大跨度黄土公路隧道采用偏心CD环形开挖施工

大跨度黄土公路隧道采用

偏心CD环形开挖施工工法杜松中铁十一局集团第五工程有限公司五一路项目部二〇一三年四月一、工法背景

平阳高速公路阳曲1号隧道为一座上、下行分离双向六车道高速公路特长隧道，隧道左线长4685米，右线长4711米；其中隧道进口湿陷性黄土段左、右线长约2000余米，黄土段埋深在2.0m～34.0m，开挖跨度为17.23m～19.87m。该隧道为山西省首例大跨度、超浅埋湿陷性黄土特长公路隧道。隧址土体主要以上覆马兰组黄土、下覆离石组黄土为主。马兰组黄土土体疏松，质纯，大孔隙，垂直节理发育。乏水状态下马兰组黄土冻融状态下马兰组黄土

离石组黄土以棕黄色亚粘土为主，中间夹钙质结核层，与马兰组黄土相比，土体密实，稳定性好。富含钙质结核层离石组黄土

由于业主工期要求，阳曲1号隧道进口黄土段进洞施工未避开湿陷性黄土春融期，于2010年初率先进洞施工。但在随后的两个月时间里，采用传统的双侧壁导坑法掘进施工，左、右线单洞掘进平均仅15m/月；由于春融影响，隧道拱顶沉降和周边收敛较大，局部地段侵入二衬净空，无法满足设计和工期要求。双侧功壁导等坑法曲施工挣，拱促部马罗兰组穿黄土秃经常旧失稳您溜塌鉴于稻此，诵项目爸部依请托公装司技例术力绞量和捞社会超资源减，邀什请铁匀道部捆第三门勘察胸设计终院、喊同济蓝大学窃、重毯庆大红学、腹西安晶科技蚂大学阶、石酷家庄料铁道烘大学谎、解堤放军森后勤逢工程届学院研、重紫庆交惹通大叮学等席单位霉的业在界专崭家、默学者袍共同浑对黄社土隧煎道施飘工工慌艺进叫行改昌良。首先杀，采赛用榴“三齿台阶性法”模，施晃工过者程中闭，由项于三便车道脾黄土色隧道镰呈扁鹊平椭小圆形张，开击挖跨垒度较陷大，诊达17洞.2剥3m；分傲台阶脖开挖马，不也利于鸣初期朝支护刮及时乘封闭拨成环秘，且沈结构笼矢跨臂比较密小，亮结构填受力环较薄锄弱，据最后象该工蜜艺以偏掌子去面冒蜻顶宣盏告失支败。三台语阶施借工隧铲道冒习顶其次找，采删用“CD法”幕，采凯用CD法施草工，兰先小灾导坑爆掘进编，释育放黄茄土应欧力，灶采用满侧壁默临时画支护荡和临言时仰涂拱及瓜时封补闭成鸣环，缠初期愚支护贼受力间体系节较好吼，但天该工扔艺施椅工步国序繁赠琐，禽洞内巴施工撕组织亦复杂凳，月断进尺露仍不化能满忧足工弄期要争求，抱该工奖艺被甲迫“夏流产壶”。最后垦，采丢用我忍今天说所讲工的施着工工互艺（艘即：姻浅埋秆大跨分度黄排土隧上道采腔用偏党心CD环形雅开挖缺施工性工法脏）施肝工，望该工姻法类帝似CD法，升但我内们从抖中省糖略了盖临时娘仰拱积工序再，简腿化施些工步系序，化繁为局简，匪为洞豪内施辱工组发织提前供便罪利，苹提高核机械绣利用尽率。惩同时级采用缘瑞小导黄坑掘冒进释罗放土遍体应距力，合环形混导坑虾紧跟砌施工岁，利堵于初杜期支迹护及守时闭扬合成掘环，冈初期欢支护启结构汇受力贪体系童完整镜。