【文章內(nèi)容簡介】 上下兩步臺階開挖法 使用此方法，一般圍巖較好（ Ⅲ～Ⅳ級），將斷面分成上下兩個臺階開挖，上臺階長度一般控制 在 1～ 倍洞徑以內(nèi)，上臺階高度控制在 。必須在地層失去自穩(wěn)能力之前盡快開挖下臺階，支護后形成封閉結(jié)構(gòu)。 （ 2） 多步開挖留核心土 該法適用于圍巖較差， V～ VI 級圍巖的地質(zhì)條件。上臺階取 1倍洞徑左右環(huán)形開挖留核心土；用系統(tǒng)小導(dǎo)管超前支護穩(wěn)定工作面；用鋼拱架做初期支護，拱腳設(shè)置鎖腳錨桿；下臺階及時跟進；及時封閉仰拱，以控制沉降。 （ 3） 環(huán)形開挖留核心土 采用環(huán)形開挖留核心土，可防止工作面的擠出，其開挖方法是上部導(dǎo)坑弧形斷面留核心土平臺，拱部初期支護，再開挖中部核心土。 圖 環(huán)形開挖留核心土 1上導(dǎo)坑開挖； 2拱部網(wǎng)噴支護； 3中核開挖； 4下部開挖 臺階法優(yōu)缺點 優(yōu)點： ，適用性強，凡是軟弱圍巖、第四紀沉積地層，必須采用正臺階法； 2.臺階法開挖具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度，臺階有利于開挖面的穩(wěn)定性。 缺點：上下部作業(yè)有干擾，臺階開挖會增加對圍巖的擾動次數(shù)。 注意事項 （ 1）臺階數(shù)不宜過多，長度要適當，充分利用地層縱向承載拱的作用； （ 2）軟弱地層施工時，要及時封閉成環(huán)； （ 3）上下臺階架設(shè)拱架時，拱腳必須落在實處，可在拱腳處墊木板，采用鎖腳錨桿穩(wěn)固拱腳，防止拱頂下沉； （ 4）解決上下臺階作業(yè)的相互干擾問題，做好作業(yè)施工組織，質(zhì)量監(jiān)控和安全管理工作。 10 分部開挖法 分部開挖法主要適用于圍巖較差的大斷面地下工程，尤其是限制地表下沉的淺埋段隧道施工，該法包括單側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔墻法（ CD 法）、 交叉中隔墻法（ CRD 法）等多種形式。 坡荷隧道在穿越 S320 省道的淺埋段施工主要采用了中隔墻法 （ CD 法） 。坡荷隧道出口淺埋段圍巖為 Ⅵ 級圍巖，采用這種施工方法，即保證了洞頂省道的行車安全，又保證了洞內(nèi)施工安全。 中隔墻法 （ CD 法） 1. 概述 中隔墻法 （ CD 法） 是指先開挖隧道一側(cè)，并施作臨時中隔墻，當先開挖一側(cè)超前一定距離后，在分部開挖隧道另外一側(cè)的隧道開挖方法。 CD 法主要適用于圍巖較差和不穩(wěn)定巖體，且地表下沉要求嚴格的地下工程施工。中隔墻法 （ CD 法）以臺階法為基礎(chǔ)，將隧道斷面從中間分成 4～ 6 個部分，使上下臺階左右各分成 2～ 3 個部分，每一部分開挖并支護后形成獨立的閉合單元。 圖 CD法開挖方式 2. 工藝流程 采用中隔墻法施工時，每步的臺階長度都應(yīng)控制，一般臺階長度為 5～ 7m。為穩(wěn)定工作面，中隔墻法一般與超前小導(dǎo)管預(yù)注漿等輔助施工措施配合使用。 中 隔 墻 11 圖 CD法工藝流程圖 3. 優(yōu)缺點 優(yōu)點： （ 1） 各部封閉成環(huán)的時間短，結(jié)構(gòu)受力均勻，形變小 ； （ 2） 由于施工時化大跨為小跨，步步封閉，因此，每部開挖擾動土層的范圍相對小得多，封閉時間短，結(jié)構(gòu)很快就處于整體較好的受力狀態(tài)。同時，中隔墻也起到了增大結(jié)構(gòu)剛度的作用，有效抑制了結(jié)構(gòu)的變形。 (3）該法適用于較差地層，如采用人工配合機械開挖的 Ⅴ～Ⅵ 級圍巖和淺埋、偏壓及洞口段工程。 缺點： （ 1）由于地層軟弱，斷面較小，只能采用小型機械進行施工，且分塊太多，工序繁多。 （ 2）臨時支撐的施作和拆除困難，成本較高。 （ 3）有必要采用爆破時，必須控制藥量，避免損壞中隔墻。 施工準備 測量放線 左側(cè)上臺階超前支護 右側(cè)上臺階超前支護 左側(cè)上臺階開挖支護 施工準備 右側(cè)上臺階開挖支護 拆除臨時支撐 左側(cè)下臺階開挖支護 右側(cè)下臺階開挖支護 全斷面初期支護、臨時封閉 12 隧道工程建設(shè)常常涉及復(fù)雜的環(huán)境條件，包括復(fù)雜的工程環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境，如下穿已有道路，穿越富含水地下水的坡積體，穿越斷層破碎帶等。 隧道穿越運營公路的淺埋暗挖施工 隨著交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展，近年來全國出現(xiàn)許多下穿已有道路的隧道修建問題。修建一般隧道主要控制圍巖坍塌、過大變形、突水和掌子面片落等工程事故，而在已有道路下修建隧道的主要控制目標是道路路面的沉降要小于一定限度，保證道路正常通行。因此，在此類工程中選擇合理的工法，控制地表下沉，將對已有結(jié)構(gòu)物的影響控制在允許范圍內(nèi)具有重要意義。 工程概況 坡荷隧道（ K63+216~K65+490）地處那坡縣坡荷鄉(xiāng)，全長 2274m，是廣西壯族自治區(qū)靖那高速第二 合同段最長的隧道，屬本標段的控制性工程。進、出口靠近省道 S320，進場較方便。坡荷隧道采用進出口雙向掘進。隧道洞口位于深溝谷，地形起伏較大。坡荷隧道出口下穿 S320省道，隧道上方覆蓋層只有 57m， 屬于淺埋段， 且 S320 省道車輛頻繁，交通繁忙。若洞口段采用明挖法修筑，必須對公路全幅開挖，將阻斷省道交通 ,地方交通部門不允許。 坡荷隧道出口段，地層覆蓋層為第四系堆積土及人工棄渣，為雜色粉質(zhì)粘土，含頁巖和石灰?guī)r的碎石塊，結(jié)構(gòu)較松散，下伏為頁巖及石灰?guī)r，巖體風(fēng)化強烈，圍巖自穩(wěn)能力差，成洞條件差，必須做好超前支護。整個出口端的堆積體約 20m 深，隧道整體穿越堆積體，堆積體 局部含水豐富。坡荷隧道出口段處于斜坡地段，上部有一已建公路和隧道軸線斜交，公路中心離左線洞口約 45m，離右線洞口約 40m。省道 S320 距離本隧道洞頂?shù)木嚯x約 5～ 7m。 下圖為坡荷隧道出口。 13 圖 坡荷隧道出口位置 坡荷 隧道下穿 S320 省道施工方案 考慮到隧道洞口段地質(zhì)情況，圍巖較松散破碎，大部分為原先修筑省道時的堆積土，自然成洞條件差， 采用 洞外減載、洞外補強和洞內(nèi)加固三種方法相結(jié)合等措施來提高圍巖自身的承載力，確保進洞施工安全。 （ 1） 洞外減載主要是指在省道靠近高速公路小樁號一側(cè)修筑一條 7m 寬的臨時便道，以方便在施工省道 S320 下方暗洞時，可以疏導(dǎo)省道上的重載，從而達到為隧道減輕負荷的目的。 （ 2） 洞外補強 主要是針對出口端的松散堆積體進行注漿加固，使隧道周邊松散體固結(jié)成整體，改善洞口松散體的物理性質(zhì)，從而提高圍巖自身的承載力，改善隧道成洞條件。 20m 深的松散碎石土中，所以采用洞外地表注漿加固方案，使松散的碎石膠結(jié)和超前支護共同作用，確保隧道安全進洞。 50 鋼管，鋼管采用梅花形布置，設(shè)置間距為 。拱頂部分鋼管長度為距離隧道拱頂 ～ ，兩側(cè)邊墻的 位置要求設(shè)置 3 排注漿管，注漿管長度比仰拱底深 。 