CRD工法在209m2擴(kuò)大斷面石質(zhì)圍巖隧道的創(chuàng)新

　　摘要：結(jié)合哈大客運(yùn)專線重點(diǎn)隧道——臺(tái)山隧道這一施工實(shí)例,主要介紹了該隧道位于淺埋偏壓地段，為哈大客運(yùn)專線兩座擴(kuò)大斷面隧道之一。該隧道最大開挖斷面為209m2，是目前國(guó)內(nèi)客運(yùn)專線施工中最大的擴(kuò)大斷面隧道。設(shè)計(jì)Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖段采用CRD工法施工，但由于該隧道為石質(zhì)圍巖，爆破對(duì)中隔壁影響很大，因此，在保證安全質(zhì)量前提下,對(duì)原設(shè)計(jì)工法進(jìn)行了創(chuàng)新，可供類似工程借鑒。

　　關(guān)鍵詞：哈大客運(yùn)專線，淺埋偏壓隧道，擴(kuò)大斷面隧道，石質(zhì)圍巖隧道，CRD工法　

　　1概述

　　中國(guó)鐵路客運(yùn)專線建設(shè)正在大規(guī)模地、有序高效地推進(jìn)，其中哈大鐵路客運(yùn)專線是時(shí)速300~350km/h客運(yùn)專線之一，其縱貫東北三省，全長(zhǎng)903.939公里。全線隧道共8座9929延長(zhǎng)米，臺(tái)山隧道就是為滿足運(yùn)梁車通行的需要而特殊設(shè)計(jì)的兩座擴(kuò)大斷面隧道之一，其開挖最大面積為209m2，是目前國(guó)內(nèi)客運(yùn)專線施工中最大的擴(kuò)大斷面隧道。（法律論文網(wǎng)）

　　隧道位于丘陵地區(qū)，地勢(shì)較陡，全長(zhǎng)332米,為雙線隧道。隧道進(jìn)口處為一片樹林，地表長(zhǎng)滿雜草，地形較陡，進(jìn)口前為一山溝，山溝內(nèi)有基巖裸露，呈青灰色碎塊狀，無(wú)地下水滲出。隧道岀口位于山梁上，地勢(shì)較緩，地表長(zhǎng)滿雜草和樹木，山梁上基巖裸露。隧道進(jìn)口段位于半徑為8000m的平面曲線上,縱坡為13.74%的下坡，最大埋深約46m。

　　隧道洞身巖層為石英砂巖、石灰?guī)r、泥灰?guī)r，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，弱風(fēng)化，巖溶裂隙極發(fā)育，呈碎石鑲嵌結(jié)構(gòu)，完整性差。地下水類型為基巖裂隙水及巖溶裂隙水，賦水性與透水性較強(qiáng)。設(shè)計(jì)Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖段采用CRD工法施工，進(jìn)出口段拱部采用φ108大管棚配合小導(dǎo)管超前注漿加固地層，其它地段采用超前小導(dǎo)管超前注漿加固地層。防水采用“全封閉不排水”的原則。由于本隧道為目前國(guó)內(nèi)最大斷面鐵路隧道，擬進(jìn)行擴(kuò)大斷面淺埋隧道支護(hù)參數(shù)、斷面結(jié)構(gòu)和施工方法等方面的研究。

　　2優(yōu)化CRD工法的原因

　　⑴由于該隧道為石質(zhì)圍巖，通過(guò)前期施工中均需采用爆破開挖，發(fā)現(xiàn)爆破對(duì)中隔壁影響很大。為了解決巖石隧道CRD法施工時(shí)，爆破對(duì)已施作的中隔壁的影響，上部開挖時(shí)的機(jī)具、設(shè)備避讓問(wèn)題，結(jié)合前期量測(cè)結(jié)果分析認(rèn)為，原設(shè)計(jì)采用的CRD施工工法是適宜的，應(yīng)繼續(xù)遵守CRD工法原理進(jìn)行施工，但可以對(duì)工序和局部參數(shù)作適當(dāng)調(diào)整。

　�、拼_定上部開挖后，其臨時(shí)仰拱施工時(shí)間。

　�、谴_定各施工工序相隔距離、施工順序及其施工要求。

　　3優(yōu)化CRD工法的依據(jù)

　　⑴哈大客專沈大施隧通01-32（1）A：導(dǎo)坑開挖寬度及臺(tái)階高度可根據(jù)施工機(jī)具、人員安排等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

　�、扑淼蓝纯谄扑椤⑵珘憾紊喜块_挖已完成，根據(jù)目前施工開挖揭露的圍巖情況結(jié)合前期監(jiān)控量測(cè)的結(jié)果（洞口開挖段水平收斂為20mm，拱頂下沉量為15mm），為確保施工安全，落實(shí)設(shè)計(jì)意圖，中國(guó)中鐵一局哈大鐵路客運(yùn)專線項(xiàng)目經(jīng)理部邀請(qǐng)哈大公司、設(shè)計(jì)、咨詢、監(jiān)理單位及施工單位相關(guān)專家于2008年4月26日和6月28日召開了兩次專題會(huì)議，針對(duì)此大斷面石質(zhì)圍巖隧道的實(shí)際情況經(jīng)過(guò)充分討論，進(jìn)一步明確、優(yōu)化了施工方法，形成優(yōu)化后的CRD工法。

