隧道CRD法施工指导性施工工法

序言CRD又称交错中隔法，在脆弱围岩大跨地道中，先开挖地道一侧的一或二部分，施作部分中近邻和横隔板，再开挖地道另一侧的一或二部分，达成横隔板施工；而后再开挖最初施工一侧的最后部分，并延伸中近邻，最后开挖节余部分的施工方法。主要应当于Ⅳ级围岩浅埋、偏压地段以及Ⅴ级围岩段的施工。工法特色CRD法施工是大跨度、脆弱围岩地道分部开挖、钢架支撑、仰拱先行施工方法的一种。CRD法一般上下分3层、左右双侧共6部施工。先开挖地道一侧的上、中层开挖及支护，施工横竖中近邻；待发射混凝土达到设计强度等级的70%后，进行另一侧的上、中层开挖及支护，施作横中近邻；最后开挖左右边底部，达成早期支护和中近邻，形成带有竖向中近邻和2层横向中近邻的网格状支护系统。最后，拆掉中近邻，施作仰拱、拱墙衬砌和填补。CRD法的每部开挖均形成环形封闭支护系统。其优、弊端为：长处：各部开挖及支护自上而下，步步成环，实时封闭，各分部封闭成环时间短，中近邻能有效的阻挡支护构造和收敛变形和下沉，在控制地面沉降和土体水平位移等方面优于其余工法。弊端：拆掉中近邻时风险较大；工序繁琐，施工速度较慢。合用范围Ⅳ级偏Ⅳ级浅Ⅳ级深项目V级偏压V级浅埋V级深埋压埋埋双线高速铁路合用合用可选可选可选合用200～350km/h工艺原理CRD法又称交错中近邻法，即在地道断面中部设置竖横中近邻，将断面分块，达到减小开挖跨度和降低开挖高度的成效。进行分部开挖，分块成环，化大为小，步步封闭，环环相扣形成全断面早期支护封闭构造的施工方法。同时在施工中，增强监控丈量，依赖丈量数据指导支护施工。5工艺流程及操作重点CRD法施工工艺流程图5-1CRD法施工工艺流程图超前地质预告丈量放线施工重点施工准备风、水、电管线敷设、施工便道、施工现场部署，机具设备、人员配置、资料装备、修筑防排水设备等。依据地质勘探资料和施工设计，详尽认识工程地质和水文地质状况，拟订相应的施工方法和举措，编制施工组织设计，拟订施工监测计划。超前小导管施工小导管采纳φ42的无缝钢管，钢管前端做成尖楔状，便于打插入孔中或直接打入，在管身前部2.0m范围内按梅花形部署，钻φ10mm的注浆孔，以便钢管进入基层后对围岩缝隙注浆。注入纯水泥浆时，水泥浆水灰比为1:～1:，水泥浆由稀到浓渐渐变换，即先注稀浆，而后逐级变浓。为注浆后赶快开挖，采纳一般水泥或早强水泥并掺入必定量的水玻璃溶液，以缩短初凝、终凝时间。注浆采纳PF-40A型注浆，注浆压力。图5-2超前小导管施工工艺流程图地质检查浆液选择配比试验注浆设计现场试验注浆参数成效检查设备准备拟订施工方案进入施工施工准备择管材加工安装型钢钢架资料准备钻孔打小导管机具准备安孔口止浆塞连结止浆管浆液配置注浆开挖超前地质预告地道施工经过超前地质展望预告，可主动获得地质信息，实时发现异样状况。预告开挖眼前面不良地段的地点、规模和性质，为优化、完美设计、拟订科学、合理的施工方法供给地质信息依照。为施工提早做好准备，提早拟订方案，采纳相应的技术和安全举措，以保证施工的正常、安全进行。超前地质预告工作流程图见图5-3。图5-3超前地质预告工作流程图研究地质资料

施工准备拟订预告方案

预告分级异样段物探法中长距离预告地质剖析长距离预告深孔水平钻探法正常段异样段加红超地短距离预告深外前质地质综合判断地质预告报告炮探水雷孔测平达地质综合判断施工建议项目技术决议地道施工地质素描预告考证反应下循环预告CRD法洞身开挖施工步序：CRD法施工共将地道分为六部分，详细区分为见图5-4图5-4CRD法施工工序横断面系统径向锚杆（）L=4mΦ42超前小导管（L=3.5m）隧道中心Φ22定位锚杆（L=2m）42超前小导管（L=3.