CRD法和台阶法施工对地铁隧道围岩变形的影响
第３１卷 第１期２０１４年３月
建筑科学与工程学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．３１ Ｎｏ．１Ｍａｒ．２０１４
文章编号：１６７３‐２０４９（２０１４）０１‐０１１１‐０９
收稿日期：２０１４‐０１‐２２基金项目：陕西省教育厅科研计划项目（２０１３ＪＫ０９６１）作者简介：谷拴成（１９６３‐），男，陕西扶风人，教授，博士研究生导师，工学博士，Ｅ‐ｍａｉｌ：４４６４１３３１８＠ｑｑ．ｃｏｍ。
ＣＲＤ法和台阶法施工对地铁隧道
围岩变形的影响
谷拴成，黄荣宾
（西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西西安 ７１００５４）
摘要：以西安地铁三号线太白南路—吉祥村暗挖区间隧道工程为依托，采用台阶法和交叉中隔墙法（ＣＲＤ法）对隧道施工时的围岩变形进行实时监测，并对数据进行回归处理，应用ＦＬＡＣ３Ｄ软件对
２种施工方法进行模拟分析，系统研究了２种开挖方法的隧道围岩变形规律。研究结果表明：采用ＣＲＤ法能够有效控制拱顶沉降及水平收敛量，减小施工对围岩的扰动程度，对于保持软弱围岩的自持能力及稳定性有明显作用；在进行西安地铁隧道施工时，应采用台阶法实现隧道的快速开挖，而对于地层条件复杂或施工要求较高的区段建议选择ＣＲＤ法进行施工，以便更好地控制围岩变形，保持围岩稳定性。关键词：隧道工程；地铁隧道；台阶法；ＣＲＤ法；变形监测；变形规律中图分类号：ＴＵ４４３ 文献标志码：Ａ
ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＳｕｂｗａｙＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｂｙＣＲＤＭｅｔｈｏｄａｎｄ
ＢｅｎｃｈＭｅｔｈｏｄｏｎＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇＲｏｃｋＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ＧＵＳｈｕａｎ‐ｃｈｅｎｇ，ＨＵＡＮＧＲｏｎｇ‐ｂｉｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ摧ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｘｉ摧ａｎ７１００５４，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｕｔｈｏｒｓｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｔｕｎｎｅｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＳｏｕｔｈＴａｉｂａｉＲｏａｄ—ＡｕｓｐｉｃｉｏｕｓＶｉｌｌａｇｅＴｕｎｎｅｌｆｏｒＸｉ摧ａｎＭｅｔｒｏＬｉｎｅＴｈｒｅｅｄｕｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｂｅｎｃｈｍｅｔｈｏｄａｎｄｃｒｏｓｓｄｉａｐｈｒａｇｍｍｅｔｈｏｄ（ＣＲＤｍｅｔｈｏｄ）ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅａｌ‐ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｔｈｅｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｏｎｔｈｅ
ｄａｔａａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｂｏｔｈｍｅｔｈｏｄｓｂｙＦＬＡＣ３Ｄｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｌａｗｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｗｏｅｘｃａｖａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｓｔｕｄｉｅｄ．
ＲｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｎＸｉ摧ａｎＭｅｔｒｏｔｕｎｎｅｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅＣＲＤｍｅｔｈｏｄｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｖａｕｌｔｃｒｏｗｎｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ
ｄｅｇｒｅｅｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｏｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋ，ａｎｄｈａｓｔｈｅｏｂｖｉｏｕｓｅｆｆｅｃｔｔｏｍａｉｎｔａｉｎｔｈｅｓｅｌｆ‐ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｆｔｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋ．ＩｎＸｉ摧ａｎＭｅｔｒｏｔｕｎｎｅｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｆａｓｔｅｘｃａｖａｔｉｏｎｉｎｔｕｎｎｅｌｂｙｂｅｎｃｈｍｅｔｈｏｄｉｓａｃｈｉｅｖｅｄ，ａｎｄｉｔｉｓｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｔｏｃｈｏｏｓｅｔｈｅＣＲＤｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｎｃｏｍｐｌｅｘｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｈｉｇｈｅｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｓｏａｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｂｅｔｔｅｒａｎｄｍａｉｎｔａｉｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｓｕｂｗａｙｔｕｎｎｅｌ；ｂｅｎｃｈｍｅｔｈｏｄ；ＣＲＤｍｅｔｈｏｄ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｎｉ‐
ｔｏｒｉｎｇ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｌａｗ
０引 言
在中国的地铁隧道施工中，浅埋暗挖法是常见的施工方法之一，其原理是利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法［１‐３］。目前，利用矿山法进行城市地铁修建的开挖方法包括中壁法、双侧导坑开挖法、台阶法等。不同施工方法的适应条件是不同的，在具体选择地铁施工方法时，应根据地质条件、隧道断面及埋深、周围环境条件及工程要求等综合考虑［４‐７］。由于施工方法的差异，在开挖过程中对围岩的影响程度及特点是不同的，通过对不同施工方法下的围岩变形特点进行对比，可以探究不同施工方法在特定环境下的优劣，为施工方法的选择提供依据［８‐９］。
西安市地铁三号线太白南路—吉祥村暗挖区间隧道断面设计结构形式共分为４种，针对不同的断面形式分别采用台阶法和交叉中隔墙法（ＣＲＤ法）进行施工。本文中笔者对西安地铁三号线２种施工方法下的围岩变形特点进行实时监测，并对实测数据进行回归处理，应用ＦＬＡＣ３Ｄ对２种施工方法进行隧道开挖过程模拟。通过对实测数据及模拟结果进行对比分析，总结了应用台阶法和ＣＲＤ法进行地铁隧道施工的围岩变形规律及特点。
１工程概况
西安市地铁三号线太白南路站—吉祥村站区间，右线起讫桩号为ＹＤＫ１８＋６５８．７２６～ＹＤＫ２０＋１０７．８６７，右线全长１４４９．１４１ｍ，左线起讫桩号为
ＺＤＫ１８＋６５８．７２６～ＺＤＫ２０＋１０７．８６７，左线短链７．７６７ｍ，左线全长为１４４１．４６５ｍ。该区间地面标高４０８．７５～４１０．７５ｍ，全段东高西低，高差为２．００ｍ。该区间跨越２个地貌单元，分别为皂河一级阶地和黄土洼地，其地貌单元分界线位于永松路与吉祥路十字东约１９０ｍ，位于设计里程ＹＤＫ１９＋４７３附近。该区间隧道通过地段岩性复杂，地层以新黄土、古土壤、粉土和细砂、粗砂层为主，主要地层分布见表１。场地地下水属潜水类型，稳定水位埋深９．６９～１２．６０ｍ，相应标高３９６．２８～３９９．５７ｍ，高差达３．２９ｍ，东高西低，地下水流向为自北向西，隧道洞身多在地下水位以下及其附近，受地下水的影响较大。
隧道断面结构形式共分为：标准断面、地裂缝设
表１地层分布
Ｔａｂ．１ＳｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ
地层厚度／ｍ特征
素填土０．８０～３．８０
粉质粘土为主，局部含少量砖块、碎石，
稍湿，稍密状态
黄土状土２．００
～８．７０
大孔隙发育，见虫孔及蜗牛壳碎片，可见
红色氧化铁薄膜，属中压缩性土细砂２．６０～８．５０
级配不良，主要成分为石英、长石，水位
以上呈稍湿—潮湿状态，水位以下呈饱
和状态，密实
新黄土８．１０～１３．６０
见针状空隙，可塑状态，属中压缩性土，
具有湿陷性
古土壤１．９０～５．８０
土质较均匀，团粒结构，大孔隙发育，有
针孔、虫孔，见白色钙质薄膜及钙质结核防断面、地裂缝调坡断面、人防段断面。标准单线隧道断面及地裂缝调坡断面采用台阶开挖法；地裂缝设防断面及人防段断面采用ＣＲＤ法施工。本文中以右线ＹＤＫ１９＋８７５．９８６及ＹＤＫ１９＋９７０．９８６典型监测断面为例，分别对ＣＲＤ法和台阶法引起的围岩变形规律进行研究。ＣＲＤ法和台阶法施工监测断面位置平面如图１所示。
图１断面位置平面
Ｆｉｇ．１ＳｅｃｔｉｏｎＡｒｒａｎｇｅｍｅｎｔＰｌａｎｅ
２监测方案
