隧道路面開挖施工CD法應(yīng)用指南一、引言在公路、鐵路等隧道工程建設(shè)中，復(fù)雜地質(zhì)條件（如軟弱圍巖、大跨度斷面、淺埋地層等）下的開挖施工是技術(shù)難點(diǎn)。中隔壁法（CenterDiaphragm，簡(jiǎn)稱CD法）通過分區(qū)分步開挖、設(shè)置臨時(shí)中隔壁支護(hù)，有效控制圍巖變形，保障施工安全與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，已成為此類隧道施工的核心技術(shù)之一。本文結(jié)合工程實(shí)踐，從原理、流程、質(zhì)量安全控制等維度，系統(tǒng)闡述CD法的應(yīng)用要點(diǎn)，為隧道施工從業(yè)者提供實(shí)用參考。二、CD法原理與適用條件（一）技術(shù)原理CD法核心是“分區(qū)分步、先支后挖、臨時(shí)支撐、動(dòng)態(tài)調(diào)整”：將隧道斷面沿中線垂直分為左右兩個(gè)導(dǎo)洞，每個(gè)導(dǎo)洞再按“上臺(tái)階→下臺(tái)階”的順序分層開挖；開挖后立即施作初期支護(hù)（鋼架、錨桿、噴射混凝土），并設(shè)置臨時(shí)中隔壁（多采用型鋼鋼架+噴射混凝土）支撐左右導(dǎo)洞，待初期支護(hù)封閉成環(huán)、圍巖變形穩(wěn)定后，拆除臨時(shí)中隔壁，最終施作二次襯砌。通過“小斷面、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)”的方式，降低圍巖暴露面積與時(shí)間，控制變形發(fā)展。（二）適用條件CD法適用于以下場(chǎng)景：1.圍巖等級(jí)：Ⅳ~Ⅴ級(jí)（或等效國際分級(jí)的軟弱、破碎圍巖），圍巖自穩(wěn)能力差，易發(fā)生坍塌、大變形；2.隧道斷面：大跨度隧道（如雙線鐵路隧道、三車道公路隧道），或淺埋隧道（埋深＜2倍洞徑）；3.地質(zhì)條件：存在斷層破碎帶、富水地層、高地應(yīng)力等復(fù)雜地質(zhì)，需嚴(yán)格控制開挖擾動(dòng)；4.周邊環(huán)境：隧道鄰近建（構(gòu)）筑物、既有線路，對(duì)變形控制要求高（如城市地下隧道、近接既有隧道工程）。三、施工準(zhǔn)備要點(diǎn)（一）技術(shù)準(zhǔn)備1.圖紙與方案審核：聯(lián)合設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位，核對(duì)隧道斷面尺寸、支護(hù)參數(shù)（鋼架型號(hào)、錨桿長(zhǎng)度、混凝土強(qiáng)度等），重點(diǎn)審查中隔壁位置、拆除時(shí)機(jī)的設(shè)計(jì)依據(jù)；2.專項(xiàng)施工方案編制：明確開挖步距（一般≤1.5m，Ⅴ級(jí)圍巖宜≤1m）、支護(hù)工藝、監(jiān)控量測(cè)頻率，制定應(yīng)急預(yù)案（塌方、涌水、支護(hù)變形過大等）；3.技術(shù)交底：對(duì)施工班組進(jìn)行“三維可視化”交底（結(jié)合BIM模型或現(xiàn)場(chǎng)樣板），明確開挖輪廓、鋼架安裝精度、中隔壁拆除順序等關(guān)鍵要求。（二）材料與設(shè)備準(zhǔn)備1.支護(hù)材料：提前檢驗(yàn)鋼架（型鋼或格柵）、錨桿（中空注漿錨桿、藥卷錨桿）、噴射混凝土（C25~C30早強(qiáng)混凝土）的質(zhì)量，確保進(jìn)場(chǎng)材料符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；2.開挖設(shè)備：根據(jù)圍巖硬度選擇機(jī)械（如液壓銑挖機(jī)、懸臂掘進(jìn)機(jī)）或鉆爆法（光面爆破，控制單段裝藥量），配套裝載機(jī)、出渣車等；3.