浅谈CRD法在铁路Ⅴ\Ⅵ级围岩隧道施工中的应用

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摘要：以新建赣州至韶关铁路良村隧道为例，介绍了crd法施工在Ⅴ、Ⅵ级软弱围岩中的应用，以及其特点和适用范围。

关键词：CRD法；Ⅴ、Ⅵ级软弱围岩；施工支护

Abstract:This paper, taking the newly-construction of Ganzhou to Shaoguan good village railway tunnel as an example, describes the application of CRD method construction in V,VI grades soft surrounding rock, and its function, application.

Keywords: CRD Method, V, VI grades soft surrounding rock, Construction supporting.

中图分类号: TU745 文献标识码: A文章编号：2095-2104（2012）

CRD法又名“交叉中隔壁工法”，它以地层顶加固预处理为前提，以挂网锚喷及拱架支护为基础，充分发挥围岩本身的支撑能力，并使之与支护体系形成共同的受力体系来承担外部荷载，同时又以监控量测为手段来指导施工，确保施工安全。

工程概况

良村隧道为新建赣州至韶关铁路双线隧道，位于广东省韶关市境内，中心里程DK177+550,全长380m。隧道位于直线上，隧道内坡度为6‰的下坡，地表为第四系全新统残、坡积粉质粘土、粗角砾层，下伏白垩系上统粉砂岩及砂岩和石炭系下统石灰岩，最大埋深37m，属于浅埋偏压软弱围岩隧道，整个隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩合计长度368米，其中Ⅵ级围岩长度345米。为保证施工安全，经过与传统的施工工法对比，在施工过程中该隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩暗洞地段采用CRD法施工。

CRD法施工技术

工法特点

2.1.1本工法适用于级别Ⅴ～Ⅵ的软弱围岩、浅埋隧道，能有效的控制围岩变形和地表下沉。

2.1.2本工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、挂网和格栅喷砼等支护手段，加之开挖对围岩扰动小，故大大的提高了施工的安全度。

2.1.3其支护系统能很好的适应围岩的变化，与围岩形成一个整体，能充分发挥围岩的自承能力。

2.1.4能有效应用监控量测等信息化管理方法指导施工，使整个施工过程处于受控状态。

2.1.5本工法采用分部开挖，其超前导坑可以起到超前预报的作用。

2.1.6四个作业面可以平行施工，相互干扰小，能保证施工进度。

2.2施工工艺

2.2.1 工艺原理

所谓“CRD”法，就是在隧道等地下工程掘进施工中，遵循“预支护，短开挖，少扰动，快支护，早封闭，实回填，严治水，勤量测”的原则，通过设置中隔壁和临时仰拱（两者交叉）将开挖断面分成4个部分，然后再根据围岩情况分部开挖（见图1“CRD法施工工艺流程图”）。此法是以新奥法基本原理为依据，在开挖过程中尽量减少对围岩的扰动，通过超前导管、锚喷网、格栅洞壁支护系统和中隔壁、临时仰拱联结，使断面支护及早闭合，控制围岩的变形，并使之趋于稳定。同时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，合理安排，调整施工工艺和修改设计参数，确保施工安全。

图1CRD法施工工艺流程图

2.2.2 施工工序

良村隧道CRD法施工，即将断面分解成上下部左右侧共4个部分进行开挖，采用型钢钢架设置临时横竖支撑（见图2CRD法施工工序示意图）。

图2CRD法施工工序示意图

先开挖上部左侧①，施作①部初期支护；然后开挖上部右侧③，施作③部初期支护；上部开挖右侧滞后左侧3～5m。接着开挖下部左侧②，施作②部初期支护；然后开挖下部右侧④，施作④部初期支护；下部开挖右侧滞后左侧5～8m，左侧下部滞后上部10～15m。待围岩稳定后，拆除交叉中隔壁，超前浇筑仰拱C35钢筋混凝土以及仰拱填充C20混凝土，然后一次性浇筑全断面二衬C35钢筋砼，二衬滞后仰拱9～18m。

开挖前左右侧拱部120°范围内，环向以33cm间距、L=3.0m的超前小导管对拟开挖岩体进行注浆预加固，待浆液达到一定强度后，用挖掘机开挖芯土，预留20～30cm厚度由人工配合风镐修边到位，保证隧道开挖断面的圆顺和平整。每一台阶开挖完成后及时喷4cm纤维混凝土封闭围岩，施做系统锚杆，按照设计间距（Ⅴ级围岩钢架间距60cm，Ⅵ级围岩钢架间距50cm）架立I20a工字钢，每侧用2组即4根ф42锁脚锚管将钢拱架两底脚锁定，最后铺设ф8钢筋网（网孔间距20cm），复喷C25纤维混凝土到设计厚度27cm，详细步骤如下：

