土木在线论坛 \ 道路桥梁 \ 隧道工程 \ “CRD法”及“双侧壁导坑法”在小净距、大断面隧道施工中的应用

“CRD法”及“双侧壁导坑法”在小净距、大断面隧道施工中的应用

发布于:2023-02-20 10:45:20 来自:道路桥梁/隧道工程 [复制转发]

摘要


为了满足道路技术标准、当地人文环境、保护生态环境以及美观的需要,高速公路与城市道路采用了较多高架桥梁和隧道通行方案,但由于受到地形、地貌、地质条件的限制,不少地段需设置小净距、大断面隧道。目前“CRD法”及“双侧壁导坑法”在小净距、大断面隧道施工中尚不多见,因此该技术的研究对同类项目的施工具有一定的指导意义。


【关键词】小净距大断面施工技术



一、小净距、大断面隧道


1.1

小净距隧道


小净距隧道是指并行双洞之间的距离较小,在隧道设计施工中必须考虑双洞相互影响的隧道设置形式。


道路选线时上、下行隧道往往受地形限制,使得两相邻隧道的最小净距不能满足设计规范的要求,此时应设置小净距隧道或连拱隧道。


小净距隧道双洞的中夹岩柱宽度介于连拱隧道和双线隧道之间,一般小于1.5倍隧道开挖断面的宽度(表1)。



1.2

大断面隧道


目前,对大断面判断的标准较多,主要以国际隧道协会和日本的判断标准为主(表2)。


1.3

连拱隧道


并行双洞之间无中夹岩柱,两洞结构共用中隔墙的隧道设置形式。


1.4分离式隧道


并行双洞之间的距离较大,在隧道设计施工中不必考虑双洞相互影响的隧道设置形式。


二、工程概况


某隧道工程位于湖南省张家界市,该隧道形式为分离式小净距大断面隧道(小净距间距约为15 m)。隧道洞门为端墙式和削竹式,隧道净宽15.125 m、净高7.815 m,隧道净断面约160 m2。西线隧道全长307.77 m(其中,进口明洞15 m、暗洞271 m、出口明洞21.77 m;Ⅳ级围岩212.87 m、Ⅴ级围岩94.9 m;隧道最大埋深约62 m)。东线隧道全长320.18 m(其中,进口明洞23.48 m、暗洞276 m、出口明洞20.7 m;Ⅳ级围岩234.17 m、Ⅴ级围岩86.01 m;隧道最大埋深约66 m)。


该隧道地貌属于构造剥蚀作用形成的中低山地貌,隧道段内地形起伏大,山高坡陡,冲沟发育,冲沟走向南北向,呈“V”字形沟谷,地形地貌复杂。山坡面林木密集,主要为松木及灌木丛,通行困难。


区域资料显示隧道段没有断层穿过,区域构造稳定性较好。区内新构造运动主要表现为既间歇性抬升运动。根据岩石坚硬程度、岩体完整程度和基本质量指标BQ综合分级为Ⅳ、Ⅴ级围岩。


三、隧道施工重、难点


3.1

解决围岩扰动影响


据《公路隧道施工技术细则》(JTG/TF 60-2009)条文说明介绍:双洞开挖时,后行洞靠先行洞侧的围岩实际上处于悬空状态,这部分围岩经先行洞爆破开挖已扰动过一次,如果后行洞的施工方法不当,可能对围岩造成严重的二次扰动,并导致先行洞洞壁破坏。


查阅相关设计与施工规范,借鉴现有的施工经验,并结合隧道实际情况,我们采取两相邻隧道施工在前后错开100 m以上距离为安全施工作业距离,这样,爆破作业施工对邻洞围岩扰动影响不大。


3.2

控制大断面隧道开挖的安全隐患


根据前期勘测资料及设计文件所掌握的项目实际情况,本隧道工程断面相对较大,围岩主要为Ⅴ级和Ⅳ级,综合考虑安全、质量、进度、成本,比较多种施工方法,优选出了“CRD”法和“双侧壁导坑”法为主要开挖施工方法,该施工方法能最大程度降低施工安全风险。


