CD法在软弱围岩隧道开挖中的应用探讨

李鹏华

摘   要：本文以广西乐百高速公路那现隧道为实例，那现隧道存在Ⅴ级破碎围岩，围岩特点是软弱，极易破碎，稳定性差。在隧道开挖施工时，易发生坍塌、围岩变形等状况。而通过开挖方式的选择，应用中隔壁法即CD法可以有效地解决软弱围岩开挖施工问题。本文通过那现隧道的工程实例，详细分析了CD法的应用，使得隧道施工安全性大大增加。

关键词：CD法  软弱围岩  隧道开挖

中图分类号：U455                                  文献标识码：A                        文章编号：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

广西乐百高速公路施工中的那现隧道，左侧全长232m，右侧全长199m。对于隧道开挖，合理的施工方法意义重大[1]。目前，在软弱围岩隧道的开挖施工中，中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD法）与环形导坑预留核心土法等[2]是比较常见的。CD法作为重要的开挖方式之一，常应用于各个软弱围岩隧道开挖中，贾蓬等人[3]运用FLAC3D有限差分软件，分析了在应用不同施工方法时，拱顶和地表沉降的参数变化及衬砌变形和结构体系内力等参数的变化，得到了不同施工方法时的变化，最终选出了CD法为最佳方案。本文以那现隧道的开挖施工的实例，详细描述了CD法在软弱围岩中的应用。

1  工程概况

那现隧道位于凌云县泗城镇，左线：KD121+808～KD122

+040，全长232m，最大埋深约58.4m;右线：KC121+816～

KC124+015，全长199m，最大埋深61.9m。隧道出口端自然斜坡坡度30°～45°，斜坡表面为第四系地层覆盖，未见基岩出露，山体上植被较发育;洞口位于山前的斜坡地带。隧道区覆盖层为第四系残积黏土，下伏基岩上段泥质粉砂岩。

2  围岩分析

那现隧道围岩只存在V级围岩与IV级围岩，V级围岩总长度271m，占隧道总长度62.9%;IV级围岩长160m，占隧道37.1%。

3  现存问题

在软弱围岩中开挖施工期间的围岩变形与破碎是一个严重的问题。特别是，浅层和破碎岩石中的挖掘可能会引起覆盖层和下沉孔形成的崩塌。那现隧道由Ⅳ级围岩与Ⅴ级围岩构成，交叉排列进行，IV级围岩块状较软弱，破碎较坚硬[4]。隧道洞口段主要为强风化泥质粉砂岩夹砂岩，岩体极软弱，呈碎裂状态结构，为Ⅴ级围岩。那现隧道在进入Ⅴ级围岩段之后，围岩的状况变差， 强风化泥质粉砂岩在开挖时会变为湿润状，含水量呈现饱和状态，在渗水作用下土体很快变为流塑状。隧道底部会形成细流，隧道土体由于吸水将会软化为淤泥，恶化了洞内施工条件[5]，也使得围岩稳定性变差。那现隧道Ⅴ级围岩属于软弱围岩，围岩极易破碎，开挖时易发生塌陷、落块等情况。

4  解决措施

在软弱破碎围岩地段施工时，施工困难，岩体易发生变形，开挖方式应用不当，容易发生坍塌状况，選用合适的开挖方法使其有效避免围岩扰动。CD法在开挖施工时，将开挖断面分块处理，从而降低了开挖的高度以及难度[6]，将施工过程细致成不同部分，开挖的台阶变短，更易快速封闭，适用于软弱围岩破碎带，选用CD法在那现隧道Ⅴ级破碎围岩地带。

4.1 CD法施工工艺

那现隧道V级围岩中破碎带采用CD法施工，先行导坑与后行导坑均采用上下台阶法开挖，台阶长度不超过3m，先行导坑与后行导坑在同一部位的台阶错开的距离不大于13m。支护施工工序遵循“先超前支护，后开挖并及时初期支护，开挖由上而下，衬砌由下而上的原则[7]”。

CD法开挖施工工序如下：

（1）开挖先行导坑上部①;

（2）进行先行导坑上部初期支护施工与临时支护施工;

（3）开挖先行导坑下部②;

（4）进行先行导坑下部初期支护施工与临时支护的施工;

（5）开挖后行导坑上部③;

（6）进行后行导坑上部初期支护施工与临时支护的施工作业;

（7）开挖后行导坑下部④;

（8）进行后行导坑上部初期支护施工与临时支护的施工作业;

（9）浇筑仰拱及仰拱回填;

整体模筑二次衬砌。

4.2 CD法施工要求

（1）根据地址情况、隧道断面大小和施工设备，确定CD法左右部的台阶高度。每个侧面按照两个或三个台阶进行开挖掘进，在开挖后，及时进行初期支护、中隔壁的施工作业;

（2）钢架间的纵向搭接钢筋及时牢固连接;

（3）先行侧的中隔壁设置为向外鼓的弧形;

（4）在浇筑二衬前，逐段拆除中隔壁;中隔壁一次拆除长度不大于15m;

（5）拆除后及时使用临时支撑进行二次衬砌的施工作业。

5  结语

CD法在施工时，施工作业面较小，只可使用小型机械或人工开挖及运输作业，并且CD法施工时施工作业分块较多，工序繁多且复杂，施工进度较慢。但在破碎围岩开挖中，CD法施工开挖循环进尺短、封闭快，将断面进行分块处理， 从而降低了开挖的高度以及难度[8]，能够最大限度避免围岩扰动，极大增加了软弱围岩开挖的安全性。本文通过那现隧道这一工程实例，详细讲解了CD法施工适用条件与要求，确保了隧道工程的安全施工。

参考文献

[1] 李文，王国喜.重庆五路口车站浅埋特大断面隧道开挖方法比选和优化[J].施工技术，2013，42（13）：76-78.

[2] 赵楠，王建华，张建新.大跨扁平单洞4车道公路隧道开挖工法的选择和优化[J].公路交通技术，2018，34（S1）：177-182.

[3] 贾蓬，赵文，周佳俊，等.浅埋铁路隧道下穿高速公路施工方法比选[J].北京工业大学学报，2014，40（8）：1256-1262.

[4] 袁亮，薛俊华，刘泉声，等.煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术[J].煤炭学报，2011，36（4）：535-543.

[5] 单超，冯志华，曹校勇，等.Ⅵ级围岩浅埋隧道侵限变形分析及其对策[J].公路，2019，64（2）：269-275.

[6] 苏建安.浅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术研究[J].公路交通科技：应用技术版，2019，15（2）：180-182.

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