隧道開挖方案比選

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1、陜西定漢線坪坎至漢中（石門）高速公路交叉中隔壁(CRD)與兩臺階開挖方案比選中鐵十一局集團第一工程有限公司寶漢高速公路坪坎至漢中（石門）段PH-10標(biāo)項目經(jīng)理部二〇一四年八月五日交叉中隔壁(CRD)與兩臺階開挖方案比選一、交叉中隔壁法（CRD法）CRD法是在軟弱圍巖大跨度隧道中，先開挖隧道一側(cè)的一或二部分，施作部分中隔壁和橫撐，再開挖隧道另一側(cè)的一或二部分，完成橫撐施工的施工方法，主要應(yīng)用于Ⅳ級圍巖深埋軟質(zhì)巖、淺埋、偏壓地段以及Ⅴ級圍巖深埋地段的施工，Ⅴ級圍巖深埋段二型襯砌僅在必要時增設(shè)。1、CRD法施工工

2、藝流程左側(cè)上部開挖、出碴拆除底部臨時橫撐，底部開挖、出碴，接長臨時鋼架基底加固仰拱初期支護拆除臨時鋼架、仰拱襯砌仰拱填充施工下一工序圍巖監(jiān)控量測圍巖監(jiān)控量測測量放線左側(cè)拱部超前支護左側(cè)上部、上部中隔壁初期支護、橫支撐施工同時進行左側(cè)下部開挖、出碴右側(cè)拱部超前支護右側(cè)上部開挖、出碴超前地質(zhì)預(yù)報圍巖監(jiān)控量測右側(cè)下部初期支護,必要時架設(shè)底部橫撐右側(cè)上部、上部中隔壁初期支護、橫支撐施工同時進行右側(cè)下部開挖、出碴左側(cè)下部初期支護,必要時架設(shè)底部橫撐CRD法施工工藝流程如圖1所示。圖1CRD法施工工藝流程圖2、CRD法

3、施工工序說明圖4CRD法施工工序圖CRD法施工工序如圖4所示。（1）利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道側(cè)壁Ф50小導(dǎo)管及導(dǎo)坑側(cè)壁Ф50小導(dǎo)管超前支護。（2）機械開挖①部，人工配合整修；必要時噴5cm厚混凝土封閉掌子面；施作①部導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護，即初噴4cm厚混凝土，架立型鋼鋼架和I18臨時鋼架，并設(shè)鎖腳錨桿，安設(shè)I18橫撐；安裝徑向錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。（3）在滯后于①部一段距離后，機械開挖②部，人工配合整修，必要時噴5cm厚混凝土封閉掌子面，導(dǎo)坑周邊部分初噴4cm厚混凝土，接長型鋼鋼架和I1

4、8臨時鋼架，安裝鎖腳錨桿，安設(shè)I18橫撐，鉆設(shè)徑向錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。（4）在滯后于②部一段距離后，機械開挖③部，人工配合整修，并施作導(dǎo)坑周邊的初期支護，步驟及工序同①部。（5）在滯后于③部一段距離后，機械開挖④部，人工配合整修，并施作導(dǎo)坑周邊的初期支護，步驟及工序同②部。（6）在滯后于④部一段距離后，機械開挖⑤部，人工配合整修；隧底周邊部分初噴4cm厚混凝土；接長Ⅰ18臨時鋼架，復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。拆除下部橫撐，安設(shè)型鋼鋼架仰拱單元，使之封閉成環(huán)。（7）根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果分析，待初期支護收斂后，拆

5、除I18臨時鋼架及上部臨時橫撐。（8）利用仰拱棧橋灌筑部邊墻基礎(chǔ)與仰拱混凝土。（9）灌筑仰拱填充部至設(shè)計高度。（10）利用襯砌模板臺車一次性灌注部襯砌（拱墻襯砌一次施作）。一、兩臺階法1.開挖、支護順序說明（1）拱部超前小導(dǎo)管注漿預(yù)支護。（2）上臺階開挖。（Ⅲ）上臺階初期支護（安裝鋼拱架、掛網(wǎng)、安裝錨桿、噴射混凝土）。（4）下臺階開挖。（Ⅴ）下臺階初期支護（安裝鋼拱架、掛網(wǎng)、安裝錨桿、噴射混凝土）。（Ⅵ）澆筑仰拱。（Ⅶ）敷設(shè)土工布和防水板，采用模板臺車全斷面一次抹筑二次襯砌混凝土。（圖中阿拉伯?dāng)?shù)字代表開挖部

6、序，羅馬數(shù)字代表支護施工順序）。一、CRD與兩臺階開挖方法比選在保證安全施工的前提下，兩種開挖方法的比選應(yīng)從爆破難度、施工時間、后期初期支護、二襯施工等方面進行選擇。根據(jù)圍巖等級劃分的標(biāo)準(zhǔn)（BQ）,對巖體的單軸抗壓強度及巖體的裂隙程度進行實驗獲得結(jié)果后，可將Ⅴ級圍巖轉(zhuǎn)做Ⅳ級進行施工。1.爆破難度由前面的敘述可知，對于CRD開挖來說，簡而言之是將隧道的斷面劃分四個部分，各個部分按照“先支護，后開挖，快封閉，勤量測”的施工方法進行施工。對于兩臺階開挖方法，明顯增加了其開挖斷面的寬度。對于隧道爆破來說，兩臺階施工

7、增加了炮眼利用率，而斷面的寬度過小會降低楔形掏槽眼的爆破效果，從而增加了爆破成本，而對于隧道來說，違背了“向開挖要效益”的遵旨。2.施工時間根據(jù)《隧道施工技術(shù)規(guī)范》JTGF60-2001的要求，CRD施工首先應(yīng)在開挖噴射混凝土強度達到設(shè)計要求后再進行另一側(cè)開挖，且左右量測導(dǎo)坑開挖工作面的縱向距離不宜小于50米：臺階法施工時，下臺階在上臺階噴射混凝土強度達到設(shè)計強度的70%后即可開挖。因此臺階法施工大大節(jié)約了時間成本，從而提高了經(jīng)濟效益。3.初期支護及二襯下表是對CRD開挖和臺階法開挖初期支護及二襯每延米工程

8、量進行簡單的比較：Ⅴ級石質(zhì)淺埋及Ⅵ級二型初支二襯工程量對比名稱規(guī)格單位數(shù)量備注超前支護Ⅴ級淺埋鋼管φ50*5m52.6注漿水泥漿m32.1Ⅵ級二型超前錨桿φ22m156.5初期支護及二襯Ⅴ級淺埋開挖m3158.8早強錨桿砂漿錨桿φ22m118鋼拱架I22bkg2531.2連接板300*250*15kg326錨桿墊板150*150*10kg52.1螺栓螺母M70付73.9初支噴射砼m39.7二襯m316.4Ⅵ級二型