浅议CRD工法在将军沟隧道软弱围岩中的应用

崔光亮

(新疆交通建设局项目执行一处)

浅议CRD工法在将军沟隧道软弱围岩中的应用

崔光亮

(新疆交通建设局项目执行一处)

将军沟隧道左线施工至ZK582+264时，开挖揭露围岩与原设计(原设计为Ⅱ级)差别很大，自稳性极差，揭露即出现坍塌。在按Ⅴ级加强断面施工难以控制变形的情况下，遂采用CRD法进行施工。

炭质泥岩;CRD工法;临时支护;监控量测

1 工程简介

1.1 工程概况

将军沟隧道为分离式隧道，属于G045线赛里木湖至果子沟口段公路改建工程第六合同段，其位于伊犁州霍城县境内。隧道进出口均与桥梁相接。右线隧道设计起点为YK581+035，设计终点为YK582+559，全长1 524 m;左线隧道设计起点为:ZK580+968，设计终点为:ZK582+418，全长1 450 m。

1.2 隧道工程地质

隧道穿越区为构造剥蚀高山区，主山脊近南北走向，地势总体东高西低，沿隧道轴向呈锯齿状起伏变化，两侧低，中部高。岩相以石灰岩为主。原设计以Ⅱ级围岩为主，但从已施工的情况来看，围岩普遍偏弱，以Ⅲ、Ⅳ级围岩为主，并且，岩性变化极为频繁，整体性和稳定性都较差。当隧道施工至ZK582+264时，开挖揭露围岩与原设计差别很大，围岩为含碎屑的炭质泥岩，岩体因受构造挤压而呈破碎状;在岩体中可见明显断层错动擦痕;受此地质构造影响，该段围岩中网状节理、裂隙发育，加之该段地下水极为丰富，围岩受水侵泡后呈泥状流塑状态，自稳性极差，揭露即出现坍塌。

2 隧道施工方案比选

2.1 三台阶七步开挖法

三台阶七步开挖法就是将隧道软弱围岩分三个台阶七个工作面施工。施工时，交错开挖，并及时支护。

优缺点及适用条件:因为是预留核心土开挖，并且，每次的作业面都较小，能及时迅速的将开挖面支护起来，最大限度减少围岩失稳、坍塌的可能，施工安全性较好。由于节省了喷浆料，也产生了较好的经济效益。但因工作面较多，平行施工存在一定的干扰，单洞月进尺只能达到45 m。并且，最关键的一点就是，因为整环支护必须分三台阶七步才能封闭成环，这对支护受力极为不利，支护的累计变形量较大，已施工段累计变形量最大已超过70 cm(详见监控量测记录)，初期支护已严重侵限。根据TSP探测报告和地质雷达超前预报分析，隧道该类围岩在可预报范围内无明显好转迹象。如不改变施工方案，难以控制围岩变形，隧道施工和结构安全也难以保证。

2.2 CRD法施工

CRD法是将隧道分侧分层进行开挖，分部封闭成环。每开挖一部均及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁、安装底部临时仰拱。施工步骤是先超前开挖、支护施工一侧的上部，待初期支护完成且喷射混凝土达到设计强度70%以上时再开挖同侧的下部，然后开挖另一侧的上部，最后开挖另一侧的下部。施工工艺流程如图1所示。

图1 CRD工法施工工艺流程

(1)超前支护

CRD法采用注水泥、水玻璃双液浆的Φ42小导管作为超前支护。导管采用手动凿岩机钻孔，双液注浆机注浆。

(2)开挖及支护

CRD上部开挖采用人工辅助小型挖掘机开挖，挖掘机扒渣至下部(通过临时仰拱预留洞)，下部采用大型挖机开挖、装载机装渣、自卸车出渣。开挖循环进尺与设计钢架间距相同，为0.5 m。初期支护为:主筋为Φ25螺纹钢的格栅钢架，喷射C25混凝土厚30 cm(II～VIII组成);临时支撑为Ⅰ18工字钢拱架，喷射C25混凝土厚25 cm;φ6.5钢筋网，网格间距15 cm×15 cm;每两榀拱架之间设纵向φ22连接筋，环向间距0.8 m。

(3)CRD工法优缺点

CRD法将隧道断面分成四大块八小块进行开挖支护，每步施工的宽度和高度较小，能最大限度地减少施工对围岩的扰动，也能最大限度的发挥围岩的自承能力，并且，支护能较早的局部封闭成环，能形成完整的受力体系，可以很好的控制支护的沉降变形。但CRD工序较多，整体进度较慢，施工成本较高。

3 CRD实际施工情况

3.1 施工完成情况

2008年7月16日，项目部即组织施工作业队伍进行CRD法的施工准备，7月20日开始过渡段的施工，7月26日开始CRD正常段的施工，截至10月15日，ZK582+264～+197段已经实现四个开挖洞室全部开挖及初期支护。截止10月30日，完成了对该段的撤除工作，量测数据显示，支护整体稳定。

3.2 监控量测

CRD工法每隔3 m设置一个监控量测断面，4个洞室的监控点设在一个断面内，以便进行对照和累加。从量测的数据可以看出，拱顶下沉量较大，但都集中在仰拱(临时仰拱)封闭前，之后下沉量均呈收敛稳定的趋势。周边收敛值均较小，对施工影响较小。方案中确定的25 cm预留变形量过于保守。

4 CRD法施工控制要点

(1)因CRD工法拱架之间的连接均采用螺栓连接，所以要求拱架的加工精度必须要高，尤其是连接板的定位，螺栓孔的定位等，其允许偏差不得大于±3 mm。在拱架用于施工前必须在洞外进行预先拼接，不合格的拱架必须进行返工处理。

(2)拱架施工测设、安装的精度要求必须要高，允许偏差不得超过±3 mm。施工中出现过拱架节点位置不对应无法连接及竖向支撑出现反拱的情况，出现这两种情况必须进行返工处理。

(3)为了防止支护下沉、变形，必须及时施作锁脚锚管。另外，为了提高地基承力，可在拱脚底部设置40×40×20 cm的混凝土垫块。

(4)上部两个洞室采用小型挖机作业时的注意事项:

①挖机开挖时铲斗距拱架要保持50 cm的距离，靠近拱架的部分采用人工风镐开挖。

②支护喷射混凝土完毕必须超过4 h挖掘机才能行走碾压，以免破坏混凝土结构。

③上部两个洞室采用一台挖掘机施工，需要在竖向支撑上打开通道。通道必须选择在永久性仰拱完全封闭后的断面，以保证结构和机械、人员的安全，并且，通道位置必须加强监控量测。

(5)左右侧洞室掌子面拉距不宜过大，以不超过8m为宜，拉距过大竖向支撑的侧压力过大，不利于结构稳定。

(6)在CRD工法施工中，如遇围岩极差的情况，可以结合采用预留核心土的开挖方法，以保证掌子面的稳定。

5 结语

经过两个多月的实践和探索，第六项目部已经掌握CRD工法的施工要领，能够按照预先的施工组织方案正确实施，在施工中未出现坍塌等事故，支护变形都控制在允许范围之内，保证了施工安全和质量，取得了良好的效果。虽然，月进尺只有28.2 m，相信在今后的相同或相近的施工中，随着操作熟练程度的不断提高，月进度能有较大提高。

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1008-3383(2012)07-0100-01

2012-03-01