利用ＪＳＳ３０Ａ型数显收敛仪进行围岩变形监测，监测的内容主要包括拱顶沉降量测与净空水平收敛量测。针对台阶法与ＣＲＤ法不同的施工特点，测点布置如图２所示。由于架设临时横支撑，净空水平收敛设置２条测线，分别为ＡＢ线与ＣＤ线；在进行拱顶沉降监测时，依据三角形测量原理对拱顶沉降进行实时监测，拱顶沉降量测与净空水平收敛量测的监测工作应在同一断面内进行，并用相同的量测频率，围岩变形监测频率如表２所示。
２１１建筑科学与工程学报 ２０１４年
图２台阶法和ＣＲＤ法测点布置
Ｆｉｇ．２ＬａｙｏｕｔｓｏｆＢｅｎｃｈＭｅｔｈｏｄａｎｄ
ＣＲＤＭｅｔｈｏｄＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎＰｏｉｎｔｓ
表２围岩变形监测频率
Ｔａｂ．２ＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇＲｏｃｋＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＦｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ
变形速度／（ｍｍ?ｄ－１）量测断面距开挖工作面距离监测频率≥５．０＜１Ｌ２次?ｄ－１
１．０～５．０１Ｌ～２Ｌ１次?ｄ－１
０．２～０．５２Ｌ～５Ｌ１次?（２ｄ）－１
＜０．２＞５Ｌ１次?周－１ 注：Ｌ为隧道开挖宽度。
３隧道施工过程数值模拟
为了研究在隧
道开挖过程中利用台阶法与ＣＲＤ法对隧道围岩变形的影响特点，本文中利用ＦＬＡＣ３Ｄ软件对施工过程进行模拟分析。
采用短台阶法开挖的断面，上半断面施工时保留核心土，以发挥掌子面三维支撑作用，保证掌子面稳定，开挖采用人工开挖，台阶长度为３．６ｍ，钢拱架间距为０．６ｍ。开挖后，及时施做初期支护和临时支护，以便尽早封闭断面，具体施工步骤为：小导管超前注浆—上台阶开挖留核心土—上台阶初期支护—下部开挖—下部初期支护—施工防水层—仰拱先行；先墙后拱法施工二次钢筋混凝土衬砌。
采用ＣＲＤ法进行隧道开挖的工序见图３，具体步骤为：①拱部超前小导管预注浆，分部开挖左侧导坑第１部分土体，架设临时仰拱，施做初期支护；
图３ＣＲＤ法施工工序
Ｆｉｇ．３ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｅｑｕｅｎｃｅｏｆＣＲＤＭｅｔｈｏｄ
②开挖第２部分土体，施做初期支护；③拱部超前小导管预注浆，分部开挖右侧导坑上台阶第３部分土体，架设临时仰拱，施做初期支护；④开挖第４部分土体，施做初期支护。
本文中利用ＦＬＡＣ３Ｄ对台阶法和ＣＲＤ法的隧道开挖过程进行模拟。为了研究２种方法对围岩变形不同的影响特点，两者建立的模型相似，模型长为１００ｍ，宽为１００．８ｍ，高为６１．８ｍ，模型如图４所示。模拟开挖按照实际的施工工序进行，同时按照实际的支护方法进行模拟，其中，１个循环的施工进尺为１．８ｍ，钢拱架的间距为０．６ｍ，上台阶宽度为３．６ｍ。在各自的模拟过程中分别设置３个监测点，分别为拱顶沉降监测点、左拱腰水平收敛监测点、右拱腰水平收敛监测点，同时对整体的围岩变形进行分析研究。
４围岩变形实测及模拟分析
隧道的拱顶沉降及水平收敛是隧道围岩变形的最直接反映，为判断隧道空间的稳定性提供可靠的信息［１０‐１５］。隧道施工过程中，应在设计断面及时布置监测点并进行实时监测，得到拱顶沉降随时间的变化规律。在进行拱顶沉降规律分析时，同时借助
ＦＬＡＣ３Ｄ软件对整个施工过程进行模拟。通过２种分析途径的对比验证，进一步研究采用台阶法与ＣＲＤ法２种施工方法的围岩变形规律。
４．１实测数据回归分析
对隧道进行每次沉降量或收敛量观测后，应对各量测断面内每条测线分别进行回归分析，求出各自回归精度最高的收敛‐时间或沉降‐时间回归方程，以此进一步研究围岩变形特点，掌握变形规律。
在对台阶法拱顶沉降实测数据进行回归分析时，首先应根据实测数据曲线与标准函数曲线相关程度，确定出最优的回归曲线函数形式。常用的回
３１１
第１期 谷拴成，等：ＣＲＤ法和台阶法施工对地铁隧道围岩变形的影响
图４台阶法和ＣＲＤ法施工模型Ｆｉｇ．４
ＭｏｄｅｌｓｏｆＢｅｎｃｈＭｅｔｈｏｄａｎｄＣＲＤＭｅｔｈｏｄＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
归曲线为指数函数，其表达式为
ｕ＝ｃｅｂ／ｔ
（１）
式中：ｕ为拱顶沉降量；ｔ为时间；ｃ，ｂ均为待定系数。
对式（１）进行函数变换，则有
ｌｎ（ｕ）＝ｌｎ（ｃ）＋ｂ／ｔ（２）
令ｙ＝ｌｎ（ｕ），ｘ＝１／ｔ，待定系数ａ＝ｌｎ（ｃ），则
式（２）化简为
ｙ＝ａ＋ｂｘ
（３）利用一元线性回归分析法求解待定系数ａ，ｂ，求解过程如下
Ｓｘｘ＝钞ｘ２
ｉ－（钞ｘｉ）２
／ｎ＝１．１８２
Ｓｙｙ＝钞ｙ２
ｉ－（钞ｙｉ）２
／ｎ＝９．
２８９Ｓｘｙ＝
钞
ｘｉｙｉ－
钞
ｘｉ
钞
ｙｉ／ｎ＝－３．
２０７式中：Ｓｘｘ，Ｓｘｙ，Ｓｙｙ均为中间计算变量。
从而可以计算得到待定系数ｂ
ｂ＝Ｓｘｙ／Ｓｘｘ＝－２．７１３
将求得的ｂ值代入式（３）中，可得
ａ＝珔ｙ－ｂ珚
ｘ＝３．２６６从而式（３）变为
ｙ＝３．
２６６－２．７１３ｘ即拱顶沉降回归曲线方程为
ｕ＝２６．１９８ｅ
－２．７１３／ｔ
（４）
计算回归曲线的剩余标准差Ｓ
Ｓ＝
１ｎ－２
钞（ｙｉ－珔ｙ）２
＝０．１２３计算线性相关系数ｒ
ｒ＝Ｓｘｙ
ＳｘｘＳｙｙ
＝０．９６６
由此可知，所得的回归曲线与实测数据相关性及准确性较好，能够较准确地反映出拱顶沉降的变化趋势。台阶法拱顶沉降实测数据的回归分析中的数据处理结果见表３。其他实测数据处理过程与上述类似，本文中不再赘述。各监测数据回归分析结果见表４。
表３
回归分析数据处理结果
Ｔａｂ．３
ＤａｔａＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＲｅｓｕｌｔｓｏｆＲｅｇｒｅｓｓｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓ
测量时间ｔ／ｄ
拱顶沉降量实测值ｕ／ｍｍ
ｙ＝ｌｎ（ｕ）ｘ＝１／ｔｙ２ｘ２ｘｙ回归值ｙｉ（ｕ－ｙｉ）２１２．６２０．９６３１．００００．９２８１．００００．９６３０．５５２０．１６９２４．７５１．５５８０．５００２．４２８０．２５００．７７９１．９０９０．１２３３７．９１２．０６８０．３３３４．２７７０．１１１０．６８９２．３６１０．０８６４１０．２４２．３２６０．２５０５．４１２０．０６３０．５８２２．５８７０．０６８５１１．８６２．４７３０．２００６．１１７０．０４００．４９５２．７２３０．０６２６１３．８７２．６３００．１６７６．９１５０．０２８０．４３８２．８１３０．０３４７１６．２５２．７８８０．１４３７．７７３０．０２００．３９８２．８７８０．００８８１７．５２２．８６３０．１２５８．１９９０．０１６０．３５８２．９２６０．００４９１９．１０２．９５００．１１１８．７０１０．０１２０．３２８２．９６４０．０００１０１９．２４２．９５７０．１００８．７４４０．０１００．２９６２．９９４０．００１１１１９．８２２．９８７０．０９１８．９２００．００８０．２７２３．０１９０．００１１２２０．２８３．０１００．０８３９．０５８０．００７０．２５１３．０４００．００１１３
２１．２５
３．０５６
０．０７７
９．３４１
０．００６
０．２３５
３．０５７
０．０００
４１１建筑科学与工程学报 ２０１４年
续表１
测量时间ｔ／ｄ拱顶沉降量实测值ｕ／ｍｍｙ＝ｌｎ（ｕ）ｘ＝１／ｔｙ２ｘ２ｘｙ回归值ｙｉ（ｕ－ｙｉ）２１４２２．４２３．１１００．０７１９．６７２０．００５０．２２２３．０７２０．００１１５２２．６３３．１１９０．０６７９．７３００．００４０．２０８３．０８５０．００１１６２２．６１３．１１８０．０６３９．７２４０．００４０．１９５３．０９６０．０００１７２３．６５３．１６３０．０５９１０．００７０．００３０．１８６３．１０６０．００３１８２３．６９３．１６５０．０５６１０．０１８０．００３０．１７６３．１１５０．００３１９２４．４８３．１９８０．０５３１０．２２６０．００３０．１６８３．１２３０．００６２０２４．８１３．２１１０．０５０１０．３１２０．００３０．１６１３．１３００．００７２１２４．７９３．２１００．０４８１０．３０７０．００２０．１５３３．１３６０．００５２２２４．８０３．２１１０．０４５１０．３１００．００２０．１４６３．１４２０．００５２３２４．７４３．２０８０．０４３１０．２９４０．００２０．１３９３．１４８０．００４２４２５．０６３．２２１０．０４２１０．３７７０．００２０．１３４３．１５３０．００５２５２５．０９３．２２２０．０４０１０．３８４０．００２０．１２９３．１５７０．００４２６２４．８１３．２１１０．０３８１０．３１２０．００１０．１２４３．１６１０．００２２７２５．０３３．２２００．０３７１０．３６９０．００１０．１１９３．１６５０．００３２８２５．０１３．２１９０．０３６１０．３６４０．００１０．１１５３．１６９０．００３２９２５．０２３．２２００．０３４１０．３６６０．００１０．１１１３．１７２０．００２３０２５．０１３．２１９０．０３３１０．３６４０．００１０．１０７３．１７５０．００２３１２４．９８３．２１８０．０３２１０．３５６０．００１０．１０４３．１７８０．００２３２２５．２２３．２２８０．０３１１０．４１８０．００１０．１０１３．１８１０．００２３３２５．０１３．２１９０．０３０１０．３６４０．００１０．０９８３．１８３０．００１３４２５．１４３．２２４０．０２９１０．３９７０．００１０．０９５３．１８６０．００１３５２４．９３３．２１６０．０２９１０．３４３０．００１０．０９２３．１８８０．００１３６２５．０６３．２２１０．０２８１０．３７７０．００１０．０８９３．１９００．００１３７２４．８２３．２１２０．０２７１０．３１５０．００１０．０８７３．１９２０．０００３８２４．８７３．２１４０．０２６１０．３２８０．００１０．０８５３．１９４０．０００３９２４．９１３．２１５０．０２６１０．３３８０．００１０．０８２３．１９６０．０００４０２４．６４３．２０４０．０２５１０．２６８０．００１０．０８０３．１９８０．０００４１２４．６６３．２０５０．０２４１０．２７３０．００１０．０７８３．１９９０．０００４２２５．０２３．２２００．０２４１０．３６６０．００１０．０７７３．２０１０．０００４３２４．９１３．２１５０．０２３１０．３３８０．００１０．０７５３．２０３０．０００加和９２２．５３０１２８．６２１４．３５０３９４．０５４１．６２２９．８０５１２８．６２１０．６２４
