連江口隧道CRD法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法對比分析與研究

張建

摘 要：隨著我國高速公路的跨越式發(fā)展和施工技術(shù)的不斷提高，尤其近年來隧道工程所占比例也相應(yīng)增加，特別是大斷面隧道成為現(xiàn)今高速公路建設(shè)的主流。由于隧道工程的隱蔽性以及施工地址條件的不確定性，特別是在特殊地質(zhì)段的隧道施工，需采取適應(yīng)的開挖方法，方能保證隧道施工安全、質(zhì)量可靠及工期可控。本文結(jié)合工程實例，對隧道施工采用的CRD法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖工藝進(jìn)行介紹，然后對兩種方法的造價進(jìn)行分析，以期為大跨徑隧道施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：CRD法 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法 對比研究

本文結(jié)合連江口隧道的實際情況，在施工技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)效益良好的前提下，開展了CRD法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑兩種開挖方法在該隧道中的應(yīng)用研究。

1.工程概況

1.1簡介

樂昌至廣州高速公路是京港澳高速公路粵境段復(fù)線，走向大致與京港澳高速公路平行。連江口隧道累計單洞長4433m，其中左線長2265m、右線長2168m。該隧道為雙向六車道設(shè)計，其斷面內(nèi)輪廓采用三心圓設(shè)計，總高度8.2m，總寬度16.153m。該隧道進(jìn)口端為分離式小凈距隧道，進(jìn)口開挖凈距為24.5m，中部開挖凈距為31m，出口開挖凈距為44m，最大埋深約為182m。

1.2工程重點、難點及控制措施

結(jié)合連江口隧道的現(xiàn)場地質(zhì)地貌情況，本隧道的技術(shù)重點、難點就是大斷面隧道采用CRD法的開挖及初期支護(hù)施工控制。所采取相關(guān)措施：（1）調(diào)整傳統(tǒng)的分部開挖方法；（2）嚴(yán)格控制開挖進(jìn)尺長度；（3）加強(qiáng)隧道超前地質(zhì)預(yù)報和監(jiān)控量測工作；（4）施工中貫徹“光面爆破定效率，初期支護(hù)保安全，監(jiān)控量測明情況，排水通風(fēng)講文明”的工作思路。

1.3隧道凈空斷面設(shè)計

隧道建筑界限根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和公路隧道的設(shè)計規(guī)范設(shè)定，單洞的凈空斷面為133.7m2，單洞凈空斷面周長為42.9m。

隧道內(nèi)輪廓考慮結(jié)構(gòu)受力良好及便于施工，采用三心圓設(shè)計，隧道凈空、橫斷面組成除考慮滿足行車要求外，還考慮了照明、消防及其他運(yùn)營管理設(shè)施所需空間。

2.CRD法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖工藝

根據(jù)設(shè)計圖紙及相關(guān)地質(zhì)資料，隧道進(jìn)口端V級圍巖小凈距地段及V級圍巖深埋段開挖均采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，出口端淺埋偏壓段開挖采用CRD（單側(cè)壁導(dǎo)坑）法開挖。

2.1雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖施工工序

進(jìn)口端V級圍巖淺埋加強(qiáng)段采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖，如見圖2所示，初期支護(hù)緊跟在每一步的開挖之后。兩側(cè)導(dǎo)坑均采用正臺階法施工，側(cè)導(dǎo)坑的開挖寬度約為主洞的1/3寬度，內(nèi)側(cè)導(dǎo)洞開挖后，通過中空注漿錨桿加固中間巖柱部分。開挖側(cè)導(dǎo)坑時為滿足機(jī)具正常作業(yè)，下斷面待上斷面開挖5m后才開始開挖；兩側(cè)導(dǎo)坑對應(yīng)斷面滯后5～10m；核心土上臺階滯后最近側(cè)導(dǎo)坑10～20m，而中臺階滯后上臺階3～5m，下臺階滯后中臺階3～5m；導(dǎo)坑部位仰拱襯砌及時施作，與導(dǎo)坑下斷面的距離控制在5～10m。為減少左右洞身開挖的相互影響，兩隧道洞身錯開一定距離開挖，滯后距離約30～40m。

