譚小軍

（四川路橋集團(tuán)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(shù)應(yīng)用的探討

譚小軍

（四川路橋集團(tuán)股份有限公司隧道分公司四川成都610000）

西高東低是我國(guó)的地勢(shì)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(shè)方面技術(shù)也是日臻完善，在不同的地質(zhì)條件開(kāi)挖隧道需要使用不同的開(kāi)挖方法。由于目前在帶圍巖的軟弱隧道開(kāi)挖中CRD技術(shù)運(yùn)用廣泛并且擔(dān)任了重要的角色，本文為了能夠保證CRD施工技術(shù)在隧道的施工過(guò)程中高效的工作，于是進(jìn)行了CRD施工技術(shù)的相關(guān)探討。

隧道；圍巖；CRD施工技術(shù)；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(jiàn)的施工技術(shù)的CRD的施工工藝主要包括超前預(yù)測(cè)、超前支護(hù)、分步開(kāi)挖和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等幾個(gè)重要步驟。超前預(yù)測(cè)就是在施工前對(duì)前方需要開(kāi)挖的地質(zhì)作出必要的準(zhǔn)備工作，為了達(dá)到在隧道的施工過(guò)程中的安全和穩(wěn)定必須要建立對(duì)應(yīng)的支護(hù)，有條理的來(lái)進(jìn)行分步開(kāi)挖。還需要建立隧道的實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)，檢測(cè)的內(nèi)容包括：鋼架支護(hù)穩(wěn)定性、錨桿沉降和噴射混凝土的噴射面強(qiáng)度。與此同時(shí)為了能夠保證安全高效的進(jìn)行隧道的施工也需要在其外部同時(shí)監(jiān)測(cè)地表滲透水和仰坡的穩(wěn)定等等。

1　CRD法施工技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1CRD施工技術(shù)的特點(diǎn)

使用CRD施工技術(shù)首先應(yīng)該先進(jìn)行底層的加固處理，為了能夠形成一個(gè)已經(jīng)加固完成的地層與初期階段的支護(hù)的兩者形成的整體的結(jié)構(gòu)，首先應(yīng)該進(jìn)行對(duì)網(wǎng)噴和錨進(jìn)行支護(hù)處理以此來(lái)能夠充分的發(fā)揮出承受外部壓力的狀態(tài)。另一個(gè)方面還應(yīng)該實(shí)時(shí)注意監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)充分的監(jiān)控各項(xiàng)作業(yè)指標(biāo)來(lái)達(dá)到精確數(shù)據(jù)知道外部施工的目的；為了能夠達(dá)到保證施工的質(zhì)量和安全施工的目的還需要對(duì)初期的支護(hù)結(jié)構(gòu)拱頂沉降和收斂的程度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。CRD施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以綜合考慮一個(gè)隧道工程，將一個(gè)打隧道工程從整體出發(fā)然后分為幾個(gè)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(shí)能夠科學(xué)的按照安排好的步驟進(jìn)行順利有序的施工。在完成支護(hù)體系的同時(shí)，將各個(gè)部門的職工路段進(jìn)行封閉形成環(huán)狀，以此來(lái)有效的提高洞內(nèi)外圍巖變形能力和防止支護(hù)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(guò)提高支護(hù)體系承受壓力的負(fù)荷量來(lái)實(shí)現(xiàn)有效的控制。當(dāng)然CRD施工也是存在缺點(diǎn)的，CRD施工有時(shí)候拖慢施工的進(jìn)度例如在施工的程序和步驟比較繁雜而且有時(shí)候在中隔壁的拆除過(guò)程中存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2CRD施工工藝流程

CRD施工技術(shù)作為一種大跨度的、對(duì)隧道軟弱破碎帶圍巖進(jìn)行分部開(kāi)挖、仰拱先行、鋼架支護(hù)的施工方法。它的施工流程如圖1所示。CRD施工技術(shù)在施工時(shí)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(jìn)行分步施工。①先對(duì)其中一側(cè)的上、中2層進(jìn)行開(kāi)挖和支護(hù)工作，然后再將橫豎中隔壁架設(shè)好；②如果要對(duì)另一側(cè)進(jìn)行開(kāi)挖和支護(hù)時(shí)必須要等到噴射的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的70%，然后再將中隔壁架設(shè)好；③再對(duì)下層進(jìn)行開(kāi)挖和支護(hù)，由此完成支護(hù)和中隔壁施工工作，從而形成網(wǎng)格狀支護(hù)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(yù)報(bào)