表４监测数据回归分析结果
Ｔａｂ．４ＲｅｓｕｌｔｓｏｆＲｅｇｒｅｓｓｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＤａｔａ
施工方法监测项目回归曲线方程Ｓｒ
台阶法
拱顶沉降ｕ＝２６．１９８ｅ－２．７１３／ｔ０．１２３０．９６６上测线水平收敛ｖ＝１４．５００ｅ－２．６２２／ｔ０．１１７０．９４２
ＣＲＤ法下测线水平收敛ｖ＝１１．５５４ｅ－３．７８０／ｔ０．１４１０．９４７拱顶沉降ｕ＝１９．０８５ｅ－２．４５４／ｔ０．１９３０．９５８上测线水平收敛ｖ＝１０．９６３ｅ－２．２００／ｔ０．１４４０．９３３
４．２拱顶沉降分析
在隧道开挖到设定监测断面位置时，及时进行监测点布置，并随着掌子面推进进行收敛监测，通过引用２个监测断面中Ｅ点的沉降监测数据进行分析。图５，６分别为２种施工方法进行隧道施工时拱顶沉降量及拱顶沉降速率的实测数据，ＦＬＡＣ３Ｄ模拟所得的拱顶沉降及水平收敛的计算结果如图７，８所示。通过对数据进行分析，应用台阶法及ＣＲＤ法进行隧道施工时的拱顶沉降有以下特点：
（１）拱顶沉降趋于稳定前曲线大致可分为快速增长和缓慢增长２个阶段，相应的拱顶沉降速率变化曲线总体上逐渐减小，但都同时伴随着一定的波
５１１
第１期 谷拴成，等：ＣＲＤ法和台阶法施工对地铁隧道围岩变形的影响
图５拱顶沉降量Ｆｉｇ．５
Ｖａｕｌｔ
Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｓ
图６拱顶沉降速率
Ｆｉｇ．６
ＲａｔｅｓｏｆＶａｕｌｔ
Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ
图７
模拟台阶法施工收敛变化曲线Ｆｉｇ．７
ＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅＣｈａｎｇｅＣｕｒｖｅｓｏｆＢｅｎｃｈＭｅｔｈｏｄ
Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｂｙ
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
图８模拟ＣＲＤ法施工收敛变化曲线Ｆｉｇ．８
ＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅＣｈａｎｇｅＣｕｒｖｅｓｏｆＣＲＤＭｅｔｈｏｄ
ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｂｙＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ
动。同时，由图７可以看出，随着上台阶的开挖，隧道围岩同时发生明显拱顶沉降。当进行下台阶开挖时，围岩变形速率明显变大，这是由于随着掌子面的开挖，裸露土体不断变大，加大了对土体的扰动，使
得围岩变形速率变大。通过对图８中的分析亦能得出类似结论，此处不再赘述。
（２）利用２种施工方法进行施工时，拱顶沉降的不同发展阶段持续时间有所不同。在利用台阶法进行施工时，快速增长阶段持续时间约为１０ｄ，经过快速增长之后，接下来的１３ｄ拱顶沉降进入缓慢增长阶段，测点埋设２３ｄ后拱顶沉降变化趋于稳定；利用ＣＲＤ法进行施工时，快速增长阶段持续时间约为７ｄ，第８～１７ｄ进入缓慢增长阶段，测点埋设１７ｄ后拱顶沉降变化趋于稳定。
（３）利用２种施工方法进行施工时，拱顶沉降在不同发展阶段的沉降幅度及速率不同。由图５，６可以看出：在利用台阶法进行施工时，快速增长阶段平
均沉降速率为２．１８ｍｍ?ｄ－１
，最大速率达到了
３．１５ｍｍ?ｄ－１
，缓慢增长阶段平均沉降速率约为
０．４２ｍｍ?ｄ－１
，
总沉降量约为２４．７６ｍｍ；在利用ＣＲＤ法进行施工时，快速增长阶段平均沉降速率为
１．５７ｍｍ?ｄ－１，最大速率为２．１２ｍｍ?ｄ－１
，缓慢增
长阶段平均沉降速率约为０．４３ｍｍ?ｄ－１
，总沉降量约为１８．３２ｍｍ。同时由实测数据可以发现，应用ＣＲＤ法与台阶法进行隧道施工时，拱顶沉降速率会出现周期性变化，这是由于应用２种施工方法施工过程中不同的施工工序对拱顶沉降的影响程度有所不同导致的。由图７，８可以看出，利用ＦＬＡＣ３Ｄ进行模拟分析所得两者的拱顶最大沉降量分别为１９．２４，１２．７６ｍｍ。
通过对比分析可以看出，在整个围岩变形过程中ＣＲＤ法施工所引起的拱顶沉降量比台阶法小约２６％，而且ＣＲＤ法施工的拱顶沉降速率及各个变形阶段持续时间都较小，这说明ＣＲＤ法进行隧道施工引起的拱顶扰动程度较弱，受扰动后的围岩能够更快地进入稳定阶段。４．３水平收敛分析
随着隧道施工对水平收敛进行监测，可以反映围岩变形的主要规律，由于现场条件的限制，无法对拱腰位置进行监测，而是采用双测线法进行水平收敛的监测，图９～１２分别为采用２种施工方法进行隧道施工时上测线及下测线的水平收敛量及收敛速率的实测数据。通过对数据分析，应用台阶法及ＣＲＤ法进行隧道施工时的水平收敛有以下特点：
（１）从图９，１１可以看出，采用台阶法及ＣＲＤ法进行隧道施工所引起的水平收敛变化趋势与拱顶沉降变化趋势大致相同，即总体表现为先急剧收敛后逐渐变缓，最后趋于稳定。通过分析图７，８，同样可
６１１建筑科学与工程学报 ２０１４年
图９
上测线水平收敛量
Ｆｉｇ．９
ＵｐｐｅｒＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎＬｉｎｅＨｏｒｉｚｏｎｔａｌ
Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ
图１０上测线水平收敛速率
Ｆｉｇ．１０
ＲａｔｅｓｏｆＵｐｐｅｒＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎＬｉｎｅＨｏｒｉｚｏｎｔａｌ
Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ
图１１
下测线水平收敛量
Ｆｉｇ．１１
ＬｏｗｅｒＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎＬｉｎｅＨｏｒｉｚｏｎｔａｌ
Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ
图１２下测线水平收敛速率
Ｆｉｇ．１２
ＲａｔｅｓｏｆＬｏｗｅｒＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎＬｉｎｅＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ
以看出，水平收敛会随着开挖阶段的不同而发生有规律的变化。
（２）采用２种施工方法进行施工时，水平收敛量不同发展阶段持续时间不同。台阶法施工段上测线
的水平收敛量急剧收敛阶段持续时间为１３ｄ，在２８
ｄ之后，隧道的水平收敛趋于稳定；ＣＲＤ法施工段上测线的水平收敛量急剧收敛阶段持续时间为８ｄ，在２２ｄ之后，隧道的水平收敛趋于稳定。
（３）利用２种施工方法进行施工时，拱顶沉降在不同发展阶段的收敛幅度及速率不同。由图９～１２可以看出：台阶法施工段上测线的急剧收敛阶段最
大收敛速率为１．３１ｍｍ?ｄ－１
，平均收敛速率为０．５９ｍｍ?ｄ－１
，累计收敛量为１６．５１ｍｍ；台阶法施工段下测线与上测线所表现的收敛趋势大体相同，但是累计收敛量为１２．２３ｍｍ，平均收敛速率为
０．４３ｍｍ?ｄ－１
。ＣＲＤ法施工段上测线整个收敛过
程最大收敛速率为１．０５ｍｍ?ｄ－１
，平均收敛速率
为０．５２ｍｍ?ｄ－１
，累计收敛量为１１．４５ｍｍ；ＣＲＤ法施工段下测线与上测线所表现的收敛趋势大体相同，但是累计收敛量为７．８３ｍｍ，平均收敛速率为
０．３５ｍｍ?ｄ－１
。同时由实测数据可以发现，应用ＣＲＤ法及台阶法进行隧道施工时，水平收敛速率会出现周期性变化，这是由于应用２种施工方法施工过程中不同的施工工序对拱腰两侧的影响程度有所不同所导致的。图７，８中显示的利用ＦＬＡＣ３Ｄ进行模拟分析所得两者的最大水平收敛量分别为９．３４，５．２８ｍｍ。在台阶法施工过程中，由于采取沿隧道中轴线对称施工，左拱腰与右拱腰测点的水平收敛变化趋势与幅度是相同的，而利用ＣＲＤ法进行隧道施工时，由于采取开挖左侧上部土体—开挖左侧下部土体—开挖右侧上部土体—开挖右侧下部土体的施工工序，使得左右拱腰的水平收敛量不同，变化趋势也有所差异。
通过上述对比分析可知，在开挖过程中ＣＲＤ法所引起的水平收敛量比台阶法减小约３９％。而且由于沉降速率及各个变形阶段持续时间都较小，这说明ＣＲＤ法进行隧道施工更有利于保持围岩的稳定性。４．４围岩位移场模拟分析
为了进一步比较分析台阶法与ＣＲＤ法对隧道围岩的影响，利用ＦＬＡＣ３Ｄ对两者开挖的围岩位移场进行分析，竖向和横向位移云图见图１３，１４。
由图１３可知，当采用台阶法进行隧道施工时围岩竖向位移沿隧道中轴线对称分布，隧道最大沉降发生在顶部位置，其最大沉降量为１９．２４ｍｍ，同时，底部位置出现大范围的隆起现象，最大隆起位移为１．９７ｍｍ。图１３（ｂ）中采用ＣＲＤ法施工围岩竖向位移最大值为１７．０６ｍｍ，发生在拱顶偏右位置，
７
１１第１期 谷拴成，等：ＣＲＤ法和台阶法施工对地铁隧道围岩变形的影响
图１３围岩竖向位移云图（单位：ｍｍ）Ｆｉｇ．１３
Ｃｏｎｔｏｕｒｓｏｆｚ‐ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆ
ＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇＲｏｃｋ（Ｕｎｉｔ：ｍｍ
）
图１４围岩横向位移云图（单位：ｍｍ）Ｆｉｇ．１４
Ｃｏｎｔｏｕｒｓｏｆｘ‐ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆ
ＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇＲｏｃｋ（Ｕｎｉｔ：ｍｍ）
隧道底部存在两处明显隆起，位置在中部，沿隧道轴线对称，最大隆起值为１．０５ｍｍ。由图１３还可知，与ＣＲＤ法进行隧道施工相比，利用台阶法引起的竖向位移分布较分散，且整体沉降幅度较大，此外利用台阶法施工所引起的底部隆起范围较大。
