护侧壁构件的分部开挖法，双侧壁导坑法又称眼镜法，适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩，当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件行别差，单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法，现场实测表明，双侧壁导坑法所引起的地表沉降仅约为短台阶法的1/2，这种方法一般将断面分成左右侧导坑，上部核心土和下台阶四块，导坑尺寸的确定原则与单侧壁导坑法相同，但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3，形状应近于椭圆形断面，左、右侧导坑错开的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重新分布的影响不致波及另一侧已成志导坑的原则确定，双侧壁导坑法开挖的横断面示意如图1所示，纵断面示意如图2所示，施工作业顺序如下：(1)左(右)导坑开挖；(2)左(右)导坑初期支护；(3)右(左)导坑开挖；(4)右(左)导坑初期支护；(5)上台阶开挖；(6)上台阶初期支护、导坑隔壁拆除；(7)下台阶开挖；(8)仰拱初期支护；(9)仰拱超前浇筑；(10)全断面二次衬砌。采用双侧壁导坑法的缺点是：1、对于浅埋大跨隧道，特别是围岩较破碎地段，采用双侧壁导坑法施工易使隧道拱部范围围岩坍塌、冒顶等问题，施工安全风险大；2、对于偏压隧道，水平位移较大；3、各工序之间相互影响，施工速度慢。

发明内容

本发明是为了解决上述不足，提供了一种隧道分部导坑施工方法。

本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种隧道分部导坑施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)准备工作：施工前首先做好图纸会审及技术交底工作，同时做好现场洞口场地平整、设备材料的准备；并测放隧道的中心线及边线，对明暗交界段绘若干横断面图，根据山体边坡线与隧道的平面关系，确定护拱位置；

(2)超前管棚、小导管施工：

①管棚施工前，先进行2m套拱施工，套拱内埋设5榀I18工字钢，并将管棚导向管Φ127×4mm孔口管焊接精确固定在I18工字钢上，倾角与隧道纵坡成5°～10°夹角，以防管棚钻孔时由于钻杆自重下沉而侵入隧道开挖断面内，从而妨碍隧道的开挖施工，护拱砼浇筑好后对孔口管进行编号；

②管棚采用热轧无缝钢管Φ108mm，壁厚6mm，节长3m、6m，管距40cm间距均匀布孔；倾角平行于路线纵坡，方向平行于路线中线，钢管施工误差径向不大于20cm；

③管棚采用履带式SKM130中风压钻车，钻孔前场地平整，精确定孔位，在钻进过程中不发生偏移和倾斜，钻孔交替进行，每钻完一孔立即顶进钢管，管内全长设排气管，并伸出管口，钢管与孔口处间隙封堵密实，保证注浆时浆液不溢出；

④安装好钢管后采用GZJB型双液注浆机，浆液由TBW250/15型混浆机拌制；注浆材料：双液注浆；水泥浆与水玻璃体积比1:0.5，水泥浆水灰比1:1，水玻璃度40波美度，水玻璃模数为2.4；初压0.5-1.0MPa，终压2.5MPa，持压15min后停止注浆；注浆量应满足设计的要求，若注浆量超限，未达到压力要求时，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满；注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔；当压力达到2.5MPa后稳压十分钟后，且进浆比重和出浆比重相同时方可停止注浆；注浆时要有专人进行注浆记录表的填写，实际记录注浆每5min的吃浆量；

⑤在进洞口掌子面先精确定位安装一榀钢拱架，在钢拱架外沿线按设计文件要求在隧道拱部130°范围内施作超前小导管，小导管采用YT-28型风钻开孔，开孔直径为50mm，并用吹管将砂石吹出(风压0.5～0.6MPa)钻孔深度不小于设计孔深；小导管前端做成尖锥形，尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍，管壁上每隔30cm梅花型钻眼，眼孔直径为φ8mm，尾部长度100cm作为不钻孔的止浆段；成孔后，报检验孔，合格后将小导管按设计要求用带冲击的YT-28风钻将小导管顶入孔中，外露10-20cm左右方便安装止浆软管，在注浆完成后将小导管与钢架焊接共同组成预支护体系；