（1） ①部开挖

如图1所示，人工或弱爆开挖①部，每循环进尺1次，掌子面喷4cm厚C25纤维混凝土封闭。施作①部导坑周边的初期支护和临时支护，初喷4cm厚C25纤维混凝土，架立钢架（含导坑的临时钢架），并设置锁脚锚管。施作临时仰拱。钻设安装径向系统锚杆后，复喷混凝土至设计厚度，使整个开挖断面的初期支护和临时支护封闭成环。

（2） ③部开挖

滞后①部3～5m人工或弱爆开挖③部，并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同①部。

（3）②部开挖

人工或弱爆开挖②部，②部滞后①部10～15m，同时每循环进尺1次，掌子面喷4cm厚混凝土封闭。施作②部导坑周边的初期支护和临时仰拱，即初喷4cm厚C25纤维混凝土，接长钢架（含导坑的临时钢架），并设置锁脚锚管。钻设安装径向系统锚杆后，复喷混凝土至设计厚度，使整个开挖断面的初期支护和临时支护封闭成环。

（4） ④部开挖

在滞后②部5～8m后，人工或弱爆开挖④部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同②部。

（5） 仰拱混凝土及填充

拆除靠近二次衬砌6～8m仰拱范围内中隔壁底部钢架单元，灌注该部仰拱。待仰拱初凝后，灌注该段C20混凝土填充。

（6） 衬砌施工

在确定围岩稳定后，由上而下逐榀拆除临时钢架。然后一次性浇筑拱墙衬砌。

2.2.3 初期支护措施

钢架采用I20a工字钢；超前小导管及锁脚锚管用ф42无缝钢管，壁厚t=3.5mm；锚杆采用Ф25中空注浆锚杆，壁厚t=3.5mm；钢筋网采用ф8钢筋，网格尺寸20cm×20cm；喷射砼采用C25纤维混凝土，湿喷工艺。

2.2.4 监控量测

（1）围岩及支护状态观察

每次开挖和初喷后，通过肉眼和敲击检查隧道掌子面，描述并记录围岩地质情况、裂缝和支护情况，必要时拍照。每一测量断面认真填写记录表并画出地质素描图，同时对开挖面附近的初期支护进行观察和描述。

（2）周边位移收敛

隧道开挖后尽早在隧道量测边墙、拱腰水平方向埋设测杆，埋设深度20-30cm,钻孔直径40-50cm，用快凝水泥固定测桩，球头设保护罩。通过相对方向2个固定点连线上的相对位移值来确定隧道周边收敛量。

（3）拱顶下沉

在周边收敛量测的同一断面的拱顶轴线处埋设一带沟的测桩，吊挂钢卷尺，用精密水准仪量测隧道拱顶绝对下沉量。

根据监控量测结果分析，待初期支护收敛稳定后，再拆除多余的临时型钢支撑。利用衬砌模板台车一次性浇筑拱墙二次衬砌。

2.2.5 超前地质预报

为了全动态的监控整个施工过程，在施工时需做好超前地质预报工作。针对良村隧道的软弱围岩地质以及地下溶洞发育的实际情况，采用了TSP203、超前钻孔等超前地质预报手段相结合进行探测，以查明危及隧道施工安全及结构永久安全的不良地质因素。

在该工程DK177+468处，通过超前地质预报探知前方围岩拱顶处有小型溶洞，宽高均在2m左右，其内冲填泥浆，不仅有塌方的危险，同时可能出现突水突泥。于是根据相应的实际情况采取措施，提前打设超前小导管，并对其长度进行适当加长、加密，使其能纵向跨过溶洞，同时对拱顶溶洞进行注浆加固，以致顺利地通过了该危险区域，避免了不可预知的事故。

3.效益分析

良村隧道CRD法施工中，在确保安全和质量的前提下，提高了效率，保证了工期。在施工中通过加强超前地质预报和监控量测，不断优化施工方案，总结出比较完善的针对Ⅴ、Ⅵ级软弱围岩特殊地质隧道的CRD施工工法。各道工序紧密衔接，机械施工与人工施工配合推进，节约了成本，取得较好的经济效益。

在CRD法施工中，每一部皆成环，安全系数高，较CD法更有保障，较双侧壁导坑法施工进度快，再加上通过超前地质预报和监控量测数据反馈的信息，提前采取应急加固措施，攻破了技术含量高、施工难度大、工期紧的难关，不仅确保了总体工期，而且实现零伤亡事故目标，赢得了很好的社会口碑，树立了良好的施工信誉和形象。

4.总结

赣韶铁路良村隧道采用CRD法施工，每一部成环，能有效的控制拱顶沉降和围岩收敛；其超前支护能有效的固结前方围岩，保证开挖的安全性；仰拱和二衬及时跟进，保证在安全距离以内（即仰拱距掌子面35m，二衬距掌子面70m），早封闭，早成环，安全系数高。施工中加强超前地质预报和监控量测，提前预知前方的不良地质以及可能出现的事故，指导施工。

CRD法对于软弱围岩以及控制沉降要求高的暗挖隧道是一种非常经济适用、安全系数高的施工工法。

参考文献：

[1]《铁路隧道工程施工技术指南》TZ 204-2008

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。