王俊生（中鐵三局集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

1 引言

CRD法在松軟圍巖中施工可以有效控制圍巖變形，提高施工的安全性，但是采用CRD工法施工工序較多，各工序之間相互影響，尤其是對(duì)出渣的影響最為明顯，因此影響施工進(jìn)度。為了提高施工進(jìn)度，在保證施工安全的前提下，嘗試將CRD法中的2，4部進(jìn)行合并，施工過程由原來(lái)的4部變成3部，即先開挖上層兩部，再開挖下層1部，這樣既有利于出渣，各部之間也不會(huì)產(chǎn)生很大影響。本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工過程的監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，同時(shí)對(duì)該工法進(jìn)行數(shù)值仿真分析，綜合分析該工法在松軟圍巖中進(jìn)行暗挖施工時(shí)對(duì)圍巖的變形控制以及安全性。

2 工程概況

2.1 工程概況

莞惠城際鐵路，為珠三角城際軌道交通線網(wǎng)的一部分，正線全長(zhǎng)99.81公里，全線地下段總長(zhǎng)52.46公里，設(shè)計(jì)時(shí)速200公里，其中松山湖隧道長(zhǎng)38.8公里，為城市雙洞單線鐵路隧道，包含明挖法、礦山法、盾構(gòu)法隧道及明挖、暗挖車站。沿線經(jīng)過區(qū)域工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集，受地面空間和環(huán)境限制，不可避免地緊鄰建（構(gòu)）筑物群甚至在其下方穿行，且埋深淺、地下水發(fā)育、地質(zhì)條件復(fù)雜。

在GDK38+952～GDK44+577段區(qū)間隧道中嘗試用改進(jìn)的CRD法進(jìn)行施工。GDK38+952～GDK44+577段區(qū)間隧道位于常平鎮(zhèn)朗常路及常平大道，莞惠城際大朗～常平區(qū)間內(nèi)，全段為礦山區(qū)間隧道，小里程與大朗站大里程明挖段隧道相接，大里程與常平站相接，沿著朗常路及常平大道地下穿越，在GDK42+330～DK42+510段下穿寒溪河。本段區(qū)間隧道共設(shè)置8個(gè)施工豎井（部分兼電力井風(fēng)井）：GDK39+265施工豎井、GDK39+800施工豎井、GDK40+458施工豎井、GDK41+369施工豎井、GDK42+190施工豎井（風(fēng)井兼電力井）、GDK42+720施工豎井、GDK43+303.95施工豎井、GDK44+050施工豎井。

2.2 工程地質(zhì)

GDK38+952～GDK44+577段區(qū)間隧道擬建場(chǎng)地地貌有寒溪河沖積平原及丘間谷地；地形起伏較大，地面高程在3.01～23.28m。擬建暗挖區(qū)間范圍內(nèi)上覆第四系全新統(tǒng)人工堆積層、第四系全新統(tǒng)沖積層、第四系殘積層，下伏基巖為混合片麻巖。該場(chǎng)地普遍分布的全風(fēng)化混合片麻巖，巖芯呈土狀，承載能力較低，抗剪強(qiáng)度較低，壓縮性中等，透水性差，浸水易軟化、潰散。

2.3 水文地質(zhì)

GDK38+952～GDK44+577段區(qū)間隧道在里程GDK42+300穿越寒溪河，地表水主要為寒溪河水，寒溪河發(fā)源于大屏嶂的觀音髻，自黃江鎮(zhèn)北流經(jīng)黃江、大朗、常平、橫瀝、東坑、茶山，至東城峽口入東江南支流；主流河道全長(zhǎng)59公里，流域面積720平方公里。河水位潮汐現(xiàn)象顯著，強(qiáng)降雨及汛期時(shí)水位漲落較大。地下水根據(jù)埋藏條件可劃分為孔隙水、基巖裂隙水?；鶐r裂隙水主要賦存于強(qiáng)風(fēng)化、弱風(fēng)化混合片麻巖節(jié)理、裂隙中。主要補(bǔ)給來(lái)源為地表水的滲入補(bǔ)給?？紫端饕x存于人工堆積層、第四系全新統(tǒng)沖積層、殘積層及全風(fēng)化混合片麻巖中，主要受大氣降水及寒溪河側(cè)向補(bǔ)給，隨季節(jié)變化較大。

3 變形監(jiān)測(cè)

3.1 監(jiān)控量測(cè)的目的

隧道開挖變形控制是隧道安全施工的重要環(huán)節(jié)，若隧道開挖時(shí)變形過大，輕者會(huì)造成侵限，影響施工進(jìn)度，重者會(huì)造成塌方等重大事故，造成人員和財(cái)產(chǎn)的損失。因此，在隧道的開挖施工過程中，要對(duì)隧道的變形進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)分析隧道的變形趨勢(shì)，指導(dǎo)隧道的安全施工。隧道的洞內(nèi)變形主要包括拱頂沉降和周邊收斂：

拱頂下沉的量測(cè)目的是：監(jiān)視隧道拱頂?shù)慕^對(duì)下沉量，掌握斷面的變形動(dòng)態(tài)，判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