采愚用该汽工艺筛施工臂平均嘱月进伏尺50讽m/月左孙右，浅最高料纪录旦为单穷洞掘丢进93别m/月；搜且安嫌全、成质量努、进差度平乔稳可生控，跟满足中各方劝要求驾。偏心CD环形蚂开挖醉施工挺，小火导坑掀先行冠，环蒜形导棍坑紧顺跟。二、被偏心CD环形习导坑铲开挖博工法灿特点2.溉1与普适通土娇质隧阵道开瞧挖相械比，垮阳曲1号隧呢道由伶于受衬隧址浓埋深冠，结陡构物泥跨度送，以气及大标断面闻的限扔制，悲本工部法采愿用分闹部开冲挖可归以划温分围迟岩断录面，夺促使纲围岩舍应力旱从新捞分布酿，先丘掘进诸小导双坑可饥以提闹前释传放围缺岩应导力，端预知起前方伏掌子廉面土牲体情脾况，亦降低狼围岩拜冒顶软、塌械方的天发生系概率奸；其晌次环观形导朋坑紧暴跟，员初期砖支护花及时蔬封闭牛成环词，利镜于支脑护体抵系整蓄体受篮力。2.难2超浅男埋大搏跨度炮黄土尼隧道拜采用睬偏心CD环形垫开挖如施工繁，较停设计企双侧逮壁导剑坑施拴工，夸工序谣简洁雷，便写于施杨工组吊织管塔理，月可加搅快施敌工进滩度，泻缩短纸工期孙；体提高擦机械福利用是率，砍节约傲人工烘和材栽料。三、型工法舞原理浅埋赴地层隐大跨链度黄份土隧昏道采丝式用偏橡心CD环形波开挖肥法施僚工是钱根据枣“预数加固荷、短共进尺血、强撤支护乎、早悬封闭认、勤挽测量月”的锐原理忆，通煤过监盐测隧可道拱暮顶沉仓降及糠周边爽收敛邀等数宁值，扒不断渡优化债开挖呆方案框，采死用分饭部开柳挖形惭式、工合理字选择轰开挖祥进尺扫、缩渐短各壮工序颂衔接笔时间灶、严类格控阶制衬密砌安却全距旷离等讨方法唱，避痒免因定开挖驼方法败不当净和仰克拱、脂二次否衬砌普滞后淋导致勉隧道磁拱顶牧下沉瞎、掌终子面紧崩塌猾等病乏害的候发生跃，以村保证某黄土拌隧道粒在浅该埋地货段的宜施工荒安全殿。根据封隧道赔拱顶坚沉降嚷监测蓬和周饶边收茫敛数辅据，贪确定药合理祝的分惑部开侧挖形表式和湾衬砌冶安全酱距离副，偏棍心CD环形戴开挖断施工里采用霸偏心哭导坑+环形凝开挖扣法分复部前炕后错舒开开杯挖，爸开挖着过程步中,左侧肾小导霸坑超牙前开袜挖支窃护，蛙降低组隧道楼相对串围岩愉级别庆，提邻前释垃放围粉岩应批力，孕右导鄙坑结木合拱丸部环目形同籍步跟快进施昆工，民快速楼闭合船支护相结构乐，减进少对克围岩盛的扰巩动，器分部价支护服，形坚成支悔护整澡体；护缩短岭作业框循环雾时间丘，逐娃步向爆纵深狂推进摆，形倡成开屑挖及践施作饰初期验支护著，混弃凝土声仰拱示紧跟羞掌子酿面及蛛时施傍作构态成稳板固的悟支护叉体系至。四、述工法因适用饰范围本工抵法适爹用于确大跨映度超波浅埋染自稳齐性较象好黄柄土隧狼道施破工。搁若隧止道全许部以江马兰裕组黄慰土为杠主，著则不贫适宜省采用拿该工植法施商工。五、文工法姜施工牢工艺5.英1工艺她施工堪流程5.借2施工货工艺帖流程5.链3施工绑重点柔及注况意事罚项5.雨3.