交叉中隔壁法施工工艺设计工法

1、交叉中隔壁法施工工艺设计工法1 简介1.1 工艺方法概述跨中值分割法，又称CRD法，是Cross Diaphragm的缩写。大断面隧道分为4个或6个相对独立的小洞室进行施工。建设遵循“小块、短步骤、短流转、快速闭合、频繁测量、强支撑”的建设原则。隔间交叉法施工有利于围岩的稳定，保证施工安全。目前主要用于IV级围岩浅埋偏斜段和V级围岩段的隧道施工。1.2 工艺原理交叉中墙法施工是在隧道等地下工程的开挖施工中，通过设置中墙和临时倒拱（两者相交）将开挖段分为4个部分，然后根据围岩条件。这种方法是基于新奥法的基本原理。在开挖过程中，尽量减少对围岩的干扰。通过先进的导管、锚杆网、网格孔壁支护系统、中间隔

2、断和临时倒拱连接，可提前关闭断面支护，控制围岩变形，稳定下来。同时，建立围岩支护结构监测测量系统，及时掌握施工过程中的动态变化，合理安排，调整施工工艺，修改设计参数，确保施工安全。2 工艺方法的特点2.1 各部分自上而下开挖支撑，逐步形成环，及时合拢。各部分闭合成环的时间短，中间隔墙可有效防止支撑结构和收敛变形沉降。土的水平位移优于其他施工方法。2.2充分利用中隔断和临时倒拱的支护功能，辅以预灌浆小风管、挂网和格栅喷浆等支护方式的预支护，开挖对周边干扰小岩石，因此受到很大影响。提高施工安全性。2.3 其支护系统能很好地适应围岩的变化，与围岩形成一个整体，能充分发挥围岩的自承能力。2.4 能有效

3、运用监控、测量等信息化管理手段指导施工，使整个施工过程处于受控状态。2.5 跨墙法施工作业空间狭小，工序多。各个部门、各个程序的相互干扰比较大。不能使用大型工程机械，施工速度比较慢。3 适用范围相交中墙法主要适用于IVVI级大断面、软弱围岩的铁路和公路隧道。4 主要引用标准铁路隧道工程施工安全技术规程（ TB10304 ）、铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10417）、铁路隧道工程施工技术导则（TZ204）、铁路工程计量规范（TB10101 ） 、铁路隧道工程施工技术导则（TZ204）混凝土工程施工技术导则（TZ210）、公路隧道施工技术规范（JTG F60）、公路工程质量检验评价标准（JT

4、G F80/1）。4.2设计图纸和合同文件。5 施工方法在横隔断法施工中，大断面分为开挖和支护四个部分。跨分区构造方法图1如下：中间十字架施工方法施工图开挖与支护顺序：先开挖部分，待第1部分完全密封810m后，再开挖部分。 10m后，再次开挖第部分同理，开始开挖第4部分，这样就形成了按照-开挖和支护顺序的CRD法开挖支护情况，四个部分同时进行。 ，同时推进。6 工艺流程及操作要点6.1 施工流程跨分区法的构建流程图如图2所示。6.2 操作要点6.2.1施工准备1、风、水、电管线铺设、施工便道、工地布置、机械设备、人员配置、材料设备、防水排水设施建设等。2 根据地质勘查资料和施工设计，详细了解工

5、程地质和水文地质，制定相应的施工方法和措施，制定施工组织设计，制定施工监测计划。施工准备施工准备超前地质预报上半部超前支护左（右）上部导坑开挖左（右）上部导坑支护并设临时仰拱左（右）下部导坑开挖左（右）下部导坑支护右（左）上部导坑开挖右（左）上部导坑支护并设临时仰拱右（左）下部导坑开挖右（左）下部导坑支护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跨分区法施工流程图6.2.2先进的小导管结构小管总则采用无缝钢管。钢管前端制成锋利的楔形，便于插入孔内或直接插入。然后对周围的岩石空隙进行灌浆。在注入纯水泥浆时，水泥浆的水灰比控制在1:0.51:1.25之间，水泥浆由稀变稠，即先注稀浆

