1、隧道CRD法施工指導性施工工法1 前言CRD又稱交叉中隔法，在軟弱圍巖大跨隧道中，先開挖隧道一側的一或二部分，施作部分中隔壁和橫隔板，再開挖隧道另一側的一或二部分，完成橫隔板施工；然后再開挖最先施工一側的最后部分，并延長中隔壁，最后開挖剩余部分的施工方法。主要應該于級圍巖淺埋、偏壓地段以及級圍巖段的施工。2 工法特點CRD法施工是大跨度、軟弱圍巖隧道分部開挖、鋼架支撐、仰拱先行施工方法的一種。CRD法一般上下分3層、左右兩側共6部施工。先開挖隧道一側的上、中層開挖及支護，施工橫豎中隔壁；待噴射混凝土達到設計強度等級的70%后，進行另一側的上、中層開挖及支護，施作橫中隔壁；最后開挖左右側底部，完

2、成初期支護和中隔壁，形成帶有豎向中隔壁和2層橫向中隔壁的網格狀支護系統。最后，拆除中隔壁，施作仰拱、拱墻襯砌和填充。CRD法的每部開挖均形成環形封閉支護體系。其優、缺點為：優點：各部開挖及支護自上而下，步步成環，及時封閉，各分部封閉成環時間短，中隔壁能有效的阻止支護結構和收斂變形和下沉，在控制地面沉降和土體水平位移等方面優于其他工法。缺點：拆除中隔壁時風險較大；工序繁雜，施工速度較慢。3 適用范圍項目V級偏壓V級淺埋V級深埋級偏壓級淺埋級深埋雙線高速鐵路200350km/h 適用適用可選可選可選適用 4 工藝原理CRD法又稱交叉中隔壁法，即在隧道斷面中部設置豎橫中隔壁，將斷面分塊，達到減小開挖

3、跨度和降低開挖高度的效果。進行分部開挖，分塊成環，化大為小，步步封閉，環環相扣形成全斷面初期支護封閉結構的施工方法。同時在施工中，加強監控測量，依靠測量數據指導支護施工。5 工藝流程及操作要點5.1 CRD法施工工藝流程圖5-1 CRD法施工工藝流程圖超前地質預報測量放線左側上部超前支護左側上部開挖、出渣；施工初期支護和中隔壁左側中部開挖、出渣；施工初期支護和中隔壁左側下部開挖、出渣；施工初期支護和中隔壁拆除中隔壁、仰拱襯砌仰拱填充、二襯施工下一工序圍巖監控量測右側上部超前支護右側上部開挖、出渣；施工初期支護和中隔壁右側中部開挖、出渣；施工初期支護和中隔壁右側下部開挖、出渣；施工初期支護和中隔

4、壁圍巖監控量測圍巖監控量測圍巖監控量測5.2 施工要點5.2.1 施工準備5.2.1.1風、水、電管線敷設、施工便道、施工現場布置，機具設備、人員配置、材料裝備、修建防排水設施等。5.2.1.2 根據地質勘探資料和施工設計，詳細了解工程地質和水文地質情況，制定相應的施工方法和措施，編制施工組織設計，制定施工監測計劃。5.2.2 超前小導管施工小導管采用42的無縫鋼管，鋼管前端做成尖楔狀，便于打插入孔中或直接打入，在管身前部2.0m范圍內按梅花形布置，鉆10mm的注漿孔，以便鋼管進入底層后對圍巖空隙注漿。注入純水泥漿時，水泥漿水灰比為1:0.51:1.25，水泥漿由稀到濃逐漸變換，即先注稀漿，然

5、后逐級變濃。為注漿后盡快開挖，選用普通水泥或早強水泥并摻入一定量的水玻璃溶液，以縮短初凝、終凝時間。注漿采用PF-40A型注漿，注漿壓力0.4-0.6MPa。圖5-2 超前小導管施工工藝流程圖漿液選擇配比試驗注漿參數地質調查現場試驗效果檢查鉆孔打小導管注漿設計施工準備擇安裝型鋼鋼架安孔口止漿塞連接止漿管注 漿開 挖漿液配置設備準備管材加工材料準備機具準備制定施工方案進入施工5.2.3 超前地質預報隧道施工通過超前地質預測預報，可主動獲取地質信息，及時發現異常情況。預報開挖面前方不良地段的位置、規模和性質，為優化、完善設計、制定科學、合理的施工方法提供地質信息依據。為施工提前做好準備，及早制定預

