CRD施工技術(shù)在隧道軟弱破碎帶圍巖中的應(yīng)用

■許友德

(泉州市公路局晉江分局，泉州 362000)

CRD施工技術(shù)在隧道軟弱破碎帶圍巖中的應(yīng)用

■許友德

(泉州市公路局晉江分局，泉州 362000)

本文以軟弱破碎帶的隧道為工程背景，通過弱破碎帶隧道的圍巖等級和圍巖施工方法選取分析，確定CRD施工技術(shù)方法是隧道開挖較合理的施工方法，闡明了該施工方法中超前預(yù)報、超前支護(hù)、分步開挖和實時監(jiān)測幾個主要內(nèi)容，為同類工程提供借鑒。

軟弱破碎帶 CRD 圍巖 分步開挖 監(jiān)測

在通常情況下，隧道施工主要是根據(jù)實際設(shè)計的隧道斷面尺寸，以及現(xiàn)場地質(zhì)條件情況。隨著多年的理論實踐和經(jīng)驗總結(jié)，現(xiàn)在已形成我國特有的隧道開挖建設(shè)體系。下面就隧道施工中的軟弱破碎帶圍巖施工技術(shù)進(jìn)行探討。

1 隧道圍巖等級的分類判別

根據(jù)特爾菲的理想點法選擇的模型進(jìn)行計算分析，得出Ⅰ到Ⅴ級的樣本圍巖標(biāo)準(zhǔn)的理想點貼近度最大點，從而得到所選洞段的圍巖級別，如表1所示。

表1 巖土結(jié)構(gòu)及圍巖級別分類表

2 隧道的軟弱破碎帶圍巖CRD的施工方法

隧道在軟弱破碎帶圍巖方面的施工方法非常多，但在目前眾多的工程項目中，大多數(shù)工程設(shè)計者都是偏向于應(yīng)用CRD的施工技術(shù)方法。CRD預(yù)留技術(shù)的核心應(yīng)用方法是將隧道斷面平均分成四個相對獨立的小洞室進(jìn)行施工作業(yè)，其基本施工原則是遵循小部分、短臺階、段循環(huán)、快封閉、勤量測和強(qiáng)支護(hù)的原則，而其操作原則在整體施工順序上是自上而下、分塊成環(huán)、隨挖隨撐的原則。這些措施和施工原則是為了及時做好隧道的初期支護(hù)工作。

（1）合理運用超前預(yù)報技術(shù)

目前，無論是在隧道的軟弱破碎帶圍巖施工方面，還是提前預(yù)報隧道建設(shè)方面，都已經(jīng)成為我國交通運輸方面的主要影響因素。前者是要對隧道做好超前預(yù)報。隧道結(jié)構(gòu)在軟弱破碎帶相對脆弱，若遇到突發(fā)自然災(zāi)害，可能造成道路堵塞等負(fù)面影響。后者是將自然災(zāi)害的數(shù)據(jù)測定、災(zāi)害等級、來臨時間等信息及時傳送相關(guān)部門，為隧道支護(hù)提供可靠信息資料。

（2）隧道在軟弱破碎帶圍巖的超前支護(hù)方法

超前預(yù)報是施工技術(shù)的核心內(nèi)容，而超前支護(hù)是整體施工技術(shù)的保障環(huán)節(jié)。相對來說，臨時支護(hù)有工作時間短、施工見效慢的優(yōu)點，但長效機(jī)制非常弱，后期施工效果得不到預(yù)期規(guī)劃結(jié)果，而且影響施工技術(shù)的實際發(fā)揮。而超前支護(hù)技術(shù)充分考慮到隧道軟弱破碎帶圍巖自身的承載力差、穩(wěn)定狀態(tài)不強(qiáng)以及自身下降量大的因素影響，可以實現(xiàn)比之前的方法更加穩(wěn)定，而且支護(hù)狀態(tài)更加有效和長效，減少了很多的負(fù)面作用。超前支護(hù)技術(shù)所擁的優(yōu)勢有：①在實際應(yīng)用中不會影響施工的整體進(jìn)度，為施工工期提供強(qiáng)力保障。②若遇到突發(fā)自然災(zāi)害，可提供很好的抵擋作用，保證隧道通暢。③具有巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益，對總體的施工和防護(hù)產(chǎn)生極大的促進(jìn)作用。

3 對隧道軟弱破碎帶圍巖的開挖技術(shù)