杠1施工饼准备做好率场地德的“泊三通乖一平监”工信作，陕隧道腰洞门渣因处幕于退另耕还饿林区华，植比被及淋杂草蜘相对嚷较茂针密，度本着粉“早跟进晚疮出”正的原挡则，必尽量临少破娃坏植朱被，应减少俘洞口蒜刷方阅工程昌和护汗坡工芝程量迫。边舒仰坡绍开挖即后，宫及时钟进行胖“喷有、锚星、网线、喷速”支支护，班及时姜封闭撞土体醋，并爹做好绿边坡危防排形水施抖工。漠同时膛，湿低陷性臣黄土趟隧道条进洞租施工柜时宜土避开政春融库和雨镜季。5.企3.滨2超前艰支护开挖旷前，军对土膀体拱浊部和牢临时逢支护多外侧景拱腰胶以上找部位点采用Φ4弄2注浆蛮导管衡施工颠，注漠浆导寻管参才数根庙据实筒际情往况动怎态控黎制，诉确保异开挖康时洞穿顶和伶侧墙见土体核稳定悄。（基阳曲1号隧共道施叹工时历采用视每环疗长2.衣5m，环虾向40窜cm间距密施工废）5.南3.折3洞身唱开挖舒及初啦支由于常隧道估开挖乒跨度饮大，透为确买保施丢工安驳全，血开挖零进尺别每循航环控堤制进渔尺为50略cm（单勇榀工蚀字钢窃进尺拜），捧采用解左小桑导坑吧先行捷、预斤留核佳心土烟环形棍导坑郊紧随妻两个界工作北面施贤工，用洞身奸开挖钩采用偷人工塔风镐驼修边昏配合志挖掘重机掘劝进，休利于普控制霜隧道坦超欠肆挖。（1）人扇工风鼠镐配扫合挖使掘机满沿开括挖轮纲廓线日自上兴而下览开挖咽左小拍导坑网，开爆挖后默及时杰喷射单混凝碍土（蚁喷射仁混凝宪土厚骂度和唐支护遭强度匀根据姻掌子识面情亭况可粗动态寄调整薄），兆封闭坟作业雁面，统边墙榨初支板和临浙时初丙支作猾业及绳时跟叛上，雄避免宋侧墙孝向导船坑内吊崩塌款。（2）左橡小导受坑超房诚前施躬工后3m～5m后，杯同时硬开挖双环形夸导坑稿，预搂留核寒心土阁，进形行环仰形导疗坑支纠护，絮使初猛期支绘护及秤时与橡左小吧导坑血支护雨体系晚闭合穷。隧环址土居体较乳稳定遵情况锯下，什可以升两个燥作业遭面平各行推称进施时工，生遇不间良地摧质段旬应避舒免左绑、右笨侧两卵个工修作面厚同时榜施工杰。（3）工葬艺控浙制点拖：预沈留核晌心土盼处理姐。阳咏曲1号隧闯道预成留核移心土虎呈梯营形状跑，断氧面尺恶寸约4m（高俊）×4赔m（底见宽）裹；环安形导洁坑开械挖结讯束后雹，应勺及时袖对核牲心土亿进行向封闭忘处理糟，防示止核宇心土萄裸露坊时间举较长纽奉失稳君、崩常塌；眼核心闪土封骗闭参捆数可宁根据榜土质武情况拢选择职素喷关或锚腐喷防关护。5.拍3.超4仰拱贵施工黄土微隧道桐在开胆挖后蔑受各耕种地判质和哗施工悠因素奥的影丈响，输在施再工前毯期围零岩变辟化较拖大，嘴支护坏体系知应快散速封罚闭成狼环；恢根据非掌子花面的烂空间略效应探，掌袍子面穿距仰粒拱最死大距县离以千不超捐过25米为喜宜，宁仰拱开建议肠采用冶半幅岛施工喘，开研挖长梦度以3～4米最壤为安赢全，裹防止限开挖记步距燃过大虽，边震墙拱付脚处退收敛材加剧闭，造除成喷发射混序凝土睬开裂岭和拱筒架下最沉。美仰拱膊开挖弄后，谁应及咽时施绳作仰侨拱钢暂架及嗽衬砌著混凝屠土支凤护。5.蛙3.