隧道开挖喷浆设备

三台阶开挖将大断面的隧道开挖分解成小断面，达到减小开挖跨度和降低开挖高度的效果，进行分部开挖，分块分环，化大为小，步步封闭，加快了从开挖到支护完成的施工周期，减少了对周边软弱围岩的扰动，不易形成大面积的坍塌，特点是安全性高，结构受力较好，能提高初支强度、刚度，有效抑制大跨度、软岩隧道开挖的变形。同时左右侧导坑可平行作业，开挖面相对稳定，作业较为安全。

隧道开挖喷浆设备适用于围岩极差、跨度大、浅埋、地表沉降需要控制，特别是土质和类土质、含水量大、承载力极低围岩及易产生大变形的公路隧道，也可适用于其它类似工程隧道。

中隔壁法又称CRD工法先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法，即将洞室全断面分为六大块，先行导坑上、中、下台阶，后行导坑上、中、下台阶，隧道中部设置中隔壁。先行导坑上台阶初期支护封闭后，开挖先行导坑中台阶并初期支护封闭，然后下台阶落底并初支封闭成环，左右导坑纵向拉开距离不小于2D（D为开挖跨度）时，后行导坑可跟进平行施工，再拆除中隔壁临时支护，分部施工防排水系统和仰拱、边墙、拱部二次模筑砼衬砌。施工中采用多部开挖，减小分部开挖跨度和开挖高度，小分割，短进尺，弱爆破，快支护，勤量测，早封闭的原则，同时分块分环，化大为小，步步封闭，环环相扣，施工安全有保障

中隔壁法又称CRD工法开挖循环进尺为1.5倍钢拱架间距，即为 0.75m（钢拱架间距为0.5m）。

初期支护为：C20喷射混凝土厚24cm，钢拱架间距为0.5m，单层HPB235钢筋网以及法向Φ25中空注浆锚杆，每两榀钢拱架之间设φ25纵向连接钢筋，环向间距为1m。

临时支护为：C20喷射混凝土厚24cm，钢拱架间距为0.5m，单层HPB235钢筋网以及Φ22超前药卷锚杆，每两榀钢拱架之间设φ25纵向连接钢筋，环向间距为1m。

隧道开挖喷浆设备喷射混凝士采用湿喷工艺，可大幅度减低粉尘浓度和回弹率，增大一次喷层厚度，提高生产效率，保证工程质量。造价低，操作简单工人易于掌握，效果比机械手还好一些。

1）喷射作业按三台阶分部开挖顺序分段、分片实施，由下而上沿两侧拱脚往拱部中心对称喷射，确保喷射表面平整，无“排骨”现象。喷射作业以先初喷，初支后复喷方式分层进行。

2）注意事项：

a. 混凝土材料和易性好，坍落度控制在8-15cm；

b. 风压控制在0.1MPa左右，风量10m3／min；

中隔壁法又称CRD工法施作工序

1）先行导坑上台阶（1部）量测划出开挖轮廓线，拱部沿轮廓线施作超前小导管及侧壁临时超前锚杆支护；采用人工配合0.2m3挖掘机开挖，必要时辅予弱爆破，单循环进尺0.75m；周边及掌子面初喷混凝土厚4cm，在周边钻锚杆孔，安装系统径向中空锚杆并注浆，挂设钢筋网并与径向锚杆焊接牢固，架立钢拱架（包括侧壁临时钢拱架），钢拱架0.5m/榀，并设置锁脚锚杆，周边复喷混凝土至设计厚度，同时浇筑先行导坑上台阶C20临时仰拱砼。及时封闭成环。

2）待1部进尺3-5m时，进行2部开挖。2部采用人工配合0.65m3挖掘机开挖，必要时辅予弱爆破，装载机装，15t自卸汽车出渣，单循环进尺1～1.5m；周边及掌子面初喷混凝土厚4cm，在周边钻锚杆孔，安装系统径向中空锚杆并注浆，挂设钢筋网并与径向锚杆焊接牢固，钢支撑落底（包括侧壁临时钢拱架）封闭成环，钢拱架0.5m/榀，必要时设置锁脚锚杆，周边复喷混凝土至设计厚度，确保先行导坑相邻台阶纵向错开距离不大于5m。同理可进行先行导坑下台阶的开挖。

3）先行导坑上台阶（1部）掘进长度大于2D（D为隧道开挖跨度）时，进行后行导坑开挖。后行导坑开挖方法和顺序同先行导坑。

4）施工中先行导坑掌子面与后行导坑掌子面在纵向错开距离不小于2D（D为隧道开挖跨度）。

5）先行导坑、后行导坑初支全部封闭成环，待初期支护收敛后，拆除中隔壁钢架支撑，浇筑仰拱、二衬砼及填充层。

6）根据监控量测数据分析，当围岩基本稳定时（监控量测数据满足下列要求时可认为已基本稳定：a已产生的各项位移已达预计总位移量的80%，b周边位移速率小于0.1～0.2mm/d，c或拱顶下沉速度小于0.07～0.15mm/d），逐段拆除中隔壁临时支护，浇筑仰拱二衬砼及填充层。

三台阶CD法施工，上、中、下台阶长度控制在3～5m较适宜，根据监测位移变化速率判别，当净空变化速率>0.5mm/d时，台阶长度控制在3m内；当拱顶下沉速度<0. 5 mm/d，或周边位移速率<0.4mm时，台阶长度控制在5m内。

先行导坑掌子面与后行导坑掌子面纵向错开距离应大于2D（D为隧道开挖跨度），尽量减少后行导坑的掘进对先行导坑初支的扰动。

上部初支喷射砼强度达到70%后才开进行中、下台阶的开挖，中、下台阶的左右侧马口钢支撑落底

错开，同时下台阶初支仰拱应跳槽施工。

每一分部的开挖高度控制在3.2m左右，现场可根据设备、地质等情况适当调整，地质很差时左右侧上部开挖施应考虑预留核心土切环开挖。

机械化施工在很大程度上降低了施工人员的劳动强度，但对相关操作人员的技术要求较高，如隧道开挖的超欠挖控制、喷射砼的回弹量控制，因此培养出高水平的操作人员是机械化配套施工成败的关键。

由于机械化施工准备工作多，要求施工组织严密、配合协调。如机器能否正常运转，电缆延伸、水管路延长及机器维修保养等，更取决于现场施工管理和设备的管理。只有做到现场管理的规范化、机械维修保养的标准化，才能有效的提高设备的利用率，保证施工生产的正常进行。