6、，后逐渐注浆。加厚。为灌浆后尽快开挖，选用普通水泥或早强水泥，加一定量的水玻璃溶液，缩短初凝和终凝时间，灌浆压力0.5-1.0MPa。6.2.3高级地质预报通过超前的地质预测和预测，隧道建设可以主动获取地质信息，及时发现异常情况。预测开挖前沿前不利区域的位置、规模和性质，为优化和完善设计、制定科学合理的施工方法提供地质信息依据。提前做好施工准备，尽早制定方案，并采取相应的技术和安全措施，确保施工的正常安全施工。6.2.4隔壁正中法洞遗址发掘跨分区法施工将隧道分为六个部分，如图3所示。图3 隔断法施工过程剖面图1 建设部高级支护开挖段喷射混凝土封闭面段导坑周围施工初支和临时支护（按设计预喷混凝土

7、，铺设钢筋网，架设型钢架，必要时设置锁具，扩大钢架拱脚并安装横向支撑）钻径向螺栓，然后重新喷涂混凝土至设计厚度。2 建设部开挖部分，作为先导坑周围的初始支护和临时倒拱。步骤和步骤同（ 1） 。3第三节施工开挖喷射混凝土封闭面初始喷射混凝土延伸钢架和临时钢架并设置锁定锚杆钻孔径向锚杆然后喷射混凝土至设计厚度。4第四节建设第 4 部分被开挖并用作先导坑周围的初始支撑和临时倒拱。步骤和步骤同（3）。5在段后面一定距离后，开挖段；隧道底部周边部分按设计初步喷混凝土；6.开挖部分，并在先导坑周围施加初始支撑。步骤和步骤同5。将型钢框架封闭成一个环形。隧道施工采用跨分区法分为四部分。相邻开挖导坑施工间隔8

8、-10m，导坑两侧采用正台阶法开挖，上下台阶长度3-5m。分段开挖后应及时施临时支护和初支，使分段支护成环状，每次开挖进尺不大于1m。6.2.5初步支持建设施工程序：开挖后初始喷浆系统支护施工（锚杆、钢网、钢架）喷浆至设计厚度。1 开挖完成后，检查断面并处理欠挖部分，及时进行混凝土初喷，尽快封闭开挖面，确保施工安全。混凝土初喷厚度不小于4cm不大于该厚度6cm。为保证初始喷涂厚度，可根据现场施工情况在拱顶上悬挂金属网。2、初喷完成后，架设钢支架。钢支架的纵向连接应采用螺纹钢筋连接，钢支架与连接钢筋的间距应按设计设定。3 钢支架施工完成后，应安装钢筋网。钢筋网搭接长度为12目边长，钢筋网与工字梁

9、焊接牢固。4 安装钢拱门。每个钢架分为拱门和墙两次。钢架的拱门或底板不得放置在空道碴上。混凝土预制块，然后架设钢拱。5 钢网施工完成后，重新喷涂至设计厚度。6 锁脚锚管应与钢拱紧密贴合，小锁脚导管与拱必须焊接牢固。7、临时倒弓与掌面的距离要严格控制，总则为3 5m。8、螺栓按设计要求布置。安装螺栓孔时，定位要准确。钻孔应垂直于围岩壁面或所在岩层的主结构面。钻孔深度应大于螺栓的设计长度10cm。6.2.6监测测量监测和测量工作必须紧跟在挖掘和支持作业之后。现场布置和监测应按设计要求进行，测量项目和内容应根据现场施工情况及时调整。测量数据应及时分析处理，并结合工程类比法。调整支持参数或施工决策。1