由图１４（ａ）可以看出，当采用台阶法进行隧道施工时围岩横向位移沿隧道中轴线对称分布，隧道最大横向位移发生在拱腰位置，其最大值为４．６７ｍｍ，即最大水平收敛量为９．３４ｍｍ。图１４（ｂ）中采用ＣＲＤ法施工时围岩横向位移最大值为３．４７ｍｍ，发生在右拱腰附近区域。由图１４还可以看
出，ＣＲＤ法施工引起的横向位移相对比较分散，台
阶法施工引起的横向位移主要集中在拱腰位置，但是台阶法施工引起的横向位移整体幅度较大。
５结语
（１）在利用矿山法进行西安地铁隧道开挖时，隧
道围岩周边位移变化一般经过３个阶段：第１阶段为急剧变形期，第２阶段为缓和变形期，第３阶段为基本稳定期。通过数值模拟可以看出，在不同的施工阶段，围岩变形呈现不同的变化特点。但是不同的施工方法各阶段持续时间不同：ＣＲＤ法下拱顶沉降的急剧变形期持续时间比台阶法减少３０％，并且前者提前２６．１％进入基本稳定期；ＣＲＤ法下水平收敛的急剧变形期持续时间比台阶法减少３８．５％，并
且前者提前２１．４％进入基本稳定期。
（２）与台阶法相比，ＣＲＤ法施工引起的拱顶沉降总量减小了２６％，平均沉降速率与最大沉降速率分别减少了１５．６％和３２．７％；水平收敛量减小３９％，平均水平收敛速率与最大水平收敛速率分别减少了１１．９％和１９．８％。这说明在西安地区利用ＣＲＤ法进行隧道开挖能够明显减小施工对围岩的扰动程度，有效地控制拱顶沉降及水平收敛量。
（３）当应用台阶法进行隧道开挖时，隧道围岩呈现不均匀变形，其中竖向变形主要集中在拱顶及拱底位置，横向变形主要集中在拱腰位置。利用ＣＲＤ法进行施工时，拱顶及拱底较大范围内发生竖向位移，右侧拱壁发生较大横向位移，围岩位移相对较分散。这就要求在施工过程中，根据不同施工方法产生的围岩变形特点，有重点地进行围岩支护工作，以充分保证围岩稳定性。另外，同ＣＲＤ法相比，应用台阶法进行施工时引起明显的底部隆起现象，在施工过程中应采取减小仰拱间距等措施，保证底部围岩稳定性。
（４）在西安地铁隧道施工中，ＣＲＤ法比台阶法能够更有效地控制围岩变形，保持围岩的自持能力及稳定性，该优势在软弱地层中表现比较明显。但是台阶法施工方法相对简单，造价低，施工速度快，在选择施工方法时，应该综合考虑地质条件、工程要求、施工条件等因素，选择适合工程特点的施工方法进行施工。参考文献：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ：
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９１１
第１期 谷拴成，等：ＣＲＤ法和台阶法施工对地铁隧道围岩变形的影响
CRD法和台阶法施工对地铁隧道围岩变形的影响
作者：谷拴成， 黄荣宾， GU Shuan-cheng， HUANG Rong-bin
作者单位：西安科技大学 建筑与土木工程学院,陕西 西安,710054
刊名：
建筑科学与工程学报
英文刊名：Journal of Architecture and Civil Engineering
年，卷(期)：2014(1)
本文链接：https://www.360docs.net/doc/7c16819007.html,/Periodical_xbjzgcxyxb201401014.aspx
隧道CRD法施工指导性施工工法
隧道CRD法施工指导性施工工法 1 前言 CRD又称交叉中隔法，在软弱围岩大跨隧道中，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。主要应该于Ⅳ级围岩浅埋、偏压地段以及Ⅴ级围岩段的施工。 2 工法特点 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。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。 3 适用范围
4 工艺原理 CRD法又称交叉中隔壁法，即在隧道断面中部设置竖横中隔壁，将断面分块，达到减小开挖跨度和降低开挖高度的效果。进行分部开挖，分块成环，化大为小，步步封闭，环环相扣形成全断面初期支护封闭结构的施工方法。同时在施工中，加强监控测量，依靠测量数据指导支护施工。 5 工艺流程及操作要点 CRD法施工工艺流程 图5-1 CRD法施工工艺流程图
施工要点 5.2.1 施工准备 5.2.1.1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。 5.2.1.2 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。 5.2.2 超前小导管施工 小导管采用φ42的无缝钢管，钢管前端做成尖楔状，便于打插入孔中或直接打入，在管身前部2.0m范围内按梅花形布置，钻φ10mm的注浆孔，以便钢管进入底层后对围岩空隙注浆。 注入纯水泥浆时，水泥浆水灰比胃1:～1:，水泥浆由稀到浓逐渐变换，即先注稀浆，然后逐级变浓。为注浆后尽快开挖，选用普通水泥或早强水泥并掺入一定量的水玻璃溶液，以缩短初凝、终凝时间。 注浆采用PF-40A型注浆，注浆压力。
3隧道微台阶开挖施工工法
隧道微台阶开挖施工工法 中铁二局贵广铁路工程指挥部 二〇一一年一月十日
Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道微台阶开挖施工工法 中铁二局贵广铁路工程指挥部 1．前言 新奥法隧道施工方法自上世纪六十年代末被引入到我国，七、八十年代得到迅速发展，九十年代开始被广泛应用，是当前使用最广泛的隧道施工方法。新奥法施工一般有全断面法、台阶法、分部开挖法。全断面法开挖主要适用于Ⅰ～Ⅲ级硬质围岩；台阶法主要适用于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级中等硬度围岩；分部开挖法主要适用于Ⅴ、Ⅵ级以下软弱围岩地质条件。台阶法施工又分为长台阶、短台阶法，对于自稳较好的Ⅲ、Ⅳ级围岩常采用长台阶法，上台阶长度超过50m；短台阶法适用偏软的Ⅳ、Ⅴ级围岩，上台阶长度为5～50m；围岩稳定性较差时，台阶长度应控制在一倍洞径。 近年来，国内外隧道施工过程中发生多起坍塌事故，造成较大的人员伤亡和财产损失。调查统计表明，发生这些事故的主要原因是隧道开挖台阶长度过长、初期支护未及时封闭成环和二次衬砌未及时跟进导致围岩失稳造成。为了控制和降低铁路隧道施工安全事故，铁道部对仰拱与掌子面的距离要求越来越严格，《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）规定：III级围岩中仰拱与掌子面的距离不得超过90m，IV级围岩不得超过50m，V级及以上围岩不得超过40m.铁道部《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设[2010]120号）文件对隧道开挖掌子面与仰拱、二衬之间的距离做出强制性规定:隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环， IV、V、VI级围岩仰拱封闭位置距离掌子面不得大于35m，IV级围岩二次衬砌与掌子面距离不大于90m；V、VI级围岩二衬与掌子面距离不大于70m。 无论围岩的稳定性如何，采用长台阶法施工，都难以满足上述工序安全距离的强制性规定；采用长度大于20m的短台阶法施工时，受变台阶处交通和仰拱施工作业空间要求的限制，工序安全距离仍然会超标；采用长度小于20m的短台阶法施工时，虽然能满足工序安全距离的要求，但因为上台阶作业空间窄小，工序间相互干扰严重，机械设备的工作效率大大受阻，施工进度缓慢。 本文所介绍的Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道微台阶开挖施工工法，有效地解决了上述问题，即保障了隧道施工安全，也提高了施工进度。
隧道CRD法施工方法、施工工艺
(一)CRD 法 1. 施工工艺 CRD 法施工工艺流程见下图。 右侧超前支护施 拆除临时立柱和支撑 右上台阶开挖 右上台阶支护 支设临时型钢横撑 1.锚杆、钢筋网准备 2.钢架准备 3.喷砼准备 左下导坑开挖 左下导坑支护 完成临时型钢立柱 1.锚杆、钢筋网准备 2.钢架准备 3.喷砼准备 左侧超前支护施 左上导坑开挖 左上导坑支护 1.锚杆、钢筋网准备 2.钢架准备 3.喷砼准备 支设临时型钢立柱及横撑 监控量测 数据处理 信息反馈 仰拱浇注 防水层施工 衬砌施工 1.锚杆、钢筋网准备 2.钢架准备 3.喷砼准备 右下台阶开挖 右下台阶支护
C R D 法施工工艺流程图 2. CRD 工法施工步骤及方法说明 序号 图 示 施工步骤说明 1 一、施作超前小导管 1．施打超前小导管； 2.超前小导管注浆。 2 ① 二、①部开挖支护 1.开挖①部土体，初喷5cm 混凝土封闭 掌子面； 2.架立拱部钢格栅或钢架及中隔壁格栅或钢架； 3.挂网喷射C20砼； 4.清除底部土体，架临时仰拱格栅或钢 架，打设锁脚锚管，喷C20砼封闭。 3 ② ① 三、②部开挖支护 1.锁脚锚管注浆 2.开挖②部土体，初喷5cm 混凝土封闭掌 子面； 3.架立钢格栅或钢架； 4.挂网喷射C20砼。 4 ② ①③ 四、③部开挖支护 1.开挖③部土体，初喷5cm 混凝土，封闭掌子面； 2.架立上部钢格栅或钢架； 3.挂网喷射C20砼； 4.清除底部土体，架临时仰拱格栅或钢架，打设锁脚锚管，喷C20砼封闭。 5 24 13 五、④部开挖支护 1.锁脚锚管注浆； 2.开挖④部土体，初喷5cm 混凝土，封闭掌子面； 3.架立钢格栅或钢架或型钢； 4.挂网喷射C20砼。
隧道开挖施工方法及施工要点讲解
隧道开挖施工方法及施工要点讲解 1、全断面开挖法 全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。 适用条件： (1)I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。 (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。 (3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表 施工特点: (1)开挖断面与作业空间大、干扰小； (2)有条件充分使用机械，减少人力； (3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件； (4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。 施工工序流程图：隧道全断面开挖施工工序流程见图1－1