线5m）00136约横撑暂时钢架横撑锁脚锚杆L=4m0Φ22定位锚杆（L=2m）04约2456开挖①部1）利用上一循环架立的钢架施作地道侧壁及导坑侧壁42小导管超前支护。（2）开挖①部，（3）喷混凝土封闭掌子面。（4）施作①部导坑周边的早期支护和暂时支护，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立I20b型钢钢架和I18暂时钢架，并设锁脚锚杆，安设I18横撑。（5）钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。开挖②部1）在滞后①部一段距离后，开挖②部。（2）喷混凝土封闭掌子面。（3）导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，（4）接长型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆，依据实质地点状况，必需时安设I18横撑，（5）钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。开挖③部并施作导坑周边的早期支护和暂时支护，步骤及工序同1。开挖④部并施作导坑周边的早期支护和暂时支护，步骤及工序同2。（1）在滞后于④部一段距离后，开挖⑤部。（2）隧底周边部分初喷4cm厚混凝土。（3）接长I18暂时钢架，复喷混凝土至设计厚度。（4）安设型钢钢架之仰拱单元。开挖⑥部并施作导坑周边的早期支护，步骤及工序同5。并使型钢钢架之封闭成环。（1）依据监控量测结果剖析，待早期支护收敛后，拆掉I18暂时钢架及上部暂时横撑。（2）灌输Ⅶ部仰拱衬砌及矮边墙。灌输仰拱填补Ⅷ部至设计高度。利用衬砌模板台车一次性灌输Ⅸ部衬砌（拱墙衬砌一次施作）开挖注意事项开挖以前应依据施工图纸施做超前支护。开挖进尺应控制在~0.75m开挖后实时施做早期支护，尽早封闭成环。施工中随时关注中近邻下的地基稳固状况。增强施工中的监控量测工作，实时反应信息，以调整支护参数，及确立拆掉暂时支护的时间。暂时支护应在所有开挖和早期支护达成，并形成全断面环形封闭，且围岩变形收敛后进行。每次拆掉长度不该大于6m，并立刻进行仰拱施做。为了保证拆掉中近邻时的安全，可先施做仰拱、填补，而后拆掉中近邻。早期支护施工施工程序：开挖后初喷混凝土系统支护施工（锚杆、钢筋网、钢架）复喷混凝土至设计厚度。发射混凝土图5-5发射混凝土施工工艺流程图细骨料压缩空气速凝剂粗骨料工水砼搅拌发射机喷头作水泥面外加剂等1）发射混凝土原资料查验合格后方能使用，严格控制拌合物的水灰比，并常常检查速凝剂注入环的工作状况。发射混凝土的坍落度宜控制在8~13cm，过大混凝土会流淌，过小简单出现堵管现象。发射过程中应实时检查混凝土的回弹率。发射混凝土的回弹率：侧壁不该大于15%，拱部不该大于25%。2）发射混凝土拌合物的停放时间不得大于30min。3）一定在地道开挖后实时进行施作。发射混凝土厚度应预埋厚度控制标记，严格控制发射混凝土的厚度。4）发射前应认真检查发射面，若有松动土块应实时办理。发射机应部署在安全地带，并尽量凑近发射部位，便于掌机人员与发射手联系，随时调整工作风压。5）发射达成后应检查发射混凝土与岩面粘结状况，可用锤敲击检查。同时丈量其平坦度和断面。并将此断面与开挖断面对照，确认发射砼厚度能否知足设计和规范要求。当有空鼓、脱壳时，应实时凿除，冲洗洁净进行重喷，或采纳压浆法充填。6）在发射侧壁下部时，需将上半断面和发射时的回弹物清理洁净，防备将回弹物卷入下部喷层中形成“蜂窝”而降低支护强度。7）常常检查发射机出料弯头、输料管和管路接头，发现问题实时办理。管路拥塞时，一定先封闭主机，而后才能进行办理。