中隔壁法(CD法)施工工艺

1 XXX中隔壁法（ CD法）施工工艺 1 前言 1.1 中隔壁法（ CD法）定义 中隔壁法是将隧道分成左右两大部分进行开挖，先在隧道一侧采用台阶法自上而下分层开挖， 待该侧初期支护完成，且喷射混凝土达到施工图标示强度等级的70%后，在分层开挖隧道的另一侧， 其分部次数与支护形式与先开挖的一侧相同的施工方法。其开挖部序见图1-1。 图 1-1 开挖部序图 1.2 工艺特点 采用自上而下分23 部开挖隧道的一侧，完成初期支护和中隔壁；待喷射混凝土达到施工图标 示强度等级的70%后，进行另一侧的开挖及支护，形成带有中隔壁支护的左右洞室；最后，拆除支 护，施作仰拱、拱墙衬砌和铺底及填充。 1.3 适应范围 适用于于级或级围岩和不良地质及洞口工程的施工。 2 中隔壁法施工工艺 2.1 工艺流程图 其施工流程可参照图2-1 。 2 中隔壁法开挖断面示意图 图 2-1 中隔壁法施工流程图 2.2 施工准备 2.2.1 钢架准备 配置钢架加工及试拼设备，准备钢架加工车间及储存棚。 2.2.2 施工用风 (1) 空压机功率要求 隧道施工用风应采用固定或移动空压机供风，空压机最大功率应能满足同时工作的各种风动机 具的最大用风量和足够风压的要求。 （ 2） 空压级位置要求 固定式空压机站应设在洞口附近，并靠近变电站，当有多个洞口须集中供风时，可选在适中位 置，但应靠近用风量较大的洞口。空压机站应有具体的防水、降温和保温设施。移动式空压机可根 据工作面掘进距离布置在洞口或洞内，但需要做好防护措施。 （ 3） 工作风压 隧道工作面风压不应小于0.5MPa，高压凤管的直径应根据最大送风量、凤管长度、闸阀等条 件计算确定。 （ 4） 风管的安装和使用 1） 高压风管及接头装置的材质必须符合相关标准规定； 2） 高压风管应敷设平顺，接头严密，不漏风； 3） 在洞外地段， 当凤管长度大于100m以内和温度变化较大时宜安装伸缩器，靠近空压机150m 施工准备 超前地质预报 1 部上台阶超前支护4 部上台阶超前支护 1 部上台阶开挖4 部上台阶开挖 1 部上台阶支护4 部上台阶支护 2 部中台阶开挖5 部中台阶开挖 2 部中台阶支护5 部中台阶支护 3 部下台阶开挖6 部下台阶开挖 拆除中隔壁临时支护 仰拱浇筑、回填混凝土 监控量测 下一循环施工 3 部下台阶支护6 部下台阶支护 3 以内，凤管的法兰盘接头宜用石棉衬垫； 4） 长度大于1000m时，应在高压凤管最低处设置油水分离器，定时放出管中的积油和水； 5） 洞内高压凤管应敷设在电缆电线相对的一侧，凤管的前端至开挖面距离宜保持3040m ，并 用分凤器（可自制）连接高压软凤管； 6） 各种闸阀在安装前应拆开清洗，阀门应进行水压强度试验，合格后方可使用； 7） 高压凤管在安装前应进行检查，当有裂纹、创伤、凹陷等现象不得使用，管内不得保留有 残余物和其他赃物； 8） 高压凤管使用应有专人负责检查、养护。 2.2.3 施工用水 （ 1） 隧道施工供水方案的选择及设备的配置 1）水源的水量应能满足工程和生活用水的需要。有高山自然水源时，应蓄水利用。水池高度应 通过计算，并能满足洞内最大水压的要求； 2）水池的容量应计算并有一定的储备量，满足洞内外集中用水的需要； 3）采用机械抽水站供水时，应有备用的抽水机； 4）工程和生活用水使用前必须经过水质鉴定。 （ 2） 工作面水压 隧道工作面的水压不应小于0.3MPa，水管的直径应根据最大供水量、管路长度、弯头、闸阀等 条件计算确定。 （ 3） 高压水管的安装和使用 1）管路应敷设平顺，接头严密，不漏水； 2）水池的总输出管路上必须安装总闸阀；主管路上每隔300500m应分装闸阀； 3）洞内水管前端至开挖面宜保持30m距离，并用高压软管连接分水器。洞内软管的长度，一般 情况下不宜大于50m ； 4）洞内水管管路应敷设在电缆、电线相对的一侧，不得妨碍运输；当与水沟同测时，不得影响 排水； 5）钢管在安装前应进行检查，有裂纹、创伤、凹陷等现象时不得使用，管内不得保留有残余物 和其他赃物； 6）管路使用中英由专人负责检查、养护。冬期应注意管道保温。 2.2.4施工用电 （ 1） 施工用电方案 施工用电应进行施工用电设计，并采用三级配电二级保护方式。 （ 2） 隧道供电电压应符合下列要求： 1）常大隧道施工，电源采用10KV供电，经过变压后对用电设备供电； 2）低压供电采用380V/220V 三相五线系统； 3）照明电压，作业地段宜36V，成洞和不作业地段可采用220V； 4）低压线路末端的电压降不得大于10% 。 （ 3） 变压器容量 变压器容量应按电气设备用电总容量确定。当单台电动设备容量超过变压器容量1/3 时，应适 4 当考增加起动附加容量。 （ 4） 变压器位置 洞外变电站宜设在靠近负荷集中地点和设在电源来线一侧，沿海地区工程，应考防雷击和防飓 风措施。变电站电源线当需跨越施工地区时，其最低点距人行道和运输线路的最小高度应满足；电 压 35kV时 7.0m，10kV 时 7.0m，400V时 6.0m。 （ 5） 洞内供电线路布置和安装 1）成洞地段固定的电线路，应用绝缘良好的塑料绝缘导线架设。施工地段的临时电线路宜采用 橡套电缆。竖井、斜井宜使用铠装电缆； 2） 照明和动力电线路安装在同一侧时，必须分层架设。 电线悬挂应满足： 400V以下不小于2.5m， 10kv 不小于 3.5m； 3）涌水隧道的电动排水设备，瓦斯隧道的通风设备以及斜井、竖井内的电气装置应采用双回路 输电，并有可靠的切换装置和防爆措施； 4）36v 低压变电器应设在安全、干燥处，机壳接地，输电线路长度不得大于100m ； 5）动力干线上的每一分支线，必须装设开关及保险装置。严禁在动力线路上加挂照明设施。 （ 6）高压进洞（10kv） 1）洞内高压变电站，应设置在干燥的避车洞或不使用的横通道内，变压器与周围及上下洞壁的 最小距离，不得小于300mm ，同时应按规定要求设置安全防护设施； 2）洞内高压变电站之间的距离宜为1000m ，由变电站分别向相反两方向供电，每一方供电距离 不宜超过500m ； 3）洞内高压变电站应采用井下高压配电装置或相同电压等级的油开关柜，不宜使用跌落式熔断 器。低压则宜采用成套组合电器，也可采用带有空气断路器的井下低压配电盘或装设自动空气开关， 并有防尘措施。 2.3 施工工序 - 级围岩地质较差时采用CD法开挖。在施工中坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、 勤量测”的原则。导坑采用台阶法开挖，台阶长度可取开挖面宽度的1 倍1.5 倍。一侧超前另一侧 长度 5m 。采用风钻钻孔，台阶同时爆破，周边全部采取光面爆破控制成形，开挖循环进尺为0.5m。 上台阶出渣利用挖掘机扒渣至下断面，下台阶利用装载机装渣，自卸汽车运渣至指定的弃渣场地。 爆破后先进行初喷，及时施作初期支护及临时支护。喷混凝土采用湿喷机作业，风钻钻锚杆空，人 工安装锚杆、拱架和钢筋网。临时钢架的拆除应在洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后进行。 为确保施工安全量测及时进行。 2.3.1 施工测量 当上一循环结束时，测量技术人员利用洞内中线控制桩点，画出工作面开挖轮廓线，并初步标 记出主要钻孔位置。 2.3.2 超前支护 根据施工图施作超前支护，一般多采用小导管超前注浆加固。 （ 1）对杂填土层，采用钢筋斜插锚固棚架作超前支护效果较好； （ 2）对粉细砂层，采用小导管酸性水玻璃注浆，按一榀一排一注进行加固； （ 3）对圆砾土层，采用短管注水泥浆加固。 5 2.3.3隧道开挖 （ 1）开挖时，应沿一侧采用台阶法自上而下分为2 部或 3 部开挖隧道的一侧，每开挖一部均应 及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁。较差时，每个台阶底部可设临时钢支撑。中隔壁墙依 次分部联结而成。待初期支护结构基本稳定且喷射混凝土达到施工图标示强度70% 以上时再开挖隧 道的另一侧，其分部次数及支护形式与先开挖的一侧相同； （ 2）各部开挖时，周边轮廓尽量圆顺，减小应力集中； （ 3）每一部的开挖高度要根据地质情况及隧道断面大小而定，上台阶高度宜为2.5m； （ 4）后一侧开挖形成全断面后，及时完成全断面初期支护闭合； （ 5）左、右两测洞体施工纵向间距控制拉开不小于15 m 的距离； 2.3.4 施工通风 在施工作业时应进行施工通风，具体通风方式可采用压入式、混合式、压出式或巷道式。 