施工要点： (1)配备钻爆台车或多功能台架及高效率装运机械设备，由于开挖断面大，围岩相对稳定性降低，且每循环相对工作量较大，要求具有较强的开挖、出碴和相应的支护能力。 各工序使用的机械设备务求配套。以缩短循环作业时间，合理采用平行交叉作业工序，提高施工进度。 (2)利用深孔爆破增加循环进尺，控制周边眼间距及角度改善光面爆破效果，减少超欠挖。 (3)及时施做初期支护，摸清开挖面前方地质情况，及时准备好应急措施，围岩条件变化时及时调整施工方法，以确保施工安全。 (4)有条件时采用导洞超前的开挖方法，合理组织施工保证隧道施工安全。 (5)二次衬砌及时施作，Ⅰ～Ⅱ级围岩二次衬砌距掌子面距离≤200m，Ⅲ级围岩≤80m。 (6)在软弱破碎围岩中使用全断面开挖时，应加强辅助施工方法设计与检查，加强动态量测与监控。 施工图片：
隧道crd开挖工法
隧道CRD开挖工法 一、工法特点 1、能有效的控制围岩变形和地表下沉。 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。 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。 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。 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。根据现场施工实际情况，首先应进行由台阶法向CRD工法转换的过渡施工；转换段为掌子面至其后12m。转换段按既定CRD法施作中隔壁和临时仰拱支撑，按V级加强断面支护参数进行初期支护，形成支 护成环封闭；掌子面前方按CRD工法施工。 二、工艺原理 所谓“CRD”法，就是在隧道等地下工程掘进施工中，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细分部进行开挖，此法是以新奥法的基本原理为依据，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。 三、施工工艺 根据设计，隧道该段CRD法隧道开挖分1、3、5、7四部分进行；由于每部开挖断面较大，每部中分两台阶开挖，以防止侧壁因开挖过高而出现坍塌；每分部施作中上下台阶步距2~3m，每部开挖步距3~5m。CRD法施工中1、3部开挖采用人工配合小型机械进行；5、7部采用人工配合小型机械施作，大型机械辅助。 图1. CRD工法施工分区图 隧道CRD法施工段隧道开挖超前支护采用注浆小导管，注浆浆液为双液浆。隧道初期支护采用格栅钢架、喷C25砼、挂钢筋网；支护中锚杆采用中空注浆锚杆，中隔壁及临时仰拱采用I18工字钢、挂钢筋网喷C25砼支护。 CRD开挖施工工艺流程见图二， 3.1 超前注浆小导管施工 施工方法：在1部和5部开挖之前对拱部按设计施作超前小导管，
隧道施工方法及工艺流程
隧道开挖施工方法 一、全断面施工 Ⅱ级围岩整体性较好，采用全断面光面爆破开挖（开挖顺序见II围岩开挖示意图），锚喷初期支护，采用凿岩机钻孔，Ⅱ级围岩开挖进尺3.5m。出渣采用装载机或挖掘装载机装渣，采用带废气净化装置的自卸汽车运渣。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。 全断面法施工工艺见“Ⅱ级围岩全断面法施工工艺流程图”。 Ⅱ级围岩全断面法施工工艺流程图 二、台阶法施工 Ⅲ级围岩采用台阶法开挖，台阶法施工将断面分为上下两部分（见III级围岩开挖示意图）。上台阶长度30m，下台阶长度为10m，为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，拱部及边墙采用光面爆破。上台阶断面采用简易工作台架、YT28风钻钻孔；下台阶断面采用 凿岩机钻孔，Ⅲ级围岩开挖进尺3.1m。
采用装载机装渣，自卸汽车运渣。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。 台阶法施工工艺见“台阶法施工工艺流程图”。 台阶法施工工艺流程图 三、台阶法施工 Ⅳ级围岩采用三台阶法开挖，台阶法施工将断面分为上中下三部分（见Ⅳ级围岩开挖示意图）。上台阶长度5m，中台阶长度6m，下台阶长度为6m，为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动， 拱部及边墙采用光面爆破。上台阶采用简易工作台架、YT28风钻钻孔；Ⅳ级围岩开挖进尺2.1m。 采用挖掘机装渣，自卸汽车运渣。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。
三台阶开挖法施工工艺流程图 三、大拱脚台阶法施工 V级围岩地段采用大拱脚台阶开挖法施工，尽量采用人工风镐配合长臂挖掘机开挖，侧翻式挖掘机装碴，自卸汽车运输。必要时采用微振动爆破，YT28风钻钻眼，非电毫秒雷管起爆，每循环进尺0.8m。
隧道CDCRD作业指导书样本
隧道CD、 CRD、三台阶临时仰拱法、弧形导坑预留核心土法 开挖作业指导书 1目的 明确隧道开挖作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准, 指导、规范隧道开挖施工, 尽可能地减少超挖, 保证隧道的开挖作业安全、保证开挖质量。 2 编制依据 ⑴《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204- ⑵《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753- ⑶《铁路隧道钻爆法施工技术要点手册》 ⑷《爆破安全规程》 ⑸ XCZQ-3标段施工图设计文件 3 适用范围 适用于XCZQ-3标段隧道洞身CD、 CRD、三台阶临时仰拱法、弧形导坑预留核心土法段开挖施工。 4 隧道开挖施工 4.1 方案设计 要求本线隧道按新奥法原理组织施工, 并要根据不同围岩级 别及周边环境选择相应工法, 应根据监控量测结果, 适时施作二 次衬砌。
隧道施工严格按照”严控水、强支护、短进尺、勤量测”的原则组织施工, 应特别注意地表水对隧道的影响, 要加强调查和处理。 隧道破碎带按照”先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行组织施工。 隧道开挖前, 首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工, 大型自卸汽车运输, 并及时做好坡面防护, 开挖一段( 台阶) 防护一段( 台阶) 。洞口明洞采用明挖法施工, 开挖至明暗分界线后, 先施做护拱混凝土, 然后施做暗洞超前大管棚, 随后立即做好明洞衬砌, 随后进入暗洞施工, 待明洞混凝土达到设计规定的强度后及 时进行明洞洞顶回填。暗洞开挖根据设计及围岩情况Ⅴ级地段采用CRD法或CD法或三台阶临时仰拱法或弧型导坑预留核心土法施工, 每循环进尺控制在1榀钢架间距。 隧道采用钻爆法开挖, 出碴采用装载机配合大型或中型自卸 汽车无轨运输。 施工通风采用管道压入式通风。 在施工过程中应不断总结经验, 优化工艺。加强超前地质预测、预报, 加强围岩监控量测管理。根据量测结果, 及时调整预留变形量及支护参数, 适时施作二次衬砌, 确保隧道安全。开挖方法的改变, 要严格按程序申请设计变更。 4.2 中隔壁法( CD法)
台阶法施工方案
台阶法施工方案
新建贵阳至广州铁路工程 （贵广GGTJ-7段） 台阶法施工方案 中铁二十三局集团贵广铁路工程指挥部第二项目部 二00九年三月
台阶法施工方案 一、编制依据： 根据《隧道施工工法》贵广贰隧参09，特制定贵广铁路七标二项目部隧道台阶法施工方案。 二、工程概况： 贵广铁路七标第二项目部隧道共11.5座，共19个工作面，包括：坪山隧道出口、大源隧道出口、幸福源隧道、东岭隧道、宝峰山隧道进口、峰山隧道1号斜井、宝峰山隧道2#斜井、宝峰山隧道出口、恭城隧道进口、凤凰山隧道、桥头村隧道、东科山隧道进口、东科山隧道1号斜井、东科山隧道出口、丹江隧道、上望坪隧道、上龙围隧道。现今已贯通幸福源隧道、东岭隧道、凤凰山隧道、上望坪隧道、上龙围隧道。 三、施工方案 Ⅲ级、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，即超前支护先行（Ⅳ级围岩采用φ42超前锚管作超前支护）；上台阶采用弱爆破及人工配合机械开挖，施做拱部初期支护,下台阶开挖及施做边墙初期支护；仰拱紧跟下台阶及时施做尽早闭合成环，衬砌及时紧跟。 施工中认真进行围岩量测，实行信息化施工，动态化管理，及时反馈信息，调整支护参数，确定仰拱模板拆除时间，确保施工安全。
全断面共分二个台阶和仰拱部分采用平行流水进行，各台阶长5m左右，相错5m左右。同时仰拱、二衬紧跟，距下台阶掌子面分别为20～30m。台阶法施工详见：图7-6《台阶法施工工艺流程图》，图7-7《台阶法施工工序图》，施工工序说明如下：（1）弱爆破开挖①部。施做①部台阶周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，并设锁脚锚杆，钻设径向锚杆后和挂钢筋网后复喷混凝土至设计厚度。 （2）弱爆破开挖②部。台阶周边部分初喷4cm厚混凝土；接长钢架，并设锁脚锚杆。钻设径向锚杆并铺设钢筋网后复喷混凝土至设计厚度。 （3）在滞后于②部一段距离后，弱爆破开挖③部。施做隧底喷混凝土。 （4）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后,灌筑○Ⅳ部仰拱与边墙基础。灌筑仰拱填充○V部至设计高度。 （5）利用衬砌模板台车一次性灌筑○Ⅵ部衬砌（拱墙衬砌一次施做）。
台阶法施工工艺.doc
