CD法在軟弱圍巖隧道開挖中的應用探討

李鵬華

摘? ?要：本文以廣西樂百高速公路那現隧道為實例，那現隧道存在Ⅴ級破碎圍巖，圍巖特點是軟弱，極易破碎，穩定性差。在隧道開挖施工時，易發生坍塌、圍巖變形等狀況。而通過開挖方式的選擇，應用中隔壁法即CD法可以有效地解決軟弱圍巖開挖施工問題。本文通過那現隧道的工程實例，詳細分析了CD法的應用，使得隧道施工安全性大大增加。

關鍵詞：CD法? 軟弱圍巖? 隧道開挖

中圖分類號：U455? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（b）-0037-02

Abstract：This paper takes the existing tunnel of Leba Expressway in Guangxi as an example. There are V-class broken surrounding rocks in the naxian tunnel. The surrounding rock features are weak， extremely fragile and poor in stability.During tunnel excavation， it is prone to collapse and deformation of surrounding rock. Through the choice of excavation method， the application of the Center Diaphragm， can effectively solve the problem of excavation construction of weak surrounding rock.This paper analyzes the application of the Center Diaphragm in detail through the engineering example of the existing tunnel， which greatly increases the safety of tunnel construction.

Key Words：Center Diaphragm;Weak surrounding rock;Tunnel excavation

廣西樂百高速公路施工中的那現隧道，左側全長232m，右側全長199m。對于隧道開挖，合理的施工方法意義重大[1]。目前，在軟弱圍巖隧道的開挖施工中，中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD法）與環形導坑預留核心土法等[2]是比較常見的。CD法作為重要的開挖方式之一，常應用于各個軟弱圍巖隧道開挖中，賈蓬等人[3]運用FLAC3D有限差分軟件，分析了在應用不同施工方法時，拱頂和地表沉降的參數變化及襯砌變形和結構體系內力等參數的變化，得到了不同施工方法時的變化，最終選出了CD法為最佳方案。本文以那現隧道的開挖施工的實例，詳細描述了CD法在軟弱圍巖中的應用。

1? 工程概況

那現隧道位于凌云縣泗城鎮，左線：KD121+808～KD122

+040，全長232m，最大埋深約58.4m;右線：KC121+816～

KC124+015，全長199m，最大埋深61.9m。隧道出口端自然斜坡坡度30°～45°，斜坡表面為第四系地層覆蓋，未見基巖出露，山體上植被較發育;洞口位于山前的斜坡地帶。隧道區覆蓋層為第四系殘積黏土，下伏基巖上段泥質粉砂巖。

2? 圍巖分析

那現隧道圍巖只存在V級圍巖與IV級圍巖，V級圍巖總長度271m，占隧道總長度62.9%;IV級圍巖長160m，占隧道37.1%。

3? 現存問題

在軟弱圍巖中開挖施工期間的圍巖變形與破碎是一個嚴重的問題。特別是，淺層和破碎巖石中的挖掘可能會引起覆蓋層和下沉孔形成的崩塌。那現隧道由Ⅳ級圍巖與Ⅴ級圍巖構成，交叉排列進行，IV級圍巖塊狀較軟弱，破碎較堅硬[4]。隧道洞口段主要為強風化泥質粉砂巖夾砂巖，巖體極軟弱，呈碎裂狀態結構，為Ⅴ級圍巖。那現隧道在進入Ⅴ級圍巖段之后，圍巖的狀況變差， 強風化泥質粉砂巖在開挖時會變為濕潤狀，含水量呈現飽和狀態，在滲水作用下土體很快變為流塑狀。隧道底部會形成細流，隧道土體由于吸水將會軟化為淤泥，惡化了洞內施工條件[5]，也使得圍巖穩定性變差。那現隧道Ⅴ級圍巖屬于軟弱圍巖，圍巖極易破碎，開挖時易發生塌陷、落塊等情況。