8）发射达成后应先关主机，再挨次封闭计量泵、震动棒微风阀，而后用清水将机内、输送管路内残留物消除洁净。9）发射混凝土冬期施工时，洞口发射混凝土的作业场合应有防冻保暖举措；作业区的气平和混淆料进入发射机的温度均不该低于5°C;在结冰的层面上不得进行发射混凝土作业；混凝土强度未达到6MPa前，不得受冻。（10）发射质量检查①发射过程中检查发射表面能否有松动、开裂、下坠、滑移等现象，若有实时消除重喷。②喷体达必定强度后可用锤击听声，对空鼓脱壳处采纳凿除重喷的方法实时进行办理。③钻眼检查发射厚度能否切合设计要求，厚度不够处补喷。④实时测定回弹率，以指导下步施工。⑤作喷体试件进行发射砼强度试验，以检查其强度。原资料每盘称量的同意偏差表5—2序号资料名称同意偏差1水泥±2%2粗、细骨料±3%3水、外加剂±2%4纤维素纤维±2%锚杆施工1）锚杆钻孔利用开挖台阶搭设简略台架施钻，依照设计间距布孔；钻孔方向尽可能垂直构造面或初喷砼表面；锚杆孔比杆径大15mm，成孔后采纳高压风清孔。2）孔位应按设计部署，偏差小于10cm，孔深偏差±10cm；钻孔直径应大于锚杆直径15mm。3）钻孔自己成直线，方向沿地道周边径向，并尽量与岩面垂直，不得平行于岩层面打设锚杆。4）孔内注浆前一定进行清孔，顺锚杆孔用高压风消除孔内积水、岩粉、碎屑等杂物，免得孔道拥塞造成锚杆插不到位。5）沙浆应随备随用，在沙浆初凝以前应使用完。注浆用的砂一定用的方孔筛过筛。6）注浆压力控制在以内。注浆时将注浆管插入孔底，跟着浆液的注入渐渐拔出注浆管，直到孔口有浆液流出为止。7）锚杆插入长度不得小于设计长度，并加设垫板。（8）锚杆插入后不得任意敲击，三天内禁止悬挂重物。图5-6锚杆施工工艺流程图锚杆制作机械设备养护各项工前准备准备注浆资料锚杆孔位丈量放线锚杆钻机就位注浆设备就位钻孔角度定位钻锚杆孔锚杆孔清孔锚杆成孔检查注浆搅拌沙浆插入锚杆安装垫板钢架施工锚杆完工查收地道各部开挖达成出喷砼后，分单元实时安装钢架，利用系统锚杆及双侧锁脚锚管固定，纵向采纳钢筋连结，钢架之间铺挂钢筋网，而后复喷混凝土到设计厚度。钢架安装前把按设计加工好各单元钢架组织试拼，检查钢架尺寸及轮廓能否合格。在施工过程中需增强对钢架安装此后的监控丈量，必需时采纳有效举措进行加固，以防备拱顶钢架下沉。详细举措以下：1）增强对钢架的锁脚固定举措因为采纳分部开挖方法，拱部纲架安装后，钢架暂时不可以全面封闭成环，拱部钢架一定采纳锁脚举措，将钢架两底脚坚固锁定，以防备钢架下沉或两底脚回收，钢架锁脚采纳两根L=的Φ42锁脚锚管锁定，锚杆采纳钢花管，压灌水泥浆液进行锚固，如地质较差时，采纳加长锁脚锚管长度和再增设一根锁脚锚管以增强钢架的稳固。（2）钢架基础的加固为防备钢架下沉，视地质状况，必需时在拱部钢架底脚增设连续纵梁，纵梁采纳32槽钢，与钢架底脚采纳焊接连结，以增添钢架底脚的承力面积。图5-7型钢钢架施工工艺流程路初喷定位锚杆施工中线标高丈量消除底脚浮碴钢筋加工、质量查收与定位锚杆焊连定钢架预拼分部安装钢架加设鞍形垫块安装纵向连结筋挂钢筋网复喷混凝土围岩监控丈量3）实时发射混凝土进行覆盖钢架安装达成后，实时进行发射微纤维混凝土，发射时分层、分段进行，钢架应所有被发射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm。（4）防备施工过程中的碰撞和破坏机械开挖时，为防备发掘机等大型机械队已支护好钢架进行碰撞和冲击，造成钢架破坏，所以，开挖时，要委派专人对开挖作业进行指挥，严格限制机械作业界线，以防备碰撞钢架。挂网施工下一循环施钢网挂焊喷工筋片混准加制网联凝备工作土图5-8钢筋网片施工工艺流程图1）钢筋网使用前要除锈，在洞外分片制作好后，运输至洞内。