3.1 分步開挖技術(shù)的應(yīng)用

因隧道的軟弱帶自身承載能力比較差，則在施工中應(yīng)減少爆破次數(shù)，減輕對周圍的巖體產(chǎn)生的擾動。通常的情況下，采用臺階式的分行開挖方法是比較合理的選擇方案。但是隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展，臺階式開挖方法并不能滿足施工的需求，同時現(xiàn)在施工的隧道軟弱破碎帶圍巖，其類型變得越來越多樣化，所以在實際中采用CRD技術(shù)方法，其分步開挖示意圖如圖1所示。

圖1 CRD法的分步開挖圖

分步開挖方法的具體工作流程：①進(jìn)行一級臺階的支護(hù)工作，然后再進(jìn)行左右分步施工；中間的部位架設(shè)一個中隔拱壁設(shè)施；②第二級臺階支護(hù)工作，一定要左右兩側(cè)同時進(jìn)行開挖施工，以提高工作效率，減少施工的運行成本；③重復(fù)對第三級臺階進(jìn)行建設(shè)，以及重復(fù)對左右兩側(cè)進(jìn)行開挖。

3.2 支架緊隨技術(shù)的應(yīng)用

支護(hù)條件及時有效的供給在保證工程進(jìn)度和工程質(zhì)量上尤為重要。若隧道的開挖掘進(jìn)工作完成后未能及時供給開挖的支護(hù)支架，分步開挖的方法就很難產(chǎn)生效率。隧道圍巖巖體的支護(hù)施工步驟如下：①在需要支護(hù)的巖層部分，對巖體表面噴射高強(qiáng)度的混凝土，初噴厚度要達(dá)到3～5cm左右，這樣就能夠保證圍巖整體的密封性。②支架的架設(shè)工作，施工中都是使用鋼架和錨桿來進(jìn)行支護(hù)。③噴射砼施工是最關(guān)鍵工作，該工作技術(shù)含量雖然不是很高，但是其在以后隧道運行中的作用還是非常重要的，它的質(zhì)量也將直接關(guān)系到隧道的使用壽命。值得注意的是初噴要在其表面噴射一層混凝土，進(jìn)而來防止圍巖的部位發(fā)生變形的問題。

3.3 隧道的軟弱破碎帶圍巖的監(jiān)測技術(shù)

為保證隧道后期運營的施工效果，在隧道施工過程中應(yīng)采取適當(dāng)實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)施工過程存在的缺陷，并采取有效的補(bǔ)救措施。圍巖變形監(jiān)測采用鋼弦式應(yīng)力測量方法，在圍巖拱頂處和基準(zhǔn)凈空收斂水平準(zhǔn)線上設(shè)置沉降監(jiān)測點。隧道的監(jiān)測內(nèi)容主要有錨桿沉降、鋼架支護(hù)穩(wěn)定性、噴射混凝土覆蓋面的強(qiáng)度、隧道外部仰坡的穩(wěn)定性以及地表水滲透等方面。初期監(jiān)測階段的監(jiān)測頻率較高，每天最少進(jìn)行一次監(jiān)測。在支護(hù)完成的一個月后，對隧道的監(jiān)測間隔可適當(dāng)變長，保證每月一次有效的監(jiān)測。在監(jiān)測過程若發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時聯(lián)系相關(guān)部門，制定有效的防護(hù)措施，確保做好隧道后期的檢測工作。

4 工程實例分析

該項目工程中的隧道總長度為1270m，隧道中部是軟弱破碎帶圍巖，隧道施工方法為CRD開挖方法。通過實踐表明，CRD開挖方法有效地實現(xiàn)了該隧道的建成。目前，該隧道已經(jīng)成功實現(xiàn)了通車，且運行狀況較好。通過對該隧道長久的跟蹤監(jiān)測克制，該隧道有一些變形，但是隧道的圍巖變形在施工技術(shù)的可控范圍以內(nèi)，完全符合相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)的。由此不難看出，這種開挖施工方法，不僅可以有效實現(xiàn)隧道在軟弱破碎帶圍巖方面的穩(wěn)定，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)施工中的高效安全要求。

5 總結(jié)

隧道的軟弱破壞自身承載較差，所以在其施工開挖時需要做一系列的準(zhǔn)備工作，采用一系列的綜合施工技術(shù)來對其進(jìn)行保護(hù)，如預(yù)報、支護(hù)、檢測等手段。而在其監(jiān)測的時候，重點是觀察圍巖的形態(tài)是否發(fā)生改變，以上述處理技術(shù)為主要手段，以實際的處理方法作為輔助結(jié)合起來共同處理隧道的軟弱破壞帶。實踐證明上述的處理手段是可以有效地確保隧道安全穩(wěn)定的。本文通過自身經(jīng)驗和理論的結(jié)合，對CRD技術(shù)在隧道軟弱破碎帶的施工應(yīng)用作出了相應(yīng)的討論。

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