在對(duì)隧道軟弱破碎帶圍巖進(jìn)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(dá)對(duì)需要開(kāi)挖的隧道作出超前預(yù)報(bào)，以此來(lái)避免在開(kāi)挖時(shí)由于軟弱破碎帶圍巖發(fā)生斷層導(dǎo)致的突發(fā)性事件。

2.2超前支護(hù)

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?yàn)槌练e量過(guò)大導(dǎo)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(hù)措施來(lái)達(dá)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(lái)進(jìn)行對(duì)這種隧道的軟弱破碎帶帶圍巖進(jìn)行超前支護(hù)。為了使其保持足夠的穩(wěn)定性，需要在隧道施工進(jìn)行到初期支護(hù)階段時(shí)，在隧道初期支護(hù)及二次襯砌背后都要進(jìn)行回填注漿處理。并且預(yù)先埋下注漿管，合理的控制注漿壓力。

2.3分步開(kāi)挖

需要對(duì)隧道軟弱破碎帶圍巖使用CRD施工方法進(jìn)行開(kāi)挖支護(hù)通常分四個(gè)步驟進(jìn)行。①通過(guò)對(duì)每側(cè)的拱腳設(shè)置兩根采用長(zhǎng)約4.5m的φ42鋼管，作為鎖腳錨桿的方式進(jìn)行對(duì)拱腳的加強(qiáng)處理。同時(shí)，也要加強(qiáng)對(duì)臨時(shí)支撐長(zhǎng)度每次拆除長(zhǎng)度進(jìn)行嚴(yán)格的管理與控制，每次需要拆除的長(zhǎng)度需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的調(diào)整；②為了避免因?yàn)橘Q(mào)然開(kāi)挖造成的施工誤差，需要在施工的過(guò)程中將隧道開(kāi)挖的尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的控制。為了能夠控制隧道開(kāi)挖的水平程度和中線，保證其開(kāi)挖斷面的圓滑成度需要使用激光指向儀，通過(guò)多臺(tái)指向儀同時(shí)工作來(lái)實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)。為了保證工程的質(zhì)量，需要在施工時(shí)將開(kāi)挖輪廓線這一部分納入到施工誤差的考慮范圍內(nèi)，將開(kāi)挖過(guò)度和預(yù)留變形等因素對(duì)工程質(zhì)量的影響降到最低。為了有效的解決突發(fā)的問(wèn)題，需要在開(kāi)挖的過(guò)程中加大監(jiān)控力度，當(dāng)拱腳、拱頂、邊墻等施工對(duì)象的位移速率值，超出了預(yù)算的合理范圍時(shí)，必須及時(shí)采取相應(yīng)的措施，像修改支護(hù)參數(shù)，調(diào)整施工方法等來(lái)以解決面臨的突發(fā)狀況。如圖2所示：①先將Ⅰ級(jí)臺(tái)階的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置好，再使左、右分別進(jìn)行施工步驟，并且需要在中間的位置架設(shè)好中隔拱壁；②設(shè)置好Ⅱ級(jí)臺(tái)階的支護(hù)框架，再分別進(jìn)行左、右同時(shí)施工操作；③重復(fù)設(shè)置好Ⅲ級(jí)臺(tái)階建設(shè)，并重復(fù)左、右的施工步驟。

圖2　CRD施工技術(shù)分步開(kāi)挖圖

2.4實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

在施工中出現(xiàn)不足是不可避免的可以采取一些補(bǔ)救的措施來(lái)彌補(bǔ)施工時(shí)的不足，以此來(lái)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(duì)應(yīng)的措施時(shí)刻進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一般情況下采用鋼弦式應(yīng)力計(jì)來(lái)對(duì)圍巖的變形情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。一般情況下，圍巖的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置可以選在水平基準(zhǔn)凈空收斂準(zhǔn)線或拱頂沉降點(diǎn)部位。一般來(lái)說(shuō)，初期接單的支護(hù)監(jiān)測(cè)頻率是比較高的，一天內(nèi)要至少監(jiān)測(cè)一次鋼架支護(hù)的穩(wěn)定性、錨桿的沉降、噴射混凝土的覆蓋強(qiáng)度等，而且也需要對(duì)隧道外部的仰坡穩(wěn)定和地表的滲透水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，等到監(jiān)測(cè)的時(shí)間久了到了一個(gè)月以后，可以延長(zhǎng)監(jiān)測(cè)的時(shí)間，可以用一周作為一個(gè)周期來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3　施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)