2.3.5 初次喷射混凝土 隧道内主要的喷射混凝土形式为喷普通混凝土、喷钢钎维混凝土、喷耐腐蚀混凝土等。 2.3.6 出碴运输 工作面使用小型挖掘机或人工装碴，小型运输车辆或人工运输。首先要保证工作面的照明，便 于司机操作，同时也保证各种机械设备机械处于良好的状态，装运能力大于开挖能力并有备有，运 输道路平整通畅。 2.3.7 临时支护拆除 临时支护过早拆除对控制施工过程中结构变形极为不利，对中隔壁结构稳定也有影响，因此临 时支护可在全部开挖和初期支护完成后，并形成全断面环形封闭后进行。临时支护结构纵向每次拆 除长度不应大于6m ，并逐段拆除。拆除后立即进行仰拱施作，两工序交错进行。仰拱施作长度达到 衬砌台车一次衬砌的长度后，及时进行拱墙二次衬砌。 3 劳动力组织及生产效率 3.1 劳动力组织 劳动力组织见表3-1 。 表 3-1 中隔壁法劳动力配置（三班制） 工种名称找顶工测量工修钻工钻爆工电工司机班长合计 CD法开挖4 6 4 32 2 9 1 58 3.2 生产效率 表 3-2 级围岩 CD法施工工艺循环时间表 序 号 工序时间 （min） 循环时间（ min） 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 1 超前地质预报15 2 测量放线30 3 围岩量测30 4 超前支护60 6 5 导坑开挖210 6 导坑支护180 说明：超前地质预报、超前支护为摊消时间：上导、下导、左、右侧各工作面里程不同，平行作业，循环时间 只计列其中一个占用时间较大的工作。 从上表可知，每次循环的时间是510min。按每天2.5 循环、每循环进尺0.8m 计算，每个月的 生产效率为5260m 。 4 施工机具设备配置 施工机具配置方案见表4-1 。 表 4-1 中隔壁法主要机械设备及工艺装备 序号名称技术条件数量（台 /套） 1 气腿式凿岩机YT-28 30 2 轴流式通风机SDF(C)-No11、 No12.5 2 3 装载机侧 卸 式4 4 挖掘机PC200-3 2 5 电动空压机4L-20/8 2 6 自卸汽车15 吨 6 5 质量检验标准 （ 1） 隧道开挖断面的中线和高程必须符合施工图要求。 1）检查数量：每一开挖循环检查一次； 2）检查方法：采用仪器测量。 (2)、隧道开挖必须严格控制欠挖, 拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。 1) 检查数量：每一开挖循环检查一次； 2) 检查方法：采用自动断面仪等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与施工图断面核对。 （ 3）锚杆及喷射混凝土 根据设计选用普通混凝土、喷钢钎维混凝土、喷耐腐蚀混凝土等，成品锚杆的规格、性能要符 合施工图和国家现行有关技术标准的规定。 （ 4）钢架及钢筋网 原材料的规格、型号、材质满足施工图要求和国家现行有关技术标准的规定 6 施工安全及环境保护 6.1 施工安全 （ 1）开始施工前，必须对施工工艺中存在的危险源进行辨识和安全风险评估，编制安全管理实 施方案，并制定相应的应急预案； （ 2）施工机械使用、操作人员条件、检修保养、各种专用施工机具和料具、施工用电、特殊环 境中作业等应严格执行 ?铁路工程施工安全技术规范?（TB10401） ； （ 3）施工过程中必须对施工人员加强安全技术交底，特殊工种必须经考试合格以后方能上岗。 在推广新技术和使用新型机械设备时，应对员工进行再培训和安全教育； （ 4）进洞人员必须带好安全帽，洞内作业人员应佩戴防尘面具。禁止无关人员进洞； （ 5）开挖作业必须保证安全。开挖时必须减少对围岩的扰动； （ 6）爆破后应检查爆破和开挖面情况，清除瞎炮、残炮和危石； （ 7）开挖面及未衬砌地段应随时检查，险情应及时处理； 7 （ 8）开挖工作面与衬砌的距离必须在确保施工安全并力求减少施工干扰的原则下合理选定； （ 9）开挖不得危及衬砌、初期支护及施工设备的安全； （ 10）施工作业地段的出渣车辆行车速度不得大于15km/h，成洞地段不得大于25km/h；在衬砌 模板台车等狭窄地段必须设置减速和警示标识； （ 11）出渣时间洞内必须加强通风，保证洞内清晰，并且使洞内环境必须符合职业健康标准。 6.2 环境保护 （