【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 上下兩步臺(tái)階開(kāi)挖法 使用此方法，一般圍巖較好（ Ⅲ～Ⅳ級(jí)），將斷面分成上下兩個(gè)臺(tái)階開(kāi)挖，上臺(tái)階長(zhǎng)度一般控制 在 1～ 倍洞徑以?xún)?nèi)，上臺(tái)階高度控制在 。必須在地層失去自穩(wěn)能力之前盡快開(kāi)挖下臺(tái)階，支護(hù)后形成封閉結(jié)構(gòu)。 （ 2） 多步開(kāi)挖留核心土 該法適用于圍巖較差， V～ VI 級(jí)圍巖的地質(zhì)條件。上臺(tái)階取 1倍洞徑左右環(huán)形開(kāi)挖留核心土；用系統(tǒng)小導(dǎo)管超前支護(hù)穩(wěn)定工作面；用鋼拱架做初期支護(hù)，拱腳設(shè)置鎖腳錨桿；下臺(tái)階及時(shí)跟進(jìn)；及時(shí)封閉仰拱，以控制沉降。 （ 3） 環(huán)形開(kāi)挖留核心土 采用環(huán)形開(kāi)挖留核心土，可防止工作面的擠出，其開(kāi)挖方法是上部導(dǎo)坑弧形斷面留核心土平臺(tái)，拱部初期支護(hù)，再開(kāi)挖中部核心土。 圖 環(huán)形開(kāi)挖留核心土 1上導(dǎo)坑開(kāi)挖； 2拱部網(wǎng)噴支護(hù)； 3中核開(kāi)挖； 4下部開(kāi)挖 臺(tái)階法優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： ，適用性強(qiáng)，凡是軟弱圍巖、第四紀(jì)沉積地層，必須采用正臺(tái)階法； 2.臺(tái)階法開(kāi)挖具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度，臺(tái)階有利于開(kāi)挖面的穩(wěn)定性。 缺點(diǎn)：上下部作業(yè)有干擾，臺(tái)階開(kāi)挖會(huì)增加對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)。 注意事項(xiàng) （ 1）臺(tái)階數(shù)不宜過(guò)多，長(zhǎng)度要適當(dāng)，充分利用地層縱向承載拱的作用； （ 2）軟弱地層施工時(shí)，要及時(shí)封閉成環(huán)； （ 3）上下臺(tái)階架設(shè)拱架時(shí)，拱腳必須落在實(shí)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(tái)階作業(yè)的相互干擾問(wèn)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(kāi)挖法 分部開(kāi)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(jí)圍巖，采用這種施工方法，即保證了洞頂省道的行車(chē)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(kāi)挖隧道一側(cè)，并施作臨時(shí)中隔墻，當(dāng)先開(kāi)挖一側(cè)超前一定距離后，在分部開(kāi)挖隧道另外一側(cè)的隧道開(kāi)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(yán)格的地下工程施工。中隔墻法 （ CD 法）以臺(tái)階法為基礎(chǔ)，將隧道斷面從中間分成 4～ 6 個(gè)部分，使上下臺(tái)階左右各分成 2～ 3 個(gè)部分，每一部分開(kāi)挖并支護(hù)后形成獨(dú)立的閉合單元。 圖 CD法開(kāi)挖方式 2. 工藝流程 采用中隔墻法施工時(shí)，每步的臺(tái)階長(zhǎng)度都應(yīng)控制，一般臺(tái)階長(zhǎng)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(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 各部封閉成環(huán)的時(shí)間短，結(jié)構(gòu)受力均勻，形變小 ； （ 2） 由于施工時(shí)化大跨為小跨，步步封閉，因此，每部開(kāi)挖擾動(dòng)土層的范圍相對(duì)小得多，封閉時(shí)間短，結(jié)構(gòu)很快就處于整體較好的受力狀態(tài)。同時(shí)，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(jī)械開(kāi)挖的 Ⅴ～Ⅵ 級(jí)圍巖和淺埋、偏壓及洞口段工程。 缺點(diǎn)： （ 1）由于地層軟弱，斷面較小，只能采用小型機(jī)械進(jìn)行施工，且分塊太多，工序繁多。 （ 2）臨時(shí)支撐的施作和拆除困難，成本較高。 （ 3）有必要采用爆破時(shí)，必須控制藥量，避免損壞中隔墻。 施工準(zhǔn)備 測(cè)量放線(xiàn) 左側(cè)上臺(tái)階超前支護(hù) 右側(cè)上臺(tái)階超前支護(hù) 左側(cè)上臺(tái)階開(kāi)挖支護(hù) 施工準(zhǔn)備 右側(cè)上臺(tái)階開(kāi)挖支護(hù) 拆除臨時(shí)支撐 左側(cè)下臺(tái)階開(kāi)挖支護(hù) 右側(cè)下臺(tái)階開(kāi)挖支護(hù) 全斷面初期支護(hù)、臨時(shí)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(yùn)營(yíng)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(lái)全國(guó)出現(xiàn)許多下穿已有道路的隧道修建問(wèn)題。修建一般隧道主要控制圍巖坍塌、過(guò)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(biāo)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(lèi)工程中選擇合理的工法，控制地表下沉，將對(duì)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(zhǎng) 2274m，是廣西壯族自治區(qū)靖那高速第二 合同段最長(zhǎng)的隧道，屬本標(biāo)段的控制性工程。