软弱围岩大断面隧道施工方法比选及现场应用探究.doc

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1、软弱围岩大断面隧道施工方法比选及现场应用探究摘要：本文依托于温岭市万泉路隧道，对软弱围岩大断面隧道施工中的双侧壁导坑法、CRD法和三台阶临时仰拱法三种施工方法从施工工序、施工组织、结构影响、工序衔接和变形控制等方面进行综合对比分析，结合现场监测情况讨论三种施工方法的应用效果，提出了软弱围岩大断面隧道施工方法选择的建议。现场施工中，应根据具体情况进行综合比选，以确定合理的施工方法。关键词：软弱围岩；大断面隧道；双侧壁导坑法；CRD法；三台阶临时仰拱法1引言随着我国社会经济的飞速发展，隧道建设规模越来越大，100m2以上的大断面隧道大量涌现，有些客运专线隧道开挖断面甚至达150〜180m2,

2、且多数是在软弱地层中穿越[1,2]o国内外虽然已有不少关于软弱围岩大断面隧道的研究成果[3,4],但可供借鉴的设计与施工经验仍旧偏少,有必要开展软弱围岩大断面隧道施工方法的比选与现场应用研究。目前软弱破碎围岩地段的大断面隧道施工设计多采用双侧壁导坑法、CRD法（CD法）等施工方法，并且在高速公路、客运专线和地铁工程中获得了成功应用，但是三台阶法、核心土法等其他工法的应用大部分也都取得了良好的效果[5,6]。现场施工中有必要根据实际工况进行综合比选，以确定合理的施工方法。本文以温岭市万泉路隧道为依托，选取双侧壁导坑法、CRD法和三台阶临时仰拱法三种施工方法,从施工工序、施工组织、结构影响和

3、变形控制等方面进行综合对比分析，并结合现场应用效果，提出了软弱围岩大断面隧道滋工方法选择的建议。2施工方法优选原则根据已有施工经验，参考相关研究成果[「6],归纳总结软弱围岩大断面隧道施工方法的优选原则如下：（1）首先考虑施工安全，根据不同开挖方法制定相应措施应对施工中的各种风险因素。（2）根据设计文件、现场情况、地质条件、断面型式及工期等因素全面考虑。（3）条件允许情况下，优先选用分部较少的开挖方法,以适应大型机械化作业，提高施工工效。（4）考虑加快封闭成环，在围岩自稳时间内完成初支封闭。（5）考虑易于前后衔接的施工方法，以应对围岩突变区域的工法转化，节省投资。3施工工序介绍3.1双侧

4、壁导坑法施工工序双侧壁导坑法施工工序如下：（1）开挖一侧导坑，并及时将其初期支护闭合；（2）相隔适当距离后开挖另一侧导坑，并施作初期支护；（3）开挖上部核心土，施作拱部初期支护，拱脚支承在两侧壁导坑的初期支护上；（4）开挖下台阶，施作底部初期支护，使初期支护全断面闭合；（5）拆除临时支护，浇筑二次衬砌。图1双侧壁导坑法施工工序示意图3.2CRD法施工工序CRD法施工工序如下（1）以上下台阶法部开挖1、2部导坑，并进行初期支护；（2）相隔适当距离后再以上下台阶法开挖3、4部导坑,并施作初期支护；（3）再相隔适当距离开挖5、6部导坑，并施作初期支护，使全断面闭合；（7）逐步拆除临时支护，浇筑

5、二衬。图2CRD法施工工序示意图3.3三台阶临时仰拱法施工工序三台阶临时仰拱法施工工序如下：(1)开挖1部台阶；施作初期支护及底部喷混凝土封闭。(2)适当距离后，开挖2部台阶，施作洞身初期支护及封闭。(3)开挖3部台阶，及时封闭初期支护；施作仰拱及仰拱回填；(4)浇筑二衬。图3三台阶临时仰拱法施工工序示意图4施工方法比选3.1施工组织方面双侧壁导坑法采用导坑法和台阶法相结合。设备投入多，利用率低，相互干扰大，循环时间长，施工组织难度大。CRD法采用左右相隔3〜5m的距离掘进。但由于中隔壁的施做，左右不能通视，且大型机械无法进行滋工，对施工掘进速度不利。三台阶临时仰拱法在施工过程中采用小挖

6、机开挖上台阶，上台阶开挖的渣土直接出到中台阶，及时施做临时仰拱。中台阶配置大挖机出渣以及开挖，及时施做临时仰拱。下台阶采用挖机开挖，出渣车运输，下台阶开挖完成后即开挖仰拱，初支封闭成环。现场机械利用率高，各台阶间干扰不大,施工组织容易，循环快。以上对比可以看出，三台阶临时仰拱法在机械配置上较合理，利用率高，工序循环和转换快，施工组织容易，可显著缩短工期。而双侧壁导坑法和CRD法将隧道断面以临时支撑分割成多个相对独立的小空间，致使大中型机械设备不能使用或效率降低，而需增加小型机械数量，机械投入较大，利用率却不高，施工组织复杂，施工工期较长。4.2初期支护结构影响方面软弱围岩地段大断面隧道初

7、期支护设计常采用较强的参数，具有较大的强度和刚度，以抑制围岩的松弛变形。而双侧壁导坑法、CRD法都人为地将初支多次分片分块，不能保证支护结构各构件的可靠度，构件的接口也对其强度和刚度造成弱化和损失。由于分步挖掘时接长钢支撑的施工误差更会放大其刚度损失，喷射论在钢支撑的接口处产生强度弱化，除了由不同期论的连接强度影响外，更由于接口处的回弹料和泥土影响，使钢筋网的非搭接趋于明显化。由于初支刚度弱化，临时支撑拆除后，已闭合的初支和围岩再次