CRD法在大跨度隧道掘進(jìn)中的應(yīng)用

饒小毛

摘要:結(jié)合秀山隧道工程實(shí)例,介紹暗挖大跨度隧道采用CRD法的具體施工步驟,以“分步開挖,化整為零,各自封閉成環(huán)”的原則,是合理可行的。施工后經(jīng)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)最大沉降僅為15mm,能最大限度滿足施工要求。

關(guān)鍵詞:CRD法；大管棚；小導(dǎo)管；施工工藝；大跨度

1. 工程概況

云南省昆(明)-河(口)鐵路是西部大開發(fā)戰(zhàn)略中打通東南亞國際大通道昆明至越南的一條快速通道,秀山隧道是該條線路上最長的隧道,也是云南省目前最長的隧道,總長10290m, 該隧道位于云南高原中南部的構(gòu)造侵蝕、剝蝕低中山、中山區(qū)，沿線山巒縱橫，地形錯(cuò)綜復(fù)雜，地面高程為1560～2203m,相對(duì)高差100～643m。隧道最大埋深約467m，受構(gòu)造格局及巖性的控制，隧道橫穿連綿不斷的山峰,地形起伏大,山體陡峻,侵蝕切割嚴(yán)重,地層巖性復(fù)雜,隧道地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，是我國大陸現(xiàn)今地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最為強(qiáng)烈的地區(qū)。

2.施工方案及主要機(jī)械設(shè)備

2-1地質(zhì)分析：

秀山隧道出口大跨段(DK37+362-+213)位于烏龍?zhí)聊鏀鄬?巖層破碎, 風(fēng)化強(qiáng)烈，隧道圍巖自穩(wěn)性差，容易變形,易產(chǎn)生坍塌，隧道圍巖以Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖為主.

2-2 施工方法的選擇

為了使工程達(dá)到優(yōu)質(zhì)、安全、高效的目的,針對(duì)跨度大、圍巖破碎的工程特點(diǎn),在整個(gè)開挖過程始末貫穿一個(gè)核心思想即以“分步開挖,化整為零,各自封閉成環(huán)”的原則,施工方法采用CRD開挖法,開挖時(shí)依部弧形開挖,各自封閉在,并采用機(jī)械為主,人工為輔的方法.

2-3機(jī)械及設(shè)備配置

針對(duì)CRD開挖方法的特點(diǎn),應(yīng)配備與其它隧道不同的施工機(jī)械.

①長臂型挖掘機(jī),要求能在各個(gè)開挖部位進(jìn)行開挖作業(yè).

②自制錨桿、小導(dǎo)管作業(yè)臺(tái)車,架設(shè)各個(gè)部位上,能使拱部小導(dǎo)管施作和各部位錨桿并列進(jìn)行作業(yè).

③自制止?jié){堵,在小導(dǎo)管注漿完畢后能馬上堵住倒流漿液,防止?jié){液流失.

3、施工工序

3-1超前預(yù)加固

施工中,開挖前對(duì)圍巖采取了預(yù)支護(hù)等輔助施工措施,DK37+347～＋317段采取大管棚預(yù)支護(hù),一般地段在隧道拱部150°范圍內(nèi)采用小導(dǎo)管注漿加固;在邊墻和底部采用錨桿加固;拱部采用封閉小導(dǎo)管注漿加固。從而確保了隧道掘進(jìn)的施工安全。

1)大管棚超前預(yù)加固參數(shù): 采用Φ89大管棚（壁厚6mm）方案進(jìn)洞，管棚長30m,管棚環(huán)向間距0.5m，然后注漿形成超前支護(hù)環(huán)后進(jìn)行開挖,每開挖100cm后立即架立格柵鋼架,噴錨支護(hù)。

2)小導(dǎo)管注漿超前預(yù)加固參數(shù):小導(dǎo)管為熱軋無縫鋼管,外徑42mm,壁厚4mm,長度3.0m,制成鋼花管。環(huán)向間距為40cm,縱向間距為0.8m。施工時(shí)超前小導(dǎo)管緊靠開挖面的格柵鋼架為支點(diǎn)打入,然后注漿形成超前支護(hù)環(huán)后進(jìn)行開挖,每開挖100cm后立即架立格柵鋼架,噴錨支護(hù)。

3-2各部開挖工序

DK37+347～+213段采用中隔壁(CRD)法施工,施工工序見下示意圖:

3-2-1Ⅰ部開挖工序:

①制作超前小導(dǎo)管,注漿加固地層。

②開挖Ⅰ號(hào)洞室。

③制作格柵鋼架及鎖腳錨桿,安設(shè)I18鋼撐，鉆設(shè)徑向錨桿，掛網(wǎng)噴射砼至設(shè)計(jì)厚度。

3-2-2Ⅱ部開挖工序:

①開挖Ⅱ號(hào)洞室.