進(jìn)、出口靠近省道 S320，進(jìn)場(chǎng)較方便。坡荷隧道采用進(jìn)出口雙向掘進(jìn)。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(chē)輛頻繁，交通繁忙。若洞口段采用明挖法修筑，必須對(duì)公路全幅開(kāi)挖，將阻斷省道交通 ,地方交通部門(mén)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(yè)巖和石灰?guī)r的碎石塊，結(jié)構(gòu)較松散，下伏為頁(yè)巖及石灰?guī)r，巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，圍巖自穩(wěn)能力差，成洞條件差，必須做好超前支護(hù)。整個(gè)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(xiàn)斜交，公路中心離左線(xiàn)洞口約 45m，離右線(xiàn)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(shí)的堆積土，自然成洞條件差， 采用 洞外減載、洞外補(bǔ)強(qiáng)和洞內(nèi)加固三種方法相結(jié)合等措施來(lái)提高圍巖自身的承載力，確保進(jìn)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(hào)一側(cè)修筑一條 7m 寬的臨時(shí)便道，以方便在施工省道 S320 下方暗洞時(shí)，可以疏導(dǎo)省道上的重載，從而達(dá)到為隧道減輕負(fù)荷的目的。 （ 2） 洞外補(bǔ)強(qiáng) 主要是針對(duì)出口端的松散堆積體進(jìn)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(hù)共同作用，確保隧道安全進(jìn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)設(shè)置半明半暗、修筑長(zhǎng)管棚跨越、洞內(nèi)初期支護(hù)和二襯進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)等方式提高隧道支護(hù)的承載力，最終達(dá)到結(jié)構(gòu)安全、結(jié)構(gòu)性能和整體沉降滿(mǎn)足要求的目的。洞內(nèi)加固方案應(yīng)當(dāng)結(jié)合地表加固方案同時(shí)進(jìn)行，針對(duì)該段下穿省道，左右洞各設(shè)置了 60m 的Ⅵ型 14 支護(hù)，主要采用了 I25b的工字鋼，間距 50cm，同時(shí)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(diǎn)是能保證公路暢通，對(duì)環(huán)境起到保護(hù)作用 ，確保施工安全。 ：采用φ 89 8mm 大管棚超前注漿支護(hù)，φ 89 8mm 管棚采用熱軋無(wú)縫花鋼管，間距 40cm，范圍拱部 120176。內(nèi)，左、右洞均為 45m 長(zhǎng)。另外，坡荷隧道出口洞口段采用Φ 50*4 的小導(dǎo)管，單根長(zhǎng) ，角度α =1030176。，環(huán)向間距 ，搭接不小于 。 ，實(shí)現(xiàn)隧道零開(kāi)挖進(jìn)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(hù)拱后進(jìn)行暗作，從而減少對(duì)省道松散邊坡的擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)安全進(jìn)洞。 ：Ⅵ級(jí)圍巖采用 CD 法開(kāi)挖。開(kāi)挖時(shí)可視邊墻穩(wěn)定情況，適當(dāng)加設(shè)φ 50 小導(dǎo)管注漿加固。 60mⅥ型的襯砌支護(hù)。 ： ① 監(jiān)控量測(cè)應(yīng)加強(qiáng)，特別是對(duì)公路路面的觀測(cè)，因?yàn)槎磧?nèi)施工，對(duì)路面影響較大，路面容易出現(xiàn)開(kāi)裂的現(xiàn)象。洞內(nèi)施工應(yīng)采用機(jī)械開(kāi)挖，盡快支護(hù)成環(huán)，二次襯砌通過(guò)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析后，及時(shí)跟進(jìn)。 ② 預(yù)留足夠的開(kāi)挖沉降量，初步計(jì)劃預(yù)留 3035cm，確保初期支護(hù)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(guò)程中必須注意上方省道 S320 的交通疏導(dǎo)，加強(qiáng)施工安全控制 。 有水條件下的淺埋暗挖施工 隧道通過(guò)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(duì)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(wú)膠結(jié)圍巖流動(dòng)化，圍巖崩塌，喪失穩(wěn)定等。總之，地下水的存在會(huì)對(duì)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(huì)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(diǎn)的實(shí)際地質(zhì)與水文地質(zhì)條件和施工方法對(duì)地下水進(jìn)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(huì)滲水到洞內(nèi) 15 掌子面，每一次下雨的時(shí)候掌子面的水流就跟水龍頭的一樣。經(jīng)過(guò)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(duì)策表 處理涌水對(duì)策 堵水 排水 降水 方法名稱(chēng) 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(shí)，為處理涌水設(shè)置側(cè)導(dǎo)坑。 ；允許地下水流失。