4? 解決措施

在軟弱破碎圍巖地段施工時，施工困難，巖體易發生變形，開挖方式應用不當，容易發生坍塌狀況，選用合適的開挖方法使其有效避免圍巖擾動。CD法在開挖施工時，將開挖斷面分塊處理，從而降低了開挖的高度以及難度[6]，將施工過程細致成不同部分，開挖的臺階變短，更易快速封閉，適用于軟弱圍巖破碎帶，選用CD法在那現隧道Ⅴ級破碎圍巖地帶。

4.1 CD法施工工藝

那現隧道V級圍巖中破碎帶采用CD法施工，先行導坑與后行導坑均采用上下臺階法開挖，臺階長度不超過3m，先行導坑與后行導坑在同一部位的臺階錯開的距離不大于13m。支護施工工序遵循“先超前支護，后開挖并及時初期支護，開挖由上而下，襯砌由下而上的原則[7]”。

CD法開挖施工工序如下：

（1）開挖先行導坑上部①;

（2）進行先行導坑上部初期支護施工與臨時支護施工;

（3）開挖先行導坑下部②;

（4）進行先行導坑下部初期支護施工與臨時支護的施工;

（5）開挖后行導坑上部③;

（6）進行后行導坑上部初期支護施工與臨時支護的施工作業;

（7）開挖后行導坑下部④;

（8）進行后行導坑上部初期支護施工與臨時支護的施工作業;

（9）澆筑仰拱及仰拱回填;

整體模筑二次襯砌。

4.2 CD法施工要求

（1）根據地址情況、隧道斷面大小和施工設備，確定CD法左右部的臺階高度。每個側面按照兩個或三個臺階進行開挖掘進，在開挖后，及時進行初期支護、中隔壁的施工作業;

（2）鋼架間的縱向搭接鋼筋及時牢固連接;

（3）先行側的中隔壁設置為向外鼓的弧形;

（4）在澆筑二襯前，逐段拆除中隔壁;中隔壁一次拆除長度不大于15m;

（5）拆除后及時使用臨時支撐進行二次襯砌的施工作業。

5? 結語

CD法在施工時，施工作業面較小，只可使用小型機械或人工開挖及運輸作業，并且CD法施工時施工作業分塊較多，工序繁多且復雜，施工進度較慢。但在破碎圍巖開挖中，CD法施工開挖循環進尺短、封閉快，將斷面進行分塊處理， 從而降低了開挖的高度以及難度[8]，能夠最大限度避免圍巖擾動，極大增加了軟弱圍巖開挖的安全性。本文通過那現隧道這一工程實例，詳細講解了CD法施工適用條件與要求，確保了隧道工程的安全施工。

參考文獻

[1] 李文，王國喜.重慶五路口車站淺埋特大斷面隧道開挖方法比選和優化[J].施工技術，2013，42（13）：76-78.

[2] 趙楠，王建華，張建新.大跨扁平單洞4車道公路隧道開挖工法的選擇和優化[J].公路交通技術，2018，34（S1）：177-182.

[3] 賈蓬，趙文，周佳俊，等.淺埋鐵路隧道下穿高速公路施工方法比選[J].北京工業大學學報，2014，40（8）：1256-1262.

[4] 袁亮，薛俊華，劉泉聲，等.煤礦深部巖巷圍巖控制理論與支護技術[J].煤炭學報，2011，36（4）：535-543.

[5] 單超，馮志華，曹校勇，等.Ⅵ級圍巖淺埋隧道侵限變形分析及其對策[J].公路，2019，64（2）：269-275.

[6] 蘇建安.淺埋暗挖隧道洞口段中隔壁施工分析[J].交通世界，2018（7）：98-99.

[7] 符永星.四面山隧道開挖施工技術研究[J].公路交通科技：應用技術版，2019，15（2）：180-182.

[8] 蘇建安.淺埋暗挖隧道洞口段中隔壁施工分析[J].交通世界，2018（7）：98-99.