監(jiān)測(cè)設(shè)備：布置全站儀（收斂監(jiān)測(cè)）、水準(zhǔn)儀（沉降監(jiān)測(cè)）、應(yīng)力傳感器（鋼架、錨桿應(yīng)力），確保設(shè)備精度滿足《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》要求。（三）現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備1.場(chǎng)地與臨建：平整施工場(chǎng)地，設(shè)置出渣通道、材料堆場(chǎng)（分類碼放，距開挖面≥5m），搭建臨時(shí)用電、通風(fēng)（壓入式通風(fēng)機(jī)，風(fēng)量≥1.5m3/(s·人)）、排水系統(tǒng)；2.超前地質(zhì)預(yù)報(bào)：采用地質(zhì)雷達(dá)、超前鉆探（每循環(huán)≥30m，保留≥5m超前距），探明前方圍巖、地下水情況，提前調(diào)整施工參數(shù)。四、施工流程與關(guān)鍵技術(shù)（一）標(biāo)準(zhǔn)施工流程（以Ⅴ級(jí)圍巖大跨度隧道為例）1.左導(dǎo)洞上臺(tái)階開挖：沿隧道中線左側(cè)，開挖上臺(tái)階（高度約為隧道總高的2/3），開挖進(jìn)尺≤1m（與鋼架間距一致），采用光面爆破或機(jī)械開挖，嚴(yán)格控制超欠挖（拱部超挖≤15cm，邊墻≤10cm）；2.左導(dǎo)洞上臺(tái)階初期支護(hù)：開挖后立即安裝型鋼鋼架（間距0.5~1m），施作鎖腳錨桿（φ22，長(zhǎng)3~4m，與鋼架焊接），打設(shè)系統(tǒng)錨桿（中空注漿錨桿，長(zhǎng)3.5~4.5m，間距1×1m），掛設(shè)鋼筋網(wǎng)（φ8，間距20×20cm），噴射混凝土至設(shè)計(jì)厚度（一般25~30cm）；3.左導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖：滯后上臺(tái)階2~3m（Ⅴ級(jí)圍巖宜≤2m），開挖下臺(tái)階，避免上部支護(hù)懸空過長(zhǎng)，開挖后重復(fù)步驟2的支護(hù)工藝；4.右導(dǎo)洞上臺(tái)階開挖：滯后左導(dǎo)洞下臺(tái)階5~10m（根據(jù)監(jiān)控量測(cè)變形速率調(diào)整，≤0.2mm/d時(shí)可推進(jìn)），開挖右側(cè)上臺(tái)階，支護(hù)工藝同左導(dǎo)洞；5.右導(dǎo)洞下臺(tái)階開挖：滯后右導(dǎo)洞上臺(tái)階2~3m，開挖并支護(hù)；6.臨時(shí)中隔壁拆除：待左右導(dǎo)洞初期支護(hù)封閉成環(huán)，且圍巖變形速率≤0.15mm/d、累計(jì)變形≤設(shè)計(jì)值的80%時(shí)，從下到上、分段拆除中隔壁（每段≤6m），拆除后及時(shí)施作二次襯砌（模筑混凝土，強(qiáng)度≥C30）。（二）關(guān)鍵技術(shù)控制1.開挖步距與順序：嚴(yán)格遵循“短進(jìn)尺、多循環(huán)”，上臺(tái)階與下臺(tái)階、左右導(dǎo)洞的步距需根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整（變形速率＞0.3mm/d時(shí)，縮短步距至0.5m，暫停右導(dǎo)洞開挖）；2.初期支護(hù)質(zhì)量：鋼架安裝時(shí)，采用“中線+高程”雙控，垂直度偏差≤2°，與圍巖間隙用混凝土墊塊填塞；錨桿注漿需飽滿（注漿壓力≥0.5MPa），噴射混凝土分層施作（每層≤10cm），避免空洞；3.中隔壁施工與拆除：中隔壁鋼架與左右導(dǎo)洞鋼架可靠連接（焊接或螺栓），噴射混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%后方可進(jìn)行下一循環(huán)開挖；拆除時(shí)，采用機(jī)械破碎或靜態(tài)爆破，嚴(yán)禁暴力拆除，拆除一段、襯砌一段；4.