糊5防排贼水施命工（1）施抢工防贿排水黄土老遇水纠软化陡，施新工中汽选用旬煤电丘钻和浸矿用桐电动荐岩石滥钻机鼓施作直锚杆分和小承导管骄，尽火量减抛少开葡挖面猫的施威工用均水量突，加唤快对圾开挖线掌子迈面的俭封闭伶处理雕，缩刷短土哈体裸擦露时择间。事另外万，对礼于开案挖后辞出现评的渗逼漏水彻，宜饿引不伍宜堵冻，采般用集愚水坑检形式键集中义处理浸，对谣于土病体含净水量非超过20夏%的地不段，岔仰拱繁开挖初后，俗及时努初喷芽混凝混土予其以封架闭处秃理。（2）结蛇构防脾排水防排则水的妈施工则原则淘是以谎排水辞为主莲，防架排结帝合，氧综合智治理都，形安成完龟整的窝防排猎水体陪系，刷使隧沉道防幕水可绿靠，承排水士畅通昆。复纱合式狐衬砌号采用Φ5钓0双壁状打孔辈波纹撤管、如防水件板和熊土工截布进法行环更向防饲水；医采用Φ1虫16双壁叼打孔兆波纹现管、捡中心吹排水驰沟及朽排水染边沟快进行脚横向选、纵怕向排店水。5.身3.盾6衬砌阳曲1号隧走道黄描土段势边墙怎、拱浮部采航用9m可调晕式全额自动孙液压辈台车间，混缺凝土突采用漏洞外乞自动复计量馅拌合湿站拌角制，雹混凝落土罐室车运领输至庄洞内恢，经牺输送浮泵泵宜送入依模。排（可况调式班全自萌动液唱压台处车的槐模度辅系数跑可根篮据实伙际情甲况作旺调整初）5.聚3.逗7监控轮量测拿技术监控治量测窜是地神下工橡程尤危其是雄软弱诱段围虫岩施灭工中粮的重者要内套容，僚是监架视围堪岩和丢支护追稳定奔性的粮重要谅手段耍，它哀能指形导施英工、绘预报病险情度、确怨保安蹈全。厘根据污测量诉结果阴，绘磨制位庄移-时间凝曲线异，进淋行回随归分藏析，腿判断微围岩脾及支胜护稳辛定情昼况，马及时及反馈书，以善指导亦施工咽。监控饥量测互项目滤一览仙表监测项目方法及仪器设备监测布设原则监测频率备注地质及支护状况观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察和描述、地质罗盘仪等。掌子面及初期支护后的地段进行观察每次开挖及初期支护后周边位移收敛仪每10m～50m一个断面，每个断面2～3对测点1d～15d，1～2次/d；16d～30d，1次/2d；1～3月，1～2次/周；3月以上，2次/月开挖后及时埋设测点拱顶下沉水平仪、水准尺或测杆每10m～50m一个断面，每个断面2～3对测点1d～15d，1～2次/d；16d～30d，1次/2d；1～3月，1～2次/周；3月以上，2次/月开挖后及时埋设测点超前地质预报TSP202间隔50m～100m一个断面地表沉降精密水准仪、钢尺浅埋段沿隧道中线，每隔5m～10m布设一组测点开挖初期1～2次/d；开挖后期1次/2～3d开挖前提前埋设测点5.到3.况8注意惊事项（1）大猾跨度廊黄土蕉隧道飞施工削应严搞格遵宽循“恭管超哑前、离短开配挖、始勤测衣量、拒强支庙护、谷快封窃闭、体早成仍环、季稳中丈求快泥”的闹原则仆。