2）钢筋网宜在初喷混凝土后挂设，使其与发射混凝土形成一体，初喷混凝土的厚度宜不小于4cm。3）钢筋网搭接长度应为1～2个网格边长。4）发射混凝土时，应调整喷头与受喷面的距离、发射角度，以减少钢筋振动，降低回弹，并保证钢筋网发射混凝土保护层厚度不小于4cm。5）发射时若有零落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应实时消除。监控丈量监控丈量工作一定紧接开挖、支护作业，应按设计要求进行布点和监控，并依据现场施工状况实时调整丈量项目和内容，量测数据应实时剖析办理，并与工程类比法相联合，实时调整支护参数或施工决议。监测项目监测项目分为必测与选测两部分，详细见下表：表5-3监控量测必测项目序号监测施工测试方法和仪器测试精度备注1洞内、外察看人工察看、地质罗盘2净空变化收敛计一般进行水平收敛量测全站仪1mm一般进行三维多点量测3拱顶下沉水平丈量，水平仪、铟钢尺4沉降缝双侧底板不水平丈量，水平仪、铟钢尺沉降缝双侧底板5平均沉降（或仰拱填补层面）沉降洞口段与路基过渡水平丈量，水平仪、铟钢尺洞口底板（或仰拱填补层面）6段不平均沉降观察水平丈量，水平仪、塔尺与洞口过渡段的沉降地表下沉浅埋地道必测（H0≤2B）表5-4监控量测选测项目序号监测施工测试方法和仪器测试精度备注1地表下沉水平丈量、水平仪、塔尺0.5mmHo＞2B时2隧底隆起水平丈量、水平仪、钢尺0.5mm3渗水压力渗压计、频次接收仪4围岩内部位移多点位移计、频次接收仪0.1mm5围岩压力压力盒、频次接收仪6二次衬砌接触压力压力盒、频次接收仪7钢筋受力钢筋计、频次接收仪8发射混凝土压力混凝土应变计、频次接收仪9锚杆杆体应力钢筋计、频次接收仪10二次衬砌内应力混凝土应变计、频次接收仪11爆破振动观察爆破振动记录仪、振动器邻近建筑物12围岩弹性波速度弹性波测试仪注：1、Ho---地道埋深；B---地道最大开挖宽度丈量结果剖析现场量测所获得的原始数据，不行防止的会有必定的失散性，此中包括着丈量偏差。所以，应付所测数据进行必定的数学办理。数学办理的目的是：将同一量测的各样量测数据进行剖析对照、互相印证，以确立量测数据的靠谱性；探究围岩变形或支护系统的受力随时间变化的规律，判断围岩的早期支护系统稳固状态。在获得监测数据后，实时由专业监测人员真谛剖析监测数据。联合围岩、支护受力及变形状况，进行剖析判断，将实测值与同意值进行比较，实时绘制各样变形或应力～时间关系曲线，展望变形发展趋势及围岩和地道构造的安全状况，并将结果反应给设计、监理、从而实现动向设计、动向施。当前，回归剖析是量测数据数学办理的主要方法，经过对量测数据回归剖析展望最后位移值和各阶段的位移速率。详细方法以下：1）将量测记录实时输入计算机系统，依据记录绘制中横断面地表下沉曲线和洞内各测点的位移u-时间t的关系曲线，见图5-9u（mm）u（mm）正常曲线失常曲线at（d）bt（d）图5-9位移U-时间的关系曲线2）若位移-时间关系曲线如上图中b所示出现失常，表示围岩和支护已呈不稳固状态，增强支护，必需时暂停开挖并进行施工办理。3）当位移-时间关系曲线如上图中a所示趋于缓和时，进行数据办理或回归剖析，从而计算最后位移值和掌握位移变化规律。4）各测试项目的位移速率显然收敛，围岩基本稳固，进行二次衬砌的施作。监控量测围岩稳固性的综合鉴别，应依据量测结果按以下方法进行。（1）按变形管理等级指导施工，见表5-5。管理等级管理位移施工状态ⅢU＜U/3可正常施工0ⅡU0/3≤U≤2U0/3应增强支护ⅠU≥2U0/3歇工，采纳特别举措后方可施工注：U为实测位移值；U0为最大同意位移值（2）依据位移变化速度鉴别净空变化速度连续大于d时，围岩处于急巨变形状态，应增强早期支护。