監(jiān)控量測(cè)：每循環(huán)開挖后2h內(nèi)完成收斂（每10m一個(gè)斷面，測(cè)線數(shù)≥3）、沉降監(jiān)測(cè)，每天整理數(shù)據(jù)，繪制“時(shí)間-位移”曲線，當(dāng)變形速率突然增大或累計(jì)變形超限時(shí)，立即停工，采取“加密鋼架、增加錨桿、注漿加固”等措施。五、質(zhì)量控制與安全管理（一）質(zhì)量控制要點(diǎn)1.開挖輪廓：采用激光指向儀控制開挖方向，鉆爆法時(shí)優(yōu)化炮眼布置（周邊眼間距≤40cm，抵抗線≤50cm），機(jī)械開挖時(shí)配備輪廓控制裝置；2.支護(hù)參數(shù)：鋼架加工偏差≤2cm，安裝間距偏差≤5cm；錨桿拉拔力試驗(yàn)（每300根一組，合格率≥95%）；噴射混凝土厚度采用鉆孔檢測(cè)（每10m一個(gè)斷面，測(cè)點(diǎn)數(shù)≥5），合格率≥90%；3.二次襯砌：鋼筋綁扎間距偏差≤10cm，混凝土澆筑采用泵送，振搗密實(shí)，避免冷縫，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的100%后方可通車。（二）安全管理措施1.開挖安全：機(jī)械開挖時(shí)，作業(yè)人員遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)部件；鉆爆法時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”（裝藥前、爆破前、爆破后），爆破后通風(fēng)≥15min，經(jīng)氣體檢測(cè)合格后方可進(jìn)入；2.支護(hù)及時(shí)性：開挖后1h內(nèi)完成初噴（厚度≥4cm），4h內(nèi)完成鋼架安裝與錨桿施工，確保初期支護(hù)“及時(shí)封閉”；3.應(yīng)急預(yù)案：儲(chǔ)備應(yīng)急物資（速凝劑、型鋼、注漿設(shè)備），針對(duì)塌方制定“反壓回填、超前注漿、管棚支護(hù)”等處置方案，定期開展應(yīng)急演練。六、常見問題及解決措施（一）開挖超欠挖嚴(yán)重原因：鉆爆參數(shù)不合理（周邊眼藥量過大、間距不均），機(jī)械開挖輪廓控制差；措施：優(yōu)化炮眼布置（減小周邊眼藥量，采用空氣間隔裝藥），機(jī)械開挖時(shí)安裝激光導(dǎo)向裝置，超挖部分用同級(jí)混凝土回填，欠挖部分人工修鑿。（二）初期支護(hù)變形過大原因：步距過長(zhǎng)、支護(hù)參數(shù)不足、中隔壁拆除過早；措施：縮短開挖步距至0.5m，加密鋼架（間距由1m調(diào)整為0.75m），增加鎖腳錨桿長(zhǎng)度（由3m增至4m），待變形速率≤0.1mm/d后再拆除中隔壁。（三）中隔壁拆除后圍巖變形反彈原因：二次襯砌施作不及時(shí)，圍巖應(yīng)力釋放過快；措施：中隔壁拆除后24h內(nèi)施作二次襯砌，拆除前對(duì)拱部圍巖注漿加固（采用水泥-水玻璃雙液漿，擴(kuò)散半徑≥2m），控制拆除速度（每天≤6m）。七、工程案例分析（一）工程概況某高速公路隧道，全長(zhǎng)1200m，穿越Ⅴ級(jí)軟弱圍巖段（斷層破碎帶），隧道凈寬14m，凈高7m，屬大跨度淺埋隧道（埋深15~30m），采用CD法開挖。（二）施工難點(diǎn)圍巖為粉質(zhì)黏土夾碎石，遇水軟化，自穩(wěn)能力極差；隧道鄰近既有公路，變形控制要求高（地表沉降≤30mm）。（三）CD法應(yīng)用效果1.變形控制：通過“0.8m開挖步距、加密鋼架（間距0.75m）、超前小導(dǎo)管注漿（φ42，長(zhǎng)4.5m，環(huán)向間距0.3m）”，地表沉降最大28mm，收斂變形速率≤0.12mm/d，滿足設(shè)計(jì)要求；2.施工安全：全過程未發(fā)生塌方，初期支護(hù)封閉成環(huán)時(shí)間≤6h，有效控制了圍巖失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)；3.工期與成本：較傳統(tǒng)全斷面法工期縮短15%，通過優(yōu)化步距與支護(hù)參數(shù)，節(jié)約支護(hù)材料成本約8%。