(3)拱部环形开挖：针对地质条件较差的V级围岩，因为围岩稳定性较差，施工中应遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的基本原则，V级围岩应先超前支护后开挖，洞口段预支护采用“管棚+注浆”，洞身其他段采用“小导管+注浆”预支护，开挖采用人工辅助挖掘机开挖，直接用装载机运至洞外，用自卸车运走。每开挖循环进尺为1.0m，由测量人员控制方向和高程，并放出开挖轮廓线，左右侧导坑开挖半径6.252m，剩余部分为拱部开挖宽度，施工时沿开挖轮廓线开挖，开挖面应尽可能圆顺，以减少应力集中，严格按施工规范控制超欠挖。开挖完成后，应及时进行初期支护；

(4)拱部初期支护及临时支护：

①开挖后立即进行初喷，以便尽早封闭围岩暴露面；初喷前应对受喷岩面进行清理，清理完成后先喷射4-6cm厚混凝土封闭岩面；

②初喷砼后，及时安装I18钢架间距50cm，采用锁脚锚杆和连接钢筋固定，锁脚锚杆采用4m长Φ22砂浆锚杆，纵向采用间距75cm的Φ22钢筋焊接牢固，使拱架连成整体；

③钢筋网片直接架设在钢拱架上，并与钢拱架及锚杆连接牢固；采用A8定型钢筋20cm×20cm焊接网，搭接长度为20cm；

④***锚杆钻进应先在岩面上画出需施工安装的锚杆孔点位，采用YT28型风钻直接钻入，连接GZJB型注浆泵及配套的注浆接头进行注浆，风压控制在0.4～0.6Mpa，钻到设计位置后清孔，避免堵塞注浆孔，注浆时压力控制在1～1.5Mpa；锚杆纵横间距0.5×1.0m长度4.0m呈梅花型布置；***锚杆应垂直岩面打入，其尾部与钢拱架焊接牢固；注浆材料采用纯水泥浆，水泥浆浓度0.5：1.5～1：1.5，注浆压力0.6～1.0MPa，注浆过程中，初始注浆压力要保持在0.3mpa，当达到设计压力1.0，排气口出浆后，方可停止注浆，用止浆软管封闭孔口；

⑤***锚杆施工后，对初喷岩面进行清理复喷至设计厚度；拱架背后必须喷实，不得有空洞；

⑥按设计及规范要求并结合现场实际情况，埋设监控量测观测点，及时掌握施工过程中出现的各种情况，对可能出现的事故进行防范，防止事故的发生，为后期拆除临时支撑提供准确的量测数据；

⑦拱部临时支撑用间隔1榀设置一道I22工字钢纵向间距1.0m扇形强支撑，扇形支撑底部虚渣清理干净并用砼找平，再用I22工字钢焊接成整体，扇形支撑中间再用Φ22钢筋连接；拱部开挖支护循环10m后暂停掌子面施工；

(5)左、右导坑开挖及支护：

①待拱部开挖支护完成后，并落后拱部掌子面10m，进行一侧导坑超前小导管施工；

②超前小导管施工完成后，进行一侧导坑开挖、初期支护和临时支护；侧壁初期支护钢拱架应与拱部钢拱架连接牢固，侧壁导坑初期支护施工方法与拱部相同；

③在先施工一侧导坑开挖5-8m后，进行另一侧导坑开挖、初期支护和临时支护；

④埋设监控量测观测点，及时掌握施工过程中出现的各种情况，对可能出现的事故进行防范，防止事故的发生，为后期拆除临时支撑提供准确的量测数据；

⑤在两侧导坑开挖、初期支护和临时支护施工完成后，根据监控量测数据，确定拱部稳定后，拆除拱部临时支撑；

⑥在拆除拱部临时支撑后，拱部、双侧壁导坑施工循环进行；

(6)核心土及仰拱开挖：

①根据量测资料，确定双侧壁稳定后，拆除双侧壁临时支护，拆除过程中两侧壁应错开，防止因应力突变引起初期支护变形；

②在拆除双侧壁临时支护后，进行核心土开挖及仰拱开挖；

(7)隧道底部初期支护：

①开挖后立即进行初喷，以便尽早封闭围岩暴露面，喷射砼厚根据设计图纸要求进行；

②按设计要求架设钢拱架，与侧壁钢拱架连接，使整体钢拱架封闭成环；

(8)仰拱浇筑、填充：

①按设计图纸要求铺设仰拱钢筋、再进行仰拱混凝土浇筑；

②按设计图纸要求铺设排水管后，再进行仰拱填充浇筑；

(9)二次衬砌：

①二次衬砌施工应在围岩与初期支护变形基本稳定，位移收敛已明显减缓，所产生的各项位移量已满足设计要求，为了保证二衬混凝土质量，模板采用9m的液压整体移动式钢模板台车，在台车模板上均匀分布12个附着式振动器；混凝土在洞外拌和站集中拌制，9m³混凝土罐车运输，输送泵泵送入模；浇筑前必须左右对称，以防台车位移和模板变形，并应连续完成一模混凝土浇筑，振动方式采用***式振捣器配合附着式振捣器振捣；