10、 监控项目跨下墙法施工中的主要监测项目详见下表：表 1 监测和测量所需项目序列号监控施工测试方法和仪器测试精度评论1洞内外观察人工观测、地质罗盘2净空变化收敛计0.1mm通常执行水平收敛测量全站仪1毫米通用 3D 多点测量3金库下沉水准仪、水平仪、铟钢尺0.1mm4沉降调平,水平,塔尺0.5mm浅埋隧道必须测试（H02B）2 测量结果分析获得监测数据后，专业监测人员会及时对监测数据进行分析。结合围岩和支护的应力变形情况，分析判断，将实测值与内容值进行比较，及时绘制各种变形或应力-时间关系曲线，预测变形发展趋势和围岩安全状况和隧道结构，并将结果反馈给设计和监理，实现动态设计和动态施工。3围岩稳定

11、性测定围岩稳定性综合判断应根据测量结果按以下方法进行。1）按变形管理等级指导施工，见表2。表2 变形管理等级表管理级别管理位移施工状态UU 0 /3正常施工二U 0 /3U2U 0 /3应加强支持U2U 0 /3施工前停工并采取特殊措施注：U为实测位移值； U 0为最大内容位移值2）根据位移变化速度判断当净空变化速度连续大于5.0mm/d时，围岩处于快速变形状态，应加强初始支护。水平收敛速度（拱脚附近）小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本稳定。对于埋藏较浅的断面和膨胀、压缩的围岩，应通过监测和测量分析来判断。3）根据位移时状态曲线的形状确定当围岩位移率不断减小时（du

12、2/d2t0）时，围岩进入危险状态，必须立即停止开挖加强支护。围岩稳定性的确定是一项非常复杂、非常重要的工作，必须结合具体工程条件，综合评价上述几项准则。6.2.7临时支撑移除1 拆除的前提条件在拆除支撑之前，必须确保拆除部分的永久支撑已经闭合，并且结构符合规范和设计要求。实践证明，如果闭合后有缝隙和空隙，最初的分支仍然会有一定的变形，甚至开裂。此时，初始支撑为半刚性结构。要加强灌浆回填工作，填补初支后的缝隙和空隙，增强初支的刚度，避免因拆除中间隔板造成初支下沉变形，这可能会导致隧道中的危险情况。2 拆除标准和原则1) 拆除判断标准为：在拆除支座前，拆除断面沉降收敛测量结果满足稳定条件，沉降收

13、敛达到稳定的标准为收敛不超过0.2毫米/天。拱顶下沉应控制在7d以内，增量2mm；间隙位移应控制在7d之间增量4mm（拱顶沉降的两倍）。2）临时支护拆除作业点与第四部分最近开挖面的距离不应小于60m。临时支护拆除后，可尽快进行二次衬砌支护，以保证隧道结构的稳定性和安全性。3) 监控测点应加密布置，做好监控测量工作。在拆除期间，应认真分析监测和测量结果。如有异常情况，应停止拆除作业，确保施工安全。3 拆解顺序拆卸时，用破碎机打断喷射混凝土，用氧乙炔火焰切断连接，部分用气镐打断。拆除临时支撑时，一次性拆除长度不超过5m。拆除顺序为：拆除上隔墙混凝土拆除上隔墙工字钢拆除右侧临时倒拱混凝土拆除左侧临时

14、倒拱混凝土拆除右侧临时倒拱I-梁拆除左侧临时倒拱 倒工字梁拆除下隔墙混凝土切断下隔墙工字梁。7 劳动力组织人工分配应根据开挖断面大小、机械化程度、工作空间是否内容主要工序之间并行作业或影响主要工序之间并行作业程度等因素确定。以CRD法建设三车道公路隧道为例：场地分为6组，即1个技术组和5个综合类。技术团队负责施工现场的技术和测量工作；综合组分别负责隔壁十字中段段的开挖和支护工作。机械组负责机械、管道等的维护保养，以及机械开挖、道碴拆除工作，见表3，供参考。表3 CRD法公路隧道施工劳动力分配表8 主要机械设备机械设备配置以先进、高效、适用、配套为原则。投入的主要施工机械设备的规格、型号、数量必