（2）黄霉土遇汽水，园力学成效应养发生逆显著求变化虾，施拢工中片应加锯强对坊水的歪管理稍，可守采取牛集中恒排水乡丰的办男法。（3）仰担拱应绢及时敞紧跟丘导坑贝开挖化，即羞可以夕保护苹地基脂，防虑止翻激浆冒匠泥，垂也有剃利于禾车辆框行驶洲及文件明施观工的祖加强楚。（4）左论右侧绕两个螺工作悦面前肯后距求离不度宜过瓶大，侵开挖炸过程缘瑞中应例注意海将核看心土拌保留束完好探，导庸坑开勉挖后配根据萍围岩翠情况蕉喷射践混凝键土封商闭开绣挖面霉和侧局壁墙跃。（5）超变前小扎导管线支护鄙较一申般设亦计应竭加密亚，可县每循套环施堵作超角前管劲棚支扬护，源消除怕掉块熊及小携型冒驾顶等悄拱顶早脱空汉病害钓。（6）初怖支钢线架拱德脚处旨加垫西混凝朗土预喘制块船或钢效板，沟拱架验背后穿喷填症密实移，锁输脚钢撞管及池边墙拳锚杆际视围药岩情魔况适肾当加厦密布近设，窄拱部加锚杆喇可适既当减性少。（7）通迈过监门控量苏测及歪时取宏得实卧测数淡据分诞析反红馈用宜以修惰正设锹计参洽数和摧调整纲施工睬作业虾方法龄。（8）及免时闭柏合初朱支结配构并努施作偿仰拱碧衬砌禽，严况格控出制二怕衬与私掌子鞠面距收离。六、秋资源趋配置主要坟施工腿机械梨配置搏表序号机械名称规格型号单位双侧壁导坑法偏心CD法序号机械名称规格型号单位双侧壁导坑法偏心CD法1挖掘机PC200-6台329装载机ZLC50C台212风镐G10把201010装载机ZLC50D台213湿喷机PZ-5-1台6411空压机L-22/7台444煤电钻K3Y-2.5-380台281412碴车15m³辆865钻机KHYD75A台8413通风机SDFN10台226拌和机JS750台2214输送泵HBT60台227注浆机KBY-50/70台2215罐车HJT-3A辆338装载机ZL40B台1116台车9米台22双侧羊壁导惕坑与特偏心CD环形率导坑丛工艺得施工主要嚷机具朴对比躬表主要鸟作业器工序钱劳动屑力配浊备表工序工作内容双侧壁导坑偏心CD备注人数×班次人数×班次开挖开挖、出碴18×2=3613×2=26开挖班初期支护初喷、挂网、立钢支撑、锚杆、复喷25×2=5016×2=32初支班二次衬砌仰拱开挖、立模、浇筑混凝土6×2=126×2=12二衬班铺设防水板、防水管道安设4×2=84×2=8台车定位、预埋件安设、浇筑混凝土、脱模、养生9×2=189×2=18双侧城壁导助坑与宾偏心CD环形必导坑花工艺蓄施工主要滑人员希配置研对比杀表七、酿质量浆控制7.误1质量编标准本工村法执昼行施狼工设景计图击纸、《公路异隧道误施工售技术影规范》（JT袍G腾F6雪0-慈20枕09）、《公路咱工程严质量屈检验震评定徒标准》（JT桃G老F8悠0/绑1-贤20未04）。7.嗓2质量孙措施洞身扛开挖轮过程俗中，零应预独留10的cm～20仿cm采用数人荣工手界持风及镐进评行修艳整，鸽避免准超欠阀挖。钢支蔑撑的苦锁脚羊锚杆罢应向逐下以40疗°～45裂°角度锈斜纯插，刺