6、案，采取相應的技術和安全措施，以保證施工的正常、安全進行。超前地質預報工作流程圖見圖5-3。圖5-3 超前地質預報工作流程圖施工準備制定預報方案地質分析預報分級研究地質資料深孔水平鉆探法中長距離預報地質綜合判斷短距離預報加深炮孔探測紅外探測地質雷達探測地質預報報告隧道施工施工建議地質素描項目技術決策預報驗證反饋下循環預報 異常段長距離預報正常段 異常段地質綜合判斷超前水平鉆探物探法5.2.4 CRD法洞身開挖施工步序：CRD法施工共將隧道分為六部分，具體劃分為見圖5-4圖5-4 CRD法施工工序橫斷面 5.2.4.1 開挖部（1）利用上一循環架立的鋼架施作隧道側壁及導坑側壁 42小導管超前支護

7、。（2）開挖部，（3）噴混凝土封閉掌子面。（4）施作部導坑周邊的初期支護和臨時支護，即初噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網，架立I20b型鋼鋼架和I18臨時鋼架，并設鎖腳錨桿，安設I18橫撐。（5）鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。5.2.4.2 開挖部（1）在滯后部一段距離后，開挖部。（2）噴混凝土封閉掌子面。（3）導坑周邊部分初噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網，（4）接長型鋼鋼架和I18臨時鋼架，并設鎖腳錨桿，根據實際地址情況，必要時安設I18橫撐，（5）鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。5.2.4.3 開挖部并施作導坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同1。5.2.4.4 開挖部并施作導坑周

8、邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同2。5.2.4.5 （1）在滯后于部一段距離后，開挖部。（2）隧底周邊部分初噴4cm厚混凝土。（3）接長I18臨時鋼架，復噴混凝土至設計厚度。（4）安設型鋼鋼架之仰拱單元。5.2.4.6 開挖部并施作導坑周邊的初期支護，步驟及工序同5。并使型鋼鋼架之封閉成環。5.2.4.7 （1）根據監控量測結果分析，待初期支護收斂后，拆除I18臨時鋼架及上部臨時橫撐。（2）灌注部仰拱襯砌及矮邊墻。5.2.4.8 灌注仰拱填充部至設計高度。5.2.4.9 利用襯砌模板臺車一次性灌注部襯砌（拱墻襯砌一次施作）5.2.5開挖注意事項5.2.5.1 開挖之前應根據施工圖紙施做超前

9、支護。5.2.5.2 開挖進尺應控制在0.50.75m5.2.5.3 開挖后及時施做初期支護，盡早封閉成環。5.2.5.4 施工中隨時關注中隔壁下的地基穩定情況。5.2.5.5 加強施工中的監控量測工作，及時反饋信息，以調整支護參數，及確定拆除臨時支護的時間。5.2.5.6 臨時支護應在全部開挖和初期支護完成，并形成全斷面環形封閉，且圍巖變形收斂后進行。每次拆除長度不應大于6m，并立即進行仰拱施做。5.2.5.7 為了保證拆除中隔壁時的安全，可先施做仰拱、填充，然后拆除中隔壁。5.2.6 初期支護施工5.2.6.1 施工程序：開挖后初噴混凝土 系統支護施工（錨桿、鋼筋網、鋼架） 復噴混凝土至設

10、計厚度。5.2.6.2 噴射混凝土細 骨 料粗 骨 料水水 泥外加劑等砼攪拌噴射機壓縮空氣速凝劑噴 頭工作面圖5-5 噴射混凝土施工工藝流程圖（1）噴射混凝土原材料檢驗合格后方能使用，嚴格控制拌合物的水灰比，并經常檢查速凝劑注入環的工作狀況。噴射混凝土的坍落度宜控制在813cm，過大混凝土會流淌，過小容易出現堵管現象。噴射過程中應及時檢查混凝土的回彈率。噴射混凝土的回彈率：側壁不應大于15%，拱部不應大于25%。（2）噴射混凝土拌合物的停放時間不得大于30min。（3）必須在隧道開挖后及時進行施作。噴射混凝土厚度應預埋厚度控制標志，嚴格控制噴射混凝土的厚度。（4）噴射前應仔細檢查噴射面，如有松