15、须充分满足跨中墙法施工工艺的需要。由于施工工序繁多，施工机械设备应尽量与、部门协调使用，充分发挥施工设备的最大效益。做到合理、经济、实用。三车道公路隧道CRD施工机械设备配置见表4，供参考。表4 某公路隧道CRD施工机械设备配置9 质量控制9.1 容易出现的质量问题9.1.1支护不及时，封堵不及时，开挖后围岩暴露时间过长，造成扰动松散圈扩大；9.1.2各科室距离不合理，倒车（或临时倒车）离各科室面太远；9.1.3拱架底部承载力不足，拱底不密实或悬空；9.1.4沉降不稳定，过早拆除中间隔板；9.1.5喷射混凝土不致密，后面有空隙。9.2 保障措施9.2.1引坑的建设是隧道建设的重要环节。要高度重

16、视围岩的保护，尽量减少对围岩的扰动。施工时应采用机械开挖、人工配合、少爆破等方式，减少对围岩的扰动。喷射混凝土在开挖面之后立即应用。由于围岩较软，及时封闭断面是关键，应充分利用交叉隔断法给予的手段，在最短的时间内采用临时倒拱封闭断面，从而实现“自封”。9.2.2各工作面之间应保持合理距离：相邻掌子面应相距10-12m，以保证导坑开挖的稳定性，各导坑上下台阶之间的距离应为3- 5米。9.2.3每个钢架分为拱和墙两次，对拱脚进行精心加固，如加大拱脚、槽钢支撑垫、锚固拱脚、加强纵向连接等，使上部初始支撑和围岩形成。完整的系统。钢架的拱或脚不应放置在空隙上。9.2.4跨隔间法施工的一个关键问题是中墙的

17、拆除。在本次作业的施工管理中，最重要的问题是确定拆除中间墙的时间和拆除中间墙后的安全性；根据规范或有关规定，中墙拆除前的拱顶沉降量（总则一天下沉量小于2mm），净空收敛值，拱顶沉降增量（不大于6mm）拆除中间墙后，拆除中间墙作为管理基准。9.2.5隧道开挖及初步支护完成后，根据测量结果浇筑二次衬砌。9.2.6在施工过程中，要严格执行“三严五及时”的施工原则。9.2.7加强地质综合预报工作，遵循“长期预报与短期预报相结合、地球物理方法与直接钻孔预报相结合、区域地质预报与面地质预报相结合”的“三结合”原则。 .9.2.8加强监测计量工作，采用统计分析的方法，得出各部分结算时结算金额占总结算金额的百

18、分比。结算量和建设支持参数。9.2.9沉降控制采用综合配套施工措施，如高压选择性喷射混凝土地表预加固、地表深井排水、提前预注浆、设置锁定导管、钢支脚加支撑垫、倒拱注浆加固、控制开挖步距、缩短关门时间等。10 安全措施10.1 主要安全风险分析在风险识别阶段，由于主观性较大，为了力求识别的准确性、完整性和系统性，需要保证数据来源的准确性和分析的科学性。根据跨墙法施工特点，在跨墙法施工风险管理中，建议采用分解分析法、检查表法和专家问卷法三种相结合的方法。首先，将采集数据中涉及的工程项目按照WBS分解为单元、部门和子项目。然后，根据上面介绍的项目风险分类标准，对汇总的各种风险事件进行分类；这样，将经

19、过工程结构分解分类的风险事件作为检查表的横列和纵列，形成风险识别表。最后请专家，尤其是亲自参与过类似项目的专家，对清单进行评估，做到去伪存真。根据跨分区法的施工特点，分析施工过程中存在的风险，如下表所示：序列号施工风险项目潜在损失危险1开挖施工风险直接经济损失、社会声誉损失倒塌，工人伤亡2初期支持建设风险直接经济损失、社会声誉损失倒塌、机械损伤、触电、工人受伤3隔壁中间拆迁施工风险直接经济损失倒塌、从高处坠落、工人受伤4未证实的不利地质风险直接经济损失崩溃, 洪水, 泥浆表 5 分区交叉法施工风险项目一览表根据上述隧道的风险分析，应采用适当的方法确定每个风险事件的大小顺序，确定风险事件之间的内

