浅埋暗挖隧道施工采用CRD工法详解.docx

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浅埋暗挖隧道施工采用CRD工法详解

大断面隧道CRD法导洞间横通道施工技术

摘 要 介绍北京地铁八号线二期出入段线大断面隧道采用CRD法施工时,为解决工期滞后问题，采取横通道方式从先行一侧导洞进入另一侧导洞的施工方法，增加了施工作业面，确保了预期目标，为CRD法施工大断面隧道增加作业面，加快施工进度提供了范例。

关键词 隧道开挖CRD法施工技术

1 工程概况

     北京地铁八号线二期02标段出入段线隧道为双线单洞马蹄形断面,该区段长度683．5m.隧道断面开挖尺寸8．801×11．912（m），隧道覆土厚度5．3～12m,纵坡2‰、7‰、30‰。

隧道开挖采用CRD法施工，共4个导洞。

导洞台阶法开挖，初期支护为主筋Ф28钢格栅+Ф22连接钢筋+Ф6钢筋网片+350mm厚C25喷射混凝土结构,格栅间距50cm.

     隧道自上而下依次是粉质黏土素填土、建筑垃圾杂填土、粉质黏土、粉土、细砂、粉质黏土、黏土、粉土等地层，其中隧道施工所触及的土层有细砂、粉质黏土及粉土层.

     隧道自上而下受潜水、层间水~承压水影响.潜水主要含水层为粉土、细砂,主要接受侧向径流及大气降水补给，以侧向径流和自然蒸发为主要排泄方式，水位埋深7．5～10．5m，水位处于隧道拱顶上1．5～3m；层间水~承压水主要赋存在粉土、细砂、粉土、细砂等地层，水位埋深18．7～25．2m，水位处于隧道仰拱以下0．5～3．5m。

潜水主要赋存在隧道上方的粉土及拱顶位置的细砂中,对施工影响很大。

2 施工难点

2．1 地层松散，稳定性差

出入段线区间隧道位于回龙观东北角，该区域原为沼泽地带,得益于城市发展，大量的回填土及垃圾土堆填于此。

据水准测量证实,该区域年沉降3～5cm，证明地层松散,土体稳定性差。

2．2 粉砂土极易出现流砂和坍塌

隧道拱顶范围粉土及细砂受潜水控制，施工中流砂严重;受管线影响，隧道马蹄形断面拱顶设计平缓,拱顶土体自然成拱力差,特别是粉砂位于拱顶范围,坍塌严重。

2．3 工期相当紧张

八号线二期计划2011年底通车运营，在工程实施期间，隧道采用两个竖井对头掘进,其中北侧掘进时地质水文情况相对较好，进度进展正常。

而南侧隧道掘进中3号导洞出现流砂、坍塌等问题进展十分缓慢,致使3号导洞滞后1号导洞82．5m。

此时3号导洞共计剩余146m，必须通过施工横通道的办法增加3号导洞正线两个施工作业面，才能同期完成剩余工作量。

若按照常规思路组织施工，将无法保证总工期。

3 施工方案及方法

     根据现场实际进展情况，为解决工期问题，采用自1号导洞开设横通道进入3号导洞正线后，再通过横通道侧壁开门向两侧施工3号导洞正线的施工方案。

3．1 横通道位置的确定

     在南侧1号、3号导洞之间选择横通道位置时，遵循以下原则：

（1）要避开地质水文情况较差的地段，宜选择在地质水文较好的地段。

（2）要避开对周围既有建筑物（高压铁塔）的影响。

     （3）各导洞均衡生产，注意导洞间安全距离。

     结合各导洞施工位置，经过施工及环境安全风险评估，横通道位置开设在两个高压铁塔之间的CDK0+423位置.此段地质较好，且避开高压铁塔位置，此位置处于南侧2号导洞后10m，距离南北两侧各73m,与各导洞均有安全距离，可形成3号导洞4号工作面均衡施工状态。