②制作格柵鋼架及鎖腳錨桿,安設(shè)I18鋼撐，鉆設(shè)徑向錨桿，掛網(wǎng)噴射砼至設(shè)計(jì)厚度。

3-2-3Ⅲ部開挖工序:

①制作超前小導(dǎo)管,注漿加固地層

②開挖Ⅲ號(hào)洞室.中隔墻處預(yù)留30cm,用人工清除.并拆除徑向錨桿。

③制作格柵鋼架及鎖腳錨桿,安設(shè)I18鋼撐，掛網(wǎng)噴射砼至設(shè)計(jì)厚度。

3-2-4Ⅳ部開挖工序:

①開挖Ⅳ號(hào)洞室.中隔墻處預(yù)留30cm,用人工清除.并拆除徑向錨桿。

②制作格柵鋼架及鎖腳錨桿,安設(shè)I18鋼撐，掛網(wǎng)噴射砼至設(shè)計(jì)厚度。

3-2-５Ⅴ部開挖工序:

①在落后Ⅱ部３米左右開挖Ⅴ號(hào)洞室.

②制作格柵鋼架及鎖腳錨桿,噴射砼至設(shè)計(jì)厚度。

3-2-６Ⅵ部開挖工序:

①在落后Ⅳ部３米左右開挖Ⅵ號(hào)洞室.

②制作格柵鋼架及鎖腳錨桿,噴射砼至設(shè)計(jì)厚度。

３-３支護(hù)工序

①洞口段覆蓋層比較薄，為了保證進(jìn)洞的安全，洞口大跨度段增設(shè)大管棚。

②為了縮短圍巖的暴露時(shí)間，應(yīng)先施作網(wǎng)噴砼，以便在地下水未沁至圍巖表面前及時(shí)封閉圍巖，防止圍巖裂隙水滲出后造成掉塊或崩塌。隨之架立鋼架、噴射砼至設(shè)計(jì)厚度。

③在鋼架的拱腳和兩邊的墻角處增設(shè)一定數(shù)量的鎖腳錨桿，以增加鋼架底腳處的穩(wěn)定牢固性。

3-4二次襯砌

由于是大跨度段，圍巖比較破碎，自穩(wěn)性差，洞身開挖后的圍巖內(nèi)收斂性很強(qiáng)，所以在保證開挖及支護(hù)作業(yè)面的情況下應(yīng)盡早施作二次襯砌。

3-5 圍巖監(jiān)控量測

由于跨度大，圍巖自穩(wěn)性差，易變形，監(jiān)控量測就顯得十分重要。開挖后圍巖應(yīng)及時(shí)封閉，因此，對(duì)本隧道來說重要是對(duì)支護(hù)后進(jìn)行監(jiān)控量測。監(jiān)控量測主要包括以下幾個(gè)項(xiàng)目：洞口段的地表沉降觀測，拱頂下沉量測，周邊收斂量測和開挖段地質(zhì)描述。洞內(nèi)量測布置圖如下：

通過Ⅰ線進(jìn)行觀測拱頂下沉。Ⅱ線在拱墻施作完畢后馬上進(jìn)行觀測，直到收斂完畢為止。在隧道內(nèi)沿線路縱向平均每10m布置一個(gè)觀測斷面。

4 結(jié)束語

秀山隧道大跨度段進(jìn)洞采用大管棚注漿超前加固，一般地段采用超前小導(dǎo)管注漿加固,洞內(nèi)小導(dǎo)管注漿和掌子面封閉注漿超前預(yù)加固;洞室采用“CRD”工法,采用“分步開挖,化整為零,各自封閉成環(huán)”的原則。分步開挖、緊跟施工二次襯砌是合理可行的。施工實(shí)踐表明,大跨度段通過CRD法施工，使施工后沉降最大僅為15mm,能最大限度地降低隧道施工對(duì)周邊環(huán)境的影響,有效地保證了隧道施工安全。

參考文獻(xiàn):

[1] TB10204-2002.鐵路隧道施工規(guī)范[s].北京.中國鐵道出版社.

[2] 關(guān)寶樹.隧道工程施工要點(diǎn)集[m].北京.人民交通出版社.2003.

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。