隧道軟弱破碎帶圍巖中CRD 法施工技術應用的探討

■譚小軍 ■四川公路橋梁建設集團有限公司，四川 成都 610000

1 CRD 法施工技術簡介

1.1 CRD 施工技術的特點

使用CRD 施工技術首先應該先進行底層的加固處理，為了能夠形成一個已經加固完成的地層與初期階段的支護的兩者形成的整體的結構，首先應該進行對網噴和錨進行支護處理以此來能夠充分的發(fā)揮出承受外部壓力的狀態(tài)。另一個方面還應該實時注意監(jiān)測數(shù)據(jù)來充分的監(jiān)控各項作業(yè)指標來達到精確數(shù)據(jù)知道外部施工的目的;為了能夠達到保證施工的質量和安全施工的目的還需要對初期的支護結構拱頂沉降和收斂的程度進行嚴格的控制。CRD 施工技術的優(yōu)點是可以綜合考慮一個隧道工程，將一個打隧道工程從整體出發(fā)然后分為幾個小的洞石，其次在安排合理的施工從而確保施工部門在施工時能夠科學的按照安排好的步驟進行順利有序的施工。在完成支護體系的同時，將各個部門的職工路段進行封閉形成環(huán)狀，以此來有效的提高洞內外圍巖變形能力和防止支護結構破壞的有效性，為了能夠控制住地面的下沉和土體的水平位移等不良的現(xiàn)象可以通過提高支護體系承受壓力的負荷量來實現(xiàn)有效的控制。

1.2 CRD 施工工藝流程

CRD 施工技術作為一種大跨度的、對隧道軟弱破碎帶圍巖進行分部開挖、仰拱先行、鋼架支護的施工方法。CRD 施工技術在施工時通常將縱向分為上、中、下3 層、橫向分為左右兩側總共6 部分，然后進行分步施工。首先，先對其中一側的上、中2 層進行開挖和支護工作，然后再將橫豎中隔壁架設好;其次，如果要對另一側進行開挖和支護時必須要等到噴射的混凝土達到設計強度等級的70%，然后再將中隔壁架設好;最后再對下層進行開挖和支護，由此完成支護和中隔壁施工工作，從而形成網格狀支護框架。

2 隧道軟弱破碎帶圍巖的CRD 施工方法

2.1 超前預報

在對隧道軟弱破碎帶圍巖進行施工之前，為了充分了解地質狀況可以使用地質雷達對需要開挖的隧道作出超前預報，以此來避免在開挖時由于軟弱破碎帶圍巖發(fā)生斷層導致的突發(fā)性事件。

2.2 超前支護

為了將隧道內承載力較差的軟弱破碎帶的承載力提高，避免因為沉積量過大導致的巖體塌陷的現(xiàn)象的發(fā)生必須使用一定程度上的外界支護措施來達到穩(wěn)定的狀態(tài)。通常情況下，一般采用錨桿或者注漿等比較柔軟的材質來進行對這種隧道的軟弱破碎帶帶圍巖進行超前支護。為了使其保持足夠的穩(wěn)定性，需要在隧道施工進行到初期支護階段時，在隧道初期支護及二次襯砌背后都要進行回填注漿處理。并且預先埋下注漿管，合理的控制注漿壓力。

2.3 分步開挖

需要對隧道軟弱破碎帶圍巖使用CRD 施工方法進行開挖支護通常分四個步驟進行。首先通過對每側的拱腳設置兩根采用長約4.5m的φ42 鋼管，作為鎖腳錨桿的方式進行對拱腳的加強處理。同時，也要加強對臨時支撐長度每次拆除長度進行嚴格的管理與控制，每次需要拆除的長度需要根據(jù)現(xiàn)場的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行合理的調整;其次為了避免因為貿然開挖造成的施工誤差，需要在施工的過程中將隧道開挖的尺寸進行嚴格的控制。為了能夠控制隧道開挖的水平程度和中線，保證其開挖斷面的圓滑成度需要使用激光指向儀，通過多臺指向儀同時工作來實現(xiàn)此目標。為了保證工程的質量，需要在施工時將開挖輪廓線這一部分納入到施工誤差的考慮范圍內，將開挖過度和預留變形等因素對工程質量的影響降到最低。為了有效的解決突發(fā)的問題，需要在開挖的過程中加大監(jiān)控力度，當拱腳、拱頂、邊墻等施工對象的位移速率值，超出了預算的合理范圍時，必須及時采取相應的措施，像修改支護參數(shù)，調整施工方法等來以解決面臨的突發(fā)狀況。首先，先將I級臺階的支護結構設置好，再使左、右分別進行施工步驟，并且需要在中間的位置架設好中隔拱壁;其次，設置好II 級臺階的支護框架，再分別進行左、右同時施工操作;最后，重復設置好III 級臺階建設，并重復左、右的施工步驟。