四、“CRD法”及“双侧壁导坑法”


隧道工程开挖施工主要为循环施工作业,主要工艺流程如下:


测量放样→台车就位→超前支护→钻孔→装药起爆→通风、排险→初喷混凝土→出碴→拱架、锚、网、喷支护→下一循环。


中隔壁法(CD法)或交叉中隔壁法(CRD法)及双侧壁导坑法适用于地质差、断面大、地表下沉有严格要求的情况。


4.1

CRD法


中隔壁法也叫CD法,主要用于地层较差和不稳定岩体、且地面沉降要求严格的地下工程施工,当CD法不能满足要求时,可在CD法基础上加设临时仰拱,即所谓的交叉中隔壁法(CRD法),是将隧道断面分成左右两个导坑开挖,左右导坑部分均分两层开挖(图1)。


图片


CRD法的施工组织顺序是:


(1)左侧导坑先行分台阶法开挖,交错掘进,开挖面前后距离错开3~5 m左右,采用人工配合小型挖掘机或弱爆破开挖(图2)。

图片


(2)右侧导坑后行分台阶法开挖,与左侧导坑拉开≥30 m的距离。左右导坑外侧拱部均设超前Φ25 mm中空注浆锚杆,开挖后立即对洞壁初喷混凝土并进行掌子面封闭、架设钢拱架、挂网、打Φ25 mm中空注浆系统锚杆、喷混凝土至设计厚度。左右导坑钢拱架一一对应、紧密相连,使之封闭成环。


(3)左右导坑开挖完成后,拆除一段临时钢架支撑,浇筑仰拱及仰拱填充;其与右侧导坑下台阶开挖作业面拉开距离10 m。拆除时,在进行支护变形观测指导下,用火焰切割法分小段拆除内壁钢支撑。


(4)二次衬砌紧跟。仰拱及仰拱填充施作后,采用模板台车整体浇筑拱墙全断面二次衬砌,尽早将二衬封闭成环。


隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则,各分部采用机械开挖或小炮爆破,每循环进尺最大不超过2 m;工序变化处均按设计要求设Φ50 mm锁脚钢管;钢架之间纵向连接

钢筋及时施作;每段临时钢架支撑的拆除不超过10 m。


分部开挖由于断面小,出碴采用人工配合小型挖掘机将弃碴弃至下断面后再装载机装碴,自卸汽车运至洞外。


“CRD法”施工工艺流程图”如图3。

图片


(5)中隔壁的拆除,一定要等围岩变形稳定后才能进行,这是考虑到如果过早拆除中隔壁,该处围岩会加速变形,最终导致失稳、坍塌。一次拆除长度应根据量测数据分析慎重确定,拆除后应立即施作二次衬砌。


(6)Ⅵ级围岩自稳性差,易坍塌,必须采用适当预加固措施,经处治后,才能保证结构和施工的安全。


4.2

双侧壁导坑法(又称眼镜工法)


将隧道断面分成左右两个侧壁坑和中洞核心三大部分开挖。侧壁坑和中洞核心部分均分两层开挖(图4)。

图片


双侧壁导坑法施工组织顺序是:


(1)左侧导坑先行分台阶法开挖,交错掘进,开挖面前后距离错开4~6 m左右,采用人工配合小型挖掘机或弱爆破开挖(图5)。

图片


(2)右侧导坑后行分台阶法开挖,与左侧导坑拉开不小于10 m的距离。两个侧壁导坑外侧拱部均设超前Φ25 mm中空注浆锚杆,开挖后立即对洞壁初喷混凝土并进行掌子面封闭、架设钢拱架、挂网、打Φ25 mm中空注浆系统锚杆、喷混凝土至设计厚度。


(3)中洞核心部分分两层开挖。在右侧导坑推进长度超过10 m后,中洞核心土上层开始掘进。先施作超前Φ25 mm中空注浆锚杆,然后开挖上层核心土。中洞上层核心土开挖后,立即初喷5 cm厚混凝土封闭围岩,然后架设拱部钢拱架,拱部钢拱架与双侧壁导坑边墙钢架一一对应,紧密相连,然后挂网、打Φ25 mm中空注浆系统锚杆、再复喷混凝土至设计厚度。