②拆模时间：不承重结构在二衬混凝土强度达到2.5Mpa时即可拆模，承重结构在二次衬砌混凝土强度达到设计强度70％时可拆模；

③二衬混凝土在拆模后安排专人定期进行洒水养护。

本发明改善作业环境，保障施工安全，提高施工效率；且对于浅埋、破碎隧道，确保拱部范围围岩不致坍塌、冒顶等问题，降低施工风险；同时也环保：隧道进洞方案通常需要对边仰坡进行刷坡，改变原有的地形地貌，开挖过程极引起边仰坡失稳，导坑分部开挖法可实现“零开挖”进洞的施工工艺，实现工程与环境的和协统一。

本发明与现有技术相比的优点是：采用本发明的施工方法，对围岩破碎的大跨浅埋隧道，可防止拱部坍塌，其施工全过程处于安全、稳定、快速的可控状态；工程质量优良率能够达95％以上，确保无安全生产事故发生。

附图说明

图1传统的双侧壁导坑法开挖的横断面示意图。

图2传统的双侧壁导坑法开挖的纵断面示意图。

图3本发明施工方法中开挖横断面示意图。

图4本发明施工方法中开挖纵断面示意图。

图5本发明施工方法中分部导坑法开挖透视图。

图6本发明的施工方法流程图。

图7本发明施工方法中拱部环形开挖的示意图。

图8本发明施工方法中左右导坑开挖的示意图。

图9本发明施工方法中核心土及仰拱开挖的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详述。

本发明分部导坑法工艺原理：以岩体力学理论为基础，采用新奥法原理总结出分部导坑法施工方法，即将洞室开挖断面分成环形拱部、左、右侧导坑、中部核心土四个部分。导坑尺寸的确定原则可根据现场实际情况灵活布置，环形拱部尺寸以方便施工操作为宜，一般高度为2m左右，左右导坑宽度不宜超过断面最大跨度的1/3，形状应近于椭圆形断面，左、右侧导坑错开的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重新分布的影响不致波及另一侧已成志导坑的原则确定，各导坑之间的合理间距为1.0B左右，以保证多工序循环流水作业，避免施工相互干扰，提高施工效率。具体施工方法为先拱部环形开挖支护，稳定拱部，与环形拱部相隔一定距离后，左(右)导坑开挖支护，再用侧壁支护承担中间部分围岩的重力，使开挖工作面形成较好的稳定性，缩短了开挖断面的初期支护闭合成环时间，确保了施工安全，其适用范围主是是上部岩围岩比较松散，不能形成承载拱的区段。图3为分部导坑法开挖横断面示意图，图4为纵断面示意图，图5为开挖透视图。施工作业顺序如下：

(1)环形拱部开挖；

(2)环形拱部初期支护；

(3)左(右)导坑开挖；

(4)左(右)导坑初期支护；

(5)右(左)导坑开挖上台阶开挖；

(6)右(左)导坑初期支护上台阶初期支护；

(7)中部核心土开挖、导坑隔壁拆除；

(8)仰拱初期支护；

(9)仰拱超前浇筑；

(10)全断面二次衬砌。

对于小净距隧道由于相邻两隧道之间开挖会产生相互影响，并且造成中夹岩柱的多次扰动，如果先、后行洞施工间距太近会严重影响中夹岩柱的稳定性，太远又会延长工期，施工时可取1.5B为开挖间距，以保证施安全。

对于浅埋偏压地段的大跨隧道，在使用分部导坑法开挖时，先开挖浅埋侧隧道，当垂直应力为最大主应力时，先开挖靠中夹岩柱的导坑对围岩稳定性和控制变形更为有利，当水平地应力为最大主应力时，先开挖远离中夹岩柱的导坑更为有利。在施工过程中应重点加固拱脚和中夹岩柱，并应及时施做仰拱，增强围岩整体稳定性，防止底鼓现象。

