CRD又称交叉中隔壁法,在软弱围岩大跨隧道中,先开挖隧道一侧的一部分,施作部分中隔壁和横隔板,再开挖隧道另一侧的一部分,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。主要应用于Ⅳ级围岩浅埋、偏压地段以及Ⅴ级围岩段的施工。
CRD法施工是大跨度、软弱围岩隧道分部开挖、钢架支撑、仰拱先行施工方法的一种。CRD法一般上下分3层、左右两侧共6部施工。先开挖隧道一侧的上、中层开挖及支护,施工横竖中隔壁;待喷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,施作横中隔壁;最后开挖左右侧底部,完成初期支护和中隔壁,形成带有竖向中隔壁和2层横向中隔壁的网格状支护系统。最后,拆除中隔壁,施作仰拱、拱墙衬砌和填充。同时在施工中,加强监控测量,依靠测量数据指导支护施工。CRD法的每部开挖均形成环形封闭支护体系。其优、缺点为:
优点:各部开挖及支护自上而下,步步成环,及时封闭,各分部封闭成环时间短,中隔壁能有效的阻止支护结构和收敛变形和下沉,在控制地面沉降和土体水平位移等方面优于其他工法。
缺点:拆除中隔壁时风险较大;工序繁杂,施工速度较慢。
CRD法施工工艺流程图
施工准备:
风、水、电管线敷设、施工便道、施工现场布置,机具设备、人员配置、材料装备、修建防排水设施等。根据地质勘探资料和施工设计,详细了解工程地质和水文地质情况,制定相应的施工方法和措施,编制施工组织设计,制定施工监测计划。
审核、阅读设计图纸,澄清有关技术问题,熟悉相关规范和技术标准。制定安全保证措施,提出紧急预案。对施工人员进行技术交底,对参加施工人员进行岗前技术培训。
超前小导管施工:
小导管采用无缝钢管,钢管前端做成尖楔状,便于打插入孔中,在管身前部按梅花形布置,钻注浆孔,以便钢管进入底层后对围岩空隙注浆。
超前小导管施工工艺流程图
超前地质预报:
隧道施工通过超前地质预测预报,可主动获取地质信息,及时发现异常情况。预报开挖面前方不良地段的位置、规模和性质,为优化、完善设计、制定科学、合理的施工方法提供地质信息依据。为施工提前做好准备,及早制定预案,采取相应的技术和安全措施,以保证施工的正常、安全进行。
CRD法洞身开挖施工步序:CRD法施工共将隧道分为六部分,具体划分为见下图:
首先应完成导向墙,洞口长管棚的施工或完成超前小导管支护的施工,然后按此工法进行施工。1、施作拱部超前支护,开挖左侧上台阶,预留核心土,及时施工作初期支护打设拱脚锁脚锚杆,并架设横撑。2、开挖左侧下台阶土(岩)体,及时施作初期支护及临时支护,打设锁脚锚杆并架设临时横撑。3、施工右侧拱部超前支护,开挖右侧上台阶,预留核心土,及时施工作初期支护打设拱脚锁脚锚杆,并架设横撑。4、开挖右侧下台阶土(岩)体,及时施作初期支护及临时支护,打设锁脚锚杆并架设临时横撑。5、向下开挖左侧仰拱,并做好初期支护。6、开挖右侧仰拱,封闭初期支护结构。7、拆除底部部分横撑,先施作仰拱二衬,然后施工隧道填充。8、拆除剩余临时支护及横撑,施工拱拱墙二次守砌,封闭结构,然后施工洞内附属结构。
施工过程中应加强监控量测:必测项目包括地下下沉、洞内观察和拱顶下沉。净空收敛施工前作好地表排水系统及地表沉降观测点的埋设,进行地表沉降的观测。当每部的初期支护完成后,按5米一个断面布设监控量测点。按照监控量测技术规程要求,测线布设如下图示。监测频率符合规程相关要求,且原则上采用最高频率要求。
隧道开挖施工应根据设计位置、中线、水平、地质情况,预计可能产生的下沉量和施工误差掌握施工部位尺寸,保证开挖及衬砌断面符合设计要求。施工过程中必须对测量人员所放的点位妥善保护,所有的点位对其破坏之前必须先报专业工程师批准。
挖掘机在进行开挖作业时小心谨慎,不得破坏已有的支护。小炮开挖或人工开挖,严格控制装药量。临时支护钢支撑拆除将以量测数据为依据,当量测结果显示围岩基本稳定后,方可进行临时仰拱的拆除。严格控制喷射混凝土的质量,钢拱架与围岩之间的间隙必须用喷射混凝土充填密实,不得留有空洞,严格控制喷射混凝土平整度。为了防止初期支护漏水,围岩松动圈进一步扩大,必须及时进行初期支护补偿注浆。
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