3.1及時(shí)封閉臨時(shí)仰拱

一般使用RD法來(lái)進(jìn)行施工以保證施工安全，在開(kāi)挖后RD法需要在每面設(shè)置一個(gè)臨時(shí)的仰拱，以此來(lái)防止圍巖形態(tài)發(fā)生改變。同時(shí)通常采用架設(shè)鋼筋的方法來(lái)加強(qiáng)支護(hù)的穩(wěn)定性和安全性。通過(guò)讓鋼拱架與鋼筋及中隔壁共同組成一個(gè)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(shí)間

在CRD方法中拆除中隔壁也是一個(gè)很重要技術(shù)，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(shù)才能在規(guī)定時(shí)間將中隔壁拆去。通過(guò)圍巖監(jiān)控，去測(cè)得拱腳的收斂尺寸和拱頂?shù)南鲁脸叨?，同時(shí)也應(yīng)該測(cè)得開(kāi)挖斷面的凈空收斂數(shù)值，為了保證中隔壁的拆除時(shí)間適當(dāng)，需要在7d內(nèi)把拱頂下沉的增量控制在不大于2mm。注記、號(hào)不能出現(xiàn)漏繪現(xiàn)象。要清理、刪除掉多余的線條、符號(hào)、注記，使數(shù)字標(biāo)注符合規(guī)范要求。另外，編輯地形圖時(shí)為了防止操作不當(dāng)或其它原因造成文件丟失需要注意及時(shí)進(jìn)行文件的保存、備份。

3.3保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

當(dāng)對(duì)隧道圍巖的下部進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)注意軟弱破碎帶上部支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，在開(kāi)挖邊墻時(shí)必須采用兩側(cè)交錯(cuò)挖馬口施做，防止位于上部支護(hù)結(jié)構(gòu)斷面兩側(cè)的拱腳部分出現(xiàn)同時(shí)懸空的現(xiàn)象；另一方面，對(duì)于質(zhì)地較為松軟的圍巖，最好采用臨時(shí)仰拱及時(shí)封閉斷面成環(huán)的做法，以保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.4各施工路段應(yīng)保持合理的安全距離

兩個(gè)相鄰的掌子面之間要將距離控制在8～10m，以保證導(dǎo)坑在開(kāi)挖過(guò)程中的施工安全；同時(shí)，每個(gè)導(dǎo)坑的上下臺(tái)階之間要將距離控制在3～5m。

3.5該公司工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際案例

以該公司前段時(shí)間負(fù)責(zé)的一項(xiàng)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(kāi)挖斷面面積達(dá)120m2，全長(zhǎng)5260m2，最大埋深近170m。全隧道洞身設(shè)計(jì)縱斷面為2‰及3‰的上坡。隧道圍巖主要為Ⅳ級(jí)，分布有全風(fēng)化泥巖、砂巖、強(qiáng)風(fēng)化長(zhǎng)石石英砂巖，巖體破碎，地質(zhì)條件復(fù)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(guān)鍵正是在于應(yīng)用了上述的CRD技術(shù)。實(shí)踐表明，CRD施工技術(shù)有效地促成了該隧道的順利建成。目前，該隧道已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全面通車，且運(yùn)行狀況良好。長(zhǎng)久的監(jiān)測(cè)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(shù)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(yǔ)

全站儀野外數(shù)字測(cè)圖頻繁運(yùn)用在小范圍測(cè)圖中，其測(cè)成果存儲(chǔ)、數(shù)字化、圖自動(dòng)化、成圖精度、更新、輸出等方面的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，但是全站儀野外數(shù)字測(cè)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(cè)圖的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和操作方法，并且仔細(xì)的解決各道工序中存在的問(wèn)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(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，累計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)，按要求執(zhí)行各種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提升成圖的品質(zhì)。

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2015-3-1