     横通道开设位置与环境关系见图1，横通道开设位置与各导洞关系见图2。

3．2 横通道选择

     横通道高度选择以全包3号导洞初期支护及临时仰拱，在横通道形成体系后，使通道范围内3号导洞初期支护体系与通道支护体系共同受力；通道选择平拱直墙形式，主要降低1号导洞进入3号导洞开设马头门上挑时带来的施工难度;横通道内宽度2m，并在中部设置临时横撑，可以有效减小开挖量，达到快封闭目的，降低土体扰动，控制沉降、变形；横通道采用统一矩形断面形式,并不随3号导洞弧拱，主要降低施工及格栅加工难度，通道与导洞弧拱多余部位采用喷射混凝土回填。

     横通道长6．366m，宽2．6m，高5．258m，采用C25喷射混凝土作为初期支护，厚度300mm，中部设200厚临时横撑。

3．3 正线1 导洞进入横通道马头门开设

（1）土体加固。

对横通道开设范围及其两侧2m范围的1、3导洞拱顶2m范围土体进行加固，加固自地面向下钻孔注浆，按照1m间距梅花形布置,注水泥浆液,浆液压力0．5～1．0MPa。

（2）马头门加固。

在1导洞横通道位置设置I20门框架进行马头门加固,并喷射砼250mm与1、3导洞临时中隔墙连接，加强马头门开设后1号导洞支护体系，防止马头门开设时1导洞侧向压力过大，造成1导洞初期支护变形、破坏。

     （3）检测点埋设。

横通道范围对应1导洞拱顶埋设沉降观测及收敛测点,采集初始数据，以便对横通道施工时对沉降、检测进行检测，信息化施工.

     （4）横通道上导洞马头门施工.破除横通道上导洞上台阶格栅位置的中隔壁混凝土，中部中隔壁部分混凝土预留，上挑直接开挖至第一榀格栅位置，边开挖边挂网喷射混凝土封闭。

上台阶开挖分三部分，分别为侧壁、侧壁及拱顶三步，第一榀格栅安装亦分三部分,并跟随开挖后安装、封闭;第一榀格栅喷砼后，即可留核心土依次开挖，至上台阶施工2m后，破除上台部分1、3导洞中隔壁预留混凝土及下台阶两侧混凝土，预留下台阶中部混凝土，下台阶第一榀格栅只施工两侧壁,暂不施工横隔板,等后续横隔板施工2m后，再进行施工。

施工顺序见图3.

     （5）横通道下导洞马头门施工.横通道上导洞台阶距离保持2m，施工至端头墙封闭后,再进行下台阶马头门施工，下导洞马头门开设与上导洞下台阶方法相同。

具体施工方法见图4。

3．4 横通道进入3 导洞马头门开设

     横通道开挖完成后，按照一般正线马头门开设方式施工3导洞，具体如下：

（1）同时安装横通道内3导洞3榀格栅，并与1号导洞格栅连接牢固，喷射混凝土封闭。

（2）3导洞马头门及正洞先施工一侧，待一侧导洞完成5m后,方可施工另一侧。

     （3）按照3号导洞正线格栅位置，破除横通道侧壁混凝土,嵌入格栅并封闭，破除上台阶范围的横通道侧壁混凝土,施工上台阶5m后，封闭掌子面,施工下台阶，并确保上下台阶距离控制在2～3m。

3．5 监控量测

     横通道施工共计7d，地面、洞内、高压铁塔、管线监测数据处于受控状态，施工状态良好。

4 施工效果

     采用横通道方式由先行一侧的导洞进入另一侧导洞，增加两个施工作业面,在出入段线区间实施中发挥了重要作用。

从通道施工至164m导洞完成，仅用时37d,比原计划两个作业面施工提前32d，而后续4号导洞借鉴3号导洞成功经验，也采取了自2导洞进入4导洞方案，使隧道各导洞施工进度加快，有效利用了隧道内各导洞时间及空间效应，提前完成初期支护任务。