　　4優(yōu)化后CRD工法施工工藝

　　CRD工法施工，共將隧道分為四部分，將原工法中的中隔壁采用豎直支撐，噴射混凝土厚度和工鋼型號(hào)等維持原設(shè)計(jì)不變，臨時(shí)仰拱統(tǒng)一采用水平支撐，不噴射混凝土，由原設(shè)計(jì)的工20a型鋼加強(qiáng)為工25a型鋼，縱向每側(cè)采用2根工25a型鋼通過(guò)扣件或焊接連接，將水平支撐連為整體。

　　4.1施工工序間距

　　⑴為保證上部爆破作業(yè)時(shí)，鉆孔臺(tái)架安全，其最短距離需20m，并作為機(jī)械裝碴平臺(tái)。裝碴、運(yùn)輸機(jī)械進(jìn)出導(dǎo)洞長(zhǎng)度20m(坡度19%)，臺(tái)階長(zhǎng)度共40m。即①②工序之間、③④工序之間間隔40m。

　�、茷闇p少相鄰作業(yè)面爆破作業(yè)干擾，隧道開挖①③工序之間、②④工序之間間隔10m。

　　⑶各工序循環(huán)開挖進(jìn)尺1~2榀鋼拱架。

　　⑷初期支護(hù)、臨時(shí)支護(hù)之豎直支撐必須隨開挖緊跟。上部水平支撐在下部施工前必須設(shè)置，其設(shè)置長(zhǎng)度為上部施工長(zhǎng)度減40m臺(tái)階長(zhǎng)度。

　�、散佗酃ば蜷_挖采用光面爆破，②④工序開挖采用預(yù)裂爆破，嚴(yán)格控制炸藥用量，采用減弱爆破方式。

　�、恃龉伴_挖2榀后及時(shí)將中隔壁豎直支撐接長(zhǎng)，施作仰拱初期支護(hù)，鋼架封閉成環(huán)。

　�、搜龉绊烹S工序②④施工而進(jìn)行，距其掌子面10m。導(dǎo)洞施工在下部工序已完成，轉(zhuǎn)到上部施工前施工，采取預(yù)裂爆破方式施工。

　　⑻隧底填充砼施做完后，根據(jù)量測(cè)結(jié)果確定是否拆除剩余的臨時(shí)支撐。拆除順序?yàn)橄人�平支撐，后拆除中隔壁豎直支撐。臨時(shí)支撐距襯砼距離不大于12m，并視情況，采取臨時(shí)支頂措施。

　　4.2施工步驟

　�、�、③工序開挖支護(hù)50～80米后，架設(shè)橫向支撐，再進(jìn)行②、④工序開挖，仰拱封閉后進(jìn)入下一循環(huán)施工。第二個(gè)循環(huán)上部通道采取在②、④工序掌子面開挖坡道，坡道在掌子面處距水平支撐的高度為②、④工序開挖高度的1/2，前進(jìn)方向開挖位槽，仰拱成型地段用洞碴填筑。

　　4.4臨時(shí)支護(hù)的拆除

　　中隔壁豎直支撐拆除時(shí)間根據(jù)量測(cè)結(jié)果確定，觀測(cè)收斂穩(wěn)定后，拆除6~8米鋼架底撐，分2~3次拆完。為保證安全，拆除底節(jié)臨時(shí)支撐前應(yīng)檢查各聯(lián)接部位鋼架縱向連接的情況。拆除過(guò)程及時(shí)觀測(cè)，為減輕拆除底部臨時(shí)鋼架時(shí)拱頂受力，在上一循環(huán)過(guò)程提前鑿除臨時(shí)支撐中隔壁的砼，完成后施作仰拱砼。

　　臨時(shí)支護(hù)在洞身主體結(jié)構(gòu)初期支護(hù)施工完畢并穩(wěn)定后方可拆除，每次拆除臨時(shí)鋼架的長(zhǎng)度不宜超過(guò)10m。在拆除臨時(shí)支護(hù)時(shí)先拆橫撐，要考慮異常因素，切口要求窄小，便于迅速焊接。豎直支撐要使收斂值、下沉值及其累積值都在設(shè)計(jì)允許值內(nèi)時(shí)，再進(jìn)一步拆除剩余中隔壁豎向支撐�，F(xiàn)場(chǎng)主要采用位移監(jiān)控量測(cè)附以壓力盒、應(yīng)力計(jì)等來(lái)判斷拆除各構(gòu)件的順序及安全度。

　　4.5仰拱施工

　　仰拱施工隨②、④部開挖及時(shí)跟進(jìn)，距離下臺(tái)階開挖面10米左右。

　　4.6二次襯砌施工

　　針對(duì)襯砌施工中隔墻受力狀態(tài)發(fā)生變化情況，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，初期支護(hù)收斂后，及時(shí)施作二次襯砌。襯砌施工首先檢查隧道斷面尺寸，鋪設(shè)土工布、防水板，防水板采用無(wú)損掛設(shè)，綁扎二次襯砌鋼筋，安裝接觸網(wǎng)預(yù)埋件，襯砌臺(tái)車模筑砼�；炷�土集中拌制，攪拌車運(yùn)輸，泵送入模，插入式振動(dòng)棒振搗。二次襯砌距離下臺(tái)階掌子面宜控制在30～50米范圍。