20、在关系，把握风险之间的关系，进一步了解风险发生的概率和造成的损失。这里可以使用特定的工具和技术，如：计划评审法PERT、MC模拟法、层次分析法、故障树法、效用理论、模糊分析法、影响图分析法等。10.2 保障措施10.2.1开工前，要识别施工过程中存在的危险源，制定安全风险管理实施方案，制定相应的应急预案。10.2.2工程机械的使用、操作条件、维护保养、各种专业工程机械及材料、施工用电、特殊环境作业等，应严格遵守公路工程施工安全技术规程（JTJ 076-95）。10.2.3在施工过程中，要加强施工人员的安全技术交底，特殊工种必须考核合格后方可上岗。在推广技术和使用新机器设备时对员工进行再培训和安

21、全教育；10.2.4进入孔内的人员必须佩戴安全帽，在孔内作业的人员应佩戴防尘口罩。禁止无关人员进入洞内；10.2.5挖掘工作必须安全。开挖过程中必须减少对围岩的扰动；10.2.6爆破后，检查爆破和开挖地表情况，清除盲炮、残炮和危险岩石；10.2.7开挖面和无衬砌路段要随时检查，遇到危险情况要及时处理；10.2.8开挖面与衬砌的距离必须按照保证安全、尽量减少施工干扰的原则合理选择。11 环境措施11.1优化临时施工场地布置，加强临时防护。施工完成后，应清理污渍，平整土地，恢复耕作或植被。要做好路基在施工过程中的排水保护，加强施工过程中的临时保护措施。施工完成后，将及时落实道路两侧场地整治和绿化措

22、施。11.2 施工和生活废水的排放遵循污水清污分流和雨污分流的原则。各种建筑废油、废液集中储存、集中处理。严禁乱流，防止水体污染和环境破坏。施工作业产生的污水必须在沉淀池中沉淀、净化、达标后排放。食堂污水处理应设置隔油池，定期清理油污。污水经必要处理后排入污水管道。严禁建筑和生活污水排入农田和水源。11.3 隧道废弃道碴应堆放在固定位置。施工完毕后，隧道弃碴场表面应覆盖种植土，然后对隧道弃碴场进行绿化；地表水和地下水污染。11.4 控制炸药爆炸产生的有害气体和粉尘含量，减少空气污染，节约炸药等能源消耗。11.5 采用分支开挖，充分利用人力和小型设备，减少大型设备的数量，从而降低油耗，达到节能减

23、排的要求。11.6 优化设计支护参数，控制隧道超欠挖，节省螺栓和混凝土用量，从而节省建筑材料和能源。12 应用实例12.1 项目介绍厦门海底隧道是中国大陆第一条海底隧道，也是进出厦门岛的第三条公路。它在大陆架上连接厦门岛和翔安区。隧道规模宏大，全长8.695km，其中海底隧道长6.05km，跨海宽4200m。按照高等级公路三车道标准设计，设计时速80km/h。隧道最大开挖断面尺寸为17.04m12.56m（宽高），约170m 2 。设计采用三孔隧道方案，主行洞每侧3车道，中间洞为服务隧道。主隧道隧道建筑净宽13.50m，净高5.0m。服务隧道建筑边界净宽6.5m，净高6m。主隧道测量线与设计线距离52m，服务隧道与主隧道净距22m。计算 80 公里/小时的行驶速度。隧道最深处在海平面以下约70m，最大纵向坡度为3%。左右隧道各有一个通风井。全隧道共有人行横道12处，人行横道5处。水平通道间距为300m。12.2 建设情况厦门海底隧道2005年9月开工建设，2009年6月13日右线通车，2009年11月5日全线通车。隧道右线出口端约900m浅滩段，均采用跨中墙法施工。米；开挖除渣每循环4-6小时；型钢和喷浆安装每个周期68小时，可同时进行型钢安装和除渣；在合理安排下，每天可完成2个周期。开挖时