如图6所示，本发明的一种隧道分部导坑施工方法的具体步骤如下：

(1)准备工作：施工前首先做好图纸会审及技术交底工作，同时做好现场洞口场地平整、设备材料的准备；并测放隧道的中心线及边线，对明暗交界段绘若干横断面图，根据山体边坡线与隧道的平面关系，确定护拱位置；

(2)超前管棚、小导管施工：

①管棚施工前，先进行2m套拱施工，套拱内埋设5榀I18工字钢，并将管棚导向管Φ127×4mm孔口管焊接精确固定在I18工字钢上，倾角与隧道纵坡成5°～10°夹角，以防管棚钻孔时由于钻杆自重下沉而侵入隧道开挖断面内，从而妨碍隧道的开挖施工，护拱砼浇筑好后对孔口管进行编号；

②管棚采用热轧无缝钢管Φ108mm，壁厚6mm，节长3m、6m，管距40cm间距均匀布孔；倾角平行于路线纵坡，方向平行于路线中线，钢管施工误差径向不大于20cm；

③管棚采用履带式SKM130中风压钻车，钻孔前场地平整，精确定孔位，在钻进过程中不发生偏移和倾斜，钻孔交替进行，每钻完一孔立即顶进钢管，管内全长设排气管，并伸出管口，钢管与孔口处间隙封堵密实，保证注浆时浆液不溢出；

④安装好钢管后采用GZJB型双液注浆机，浆液由TBW250/15型混浆机拌制；注浆材料：双液注浆；水泥浆与水玻璃体积比1:0.5，水泥浆水灰比1:1，水玻璃度40波美度，水玻璃模数为2.4；初压0.5-1.0MPa，终压2.5MPa，持压15min后停止注浆；注浆量应满足设计的要求，若注浆量超限，未达到压力要求时，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满；注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔；当压力达到2.5MPa后稳压十分钟后，且进浆比重和出浆比重相同时方可停止注浆；注浆时要有专人进行注浆记录表的填写，实际记录注浆每5min的吃浆量；

⑤在进洞口掌子面先精确定位安装一榀钢拱架，在钢拱架外沿线按设计文件要求在隧道拱部130°范围内施作超前小导管，小导管采用YT-28型风钻开孔，开孔直径为50mm，并用吹管将砂石吹出(风压0.5～0.6MPa)钻孔深度不小于设计孔深；小导管前端做成尖锥形，尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍，管壁上每隔30cm梅花型钻眼，眼孔直径为φ8mm，尾部长度100cm作为不钻孔的止浆段；成孔后，报检验孔，合格后将小导管按设计要求用带冲击的YT-28风钻将小导管顶入孔中，外露10-20cm左右方便安装止浆软管，在注浆完成后将小导管与钢架焊接共同组成预支护体系；

(3)拱部环形开挖：如图7所示，针对地质条件较差的V级围岩，因为围岩稳定性较差，施工中应遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的基本原则，V级围岩应先超前支护后开挖，洞口段预支护采用“管棚+注浆”，洞身其他段采用“小导管+注浆”预支护，开挖采用人工辅助挖掘机开挖，直接用装载机运至洞外，用自卸车运走。每开挖循环进尺为1.0m，由测量人员控制方向和高程，并放出开挖轮廓线，左右侧导坑开挖半径6.252m，剩余部分为拱部开挖宽度，施工时沿开挖轮廓线开挖，开挖面应尽可能圆顺，以减少应力集中，严格按施工规范控制超欠挖。开挖完成后，应及时进行初期支护；

(4)拱部初期支护及临时支护：

①开挖后立即进行初喷，以便尽早封闭围岩暴露面；初喷前应对受喷岩面进行清理，清理完成后先喷射4-6cm厚混凝土封闭岩面；

②初喷砼后，及时安装I18钢架间距50cm，采用锁脚锚杆和连接钢筋固定，锁脚锚杆采用4m长Φ22砂浆锚杆，纵向采用间距75cm的Φ22钢筋焊接牢固，使拱架连成整体；

