隧道的开挖应根据隧道长度、断面大小、结构形式、工期要求、机械设备、地质条件等选定,开挖必须与支护、衬砌施工相协调。如需变更设计除应满足技术规范要求外,还需满足以下原则。
(1)两车道洞口段土质和类土质、含水量大、承载力低的围岩必须采用中隔壁法(CD法)或交叉中隔壁法(CRD法)施工。
(2)三车道浅埋段的Ⅴ、Ⅵ级围岩应按中隔壁法、交叉中隔壁法或双侧壁导坑法施工。
(3)浅埋大跨度隧道及地表下沉量要求严格而围岩条件很差时,应选用交叉中隔壁法或双侧壁导坑法施工。
(4)V级围岩和浅埋段的Ⅳ级围岩每循环进尺控制在2榀钢拱架长度以内。
(5)采用弧形导坑预留核心土法施工的隧道要严格按该施工工序组织施工,尤其是要加强钢拱架的锁脚,减少下沉。对土质隧道,应以核心土为基础设立2根临时钢架竖撑以支撑拱顶,核心土应根据围岩量测结果适当滞后开挖。 (6)采用上下台阶法施工的隧道,台阶分界线不得超过起拱线;上台阶长度不得过长,应尽量采用短台阶,以便及时成环封闭,上台阶长度不大于30m;下台阶马口落底长度不大于2榀钢拱架的长度,应一次落底,并尽快封闭成环。 CD法是在软弱围岩大跨度隧道中,先分部开挖隧道的一侧,并施作中隔壁,然后再分部开挖另一侧的施工方法。其施工步骤参见图4-4。 (1)先行导坑上部开挖;(2)先行导坑上部初期支护;(3)先行导坑中部开挖;(4)先行导坑中部初期支护;(5)先行导坑下部开挖;(6)先行导坑下部初期支护;(7)后行导坑上部开挖;(8)后行导坑上部初期支护;(9)后行导坑中部开挖;(10)后行导坑中部初期支护;(11)后行导坑下部开挖;(12)后行导坑下部初期支护;(13)仰拱超前浇筑;(14)全断面二次衬砌。 (1)上部导坑的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距(0.75-0.8m),下部导坑的开挖进尺可依据地质情况适当加大。 (2)中隔壁法或交叉中隔壁法施工时,初期支护完成后方可进行下一分部开挖,地质较差时,每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱;各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺;应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后再进行另一侧开挖;左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15m;当开挖形成全断面时,应及时完成全断面初期支护闭合。 (3)导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。应配备适合导坑开挖的小型机械设备,提高导坑开挖效率。 (4)中隔壁的拆除工艺是关键技术,中隔壁拆除时间的判定要以拱顶下沉和净空收敛为依据,一般在拱顶下沉7d内增量在2mm以下作为拆除中隔壁的基准。同时,要求中隔壁的拆除应滞后于仰拱,一次拆除长度应根据量测数据慎重确定,拆除后应立即施作二次衬砌。