     导洞之间横通道段施工技术的成功应用，具有广泛的推广意义,特别是在地铁建设处于城市中心地带，由于征地拆迁难度加大，可利用空间有限，工期压力紧的情况下，合理利用已成型导洞或隧道进入另一导洞或另一单线隧道施工,为加快施工进度，解决工期问题提供了一个途径。

文章来源：

《铁道建筑技术》原作者：

王路路

1）  shallowexcavationCRDmethod 

浅埋暗挖CRD法

2）  Shallowtunnelconstructionmethod 

浅埋暗挖法

例句〉〉

3）  shallowtunnelingmethod 

浅埋暗挖法

1。

AccordingtotheengineeringcharacteristicsofundergroundpedestrianpassagewayinWuhantheatrewithshallowburialdepthandactionsoffrequentmovingloadstheapplicationsofopen—cutmethod，pipejackingmethod,shielddrivingmethodand shallowtunnelingmethod areanalyzed.

针对武汉剧院地下人行通道工程埋深浅、路面活载作用频繁的特点,对明挖法、顶管法、盾构法和浅埋暗挖法进行了分析,根据工程特点及难点，确定采用浅埋暗挖法施工，并介绍了其具体施工方法,为类似工程提供参考借鉴.

2.

Thismethod,whichcombines“top-downmethod”and“shallowtunnelingmethod”，possessestheadvantages,suchaseconomization,safetyandrapidconstruction,ect，anditcanbeappliedtolargeundergroundengineeringintheflourishingareaofcity。

“暗挖逆筑法”在暗挖条件下进行逆筑施工，有机地结合了“逆筑法”和“浅埋暗挖法”,具有经济、安全、施工速度快等特点，能较好地适用城市繁华地区大型地下工程的施工。

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4）  shallowtunnellingmethod 

浅埋暗挖法

1。

ZhangZizhongstationonmetroline5inBeijingisalarge—spanembeddedmetrostation，andisconstructedwithshallowtunnellingmethod whichneedstocontrolthesettlementoffreesurfacestrictly.

北京地铁五号线张自忠路站为大跨暗挖车站，采用浅埋暗挖法施工,对地表沉降控制要求严格。

2.

Thepithandmarrowofthismethodisthecombinationofboththetraditional"coverandexcavationup—downmethod”andthe"shallowtunnellingmethod”，thelatterisused：

forconstructingbeamfoundation.

北京地铁天安门东站柱下梁式基础盖挖逆作法的精髓是：

把传统的“盖挖逆作法”和“浅埋暗挖法”进行了有机的结合，并在暗挖条件下成功地运用了“柱下梁式基础”型式。

3.

ZhangZizhongstationonmetroline5inBeijingisalarge—spanembeddedmetrostation,andisconstructedwithshallowtunnellingmethod whichneedstocontrolthesettlementoffreesurfacestrictly。

北京地铁五号线张自忠路站为大跨暗挖车站，采用浅埋暗挖法施工，对地表沉降控制要求严格。

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5）  miningmethodforshallowtunnels 

浅埋暗挖法

例句>〉

6）  shallowminingmethod 

浅埋暗挖法

1.

ApplicationofShallowMiningMethodtoShihuangTunnelinChongqing; 

浅埋暗挖法施工技术在重庆石黄隧道的应用

2.

Reasons，RegularityandControlMeasuresofGroundSettlementduetoTunnelExcavationbyShallowMiningMethod;

浅埋暗挖法隧道施工引起地面沉降的原因规律及控制措施

3.

TakingthesubwaytunnelofTheater—ScienceBuildingSectioninShengzhenCityasanexample，thearticleintroducesthemonitoringmeasurementtechniqueintheconstructionofsubwaytunnelby shallowminingmethodatmoisture-richsoftstratum，andprovidessomeregularconclusionstothesimilarprojectforreference.