凈空變化量測(cè)的目的是：根據(jù)收斂位移量、收斂速度、斷面的變形形態(tài)，判斷圍巖的穩(wěn)定性、支護(hù)的設(shè)計(jì)（施工）是否妥當(dāng)，確定襯砌的澆注時(shí)間。

傳統(tǒng)的CRD法和改進(jìn)的CRD法監(jiān)控量測(cè)測(cè)點(diǎn)及測(cè)線見圖1、圖2。

圖1 傳統(tǒng)的CRD法監(jiān)控量測(cè)測(cè)點(diǎn)及測(cè)線

圖2 改進(jìn)的CRD法監(jiān)控量測(cè)測(cè)點(diǎn)及測(cè)線

3.2 監(jiān)控量測(cè)

為了加快施工進(jìn)度，采用改進(jìn)的CRD法進(jìn)行開挖。拱頂沉降現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)報(bào)警值為80mm，或每天發(fā)展不超過5mm；位移收斂監(jiān)測(cè)報(bào)警值為16mm，或每天發(fā)展不超過5mm。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的圍巖條件，拱頂沉降設(shè)計(jì)預(yù)留變形量調(diào)整為100mm，現(xiàn)場(chǎng)施工再增加至150mm。

通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，以測(cè)得GDZK39+182斷面的數(shù)據(jù)為例，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并進(jìn)行回歸分析。見表1和圖3、圖4。

表1 拱頂沉降實(shí)測(cè)值及回歸分析

7 -18.6 -21.4 -3.7 -3.9 -4.6 8 -21.6 -24.7 -4.0 -4.3 -4.8 9 -24.7 -27.1 -4.3 -4.7 -4.9 10 -27.7 -29.7 -4.0 -4.9 -5.1 11 -30.9 -32.2 -4.4 -5.3 -5.3 12 -33.3 -34.6 -4.4 -5.4 -6.1 13 -35.6 -37.2 -4.6 -5.5 -6.6 14 -38.0 -39.8 -4.6 -5.6 -7.0 15 -40.3 -42.3 -4.7 -5.7 -7.2 16 -43.1 -45.5 -4.8 -5.9 -7.6 17 -46.2 -47.1 -4.9 -6.2 -8.0 18 -48.3 -49.8 -5.1 -6.3 -8.5 19 -50.7 -51.9 -5.3 -6.5 -9.0 20 -52.9 -53.6 -5.5 -6.7 -9.3 22 -54.1 -55.6 -5.7 -7.0 -9.6 24 -56.6 -57.9 -5.8 -7.2 -10.1 26 -59.6 -61.8 -6.0 -7.5 -10.7 30 -63.1 -64.2 -6.2 -7.8 -11.4 35 -68.7 -67.2 -6.4 -8.1 -11.9 40 -72.9 -70.7 -6.7 -8.5 -12.5 60 -81.5 -74.5 -6.9 -8.9 -13.1 80 -89.3 -79.8 -7.1 -9.4 -13.5 100 -93.2 -84.3 -7.3 -9.7 -13.7 115 -96.0 -87.9 -7.4 -9.9 -13.9

圖3 拱頂沉降實(shí)測(cè)及回歸分析曲線

圖4 周邊收斂實(shí)測(cè)及回歸分析曲線

由以上圖表可以看出，在隧道開挖施工過程中，隧道洞內(nèi)變形值在開始時(shí)變化很大，從圖3和圖4可以看出，洞內(nèi)變形主要是在開挖后40天內(nèi)變化最大，40天后變形逐漸趨于穩(wěn)定。通過對(duì)實(shí)測(cè)曲線進(jìn)行回歸分析可以看出，在隧道開挖80天后，洞內(nèi)各測(cè)點(diǎn)位移速率不斷下降，可以判定d2u dt2＜ 0 ，圍巖的變形趨于平緩?？梢酝扑悖?dāng)開挖120天以后，圍巖的位移率達(dá)到90%以上，即可以施作二襯。

4 結(jié) 語(yǔ)

采用改進(jìn)的CRD法進(jìn)行隧道的暗挖施工，可以得出以下結(jié)論：

1）改進(jìn)的CRD法相比傳統(tǒng)的CRD法工序相對(duì)較少，省時(shí)省料，方便操作，易于施工。

2）改進(jìn)的CRD法下部合并后可以在一定程度上增加施工操作的空間。相對(duì)傳統(tǒng)的CRD法來(lái)說(shuō)，較大型的施工機(jī)械可以作業(yè)。上部的渣土可以通過中間孔出渣，可以較大幅度地提高施工的進(jìn)度，節(jié)省一定的人力、物力和財(cái)力。

3）改進(jìn)的CRD法相較于傳統(tǒng)的CRD法，可以有效控制圍巖的變形，保證了隧道施工的安全性，是一種可以推廣的隧道施工工法。

[1]潘昌實(shí)，隧道力學(xué)數(shù)值方法，北京:中國(guó)鐵道出版社，1995.

[2]孫鈞，地下工程設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2006.

[3]席俊杰，李德武.紙坊隧道三臺(tái)階與兩臺(tái)階開挖數(shù)值模擬對(duì)比分析.隧道建設(shè)學(xué)報(bào)，第30卷第2期，2010年4月