③钢筋网片直接架设在钢拱架上，并与钢拱架及锚杆连接牢固；采用A8定型钢筋20cm×20cm焊接网，搭接长度为20cm；

④***锚杆钻进应先在岩面上画出需施工安装的锚杆孔点位，采用YT28型风钻直接钻入，连接GZJB型注浆泵及配套的注浆接头进行注浆，风压控制在0.4～0.6Mpa，钻到设计位置后清孔，避免堵塞注浆孔，注浆时压力控制在1～1.5Mpa；锚杆纵横间距0.5×1.0m长度4.0m呈梅花型布置；***锚杆应垂直岩面打入，其尾部与钢拱架焊接牢固；注浆材料采用纯水泥浆，水泥浆浓度0.5：1.5～1：1.5，注浆压力0.6～1.0MPa，注浆过程中，初始注浆压力要保持在0.3mpa，当达到设计压力1.0，排气口出浆后，方可停止注浆，用止浆软管封闭孔口；

⑤***锚杆施工后，对初喷岩面进行清理复喷至设计厚度；拱架背后必须喷实，不得有空洞；

⑥按设计及规范要求并结合现场实际情况，埋设监控量测观测点，及时掌握施工过程中出现的各种情况，对可能出现的事故进行防范，防止事故的发生，为后期拆除临时支撑提供准确的量测数据；

⑦拱部临时支撑用间隔1榀设置一道I22工字钢纵向间距1.0m扇形强支撑，扇形支撑底部虚渣清理干净并用砼找平，再用I22工字钢焊接成整体，扇形支撑中间再用Φ22钢筋连接；拱部开挖支护循环10m后暂停掌子面施工；

(5)左、右导坑开挖及支护：左、右导坑开挖如图8所示，

①待拱部开挖支护完成后，并落后拱部掌子面10m，进行一侧导坑超前小导管施工；

②超前小导管施工完成后，进行一侧导坑开挖、初期支护和临时支护；侧壁初期支护钢拱架应与拱部钢拱架连接牢固，侧壁导坑初期支护施工方法与拱部相同；

③在先施工一侧导坑开挖5-8m后，进行另一侧导坑开挖、初期支护和临时支护；

④埋设监控量测观测点，及时掌握施工过程中出现的各种情况，对可能出现的事故进行防范，防止事故的发生，为后期拆除临时支撑提供准确的量测数据；

⑤在两侧导坑开挖、初期支护和临时支护施工完成后，根据监控量测数据，确定拱部稳定后，拆除拱部临时支撑；

⑥在拆除拱部临时支撑后，拱部、双侧壁导坑施工循环进行；

(6)核心土及仰拱开挖：如图9所示，

①根据量测资料，确定双侧壁稳定后，拆除双侧壁临时支护，拆除过程中两侧壁应错开，防止因应力突变引起初期支护变形；

②在拆除双侧壁临时支护后，进行核心土开挖及仰拱开挖；

(7)隧道底部初期支护：

①开挖后立即进行初喷，以便尽早封闭围岩暴露面，喷射砼厚根据设计图纸要求进行；

②按设计要求架设钢拱架，与侧壁钢拱架连接，使整体钢拱架封闭成环；

(8)仰拱浇筑、填充：

①按设计图纸要求铺设仰拱钢筋、再进行仰拱混凝土浇筑；

②按设计图纸要求铺设排水管后，再进行仰拱填充浇筑；

(9)二次衬砌：

①二次衬砌施工应在围岩与初期支护变形基本稳定，位移收敛已明显减缓，所产生的各项位移量已满足设计要求，为了保证二衬混凝土质量，模板采用9m的液压整体移动式钢模板台车，在台车模板上均匀分布12个附着式振动器；混凝土在洞外拌和站集中拌制，9m³混凝土罐车运输，输送泵泵送入模；浇筑前必须左右对称，以防台车位移和模板变形，并应连续完成一模混凝土浇筑，振动方式采用***式振捣器配合附着式振捣器振捣；