1:1 的水泥凈漿。注漿壓力為 ～ 。 （ 3）洞內(nèi)加固則是指通過設(shè)置半明半暗、修筑長管棚跨越、洞內(nèi)初期支護和二襯進行補強等方式提高隧道支護的承載力，最終達到結(jié)構(gòu)安全、結(jié)構(gòu)性能和整體沉降滿足要求的目的。洞內(nèi)加固方案應(yīng)當結(jié)合地表加固方案同時進行，針對該段下穿省道，左右洞各設(shè)置了 60m 的Ⅵ型 14 支護，主要采用了 I25b的工字鋼，間距 50cm，同時將隧道二襯厚度調(diào)整為 60cm。隧道內(nèi)加固方案主要的優(yōu)點是能保證公路暢通，對環(huán)境起到保護作用 ，確保施工安全。 ：采用φ 89 8mm 大管棚超前注漿支護，φ 89 8mm 管棚采用熱軋無縫花鋼管，間距 40cm，范圍拱部 120176。內(nèi)，左、右洞均為 45m 長。另外，坡荷隧道出口洞口段采用Φ 50*4 的小導(dǎo)管，單根長 ，角度α =1030176。，環(huán)向間距 ，搭接不小于 。 ，實現(xiàn)隧道零開挖進洞，出口右洞設(shè)置了 7m 的半明半暗結(jié)構(gòu)形式，將部分明洞在修筑好護拱后進行暗作，從而減少對省道松散邊坡的擾動，實現(xiàn)安全進洞。 ：Ⅵ級圍巖采用 CD 法開挖。開挖時可視邊墻穩(wěn)定情況，適當加設(shè)φ 50 小導(dǎo)管注漿加固。 60mⅥ型的襯砌支護。 ： ① 監(jiān)控量測應(yīng)加強，特別是對公路路面的觀測，因為洞內(nèi)施工，對路面影響較大，路面容易出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。洞內(nèi)施工應(yīng)采用機械開挖，盡快支護成環(huán)，二次襯砌通過監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析后，及時跟進。 ② 預(yù)留足夠的開挖沉降量，初步計劃預(yù)留 3035cm，確保初期支護不侵限。 ③ 由于隧道地處省道下方，且在急彎和陡坡段，施工過程中必須注意上方省道 S320 的交通疏導(dǎo)，加強施工安全控制 。 有水條件下的淺埋暗挖施工 隧道通過的地層有含水、滲水、涌水和地下水水壓，這些都是客觀存在的。地下水對隧道的危害主要有：使軟巖軟化，水壓增大；促使破碎帶崩塌；使粘土、土質(zhì)巖膨脹，圍巖發(fā)生流變；無膠結(jié)圍巖流動化，圍巖崩塌，喪失穩(wěn)定等?？傊?，地下水的存在會對軟巖、土、沙層造成不穩(wěn)定，增大荷載。大量地下水與高水壓常會釀成洞內(nèi)突水、突泥、突沙及地面沉陷等重大事故。 為了防止隧道施工中地下水引起災(zāi)害，必須根據(jù)隧道工點的實際地質(zhì)與水文地質(zhì)條件和施工方法對地下水進行調(diào)查和有效控制。 有效控制地下水主要有兩種方法 :即排水和 止水。止水的方法常常與圍巖的加固相聯(lián)系。坡荷隧道出口段處于 S320 省道下方，省道兩邊的水溝及 S320 省道改路旁的水溝會滲水到洞內(nèi) 15 掌子面，每一次下雨的時候掌子面的水流就跟水龍頭的一樣。經(jīng)過綜合考慮，最后采取了導(dǎo)坑排水的方法。下表為處理地下水的方法。 表 41 處理地下水對策表 處理涌水對策 堵水 排水 降水 方法名稱 注漿法 導(dǎo)坑排水 底設(shè)導(dǎo)坑排水 鉆孔排水 深井降水 適用條件 可注性地層： ，水壓較低 面注漿。 作為排水坑道；，壓力較大時，為處理涌水設(shè)置側(cè)導(dǎo)坑。 ；允許地下水流失。