(4)中洞核心土下层开挖滞后于上层4~6 m。安设底部钢架使之封闭成环,复喷混凝土至设计厚度。


(5)中洞核心土下层开挖完成后,及时施作边墙、仰拱及仰拱填充;其与中洞核心土下层开挖作业面拉开距离10 m。


(6)二次衬砌紧跟。按设计意图,边墙、仰拱及仰拱填充施作后,拆除一段临时钢架支撑,采用模板台车整体浇筑拱墙全断面二次衬砌,尽早将二衬封闭成环。拆除时,在进行支护变形观测指导下,用火焰切割法分小段拆除内壁钢支撑。


隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则,各分部采用机械开挖或小炮爆破,每循环进尺最大不超过1 m;工序变化处均按设计要求设Φ50 mm锁脚钢管;钢架之间纵向连接

钢筋及时施作;每段临时钢架支撑的拆除不超过10 m。


分部开挖由于断面小,出碴采用人工配合小型挖掘机将弃碴弃至下断面后再用装载机装碴,自卸汽车运至洞外。


双侧壁导洞法施工工艺见“双侧壁导洞法施工工艺流程图”(图6)。

图片


五、小净距、大断面隧道施工的经验


(1)科学安排、合理组织、反复论证并结合工程实际制定切实可行的施工方案,并严格按照方案执行施工。

(2)小净距隧道严格控制两相邻隧道的开挖间距,并根据实时监控量测得到的数据及时调整。

(3)小净距隧道施工尽量避免两边掌子面和相邻岩面同时爆破作业。

(4)大断面隧道严格按照施工方案制定的开挖顺序,严格控制开挖尺寸,真正做到“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的十五字方针。

(5)各循环工序间要合理调度,减少因空间狭窄造成人为的施工干扰。

(6)现场必须严格控制各关键工序,实行自检、互检、终检相结合的质量检查机制。隧道施工开挖、立架、锚杆、锁脚、超前、防排水、二次衬砌、注浆等一系列关键工序必须牢牢把握,以免造成安全质量事故。

(7)隧道施工因地质、围岩等存在很多不确定的因素,需要现场施工作业实行信息化施工,及早发现安全及质量隐患,及时采取有效的预防措施。


内容源于川隧公众号,旨在分享,如有侵权,请联系删除


相关资料推荐:

高速公路隧道双侧壁导坑法开挖钢架大样图

https://ziliao.co188.com/d63321595.html


知识点:“CRD法”及“双侧壁导坑法”在小净距、大断面隧道施工中的应用


  • 阿巅2019
    阿巅2019 沙发

    非常不错的资料,谢谢楼主分享。。。。

    2023-03-12 15:29:12

    回复 举报
    赞同0
这个家伙什么也没有留下。。。

隧道工程

返回版块

2.95 万条内容 · 267 人订阅

猜你喜欢

阅读下一篇

特大跨度断面双侧壁导坑法施工导坑划分优化分析

摘要 为解决双洞 8 车道特大跨度隧道双侧壁导坑法施工中导坑尺寸偏小的问题,对导坑划分进行了优化。以厦门机场高速 公路巷东隧道工程为例,针对巷东隧道 V 级围岩浅埋段双侧壁导坑法施工中存在的导坑尺寸偏小、无法满足机械化施工操作 空间、工效低等问题,提出扩大导坑跨度、增加侧导洞及主洞的台阶步距,并借助有限元软件构建精细化三维模型,分别模拟了 优化前后双侧壁导坑法施工方案,分析了导坑划分调整前后围岩的变形控制效果及支护结构内力分布情况。计算结果表明,优化 方案条件下拱顶沉降及两侧收敛位移相对原方案分别减小了 44.8%和 57.6%;初支轴力和剪力变化幅度在 4%以内;初支弯矩 最大值降低了 32.5% 。最后,监测数据显示,隧道施工安全稳定,证明优化方案合理、可靠,而且加快了施工进度、节约了造价 。 

回帖成功

经验值 +10