隧道軟弱破碎帶圍巖中CRD法施工技術應用的探討

譚小軍

（四川路橋集團股份有限公司隧道分公司四川成都　610000）

隧道軟弱破碎帶圍巖中CRD法施工技術應用的探討

譚小軍

（四川路橋集團股份有限公司隧道分公司四川成都610000）

西高東低是我國的地勢特征，在暢通東西部的交通方式中隧道是首選的一種方式，并且目前在隧道的建設方面技術也是日臻完善，在不同的地質(zhì)條件開挖隧道需要使用不同的開挖方法。由于目前在帶圍巖的軟弱隧道開挖中CRD技術運用廣泛并且擔任了重要的角色，本文為了能夠保證CRD施工技術在隧道的施工過程中高效的工作，于是進行了CRD施工技術的相關探討。

隧道；圍巖；CRD施工技術；措施；軟弱破碎帶

引言

目前，作為在隧道軟弱破碎帶圍巖中施工中常見的施工技術的CRD的施工工藝主要包括超前預測、超前支護、分步開挖和實時監(jiān)測等幾個重要步驟。超前預測就是在施工前對前方需要開挖的地質(zhì)作出必要的準備工作，為了達到在隧道的施工過程中的安全和穩(wěn)定必須要建立對應的支護，有條理的來進行分步開挖。還需要建立隧道的實時監(jiān)視系統(tǒng)，檢測的內(nèi)容包括：鋼架支護穩(wěn)定性、錨桿沉降和噴射混凝土的噴射面強度。與此同時為了能夠保證安全高效的進行隧道的施工也需要在其外部同時監(jiān)測地表滲透水和仰坡的穩(wěn)定等等。

1　CRD法施工技術簡介

1.1CRD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(jīng)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(jié)構(gòu)，首先應該進行對網(wǎng)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(zhì)量和安全施工的目的還需要對初期的支護結(jié)構(gòu)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(nèi)外圍巖變形能力和防止支護結(jié)構(gòu)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。當然CRD施工也是存在缺點的，CRD施工有時候拖慢施工的進度例如在施工的程序和步驟比較繁雜而且有時候在中隔壁的拆除過程中存在著較大的風險。

1.2CRD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。它的施工流程如圖1所示。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(cè)總共6部分，然后進行分步施工。①先對其中一側(cè)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；②如果要對另一側(cè)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；③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(wǎng)格狀支護框架。

圖1　CRD法施工工藝流程圖

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(zhì)狀況可以使用地質(zhì)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(nèi)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(zhì)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。①通過對每側(cè)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(diào)整；②為了避免因為貿(mào)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(zhì)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(nèi)，將開挖過度和預留變形等因素對工程質(zhì)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(diào)整施工方法等來以解決面臨的突發(fā)狀況。如圖2所示：①先將Ⅰ級臺階的支護結(jié)構(gòu)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；②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；③重復設置好Ⅲ級臺階建設，并重復左、右的施工步驟。

圖2　CRD施工技術分步開挖圖

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(jīng)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(nèi)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?，同時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(nèi)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，在開挖邊墻時必須采用兩側(cè)交錯挖馬口施做，防止位于上部支護結(jié)構(gòu)斷面兩側(cè)的拱腳部分出現(xiàn)同時懸空的現(xiàn)象；另一方面，對于質(zhì)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(jié)構(gòu)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(zhì)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(jīng)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(nèi)。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(jié)語

全站儀野外數(shù)字測圖頻繁運用在小范圍測圖中，其測成果存儲、數(shù)字化、圖自動化、成圖精度、更新、輸出等方面的優(yōu)勢越來越明顯，但是全站儀野外數(shù)字測圖在工序不同的操作中都有可能存在著一定的缺陷。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(zhì)量。所以，不論內(nèi)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(jié)經(jīng)驗，累計工作經(jīng)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(zhì)。

[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.

[3]陳惠蓮，李美龍，黃德建.淺談大比例尺數(shù)字測圖質(zhì)量控制[J].江西：江西測繪，2010.

[4]《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）[S].北京：中國計劃出版社，2008.

U455.4

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1673-0038（2015）13-0189-02

2015-3-1