11、動土塊應及時處理。噴射機應布置在安全地帶，并盡量靠近噴射部位，便于掌機人員與噴射手聯系，隨時調整工作風壓。（5）噴射完成后應檢查噴射混凝土與巖面粘結情況，可用錘敲擊檢查。同時測量其平整度和斷面。并將此斷面與開挖斷面對比，確認噴射砼厚度是否滿足設計和規范要求。當有空鼓、脫殼時，應及時鑿除，沖洗干凈進行重噴，或采用壓漿法充填。（6）在噴射側壁下部時，需將上半斷面和噴射時的回彈物清理干凈，防止將回彈物卷入下部噴層中形成“蜂窩”而降低支護強度。（7）經常檢查噴射機出料彎頭、輸料管和管路接頭，發現問題及時處理。管路堵塞時，必須先關閉主機，然后才能進行處理。（8）噴射完成后應先關主機，再依次關閉計量泵、震

12、動棒和風閥，然后用清水將機內、輸送管路內殘留物清除干凈。（9）噴射混凝土冬期施工時，洞口噴射混凝土的作業場合應有防凍保暖措施；作業區的氣溫和混合料進入噴射機的溫度均不應低于5°C ;在結冰的層面上不得進行噴射混凝土作業；混凝土強度未達到6MPa前，不得受凍。（10）噴射質量檢查噴射過程中檢查噴射表面是否有松動、開裂、下墜、滑移等現象，如有及時清除重噴。噴體達一定強度后可用錘擊聽聲，對空鼓脫殼處采用鑿除重噴的方法及時進行處理。鉆眼檢查噴射厚度是否符合設計要求，厚度不夠處補噴。及時測定回彈率，以指導下步施工。作噴體試件進行噴射砼強度試驗，以檢查其強度。 原材料每盤稱量的允許偏差 表52序

13、號材料名稱允許偏差1水泥±2%2粗、細骨料±3%3水、外加劑±2%4纖維素纖維±2%5.2.5.3 錨桿施工（1）錨桿鉆孔利用開挖臺階搭設簡易臺架施鉆，按照設計間距布孔；鉆孔方向盡可能垂直結構面或初噴砼表面；錨桿孔比桿徑大15mm，成孔后采用高壓風清孔。（2）孔位應按設計布置，偏差小于10cm，孔深誤差±10cm；鉆孔直徑應大于錨桿直徑15mm。（3）鉆孔本身成直線，方向沿隧道周邊徑向，并盡量與巖面垂直，不得平行于巖層面打設錨桿。（4）孔內注漿前必須進行清孔，順錨桿孔用高壓風清除孔內積水、巖粉、碎屑等雜物，以免孔道堵塞造成錨桿插不到位。（5）砂

14、漿應隨備隨用，在砂漿初凝之前應使用完。注漿用的砂必須用1.5mm的方孔篩過篩。（6）注漿壓力控制在0.4MPa以內。注漿時將注漿管插入孔底，隨著漿液的注入逐漸拔出注漿管，直到孔口有漿液流出為止。（7）錨桿插入長度不得小于設計長度，并加設墊板。（8）錨桿插入后不得隨意敲擊，三天內不準懸掛重物。圖5-6 錨桿施工工藝流程圖 錨桿制作各項工前準備錨桿孔位測量放線 錨桿鉆機就位鉆孔角度定位鉆錨桿孔錨桿孔清孔錨桿成孔檢查注漿插入錨桿安裝墊板錨桿竣工驗收機械設備保養準備注漿材料注漿設備就位攪拌砂漿5.2.5.4 鋼架施工隧道各部開挖完成出噴砼后，分單元及時安裝鋼架，利用系統錨桿及雙側鎖腳錨管固定，縱向采用

