淺議CRD工法在將軍溝隧道軟弱圍巖中的應用

崔光亮

(新疆交通建設局項目執(zhí)行一處)

淺議CRD工法在將軍溝隧道軟弱圍巖中的應用

崔光亮

(新疆交通建設局項目執(zhí)行一處)

將軍溝隧道左線施工至ZK582+264時，開挖揭露圍巖與原設計(原設計為Ⅱ級)差別很大，自穩(wěn)性極差，揭露即出現(xiàn)坍塌。在按Ⅴ級加強斷面施工難以控制變形的情況下，遂采用CRD法進行施工。

炭質泥巖;CRD工法;臨時支護;監(jiān)控量測

1 工程簡介

1.1 工程概況

將軍溝隧道為分離式隧道，屬于G045線賽里木湖至果子溝口段公路改建工程第六合同段，其位于伊犁州霍城縣境內。隧道進出口均與橋梁相接。右線隧道設計起點為YK581+035，設計終點為YK582+559，全長1 524 m;左線隧道設計起點為:ZK580+968，設計終點為:ZK582+418，全長1 450 m。

1.2 隧道工程地質

隧道穿越區(qū)為構造剝蝕高山區(qū)，主山脊近南北走向，地勢總體東高西低，沿隧道軸向呈鋸齒狀起伏變化，兩側低，中部高。巖相以石灰?guī)r為主。原設計以Ⅱ級圍巖為主，但從已施工的情況來看，圍巖普遍偏弱，以Ⅲ、Ⅳ級圍巖為主，并且，巖性變化極為頻繁，整體性和穩(wěn)定性都較差。當隧道施工至ZK582+264時，開挖揭露圍巖與原設計差別很大，圍巖為含碎屑的炭質泥巖，巖體因受構造擠壓而呈破碎狀;在巖體中可見明顯斷層錯動擦痕;受此地質構造影響，該段圍巖中網狀節(jié)理、裂隙發(fā)育，加之該段地下水極為豐富，圍巖受水侵泡后呈泥狀流塑狀態(tài)，自穩(wěn)性極差，揭露即出現(xiàn)坍塌。

2 隧道施工方案比選

2.1 三臺階七步開挖法

三臺階七步開挖法就是將隧道軟弱圍巖分三個臺階七個工作面施工。施工時，交錯開挖，并及時支護。

優(yōu)缺點及適用條件:因為是預留核心土開挖，并且，每次的作業(yè)面都較小，能及時迅速的將開挖面支護起來，最大限度減少圍巖失穩(wěn)、坍塌的可能，施工安全性較好。由于節(jié)省了噴漿料，也產生了較好的經濟效益。但因工作面較多，平行施工存在一定的干擾，單洞月進尺只能達到45 m。并且，最關鍵的一點就是，因為整環(huán)支護必須分三臺階七步才能封閉成環(huán)，這對支護受力極為不利，支護的累計變形量較大，已施工段累計變形量最大已超過70 cm(詳見監(jiān)控量測記錄)，初期支護已嚴重侵限。根據(jù)TSP探測報告和地質雷達超前預報分析，隧道該類圍巖在可預報范圍內無明顯好轉跡象。如不改變施工方案，難以控制圍巖變形，隧道施工和結構安全也難以保證。

2.2 CRD法施工

CRD法是將隧道分側分層進行開挖，分部封閉成環(huán)。每開挖一部均及時施作錨噴支護、安設鋼架、施作中隔壁、安裝底部臨時仰拱。施工步驟是先超前開挖、支護施工一側的上部，待初期支護完成且噴射混凝土達到設計強度70%以上時再開挖同側的下部，然后開挖另一側的上部，最后開挖另一側的下部。施工工藝流程如圖1所示。

