内容发布更新时间 : 2024/5/17 14:16:05星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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砂质黄土大断面隧道CRD法施工技术

孟庆明

（中铁三局集团公司, 山西太原 030000 联系电话15835899058）

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（Q3）砂质黄土及中更新统（Q2）黏质黄土。其中砂质黄土地段长3521m，结构疏松，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

eol+al

隧道V级围岩地段洞身主要穿过<2-2>、<2-3>砂质黄土层（Q3），隧道范围内发育多层粉细砂eol+al

（Q3）,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，具有中等～严重自重湿陷性。

eol+al

<2-2>砂质黄土（Q3）：局部为黏质黄土，浅黄色，松散～稍密，稍湿～潮湿，大孔隙发育，含蜗牛壳化石，湿陷性轻微至中等，厚15～25m，属II级普通土。

eol+al

<2-3>砂质黄土（Q3）：局部为黏质黄土，浅黄、灰黄、黄褐色，松散～稍密，稍湿～潮湿，大孔隙发育，含蜗牛壳化石，属II级普通土。

eol+al

<2-4-1>粉细砂（Q3）：褐黄、浅黄色，稍湿～潮湿，稍密～中密，呈透镜体状，厚0～4m，属I级松土。

表1黄土地层物理力学指标表

地层序号 时代 eol+al岩性 状态 承载力 KPa 150 190 150 <2-2> Q3 砂质黄土 稍密 eol+al<2-3> Q3 砂质黄土 中密 eol+al<2-4-1> Q3 粉细砂 中密 天然快剪 凝聚力 内摩擦角 KPa φ 20 26 27 27 \\ 30 天然密度 3g/cm 1.58 1.74 1.65 含水量 干密度 孔隙率 ％ 8.7 10.8 \\ g/cm 1.44 1.55 \\ 3％ 45.7 41.1 \\ 1.2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

2.1 CRD法施工工艺流程图 CRD法施工工艺流程见图1 2.2 CRD法施工工艺流程说明 CRD法施工工序见图2 2.2.1①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

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I18横撑。安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

图1 CRD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

左侧上部开挖 右侧上部开挖

左侧上部、上部中隔右侧上部、上部中隔

围岩监控量测 壁初期支护、横支撑壁初期支护、横支撑

施工，进行左侧下部施工，进行右侧下部 开挖 开挖 左侧下部初期支护,右侧下部初期支护,围岩监控量测 架设底部横撑 架设底部横撑

基底加固

仰拱开挖、，接长临时钢架

仰拱初期支护

仰拱填充施工 围岩监控量测 拆除临时钢架、仰拱衬砌

下一工序

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。

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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。 2.3 CRD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。1、2部喷砼各5人，共10人； 3部、4部开挖、钢架立设、锚杆、挂网：各5人，共10人。3、4部喷砼各4人，共8人； 仰拱开挖、钢架立设、锚杆、挂网： 6人。 开挖共46人；衬砌60人（两个作业面共用）；单口施工作业人员：106人。 2.4循环时间

CRD法施工每循环0.6m，每天2个循环（22小时）；全断面开挖支护每天1.2m，每月最高进度指标为36m，考虑砂层和其他影响因素按每月30m考虑。见表2“CRD工序循环作业时间表”。

2.5 CRD法施工要点 2.5.1开挖要点：

1）严格按照设计尺寸开挖，严禁超挖，钢架底脚预留20～30cm，采用人工开挖。 2）开挖时，预留核心土，保证掌子面的稳定。

3）确保1洞室、2洞室有1台专用小挖掘机进行开挖，严禁小挖机开挖坡道上下。特殊情况下，回填坡道后，小挖机从上部室转移。转移后，立即恢复横撑。

4）各洞室施工，严格步长关系，尽量缩短隧道封闭成环的长度。 2.5.2钢架安装要点：

1）考虑洞室尺寸划分便于施工，和下部运输要求，钢架分节和洞室尺寸根据现场机具设备应做适当调整。拱部钢架分为5节，1洞室2节，2洞室3节，拱部钢架底脚较设计长约50cm左右。临时横撑改为直钢架，并满足3、4洞室4.2m的净空。

2）满足设计尺寸要求，考虑合理下沉量。边墙钢架长度应根据下沉量缩短其尺寸，避免造成上部下沉下部超挖的现象出现。

3）严格控制节点栓焊连接质量，确保节点的稳固。

4）底脚角钢是为减小拱部钢架在下部室施工前的下沉量设置的。角钢安装时，可以考虑在下

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