具體開挖、支護(hù)順序：Ⅰ左側(cè)導(dǎo)坑開挖；②左側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)；Ⅲ右側(cè)導(dǎo)坑開挖；④右側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)；V拱部及核心土上臺階開挖；⑥拱部初期支護(hù)；Ⅶ核心土下臺階開挖；⑧仰拱混凝土澆注及仰拱回填；⑨澆注兩側(cè)二次襯砌混凝土基礎(chǔ)。

2.2 CRD法開挖施工工序

出口端V級圍巖淺埋偏壓段開挖采用CRD（單側(cè)壁導(dǎo)坑），如見圖3所示，隧道中線左、右兩側(cè)導(dǎo)坑以10m長為一段交替開挖前進(jìn)，上導(dǎo)坑開挖循環(huán)進(jìn)尺控制為0.6～0.75m，下部開挖應(yīng)根據(jù)地質(zhì)實際情況適當(dāng)加大，根據(jù)監(jiān)控量測的結(jié)果和地質(zhì)情況對仰拱開挖長度進(jìn)行確定，一般應(yīng)在6m以內(nèi)。噴射砼緊隨開挖掌子面施作，每環(huán)鋼架分拱、墻兩次架成。

具體開挖、支護(hù)順序：①內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑上部開挖；Ⅱ內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑上部初期支護(hù)；③內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑下部開挖；Ⅳ內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑下部初期支護(hù)；⑤外側(cè)導(dǎo)坑上部開挖；Ⅵ外側(cè)導(dǎo)坑上部初期支護(hù)；⑦外側(cè)導(dǎo)坑下部開挖；Ⅷ外側(cè)導(dǎo)坑下部初期支護(hù)；Ⅸ仰拱混凝土澆注及隧底填充。

2.3工藝比較分析

從同一施工時間段開始計算，采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖平均每月進(jìn)尺約24m；采用CRD法（單側(cè)壁導(dǎo)坑）進(jìn)行開挖平均每月進(jìn)尺約40m。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，雙側(cè)壁法施工與CRD法相比，施工工序較為繁瑣，施工難度較大，工序間相互干擾較大，且施工進(jìn)度較為緩慢，難以獲得最大的進(jìn)度目標(biāo)。為貫徹落實“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”十八字施工原則，采用CRD法開挖時需要進(jìn)行施工監(jiān)控，從而提高施工效率。

3.CRD法與雙側(cè)壁導(dǎo)坑法造價分析

CRD法與雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的臨時支護(hù)工程量詳見表1所示：

通過上表1關(guān)于臨時支護(hù)各相應(yīng)工程量對比數(shù)據(jù)可知，CRD法所使用材料少于雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。由此可見，在能滿足隧道工程施工質(zhì)量和安全的前提下，CRD法相比雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，能夠降低施工成本和工程造價。

4.結(jié)論

綜上所述，連江口隧道出口端采用CRD法施工，通過改變傳統(tǒng)的分部開挖方法，加快了施工工序銜接，使得連江口隧道出口端比隧道進(jìn)口端提前2個月完成了V級圍巖的施工，為連江口隧道的勝利貫通打下了堅實的基礎(chǔ)，并且在施工成本方面有所降低，節(jié)約工程造價，間接提高經(jīng)濟(jì)效益。通過論證表明，新的CRD法施工在連江口隧道中的施工應(yīng)用研究是成功的，也為大跨徑公路隧道的施工提供一個可借鑒的施工經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陸洲，邱利祥，盛素玲.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在大跨度隧道施工中的應(yīng)用[J].山西建筑，2009（35）：328-329.