台阶法施工工艺 台阶开挖是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工工艺。 ⑴台阶法施工工艺流程图见图 2 ⑵工艺主要说明及要求 台阶长度必须根据隧道断面跨度、围岩地质条件、初期支护形成闭合断面的时间要求、上部施工所需空间大小等因素来确定。 适用范围：铁路客运单线、双线隧道Ⅲ～Ⅳ级围岩地段，Ⅴ级围 岩隧道在采用了有效的预加固措施后亦可采用台阶法施工。 作业内容：施工测量、多功能台架就位、钻孔、装药、起爆、通风、出碴、支护。 在本标段的Ⅲ～Ⅳ级围岩地段采用台阶法开挖，在每一开挖循环中，利用风动凿岩机钻孔；出碴时，用挖装机装碴，自卸汽车运输至弃碴场；上下台阶均采用风动凿岩机钻孔，人工安装锚杆及钢筋网挂设和喷混凝土施工。钻爆均采用光面爆破技术，喷混凝土采用湿喷技术。 测量放线：测放中线、水平、所有炮眼位置； 多功能台架就位钻孔爆破：多功能台架就位、上下断面钻孔、装药、爆破； 排烟：爆破后，利用通风机排除炮烟； 出碴：采用用ITC312 挖装机装碴，自卸汽车运输至弃碴场； 初期支护：利用砼湿喷机在初喷一层混凝土封闭围岩后，相继施工上下部锚杆、挂网和喷混凝土作业，达到设计要求； 初期支护完毕，进入下一开挖循环。
开始 施工准备（含超前地质预报） 上下台阶爆破设计 上台阶测量放线下台阶测量放线 钻孔机台架就位钻孔机台架就位 上台阶钻眼下台阶钻眼 上台阶装药下台阶装药 爆破 信 息通风 反 拱部初喷混凝土边墙初喷混凝土 馈 上台阶翻碴 出碴 差 开挖断面检查及爆破效果评价 良 拱部锚杆钢筋网钢架下部锚杆钢筋网钢架 拱部喷射混凝土下部喷射混凝土 底部开挖 仰拱支护灌筑混凝土 结束
隧道台阶法开挖施工方案
xx高速公路二期工程 隧道台阶法开挖施工方案 中交路桥北方工程有限公司 xx高速xx标项目经理部 xx年xx月xx日
目录 一、编制依据 (3) 二、工程概况 (3) 三、施工方案 (3) 四、施工质量要求标准 (9) 五、机械设备及人员配备 (10) 六、质量、安全、环保和职业健康保证措施 (10) 七、施工进度计划及保证措施 (13) 附图 (15)
一、编制依据 1.1、xx高速公路二期工程xx合同段两阶段施工图设计图纸，总监办下发的文件和要求。 1.2、《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94） 1.3、《公路工程施工安全技术规范》（JTJ076-95） 1.4、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004） 1.5、《公路工程国内招标文件范本》（2003年版）。 1.6、现场踏勘及调查了解的施工环境、条件等。 1.7、xx省高速公路《隧道施工标准化指南（试行）》。 二、工程概况 xx隧道位于xx境内，为双向六车道分离式隧道。隧道洞身位于平曲线上，左洞位于R=1120米曲线上，右洞位于R=1110米曲线上。左右洞均部分洞身位于超高段，左洞横坡为4%~2%，右洞横坡为-4%~2%。左洞进口桩号为ZKxx+xxx，左洞出口桩号为ZKxx+xxx，长x米，纵坡采用-1.563%、+0.563%；右洞进口桩号为YKxx+xxx，右洞出口桩号为YKxx+xxx，长x米，纵坡采用-1.555%、+0.577%。 隧道建筑界限：行车道宽度为3×3.75m，左侧向宽度为0.5m，右宽度为1.0m，左侧设检修道宽0.75m，右侧设检修道宽1.0m，净高5m。 本隧道围岩整体性较好的Ⅲ级围岩采用正台阶法光面爆破的方法掘进。 三、施工方案 开挖支护按新奥法原理组织施工。开挖施工采用YZ28型气腿式凿岩机配合自制开挖台车钻爆开挖。 1、施工准备 1.1、导线控制点、水平基点已布设，轴线放样和标高测量满足施工要求。 1.2、围岩周边收敛仪、精密水准仪等监控量测仪器齐全，洞口监控量测点已布设，量测数据反馈信息满足开挖正常作业要求。 1.3、钻孔台车、出渣运输车辆等各项机械设备性能良好可靠，可满足施工需要。 1.4、供电、供水、供风及排水等辅助作业能满足施工需要。
台阶法施工方案
新建贵阳至广州铁路工程 （贵广GGTJ-7段） 台阶法施工方案 中铁二十三局集团贵广铁路工程指挥部第二项目部 二00九年三月
台阶法施工方案 一、编制依据： 根据《隧道施工工法》贵广贰隧参09，特制定贵广铁路七标二项目部隧道台阶法施工方案。 二、工程概况： 贵广铁路七标第二项目部隧道共11.5座，共19个工作面，包括：坪山隧道出口、大源隧道出口、幸福源隧道、东岭隧道、宝峰山隧道进口、峰山隧道1号斜井、宝峰山隧道2#斜井、宝峰山隧道出口、恭城隧道进口、凤凰山隧道、桥头村隧道、东科山隧道进口、东科山隧道1号斜井、东科山隧道出口、丹江隧道、上望坪隧道、上龙围隧道。现今已贯通幸福源隧道、东岭隧道、凤凰山隧道、上望坪隧道、上龙围隧道。 三、施工方案 Ⅲ级、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，即超前支护先行（Ⅳ级围岩采用φ42超前锚管作超前支护）；上台阶采用弱爆破及人工配合机械开挖，施做拱部初期支护,下台阶开挖及施做边墙初期支护；仰拱紧跟下台阶及时施做尽早闭合成环，衬砌及时紧跟。 施工中认真进行围岩量测，实行信息化施工，动态化管理，及时反馈信息，调整支护参数，确定仰拱模板拆除时间，确保施工安全。 全断面共分二个台阶和仰拱部分采用平行流水进行，各台阶长5m左右，相错5m左右。同时仰拱、二衬紧跟，距下台阶掌
子面分别为20～30m。台阶法施工详见：图7-6《台阶法施工工艺流程图》，图7-7《台阶法施工工序图》，施工工序说明如下：（1）弱爆破开挖①部。施做①部台阶周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，并设锁脚锚杆，钻设径向锚杆后和挂钢筋网后复喷混凝土至设计厚度。 （2）弱爆破开挖②部。台阶周边部分初喷4cm厚混凝土；接长钢架，并设锁脚锚杆。钻设径向锚杆并铺设钢筋网后复喷混凝土至设计厚度。 （3）在滞后于②部一段距离后，弱爆破开挖③部。施做隧底喷混凝土。 （4）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后,灌筑○Ⅳ部仰拱与边墙基础。灌筑仰拱填充○V部至设计高度。 （5）利用衬砌模板台车一次性灌筑○Ⅵ部衬砌（拱墙衬砌一次施做）。
隧道开挖方法CD法CRD法
开挖方法 1中隔壁法（CD法） ，先分部开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再分部开挖另一侧的施工方法。其 施工步骤参见图 图4.5.1 中隔壁法（CD法）施工工序横断面及纵断面示意图 ；（2）先行导坑上部初期支护；3.先行导坑中部开挖；（4）先行导坑中部初期支护； 5.先行导坑下部开挖；（6）先行导坑下部初期支护；7.后行导坑上部开挖；（8）后行导坑上部初期支护；9.后行导坑中部开挖；（10）后行导坑中部初期支护；11.后行导坑下部开挖；（12）后行导坑下部开挖；（13）仰拱超前浇筑；（14）全断面二次衬砌。 （1）上部导坑的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距（0.75～0.8m），下部导坑的开挖进尺可依据地质情况适当加大。 （2）中隔壁法或交叉中隔壁法施工时，初期支护完成后方可进行下一分部开挖，地质较差时，每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱；各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺；应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后再进行另一侧开挖；左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15m；当开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。 （3）导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。应配备适合导坑开挖的小型机械设备，提高导坑开挖效率。 （4）中隔壁的拆除应滞后于仰拱，并应于围岩变形稳定后才能进行，一次拆除长度应根据量测数据慎重确定，拆除后应立即施作二次衬砌。 2交叉中隔壁法（CRD法） ，先分部开挖隧道一侧，施作中隔壁和横隔板，再分部开挖隧道另一侧并完成横隔 板施工的施工方法。其施工步骤参见图 图交叉中隔壁法（CRD法）施工横断面及纵断面示意图 ；（2）左侧上部初期支护；3.左侧中部开挖；（4）左侧中部初期支护；5.右侧上部开挖；（6）右侧上部初期支护7.右侧中部开挖；（8）右侧中部初期支护；9.左侧下部开挖；（10）左侧下部初期支护；11.右侧下部开挖；（12）右侧下部初期支护；（13）仰拱超前浇筑；（14）全断面二次衬砌。 （1）为确保施工安全，上部导坑开挖循环进尺控制为1榀钢架间距（0.6～0.75m），下部开挖可依据地质情况适当加大，仰拱一次开挖长度依据监控量测结果、地质情况综合确定，一般不宜大于6m。 （2）中间支护系统的拆除时间应考虑其对后续工序的影响，当围岩变形达到设计允许的范围之内，并在严格考证拆除的安全性之后，方可拆除。中隔壁混凝土拆除时，要防止对初期支护系统形成大的振动和扰动。 （3）中隔壁的拆除应滞后于仰拱。 （4）应配备适合导坑开挖的小型机械设备，提高导坑开挖效率。 图交叉中隔壁法（CRD）法施工现场照片
隧道施工的六大方法
隧道施工的六大方法 在当前隧道施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法(CD法)→交叉中壁法(CRD法)→双侧壁导坑法;从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。如何正确选择，应根据实际情况综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环保的要求，达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。 1、全断面开挖法 全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。 适用条件： (1)I～IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。 (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。 (3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。 全断面开挖法 隧道机械化施工，有三条主要作业线： 开挖作业线：钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车(无轨运输)、装渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车(有轨运输)。 锚喷作业线：混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、锚喷作业平台、进料运输设备及锚杆灌浆设备。 模筑衬砌作业线：混凝土拌和机具、混凝土输送车及输送泵、防水层作业平台、衬砌钢模台车。 全断面法施工特点： (1)开挖断面与作业空间大、干扰小; (2)有条件充分使用机械，减少人力;