2.4 實時監(jiān)測

在施工中出現(xiàn)不足是不可避免的可以采取一些補救的措施來彌補施工時的不足，以此來保證施工成果的有效性。所以在施工已經完成后的隧道，有必要使用對應的措施時刻進行監(jiān)測，一般情況下采用鋼弦式應力計來對圍巖的變形情況進行監(jiān)測。一般情況下，圍巖的監(jiān)測點的位置可以選在水平基準凈空收斂準線或拱頂沉降點部位。一般來說，初期接單的支護監(jiān)測頻率是比較高的，一天內要至少監(jiān)測一次鋼架支護的穩(wěn)定性、錨桿的沉降、噴射混凝土的覆蓋強度等，而且也需要對隧道外部的仰坡穩(wěn)定和地表的滲透水進行監(jiān)測，等到監(jiān)測的時間久了到了一個月以后，可以延長監(jiān)測的時間，可以用一周作為一個周期來進行監(jiān)測。

3 施工過程中的注意事項

3.1 及時封閉臨時仰拱

一般使用RD 法來進行施工以保證施工安全，在開挖后RD 法需要在每面設置一個臨時的仰拱，以此來防止圍巖形態(tài)發(fā)生改變。同時通常采用架設鋼筋的方法來加強支護的穩(wěn)定性和安全性。通過讓鋼拱架與鋼筋及中隔壁共同組成一個環(huán)狀的整體，它可以有效地減少圍巖的變形程度。

3.2 控制中隔壁拆除時間

在CRD 方法中拆除中隔壁也是一個很重要技術，想要充分保證隧道在拆除中隔壁后的安全和穩(wěn)定必須掌握好這門技術才能在規(guī)定時間將中隔壁拆去。通過圍巖監(jiān)控，去測得拱腳的收斂尺寸和拱頂?shù)南鲁脸叨龋瑫r也應該測得開挖斷面的凈空收斂數(shù)值，為了保證中隔壁的拆除時間適當，需要在7d 內把拱頂下沉的增量控制在不大于2mm。注記、號不能出現(xiàn)漏繪現(xiàn)象。要清理、刪除掉多余的線條、符號、注記，使數(shù)字標注符合規(guī)范要求。另外，編輯地形圖時為了防止操作不當或其它原因造成文件丟失需要注意及時進行文件的保存、備份。

3.3 保證支護結構的穩(wěn)定性

當對隧道圍巖的下部進行開挖時，應注意軟弱破碎帶上部支護結構的穩(wěn)定性。因此，在開挖邊墻時必須采用兩側交錯挖馬口施做，防止位于上部支護結構斷面兩側的拱腳部分出現(xiàn)同時懸空的現(xiàn)象;另一方面，對于質地較為松軟的圍巖，最好采用臨時仰拱及時封閉斷面成環(huán)的做法，以保證支護結構的穩(wěn)定性。

3.4 各施工路段應保持合理的安全距離

兩個相鄰的掌子面之間要將距離控制在8～10m，以保證導坑在開挖過程中的施工安全;同時，每個導坑的上下臺階之間要將距離控制在3～5m。

3.5 該公司工地現(xiàn)場實際案例

以該公司前段時間負責的一項映汶高速公路映秀隧道工程為例，該隧道為大斷面高速公路雙線軟弱圍巖隧道，開挖斷面面積達120m2，全長5260m2，最大埋深近170m。全隧道洞身設計縱斷面為2‰及3‰的上坡。隧道圍巖主要為Ⅳ級，分布有全風化泥巖、砂巖、強風化長石石英砂巖，巖體破碎，地質條件復雜，穿越了軟弱圍巖、淺埋段等不良地層。本隧道工程施工的關鍵正是在于應用了上述的CRD 技術。實踐表明，CRD 施工技術有效地促成了該隧道的順利建成。目前，該隧道已經實現(xiàn)了全面通車，且運行狀況良好。長久的監(jiān)測顯示，該隧道的圍巖變形一直保持在可控范圍以內。由此可以看出，CRD 施工技術可有效維持隧道軟弱破碎帶圍巖的穩(wěn)定性，從而保證安全且高效的工地施工秩序。

4 結語

只有熟悉的數(shù)字測圖的規(guī)范標準和操作方法，并且仔細的解決各道工序中存在的問題，才能保證成果質量。所以，不論內業(yè)工作人員或是業(yè)外工作人員都需不斷提高自身水平、及時總結經驗，累計工作經驗，按要求執(zhí)行各種規(guī)范和標準，進一步提升成圖的品質。

［1］顧孝烈，鮑峰，程效軍.測量學［M］.上海:同濟大學出版社，2011.

［2］楊曉明，沙從術，等.數(shù)字測圖［M］.北京:測繪出版社，2009.