文章以深圳地铁大剧院—科学馆区间隧道为例,对在富水软弱地层中采用浅埋暗挖法施工地铁隧道的监控量测技术进行了介绍，并提出了一些规律性的结论,可供类似工程参考。

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CD法和CRD法对变形的控制上有什么不同？

原来好像听老师讲过说CRD法对水平变形控制较好，CD法对竖直变形控制较好，记不大清了，有人能帮解释下吗？

高铉清

2010—06—1600:

51

CRD垂直沉降都应该好。

mjq240301

2010-06—1608：

11

CD法与CRD法的联系:

中隔壁法（CD法）可适用于Ⅳ～Ⅴ级围岩的浅埋双线隧道；交叉中隔壁法（CRD）可适用于Ⅳ～Ⅵ级围岩浅埋的双线隧道或多线隧道。

CD法与CRD法的区别：

1、开挖顺序：

CD法先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁墙，然后再开挖另一侧的施工方法；CRD法先开挖隧道一侧的一或二部分，施作部分中隔壁和横隔板，再开挖隧道另一侧的一或二部分,完成横隔板施工，然后再开挖最先施工一侧的最后部分,并延长中隔壁，最后开挖剩余部分的施工方法。

2、临时支护：

CD法是用钢支撑和喷射混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法，一般临时仰拱没有横撑;CRD法用隔壁和仰拱把断面上下、左右分割进行开挖的方法,是在地质条件要求分部开挖及时封闭的条件下采用的，一般临时仰拱有横撑。

CRD和CD法的区别是在施工过程的每一步，都要求用临时仰拱（横撑）闭合。

CRD法的临时支护较CD法要求高. 

隧道CRD法施工技术的应用

2013-11—1115：

55：

27 来源：

XX文库

以新建宜河高速公路第4合同段都甘隧道隧道施工为例，介绍大跨度隧道采用CRD法的施工技术及具体步骤，论述了施工要点及超前地质预报方法. 

　　1.工程概况

　　新建宜河高速公路第4合同段都甘隧道位于德胜镇境内都甘村附近，全长1217m。

里程：

左线ZK43+928～ZK44+513，右线K43+930～K44+562。

隧道左线ZK44+158~+289、右线K43+165～+293段共259米为Ⅴ级围岩,隧道穿越地层围岩岩性以三叠系砂质板岩及变质砂岩为主,弱风化，强卸荷，结构面发育，以层理为主，面多张开，走向与洞向夹角35~40°，垂直及水平埋深小，节理发育,围岩破碎，裂隙水发育，围岩稳定性差，为确保施工的安全，确保隧道二次衬砌的质量，该类围岩地段隧道开挖按CRD法施工.

　　2.CRD工法的特点

　　CRD工法又名“交叉中隔壁工法”。

该方法以地层预加固为前提，以锚、网喷支护为基础，充分发挥加固后的地层与初期支护体系共同受力,承受外部荷载，以监控量测手段指导施工,控制初期支护结构的拱顶沉降和收敛,确保开挖洞室的安全。

该工点具有以下特点：

　　CRD法充分利用了中隔壁和临时仰拱的支撑作用，并辅以超前注浆小导管超前支护、挂网和钢架喷砼等支护手段，由于CRD工法在掘进时对隧道围岩扰动小,提高了大断面隧道开挖的安全。

且该工法具有结构简单，施工安全可靠，构件拆装方便、灵活，经济效益显著。

　　该工法采用的支护系统与围岩形成一个整体，能很好的适应围岩不同状况的变化,充分发挥了围岩的自稳性，提高了隧道施工的安全性。

　　建立围岩支护结构监控量测系统,随时掌握施工过程中的动态变化,应用监控量测等信息化管理方法指导施工，合理安排，调整施工工艺和修改设计参数，使整个施工过程处于受控状态。

　　3。

CRD工法施工方法及施工步骤

　　CRD工法遵循“小分块、短台阶、多循环、快封闭”的施工原则，自上而下步步为营，分块成环，随挖随撑，及时做好初期支护。

并待初期支护结构的拱顶沉降和收敛已经稳定后，自下而上拆除初期支护结构中的临时中隔壁墙及临时仰拱,再施做外包防水层，施作二次衬砌结构.