(3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件; (4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。 2、台阶法施工 台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工方法;按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。近年由于大断面隧道的设计，又有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。 台阶法施工 至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定： (1)初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求越短。 (2)上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。 在软弱围岩中应以前一条为主，兼顾后者，确保施工安全。在围岩条件较好时，主要是考虑如何更好的发挥机械效率，保证施工的经济性，故只要考虑后一条件。 台阶开挖法的优缺点： 台阶开挖法可以有足够的工作空间和相当的施工速度。但上、下部作业有干扰;台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数，但台阶有利于开挖面的稳定。尤其是上部开挖支护后，下部作业就较为安全，但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。 台阶开挖时应注意以下几点： (1)解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。微台阶基本上是合为—个工作面进行同步掘进;长台阶基本上拉开，干扰较小;而短台阶干扰就较大，要注意作业组织。对于长度较短的隧道，可将上半断面贯通后，再进行下半断面施工。 (2)下部开挖时，应注意上部的稳定。若围岩稳定性较好，则可以分段顺序开挖;若围岩稳定性较差，则应缩短下部掘进循环进尺;若稳定性更差，则可以左右错开，或先拉中槽后挖边帮。 (3)下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土，并按规定做初期支护。
正台阶法隧道开挖
正台阶法隧道开挖 隧道开挖施工 4.1 方案设计 要求本线隧道按新奥法原理组织施工，并要根据不同围岩级别及周边环境选择相应工法，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。 浅埋软弱围岩隧道施工严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的原则组织施工，应特别注意地表冲沟、溶洞、淘金洞等对隧道的影响，要加强调查和处理。 石质隧道破碎带按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行组织施工。 隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶）。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做护拱混凝土，然后施做暗洞超前大管棚，随后立即做好明洞衬砌，随后进入暗洞施工，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。暗洞开挖根据围岩情况Ⅱ、Ⅲ级及横洞Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法施工，每循环进尺控制在2.5m以内。 石质隧道采用钻爆法开挖，出碴采用装载机配合大型或中型自卸汽车无轨运输。 施工通风采用管道压入式通风。 在施工过程中应不断总结经验，优化工艺。加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道安全。开挖方法的改变，要严格按程序申请设计变更。 4.2 正台阶法 先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上下
半断面同时并进的施工方法。主要应用于正洞Ⅱ、Ⅲ级围岩及横洞Ⅳ、Ⅴ级围岩的施工。 施工工艺流程见图11，施工工序见图12。 图11 台阶法施工工艺流程
留核心土台阶法(隧道开挖施工方案)
重庆三环铜永段土建三标项目经理部隧道开挖施工方案 编制： 复核： 审核： 2012年2月 隧道开挖施工方案
1.目标 明确隧道开挖作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范隧道开挖施工，尽可能地减少超挖，保证隧道的开挖作业安全、保证开挖质量。 2.编制依据 ⑴重庆三环铜永段玉龙山隧道设计图纸； ⑵《公路隧道工程施工技术规范》 3.适用范围 适用于重庆三环铜永段土建三标项目经理部玉龙山隧道开挖。 4.隧道开挖施工 4.1 方案设计 本线隧道按新奥法原理组织施工，并要根据不同围岩级别及周边环境选择相应工法，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。 石质隧道破碎带按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行组织施工。 隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶）。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做护拱混凝土，然后施做暗洞超前大管棚，随后立即做好明洞衬砌，随后进入暗洞施工，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。暗洞开挖根据围岩情况：隧道浅埋、V级围岩地段采用留核心土的台阶法开挖，IV围岩地段采用台阶法开挖，Ⅲ级围岩地段采用上下台阶法或全断面开挖，每循环进尺控制在2.5m 以内。 石质隧道采用钻爆法开挖，出碴采用装载机配合大型或中型自卸汽车
无轨运输。 施工通风采用管道压入式通风。 在施工过程中应不断总结经验，优化工艺。加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道施工安全。开挖方法的改变，要严格按程序申请设计变更。 洞身开挖中，记录开挖的地质情况，并绘制地质描述图（描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等），核对设计地质情况，判别围岩类别及稳定性。当发现围岩地质情况发生变化时通知设计单位及时现场核实。若实际地质情况与设计地质情况出入较大时，设计单位应进行补充勘察。 4.2留核心土台阶开挖法 先开挖上部导坑成环形，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的施工方法。此方法主要应用于隧道V级围岩的开挖。 4.2.1岩石隧道留核心土台阶开挖法 工艺流程见图1, 施工工序见图2。
隧道台阶法施工详解
隧道台阶法施工详解 1、长台阶法 台阶长度L 》5B , B 为洞室的宽度。甚至可以上台阶先贯通，即为“半断面法” 特点：进度快，仅次于全断面法。 适用于：皿?I 级围岩。 上台阶先贯通在现实中存在风险尤其是山体呈现偏压状态时尤其小心, 2、短台阶法 台阶缩短： （1?1.5 ） B < L v 5B, 特点: ① 支护闭合时间加快，围岩稳定性增加； ② 台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰。 适用于：W 、V 级围岩 当长台阶法岀现支护变形量过大的时候， 应该停止掌子面施工， 下台阶跟进落底形成短台阶模式。 只要设计支护强度没问题，下台阶落底之后能十分有效的控制围岩的变形。 做好两侧洞口以避免洞内 它掘进慢的原因就在
于仰拱紧跟其后。围岩等级为4级的时候单次开挖进尺不宜大于2m ,当围岩为5级的时候一次 进尺不得大于两品拱架1m-1.5m 具体情况视围岩而定。 3、超短台阶法 上台阶长度仅为3-5m 特点：更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工干扰大。 适用于：W、V级围岩 此方法因为上台阶只有三至五米无法采用大型机械施工，至适合小型机具配合人工开挖。当短台阶法岀现支护变形量过大的时候，应该停止掌子面施工，下台阶跟进落底形成超短台阶模式。只要设计支护强度没问题，下台阶落底之后能十分有效的控制围岩的变形。它掘进慢的原因就在于 仰拱紧跟其后及人机械配合人工开挖。一般适合铁路隧道小断面且洞身不高的情况下。围岩等级为4级的时候单次开挖进尺不宜大于2m，当围岩为5级的时候一次进尺不得大于两品拱架 1m-1.5m 具体情况视围岩而定。 4、三台阶法施工 上台阶长度仅为3-5m 特点：更有利于控制围岩变形，但上中下台阶相隔太近，施工干扰大。 适用于:w、v级围岩的大断面施工。
隧道开挖施工方案(台阶法、预留核心土法与钻爆法结合)