②拆模时间：不承重结构在二衬混凝土强度达到2.5Mpa时即可拆模，承重结构在二次衬砌混凝土强度达到设计强度70％时可拆模；

③二衬混凝土在拆模后安排专人定期进行洒水养护。

实例：丽水市50省道莲都段公路改建工程第四合同段路湾隧道工程总价5469.9万元，为分离式隧道，荷载等级：公路-Ⅰ级，隧道设计时速60km/h。左洞起点里程K4+040，终点里程K4+703，隧道长度为663m。隧道左洞进洞口段(K4+040-K4+115)地表覆盖有6-9m厚的残坡堆积体，地表植被发育，此段为浅埋、偏压地段，节理发育，围岩软弱，地下水较发育，属于Ⅴ级围岩，围岩稳定性差，拱部及侧壁无支护时，可产生坍塌、掉块、滑塌等问题。50省道莲都段公路改建工程路湾隧道左洞浅埋偏压段于2013年3月26日采用本工法开始施工，在2013年8月8日完成施工，平均每天进度为0.55m。采用本工法后，施工全过程处于安全、稳定、快速的可控状态。工程质量优良率达95％以上，无安全生产事故发生，得到了社会各界的好评。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种隧道分部导坑施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)准备工作：施工前首先做好图纸会审及技术交底工作，同时做好现场洞口场地平整、设备材料的准备；并测放隧道的中心线及边线，对明暗交界段绘若干横断面图，根据山体边坡线与隧道的平面关系，确定护拱位置；

(2)超前管棚、小导管施工：

①管棚施工前，先进行2m套拱施工，套拱内埋设5榀I18工字钢，并将管棚导向管Φ127×4mm孔口管焊接精确固定在I18工字钢上，倾角与隧道纵坡成5°～10°夹角，以防管棚钻孔时由于钻杆自重下沉而侵入隧道开挖断面内，从而妨碍隧道的开挖施工，护拱砼浇筑好后对孔口管进行编号；

②管棚采用热轧无缝钢管Φ108mm，壁厚6mm，节长3m、6m，管距40cm间距均匀布孔；倾角平行于路线纵坡，方向平行于路线中线，钢管施工误差径向不大于20cm；

③管棚采用履带式SKM130中风压钻车，钻孔前场地平整，精确定孔位，在钻进过程中不发生偏移和倾斜，钻孔交替进行，每钻完一孔立即顶进钢管，管内全长设排气管，并伸出管口，钢管与孔口处间隙封堵密实，保证注浆时浆液不溢出；

④安装好钢管后采用GZJB型双液注浆机，浆液由TBW250/15型混浆机拌制；注浆材料：双液注浆；水泥浆与水玻璃体积比1:0.5，水泥浆水灰比1:1，水玻璃度40波美度，水玻璃模数为2.4；初压0.5-1.0MPa，终压2.5MPa，持压15min后停止注浆；注浆量应满足设计的要求，若注浆量超限，未达到压力要求时，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满；注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔；当压力达到2.5MPa后稳压十分钟后，且进浆比重和出浆比重相同时方可停止注浆；注浆时要有专人进行注浆记录表的填写，实际记录注浆每5min的吃浆量；

⑤在进洞口掌子面先精确定位安装一榀钢拱架，在钢拱架外沿线按设计文件要求在隧道拱部130°范围内施作超前小导管，小导管采用YT-28型风钻开孔，开孔直径为50mm，并用吹管将砂石吹出(风压0.5～0.6MPa)钻孔深度不小于设计孔深；小导管前端做成尖锥形，尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍，管壁上每隔30cm梅花型钻眼，眼孔直径为φ8mm，尾部长度100cm作为不钻孔的止浆段；成孔后，报检验孔，合格后将小导管按设计要求用带冲击的YT-28风钻将小导管顶入孔中，外露10-20cm左右方便安装止浆软管，在注浆完成后将小导管与钢架焊接共同组成预支护体系；

(3)拱部环形开挖：针对地质条件较差的V级围岩，因为围岩稳定性较差，施工中应遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的基本原则，V级围岩应先超前支护后开挖，洞口段预支护采用“管棚+注浆”，洞身其他段采用“小导管+注浆”预支护，开挖采用人工辅助挖掘机开挖，直接用装载机运至洞外，用自卸车运走。每开挖循环进尺为1.0m，由测量人员控制方向和高程，并放出开挖轮廓线，左右侧导坑开挖半径6.252m，剩余部分为拱部开挖宽度，施工时沿开挖轮廓线开挖，开挖面应尽可能圆顺，以减少应力集中，严格按施工规范控制超欠挖。开挖完成后，应及时进行初期支护；

(4)拱部初期支护及临时支护：

①开挖后立即进行初喷，以便尽早封闭围岩暴露面；初喷前应对受喷岩面进行清理，清理完成后先喷射4-6cm厚混凝土封闭岩面；

②初喷砼后，及时安装I18钢架间距50cm，采用锁脚锚杆和连接钢筋固定，锁脚锚杆采用4m长Φ22砂浆锚杆，纵向采用间距75cm的Φ22钢筋焊接牢固，使拱架连成整体；