　　CRD法施工分四部开挖支护，施工过程中加强对拱脚处理，每侧拱脚均设2根锁脚锚杆,采用φ42钢管，长度4.5m.隧道施工中严格控制临时支撑每次拆除长度，并根据现场监测情况进行适当调整；隧道初期支护及二次衬砌背后均回填注浆，注浆管预埋,注浆压力要控制适当；施工中必须根据监控量测及施工观测等反馈信息及时调整参数及施工方法,并及时闭合仰拱，以减少其临空时间，确保施工安全及控制地面沉降。

　　施工中严格控制开挖进尺,避免冒进.用多台激光指向仪控制开挖中线及水平，确保开挖断面圆顺，开挖轮廓线充分考虑施工误差、预留变形和超挖等因素的影响。

　　开挖过程中加强监控量测，当发现拱顶、拱脚和边墙位移速率值超过设计允许值或出现突变时，应及时采取加固措施或改变施工方法和支护参数。

　开挖轮廓经尺寸检查满足设计要求,即开始初喷砼，并在拱部范围内施做拱部砂浆锚杆。

满铺钢筋网片要铺设平顺,经检查符合要求后，即进行喷射混凝土封闭.喷射时由拱脚自下而上进行，保证混砼喷射密实，不留空洞.

　　3。

1CRD法施工工序图

　　第一步：

右上断面开挖支护

　　第二步：

右下断面开挖支护

　　第三步：

左上断面开挖支护

　　第四步:

左下断面开挖支护

　　第五步：

隧道仰拱二次衬砌及底板回填层施工

　　第六步：

隧道拱墙二次衬砌施工

　　3。

2CRD法纵向施工工序断面图

　　隧道CRD法施工工序纵断面图

　　4.监控量测及超前地质预报

　　4。

1监控量测

　　施工中加强监控量测对准确判定围岩的安全状态、合理确定二次衬砌的施作时机非常重要。

同时通过监测数据的反馈分析,可验证施工设计的科学性和合理性，以及施工方法、支护方案的可行性，以便及时、准确地调整支护参数,修正施工方法及施工程序，确保施工安全。

　　隧道监控量测的项目及内容为围岩和支护状态观察、浅埋段地表下沉、周边位移、拱顶下沉。

　　1）洞内观察：

开挖面观察内容：

岩层种类和分布情况，岩层强度、风化和变质情况;节理裂隙发育程度和方向性、填充物的性态；断层的位置、走向和破碎程度；开挖面稳定状态，拱部有无围岩剥落和坍塌现象；涌水位置、涌水量、涌水压力和水质。

已施工地段观察内容：

有无锚杆拉断，托板松动或陷入围岩的现象；喷射砼是否产生裂缝、剥离和剪切破坏;钢架变形、压屈位置和状态,钢架与喷射砼粘结情况；二次衬砌变形、开裂和破坏情况；漏水大小和范围；有无底鼓现象。

　　2）地表观察内容:

在浅埋或洞口附近施工时，对地表下沉、开裂、滑移、边坡及仰坡的稳定以及地表水渗透、地表建筑物安全状况进行观察。

　3）净空变形量测：

根据变形值、变形速度、变形收敛情况等用以判断围岩稳定性、初期支护设计和施工方法的合理性、模筑二次衬砌时间.

　　4）测点布置：

初期支护施作后，用风钻凿φ40mm、深200mm的孔，用1:

1砂浆填满再插入测点固定杆，尽量使同一基线的两测点固定在同一水平线上，待砂浆固后即可进行量测工作。

　　5）量测方法:

采用SL—2型收敛计监测。

在施工过程中，Ⅳ、Ⅴ级围岩地段设置3条基线。

基线在横断面上的布置见下图.

