超大断面隧道开挖技术.doc

超大断面隧道分部开挖施工技术）摘要随着我国高速铁路的发展，大断面隧道将成为高速铁路隧道的重要组成部分。本文从施工技术方面对哈大客运专线笔架山隧道CRD法施工进行了详细的阐述和总结，对以后同类型的隧道施工具有一定的借鉴意义。关键词高速铁路大断面隧道CRD法施工技术扩大断面隧道研究背景、国内外现状随着国家对基础建设的逐步完善，我国的高速铁路建设又进入了一个新的大发展时期。由于铁路等级的提高和交通量的剧增，包括大断面在内的各类铁路隧道数量会进一步增加。目前，国内大力发展的客运专线铁路基本上都是一次建成双线，同时考虑工程技术作业空间、内部配件空间、安全空间、救援通道以及考虑空气动力学的影响所需，客运专线铁路隧道设计内净空面积达到100m2以上。哈大客运专线设计时速达350Km/h，隧道最大开挖面积205m2，隧道断面内轮廓净面积134.66m2，开挖工序比较繁琐，施工难度较高。目前在国内，如此大断面的双线铁路隧道开挖施工是一个全新的课题，国外也很少有类似的经验可作参考（各国高速铁路隧道净空面积见下表所示）。国家线别运营速度(km/h)断面积(m2)日本新干线240～30061～64法国大西洋线30071北方线、东南延伸线300100地中海线350100德国汉诺威～维尔茨堡曼海姆～斯图加特汉诺威～柏林25082科隆～法兰克福30092西班牙马德里～塞维利亚27075韩国汉城～釜山350107中国台湾台北～高雄35090本文对客运专线大断面浅埋隧道开挖技术做系统研究，以供同仁们共同商榷和探讨。工程概况笔架山隧道位于普兰店湾北一公里处，隧道进口里程DK67+255，出口里程DK67+600，隧道全长345m；隧道位于直线上，隧道内进口至DK67+450为16‰的上坡，DK67+450至出口为3‰的上坡，隧道最大埋深约31m。笔架山隧道地层岩性：隧道分布古界蓟县系泥岩、砂岩，局部表覆第四系全新统坡洪积层细角砾土。地质构造：依据区域地质资料，笔架山隧道区位于新华夏构造体系钓鱼台-邓屯-李店构造带上，根据物探资料分析隧道区中部为一褶皱，其北翼岩芯极其破碎。笔架山隧道开挖-CRD法施工笔架山隧道开挖采用CRD法施工，CRD法源于日本，是中壁法和台阶法的综合，一般用于Ⅳ级围岩，为了更好的控制围岩变形时采用；同时由于本隧道为满足运梁车通过且为浅埋偏压隧道，故采用此方法施工。施工初期按照原设计进行施工，但是施工进度较慢，主要原因是该隧道属于山岭隧道，开挖需要爆破作业，使得整个施工环节属于单工序作业。由此造成大量的人员、机械、设备处于闲置状态。按照全断面进行计算平均每月最多进尺30m，严重影响施工进度。因此实际施工过程对开挖、支护体系转换等工序进行了优化。1.原设计施工情况隧道围岩级别为Ⅲ、Ⅳ级，全部采用Ⅳ级支护方式。全隧道为浅埋隧道，暗挖段全部采用交叉中隔壁（CRD）法施工，CRD主要施工方法是将隧道分成四个小断面洞室施工，同侧上下部施工间距不宜大于8m,同一层左右部施工间距不宜大于15m,每部开挖后及时施作临时仰拱和初期支护，使分部支护成环，开挖采用弱爆破设计，隧道洞身二次衬砌均在初期支护收敛变形趋于稳定后施作(原设计情况如下图所示)。2.实际开挖施工情况实际施工过程经过组织三次相关方对优化方案进行论证，初步将笔架山隧道CRD施工工法进行部分优化，最终确立CRD施工优化方案如下：（1）中隔壁改为竖撑，通过钢型进行连接，取消喷射混凝土。临时仰拱改为水平支撑，取消喷射混凝土。（2）②、④部开挖初期支护采取分步开挖，当开挖②部时在④部拉槽打坡道保证①、③部施工进度。（3）仰拱施作按照先拆除不超过2.0m范围内临时支撑，初期支护封闭成环后继续拆下一段不超过2.0m的临时支护。待支护封闭达到6.0m后应立即施作衬砌仰拱砼。为保证开挖仰拱时初期支护的稳定性，在原设计原则上每脚增设2根锁脚锚管。（4）观测收敛稳定后，拆除6～8米中隔壁底节单元，分2～3次拆完，拆除过程及时观测，完成后施作仰拱砼。(5)隧底填充砼施作完成后，根据量测结果确定是否拆除剩余的临时支撑。(6)为保证安全，拆除底节临时支撑前应检查每个连接部位及钢架纵向连接情况。实际施工情况3．优化后施工工序注意事项：（1）为保证上部爆破作业时，钻孔台架安全，其最短施工距离控制为20m，并作为机械装碴