隧道开挖 施工中，坚持“岩变我变，因地制宜”的原则，采取合理的施工方案，确保施工进度及安全施工。采用简易凿岩台架风枪钻爆作业。开挖后必须及时支护，避免围岩长时间暴露，根据量测结果适时施作二次衬砌。 隧道围岩大部分Ⅳ、Ⅴ级，洞口段、断层破碎带地段及部分洞身浅埋地段为Ⅴ级，岩性主要为风化岩。隧道开挖根据不同的围岩级别和隧道断面大小分别采用不同的开挖方法。 隧道按照新奥法原理组织施工，Ⅳ级围岩、Ⅲ停段采用台阶法施工；Ⅴ级、Ⅴ加强偏、Ⅴ加强围岩、Ⅳ停采用环形预留核心土法开挖，Ⅲ级围岩采用全断面开挖，风动凿岩机钻孔，非电毫秒雷管微差起爆，侧卸式装载机装碴，自卸车运送至弃碴场。 待隧道出口方向掘进施工20天左右，再向进口方向开挖掘进，统一指挥，同步施工，进、出口距离在100米内时，采取浅眼低药量控制爆破；以保证安全及避免双向对围岩的影响。 （1）台阶法 Ⅳ级围岩及Ⅲ停段采用台阶法开挖，即将设计断面分两次开挖，其中上台阶超前一定距离后，上下台阶同时并进。 施工工序见图11；施工工艺流程见图12。
施工要点：根据围岩条件，合理确定台阶长度，当顶部围岩破碎，施工支护须紧跟时，可适当延长台阶长度，减少施工干扰，以确保开挖、支护质量及施工安全。
台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定，其中上台阶高度暂定为4.5m，并在开挖掘进过程中根据实际情况进行调整。 上台阶施工钢架时，应采用扩大拱脚或施做锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形。 下台阶应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。当岩体不稳定时，应采取缩短进尺，必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。 施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。 上台阶开挖超前一个循环后，上下台阶可同时开挖。 （2）环形预留核心土法 环形预留核心土适用于Ⅴ级、Ⅴ加强偏、Ⅴ加强围岩、Ⅳ停。施工工序见图13；施工流程见图14。
隧道CRD法施工工艺方法
目录 1.适用范围 (1) 2.作业准备 (1) 2.1内业技术准备 (1) 2.1.1了解设计、规范文件 (1) 2.1.2制定方案措施 (1) 2.1.3人员培训 (1) 2.2外业技术准备 (1) 2.2.1生活、办公临建 (1) 2.2.2施工生产临建 (1) 2.2.3调查与施工有关的技术数据 (1) 2.2.4材料和配合比报验 (1) 2.2.5实施超前地质预报 (2) 2.2.6布置监控量测点 (2) 3.技术要求 (2) 3.1 开挖轮廓控制 (2) 3.2 隧道允许超挖值 (2) 3.3 监控量测和超前预报 (2) 3.4 地基检查 (2) 3.5初期支护 (3) 3.6 隧道贯通 (3) 3.7 不良地质段施工 (3) 3.8 弃土 (3) 4.施工工艺流程 (3) 4.1施工程序 (3) 4.2 工艺流程 (4) 5.施工要求 (5) 5.1 施工准备 (6) 5.2施工工艺 (6) 5.3施工控制要点 (7) 6.劳动组织 (8) 7.材料要求 (8) 8.设备机具配置 (8) 9.质量控制及检验 (9) 9.1 质量控制 (9) 9.2 质量检验 (9) 10.安全及环保要求 (10) 10.1 安全要求 (10) 10.2环保要求 (11)
CRD法开挖施工作业指导书 1.适用范围 适用于新建隧道CRD法开挖施工。 2.作业准备 2.1内业技术准备 2.1.1了解设计、规范文件 认真学习设计图纸，了解设计意图，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准深入工地做好施工调查，核对工程地质是否符合实际 2.1.2制定方案措施 作业指导书编制后，组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，制定施工安全保证措施，提出应急预案。方案措施包含超前地质预报、监控量测、风险评估等。 2.1.3人员培训 对施工人员进行技术交底。对参加工作人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。 2.2外业技术准备 2.2.1生活、办公临建 修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。 2.2.2施工生产临建 修建变压器站、空压机站、钢筋厂、拌和站、水泵站、水池、通风机架等施工设施，同时备齐发电机、移动栈桥、钻爆台车、喷浆台车、风钻、湿喷机、自卸汽车、装载机、挖掘机等设施。 2.2.3调查与施工有关的技术数据 施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。 2.2.4材料和配合比报验
三台阶七步开挖法施工工艺
三台阶七步开挖法 l 总则 1.0.1 为保证铁路大断面隧道施工安全和质量，规范开挖作业程序，加强过程控制，提高施工进度，制定本作业指南。 1.0.2铁路大断面隧道三台阶七步开挖法(以下简称“三台阶七步开挖法”)是以弧形导坑开挖留核心土为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。 1.0.3三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100～180 m。，具备一定自稳条件的Ⅳ、V级围岩地段隧道的施工。 1.0.4三台阶七步开挖法具有下列技术特点： 1施工空间大，方便机械化施工，可以多作业面平行作业。部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖，工效较高。 2在地质条件发生变化时，便于灵活、及时地转换施工工序，调整施工方法。 3适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。 4在台阶法开挖的基础上，预留核心土，左右错开开挖，利于开挖工作面稳定。 5当围岩变形较大或突变时，在保证安全和满足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间。 1.0.5采用三台阶七步开挖法施工应尽量缩短台阶长度，确保初期支护尽快闭合成环，仰拱和拱墙衬砌及时跟进，尽早形成稳定的支
护体系。 1.0.6采用三台阶七步开挖法进行大断面隧道施工除应符合本作业指南要求外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。 2 施工准备 2.0.1施工调查前应查阅设计文件和资料，制定调查提纲。施工调查内容应包括工程概况、施工条件、地形地质及其他与工程相关内容。调查结束后应编写施工调查报告。 2.0.2施工调查后应结合三台阶七步开挖法的特点，按照建设项目的规模和工期要求，有针对性地编制实施性施工组织设计和施工作业指导书。 2.0.3 采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应进行施工技术交底，作业人员应进行岗前培训和安全教育，特殊工种的作业人员应持证上岗。 2.0.4施工机械配备应满足正常施工要求。实施中，可根据施工进度要求分期、分批组织上场。 2.0.5 隧道施工机械配套应针对隧道大断面的特点，以实现机械化均衡生产为目标，配套的生产能力应为均衡施工能力的1．2～1．5倍。 3 施工工艺 3.1 施工工艺流程 3.1.1 三台阶七步开挖法可分为以下主要步骤： l 上部弧形导坑环向开挖，施做拱部初期支护；
台阶法施工工艺工法
台阶法施工工艺工法 QB/ZTYJGYGF-SD-0102-2011 第五工程有限公司赵继平 1 前言 1.1 工艺工法概况 台阶法开挖是将隧道设计断面分成两次开挖（不包括仰拱），其中上台阶超前一定距离后，上下台阶同时并进的施工方法。台阶法开挖法是隧道施工中采用最多的开挖方法，主要适用于Ⅲ、Ⅳ级围岩，同时在地质条件较差的Ⅴ级围岩也可采用台阶法开挖（Ⅴ级围岩在采取超前支护、临时仰拱等有效支撑手段且监控量测数据未发生的异常的情况下慎重使用）。台阶法施工围岩适应性强，便于挖掘机、装载机、自卸汽车等大型机械设备联合施工，施工进度快，稳定性好。 台阶法简单分为长台阶法、短台阶法、三台阶法，长台阶法上台阶长度35～50m，下台阶长度20m，整个断面分为上下两个台阶分别进行开挖、出渣、支护施工（在上台阶可使用多功能平台进行钻眼爆破和支护施工），相互干扰小，支护及时，施工进度快，月进尺可达120～150m现在较少采用；短台阶法上台阶长度为5～7m，一般适用于地质条件较差的Ⅳ～Ⅴ级围岩，上台阶洞渣需通过机械转运至下台阶，开挖及支护作业需人工搭设施工平台，上下两个台阶施工相互干扰较大，但利用及时施做仰拱封闭成环，缩短衬砌与掌子面距离，月进尺可一般为90～100m。本工法主要讲述上下短台阶法施工。 2，上台阶超前下台阶5100.5m10.8m，开挖面积～以双线铁路隧道为例，隧道设计开挖高度7m，上台阶进行钻眼过程中下台阶进行装碴及运输作业，爆破后由挖掘机将上部洞碴挖运至下台阶，上部安装钢架及打设锚杆过程中下部集中装碴运输，在装碴作业完成后施做下部两侧钢架及锚杆，上下台阶同时进行初期支护喷射砼作业，后部仰拱及衬砌紧跟开挖掌子面施工。 1.2工艺原理 将隧道设计断面分成两部开挖（不包括仰拱），其中下台阶随上台阶同步施工，同时仰拱、二次衬砌紧跟下台阶，由于下台阶距离掌子面距离较短，为后部仰拱及衬砌紧跟开挖掌子面创造了良好的空间作业环境，尤其适合于在围岩较差时初期支护及二次衬砌及时封闭成环。 2 工艺工法特点 地质条件较差时采取上下短台阶法施工，采用人工组装平台进行开挖、支护作业，设备配置 简单，上下台阶同时钻孔和起爆，达到隧道同时开挖掘进的目的，同时可保证开挖后及时完成初期支护，在快速施工的同时能够有效保证施工安全。上下短台阶施工时上下台阶相互干扰较大，施工中要解决好上下台阶施工干扰问题。 3 适用范围 本工艺工法适用Ⅲ、Ⅳ级围岩地段修建的铁路、公路隧道施工（Ⅴ级围岩在采取超前支护、临时仰拱等有效支撑手段且监控量测数据未发生的异常的情况下，可慎重使用台阶法施工）。 4 主要引用标准 4.1 《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214)、《客运专线铁路隧道工程