论文砂质黄土大断面隧道CRD法施工技术.pdf

砂质黄土大断面隧道CRD法施工技术摘要：郑西客运专线函谷关隧道为大断面砂质黄土隧道，施工采用CRD法施工，施工过程中临时支护体系繁多，受力复杂。文章主要详细介绍了CRD法开挖支护以及临时支护拆除的各部步骤、步长关系及其变形特征，并介绍了CRD施工过程中施工要点。关键词：大断面隧道砂质黄土CRD法施工1、工程概况函谷关隧道起讫里程DK270+429～DK278+280，隧道全长7851m。是国内最长的黄土隧道。隧道穿越第四系上更新统（Q）砂质黄土及中更新统（Q）黏质黄土。其中砂质黄土地段长3521m，结构32疏松，具有中等～严重自重湿陷性，设计为V级围岩，采用CRD法施工。1.1砂质黄土段地质情况隧道V级围岩地段洞身主要穿过<2-2>、<2-3>砂质黄土层（Qeol+al），隧道范围内发育多层粉细砂3（Qeol+al）,呈水平透镜状，厚度2～4m。分别位于隧道拱顶、拱腰、边墙部位。黄土结构疏松，具有3中等～严重自重湿陷性。<2-2>砂质黄土（Qeol+al）：局部为黏质黄土，浅黄色，松散～稍密，稍湿～潮湿，大孔隙发育，3含蜗牛壳化石，湿陷性轻微至中等，厚15～25m，属II级普通土。<2-3>砂质黄土（Qeol+al）：局部为黏质黄土，浅黄、灰黄、黄褐色，松散～稍密，稍湿～潮湿，3大孔隙发育，含蜗牛壳化石，属II级普通土。<2-4-1>粉细砂（Qeol+al）：褐黄、浅黄色，稍湿～潮湿，稍密～中密，呈透镜体状，厚0～4m，3属I级松土。表1黄土地层物理力学指标表天然快剪天然密承载力含水量干密度孔隙率地层序号时代岩性状态凝聚力内摩擦角度KPaKPaφg/cm3％g/cm3％<2-2>Qeol+al砂质黄土稍密15020261.588.71.4445.73<2-3>Qeol+al砂质黄土中密19027271.7410.81.5541.13<2-4-1>Qeol+al粉细砂中密150\301.65\\\31.2设计参数V级围岩（CRD法）支护参数：φ50超前小导管，每根长5米，环向间距0.4m，每环46根，纵向3.2米一环，φ8钢筋网网格间距20×20cm，拱墙布置，拱部锚杆长2.5米，边墙锚杆长4米，间距1×1米，I25型钢钢架，每榀间距0.6米，全环布置；中壁及临时仰拱采用I18型钢钢架。2、CRD法施工工艺2.1CRD法施工工艺流程图CRD法施工工艺流程见图12.2CRD法施工工艺流程说明CRD法施工工序见图22.2.1①部施工利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁Ф50小导管及导坑侧壁Ф22水平锚杆超前支护。然后机械开挖①部，人工配合整修。必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面。施作①部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆（管），安设I18横撑。安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。图1CRD法施工工艺流程图测量放线左侧拱部超前支护右侧拱部超前支护图2CRD法施工工序2.2.2②部施工滞后于①部3～4m，机械开挖②部，人工配合整修，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同①。2.2.3③部施工滞后于①部6～7m（一个小型挖掘机的距离），滞后②部3～4m，机械开挖③部，必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面，导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，接长型钢钢架和I18临时钢架，安装锁脚锚杆（管），安设I18横撑，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。2.2.4④部施工滞后于②部6～7m（一个小型挖掘机的距离），滞后③部3～4m，机械开挖④部，人工配合整修，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同③。2.2.5仰拱施工滞后于④部4m，机械开挖仰拱，人工配合整修，然后隧底周边部分初喷4cm厚混凝土。接长Ⅰ18临时钢架，复喷混凝土至设计厚度。拆除下部横撑，安设型钢钢架仰拱单元，使之封闭成环。仰拱开挖支护5～6m时，分两次灌注仰拱砼与填充砼。2.2.7临时支撑拆除根据量测结果分析，仰拱施工结束后，隧道变形趋于稳定。可以拆除中隔墙和临时仰拱。拆除时，先凿除中隔墙和临时仰拱间喷砼，然后至上而下逐榀拆除临时钢架。拆除长度不宜过长。满足一环衬砌长度即可。2.2.8隧道防水施作临时支撑拆除后，利用防水层铺设平台对初期支护面进行处理，割除突出的钢筋头、锚杆头，用水泥砂浆抹平拆除临时钢架留下的坑凹。施作纵横向投水盲管，铺设防水层。2.2.9隧道衬砌施工利用衬砌模板台车一次性灌注拱墙衬砌。2.3CRD法资源配置2.3.1单口主要机械：小型挖掘机3台（1、2部各1台，3、4部及仰拱1台）；湿喷机4台（备2台）；空压机2台；装载机1台；自卸汽车3台；麻花钻4台，电焊机4台。自动计量搅拌站1座供喷砼；仰拱栈桥2副，作业台架1个，衬砌台车1个；通风机1台。2.3.2单口施工人员：1部、2部开挖、钢架立设、锚杆、挂网：各6人，共12人。