　　6）拱顶下沉量测:

监测拱顶的绝对下沉值，掌握断面变化情况,判断拱顶的稳定性。

拱顶下沉量测测点和地表下沉量测断面应在相应里程处,即每10m布设一个量测断面。

隧底隆起观测点布设在仰拱中心，与拱顶下沉观测点在同一量测断面上。

测点用风钻打眼埋设好固定杆，并在外露杆头设挂钩。

测点大小适中,若测点过小测量时不容易找到，若测点过大爆破时容易损害。

支护结构施工时要注意保护观测点,一旦发现测点被埋或损毁，要尽快重新设置，保证量测数据不中断。

　　拱顶下沉量测测点，一般布置在拱中和两侧拱腰,每断面布置三点，当受通风管限制或遇到其它障碍时，可适当移动位置。

　　测量方法：

采用精密水准仪、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉，精度可达1~2mm,量测时用一把2~6m长的挂钩式钢尺挂上即可.

　　地表下沉量测:

判断隧道开挖对地表产生的影响及防止沉陷措施的效果。

隧道浅埋地段地表下沉的量测测点尽量设在隧道中线上，并与拱顶下沉测点设在同一断面上。

为准确掌握地表沉降范围，在与隧道中线垂直的横断面上左右各25m范围内布置测点，间距一般为5m,每个断面11个测点。

　　7）量测数量的处理与反馈

　　及时对现场量测数据绘制时间-位移曲线和空间关系曲线。

当位移—时间曲线趋于平缓时，进行数据处理、回归分析,推算最终位移和掌握位移变化规律；当位移-时间曲线出现反弯点时,表明围岩和支护已呈不稳定状态,此时增加量测频率、密切监视围岩动态,并加强支护，必要时暂停开挖.

　　4.2地质预报

　　1）隧道开挖面地质素描法

　　地质预报人员对隧道开挖面的地质状况作如实的调查和编录,采集必要的数据，具体包括:

开挖面地层、岩性、节理发育程度、受构造影响程度、围岩稳定状态等进行编录。

　2）TSP203超前地质预报

　　采用TSP203隧道地质超前预报系统,预测掌子面前方100m至200m范围不良地质，包括断层、特殊软岩、溶洞、暗河和岩溶陷落柱,通过专用数据处理软件进行处理，从而准确预报掌子面前方及周围区域的地质情况.

　　测量时在隧道边墙上布置爆破孔和接收器孔，将传感器套管借助风钻安置在接收孔中。

隧道每开挖100m预报一次，预报作业安排在交接班期间完成，每次预报时间不超过2小时.安装接收器，然后逐孔爆破，同时接收地震波信号。

为保证预报准确，采集数据时隧道掌子面停止作业。

　　根据地质条件的变化，对测量布置进行相应调整，增减传感器数量，增强或减弱激发信号等。

预报作业完成之后立即在施工现场对测量数据进行分析处理，及时迅速提供下一步隧道施工所需要的有关决策信息，初步的评价结果在预报完成后8小时之内给出。

预报结果以图形和表格的方式直观显示隧道施工前方和四周一定范围内的重大不良地质和不连续界面的位置。

　　5.一点体会及注意事项

　　1）施工中要按设计及规范要求开展监控量测工作，及时整理分析量测结果，反馈相关信息，及时调整支护参数指导施工，确保施工及结构安全.

　　2）因CRD工法将隧道断面分成四个小部分进行施工,使得作业面非常狭小,施工需组织好施工安排，确保人员机具的安全.

　　3）在各钢架连接处设置锁脚锚杆，以确保钢架支撑稳固。

中间支护系统的拆除时间应考虑其对后续工序的影响,通过围岩监控量测进行确定。

扣大拱脚CRD法在分离岛式暗挖车站施工中的应用