15、鋼筋連接，鋼架之間鋪掛鋼筋網，然后復噴混凝土到設計厚度。鋼架安裝前把按設計加工好各單元鋼架組織試拼，檢查鋼架尺寸及輪廓是否合格。在施工過程中需加強對鋼架安裝以后的監控測量，必要時采取有效措施進行加固，以防止拱頂鋼架下沉。具體措施如下：（1）加強對鋼架的鎖腳固定措施 由于采用分部開挖方法，拱部綱架安裝后，鋼架暫時不能全面封閉成環，拱部鋼架必須采取鎖腳措施，將鋼架兩底腳牢固鎖定，以防止鋼架下沉或兩底腳回收，鋼架鎖腳采用兩根L=4.0m的42鎖腳錨管鎖定，錨桿采用鋼花管，壓注水泥漿液進行錨固，如地質較差時，采用加長鎖腳錨管長度和再增設一根鎖腳錨管以加強鋼架的穩定。（2）鋼架基礎的加固為防止鋼架下沉，

16、視地質情況，必要時在拱部鋼架底腳增設連續縱梁，縱梁采用32槽鋼，與鋼架底腳采用焊接連接，以增加鋼架底腳的承力面積。圖5-7 型鋼鋼架施工工藝流程路初 噴清除底腳浮碴中線標高測量定位錨桿施工分部安裝鋼架掛鋼筋網復噴混凝土圍巖監控測量鋼筋加工、質量驗收鋼架預拼與定位錨桿焊連定位設鎖腳錨管鎖定加設鞍形墊塊安裝縱向連接筋（3）及時噴射混凝土進行覆蓋鋼架安裝完成后，及時進行噴射微纖維混凝土，噴射時分層、分段進行，鋼架應全部被噴射混凝土覆蓋，保護層厚度不得小于40mm。（4）防止施工過程中的碰撞和損壞機械開挖時，為防止挖掘機等大型機械隊已支護好鋼架進行碰撞和沖擊，造成鋼架損壞，因此，開挖時，要委派專人對開

17、挖作業進行指揮，嚴格限制機械作業界限，以防止碰撞鋼架。5.2.5.5 掛網施工施工準備鋼筋加工網片制作掛網焊聯噴混凝土 下一循環圖5-8 鋼筋網片施工工藝流程圖（1）鋼筋網使用前要除銹，在洞外分片制作好后，運輸至洞內。（2）鋼筋網宜在初噴混凝土后掛設，使其與噴射混凝土形成一體，初噴混凝土的厚度宜不小于4cm。（3）鋼筋網搭接長度應為12個網格邊長。（4）噴射混凝土時，應調整噴頭與受噴面的距離、噴射角度，以減少鋼筋振動，降低回彈，并保證鋼筋網噴射混凝土保護層厚度不小于4cm。（5）噴射時如有脫落的石塊或混凝土塊被鋼筋網卡住時，應及時清除。5.2.6 監控測量監控測量工作必須緊接開挖、支護作業，應

18、按設計要求進行布點和監控，并根據現場施工情況及時調整測量項目和內容，量測數據應及時分析處理，并與工程類比法相結合，及時調整支護參數或施工決策。5.2.6.1 監測項目監測項目分為必測與選測兩部分，具體見下表：表5-3 監控量測必測項目序號監測施工測試方法和儀器測試精度備 注1洞內、外觀察人工觀察、地質羅盤2凈空變化收斂計0.1mm一般進行水平收斂量測全站儀1mm一般進行三維多點量測3拱頂下沉水準測量，水準儀、銦鋼尺0.1mm4沉降縫兩側底板不均勻沉降水準測量，水準儀、銦鋼尺0.5mm沉降縫兩側底板（或仰拱填充層面）沉降5洞口段與路基過渡段不均勻沉降觀測水準測量，水準儀、銦鋼尺0.5mm洞口底板