圖1 CRD工法施工工藝流程

(1)超前支護

CRD法采用注水泥、水玻璃雙液漿的Φ42小導管作為超前支護。導管采用手動鑿巖機鉆孔，雙液注漿機注漿。

(2)開挖及支護

CRD上部開挖采用人工輔助小型挖掘機開挖，挖掘機扒渣至下部(通過臨時仰拱預留洞)，下部采用大型挖機開挖、裝載機裝渣、自卸車出渣。開挖循環(huán)進尺與設計鋼架間距相同，為0.5 m。初期支護為:主筋為Φ25螺紋鋼的格柵鋼架，噴射C25混凝土厚30 cm(II～VIII組成);臨時支撐為Ⅰ18工字鋼拱架，噴射C25混凝土厚25 cm;φ6.5鋼筋網，網格間距15 cm×15 cm;每兩榀拱架之間設縱向φ22連接筋，環(huán)向間距0.8 m。

(3)CRD工法優(yōu)缺點

CRD法將隧道斷面分成四大塊八小塊進行開挖支護，每步施工的寬度和高度較小，能最大限度地減少施工對圍巖的擾動，也能最大限度的發(fā)揮圍巖的自承能力，并且，支護能較早的局部封閉成環(huán)，能形成完整的受力體系，可以很好的控制支護的沉降變形。但CRD工序較多，整體進度較慢，施工成本較高。

3 CRD實際施工情況

3.1 施工完成情況

2008年7月16日，項目部即組織施工作業(yè)隊伍進行CRD法的施工準備，7月20日開始過渡段的施工，7月26日開始CRD正常段的施工，截至10月15日，ZK582+264～+197段已經實現(xiàn)四個開挖洞室全部開挖及初期支護。截止10月30日，完成了對該段的撤除工作，量測數(shù)據(jù)顯示，支護整體穩(wěn)定。

3.2 監(jiān)控量測

CRD工法每隔3 m設置一個監(jiān)控量測斷面，4個洞室的監(jiān)控點設在一個斷面內，以便進行對照和累加。從量測的數(shù)據(jù)可以看出，拱頂下沉量較大，但都集中在仰拱(臨時仰拱)封閉前，之后下沉量均呈收斂穩(wěn)定的趨勢。周邊收斂值均較小，對施工影響較小。方案中確定的25 cm預留變形量過于保守。

4 CRD法施工控制要點

(1)因CRD工法拱架之間的連接均采用螺栓連接，所以要求拱架的加工精度必須要高，尤其是連接板的定位，螺栓孔的定位等，其允許偏差不得大于±3 mm。在拱架用于施工前必須在洞外進行預先拼接，不合格的拱架必須進行返工處理。

(2)拱架施工測設、安裝的精度要求必須要高，允許偏差不得超過±3 mm。施工中出現(xiàn)過拱架節(jié)點位置不對應無法連接及豎向支撐出現(xiàn)反拱的情況，出現(xiàn)這兩種情況必須進行返工處理。

(3)為了防止支護下沉、變形，必須及時施作鎖腳錨管。另外，為了提高地基承力，可在拱腳底部設置40×40×20 cm的混凝土墊塊。

(4)上部兩個洞室采用小型挖機作業(yè)時的注意事項:

①挖機開挖時鏟斗距拱架要保持50 cm的距離，靠近拱架的部分采用人工風鎬開挖。

②支護噴射混凝土完畢必須超過4 h挖掘機才能行走碾壓，以免破壞混凝土結構。

③上部兩個洞室采用一臺挖掘機施工，需要在豎向支撐上打開通道。通道必須選擇在永久性仰拱完全封閉后的斷面，以保證結構和機械、人員的安全，并且，通道位置必須加強監(jiān)控量測。

(5)左右側洞室掌子面拉距不宜過大，以不超過8m為宜，拉距過大豎向支撐的側壓力過大，不利于結構穩(wěn)定。

(6)在CRD工法施工中，如遇圍巖極差的情況，可以結合采用預留核心土的開挖方法，以保證掌子面的穩(wěn)定。

5 結語

經過兩個多月的實踐和探索，第六項目部已經掌握CRD工法的施工要領，能夠按照預先的施工組織方案正確實施，在施工中未出現(xiàn)坍塌等事故，支護變形都控制在允許范圍之內，保證了施工安全和質量，取得了良好的效果。雖然，月進尺只有28.2 m，相信在今后的相同或相近的施工中，隨著操作熟練程度的不斷提高，月進度能有較大提高。

U445

C

1008-3383(2012)07-0100-01

2012-03-01