水平收敛（拱脚邻近）速度小于d，拱顶下沉速度小于d，围岩基本达到稳固。在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等状况下，应采纳监控量测剖析鉴别。3）依据位移时状态曲线的形态来鉴别当围岩位移速率不停降落时（du2/d2t＜0），围岩趋于稳固状态；当围岩位移速率保持不变时（du2/d2t=0），围岩不稳固，应增强支护；当围岩位移速率不停上涨时（du2/d2t＞0），围岩进入危险状态，一定立刻停止掘进，增强支护。围岩稳固性鉴别是一项很复杂的也是特别重要的工作，一定联合详细工程状况采纳上述几种鉴别准则进行综合评判。6施工资料与机具设备施工资料施工资料所用资料的规格、性能切合设计及规范要求，并经检测合格后方可使用。其主要资料有：序号资料名称1粗骨料2细骨料3水泥4粉煤灰5外加剂

表6-1主要资料表型号规格备注级配碎石依据现场及试验确立中粗砂依据现场及试验确立依据现场及试验确立Ⅱ级依据现场及试验确立依据现场及试验确立6水玻璃7钢筋8纤维素9中空锚杆10沙浆锚杆11锚杆托板12型钢13无缝钢管14防水板15无纺布缓膨性遇水膨胀止水带17背贴式橡胶止水带18中埋式钢边止水带19L-600闭孔泡沫朔料板20双组份聚硫密封胶214mm厚自粘式防水层22接触网预埋件23高密度碳素管24地道内标记机具设备

模数m=～浓度BE′=30～40纤维素纤维2520150×150×6mmPVC400g/m2P-201（15×18）300×8×R16（300×8×30）350×8×R20双面自粘橡胶沥青防水卷材HTA52/34-Q￠100/￠80HDPE电光标记

依据现场及试验确立依据现场及试验确立试验确立依据设计确立依据设计确立厚度大于2mm依据设计确立依据设计确立依据设计确立依据设计确立依据设计确立依据设计确立依据设计确立依据设计确立依据设计确立表6-2机具设备表序号设备名称规格单位数目1轴流式通风机Jan-90台12低压变压器400KvA台13高压风机20m3/min台34凿岩台车自制台15管棚钻机MKG-5S台26风动凿岩机YT-28台127发掘机320型台18装载机Z5型侧翻台19自卸车10m3台410锚杆钻机MZ165台411混凝土搅拌机JZC500台112混凝土发射机TK-961台413搅拌运输车8m3台214注浆机BW-250/50台2质量控制严格按设计、规范要求施工。严格控制质量及半成品加工质量。所有进场原资料一定经过查验，合格后允许使用。原资料的堆放及储藏应知足有关规定的要求。混凝土严格依照配合比施工，计量偏差知足规范要求，缩短运输寄存时间，随陪伴用。钢构件按1:1大样加工，加工时尽量减小热变形，加工完用模具查验校订，焊点强度应严格把关管。泵送混凝土应严格控制坍落度损失，禁止私自加水，外加剂严格计量。增强施工管理工作建立特意的质检小组，严肃质检程序，奖罚分明，质量不合格者一定返工。做好超前地质预告工作，以指导施工。超前支护严格依照设计及规范要求施工。必需时可提升明前支护参数。开挖按光面爆破施工，严格控制进尺，并将超挖控制在规范同意范围以内。喷锚支护应严格按规范要求控制施工。增强监控丈量，实时反应信息，提升应变能力。安全举措开始施工前，一定对施工工艺中存在的危险源进行辨别并编制安全风险管理实行方案，并拟订相应的应急方案。施工机械使用、操作人员条件、检修养护、各样专业施工机具和料具、施工用电、特别环境中作业等应严格履行《铁路工程施工安全技术规程》（TB10401）。施工过程中一定对施工人员增强安全技术交底，特别工种一定经考试合格此后方能上岗。在推行技术和使用新式机械设备时，应付职工进行再培训和安全教育；进洞人员一定戴