③钢筋网片直接架设在钢拱架上，并与钢拱架及锚杆连接牢固；采用A8定型钢筋20cm×20cm焊接网，搭接长度为20cm；

④***锚杆钻进应先在岩面上画出需施工安装的锚杆孔点位，采用YT28型风钻直接钻入，连接GZJB型注浆泵及配套的注浆接头进行注浆，风压控制在0.4～0.6Mpa，钻到设计位置后清孔，避免堵塞注浆孔，注浆时压力控制在1～1.5Mpa；锚杆纵横间距0.5×1.0m长度4.0m呈梅花型布置；***锚杆应垂直岩面打入，其尾部与钢拱架焊接牢固；注浆材料采用纯水泥浆，水泥浆浓度0.5：1.5～1：1.5，注浆压力0.6～1.0MPa，注浆过程中，初始注浆压力要保持在0.3mpa，当达到设计压力1.0，排气口出浆后，方可停止注浆，用止浆软管封闭孔口；

⑤***锚杆施工后，对初喷岩面进行清理复喷至设计厚度；拱架背后必须喷实，不得有空洞；

⑥按设计及规范要求并结合现场实际情况，埋设监控量测观测点，及时掌握施工过程中出现的各种情况，对可能出现的事故进行防范，防止事故的发生，为后期拆除临时支撑提供准确的量测数据；

⑦拱部临时支撑用间隔1榀设置一道I22工字钢纵向间距1.0m扇形强支撑，扇形支撑底部虚渣清理干净并用砼找平，再用I22工字钢焊接成整体，扇形支撑中间再用Φ22钢筋连接；拱部开挖支护循环10m后暂停掌子面施工；

(5)左、右导坑开挖及支护：

①待拱部开挖支护完成后，并落后拱部掌子面10m，进行一侧导坑超前小导管施工；

②超前小导管施工完成后，进行一侧导坑开挖、初期支护和临时支护；侧壁初期支护钢拱架应与拱部钢拱架连接牢固，侧壁导坑初期支护施工方法与拱部相同；

③在先施工一侧导坑开挖5-8m后，进行另一侧导坑开挖、初期支护和临时支护；

④埋设监控量测观测点，及时掌握施工过程中出现的各种情况，对可能出现的事故进行防范，防止事故的发生，为后期拆除临时支撑提供准确的量测数据；

⑤在两侧导坑开挖、初期支护和临时支护施工完成后，根据监控量测数据，确定拱部稳定后，拆除拱部临时支撑；

⑥在拆除拱部临时支撑后，拱部、双侧壁导坑施工循环进行；

(6)核心土及仰拱开挖：

①根据量测资料，确定双侧壁稳定后，拆除双侧壁临时支护，拆除过程中两侧壁应错开，防止因应力突变引起初期支护变形；

②在拆除双侧壁临时支护后，进行核心土开挖及仰拱开挖；

(7)隧道底部初期支护：

①开挖后立即进行初喷，以便尽早封闭围岩暴露面，喷射砼厚根据设计图纸要求进行；

②按设计要求架设钢拱架，与侧壁钢拱架连接，使整体钢拱架封闭成环；

(8)仰拱浇筑、填充：

①按设计图纸要求铺设仰拱钢筋、再进行仰拱混凝土浇筑；

②按设计图纸要求铺设排水管后，再进行仰拱填充浇筑；

(9)二次衬砌：

①二次衬砌施工应在围岩与初期支护变形基本稳定，位移收敛已明显减缓，所产生的各项位移量已满足设计要求，为了保证二衬混凝土质量，模板采用9m的液压整体移动式钢模板台车，在台车模板上均匀分布12个附着式振动器；混凝土在洞外拌和站集中拌制，9m³混凝土罐车运输，输送泵泵送入模；浇筑前必须左右对称，以防台车位移和模板变形，并应连续完成一模混凝土浇筑，振动方式采用***式振捣器配合附着式振捣器振捣；

②拆模时间：不承重结构在二衬混凝土强度达到2.5Mpa时即可拆模，承重结构在二次衬砌混凝土强度达到设计强度70％时可拆模；

③二衬混凝土在拆模后安排专人定期进行洒水养护。