19、（或仰拱填充層面）與洞口過渡段的沉降6地表下沉水準測量，水準儀、塔尺0.5mm淺埋隧道必測（H02B）表5-4 監控量測選測項目 序號監測施工測試方法和儀器測試精度備注1地表下沉水準測量、水準儀、塔尺0.5mmHo2B時2隧底隆起水準測量、水準儀、鋼尺0.5mm3滲水壓力滲壓計、頻率接收儀0.01MPa4圍巖內部位移多點位移計、頻率接收儀0.1mm5圍巖壓力壓力盒、頻率接收儀0.01MPa6二次襯砌接觸壓力壓力盒、頻率接收儀0.01MPa7鋼筋受力鋼筋計、頻率接收儀0.01MPa8噴射混凝土壓力混凝土應變計、頻率接收儀9錨桿桿體應力鋼筋計、頻率接收儀0.01MPa10二次襯砌內應力混凝土應變計

20、、頻率接收儀11爆破振動觀測爆破振動記錄儀、振動器臨近建筑物12圍巖彈性波速度彈性波測試儀注：1、Ho-隧道埋深； B-隧道最大開挖寬度5.2.6.2 測量結果分析現場量測所取得的原始數據，不可避免的會有一定的離散性，其中包含著測量誤差。因此，應對所測數據進行一定的數學處理。數學處理的目的是：將同一量測的各種量測數據進行分析對比、相互印證，以確定量測數據的可靠性；探求圍巖變形或支護系統的受力隨時間變化的規律，判定圍巖的初期支護系統穩定狀態。在取得監測數據后，及時由專業監測人員真理分析監測數據。結合圍巖、支護受力及變形情況，進行分析判斷，將實測值與允許值進行比較，及時繪制各種變形或應力時間關系曲

21、線，預測變形發展趨向及圍巖和隧道結構的安全狀況，并將結果反饋給設計、監理、從而實現動態設計、動態施。目前，回歸分析是量測數據數學處理的主要方法，通過對量測數據回歸分析預測最終位移值和各階段的位移速率。具體方法如下：（1）將量測記錄及時輸入計算機系統，根據記錄繪制中橫斷面地表下沉曲線和洞內各測點的位移u-時間t的關系曲線，見圖5-9u（mm）t（d）abt（d）u（mm）正常曲線反常曲線圖5-9 位移U-時間的關系曲線（2）若位移-時間關系曲線如上圖中b所示出現反常，表明圍巖和支護已呈不穩定狀態，加強支護，必要時暫停開挖并進行施工處理。（3）當位移-時間關系曲線如上圖中a所示趨于平緩時，進行數據

22、處理或回歸分析，從而推算最終位移值和掌握位移變化規律。（4）各測試項目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩定，進行二次襯砌的施作。5.2.6.3 監控量測圍巖穩定性的綜合判別，應根據量測結果按以下方法進行。（1） 按變形管理等級指導施工，見表5-5。管理等級管理位移施工狀態UU0/3可正常施工U0/3U2U0/3應加強支護U2U0/3停工，采取特殊措施后方可施工注：U為實測位移值；U0為最大允許位移值（2） 根據位移變化速度判別凈空變化速度持續大于5.0mm/d時，圍巖處于急劇變形狀態，應加強初期支護。水平收斂（拱腳附近）速度小于0.2mm/d，拱頂下沉速度小于0.15mm/d，圍巖基本達到穩定。在

23、淺埋地段以及膨脹性和擠壓性圍巖等情況下，應采用監控量測分析判別。（3） 根據位移時狀態曲線的形態來判別當圍巖位移速率不斷下降時（du2/d2t0），圍巖趨于穩定狀態；當圍巖位移速率保持不變時（du2/d2t=0），圍巖不穩定，應加強支護；當圍巖位移速率不斷上升時（du2/d2t0），圍巖進入危險狀態，必須立即停止掘進，加強支護。圍巖穩定性判別是一項很復雜的也是非常重要的工作，必須結合具體工程情況采用上述幾種判別準則進行綜合評判。6施工材料與機具設備6.1施工材料施工材料所用材料的規格、性能符合設計及規范要求，并經檢測合格后方可使用。其主要材料有：表6-1 主要材料表 序號材料名稱型號規格備注1

24、粗骨料級配碎石根據現場及試驗確定2細骨料中粗砂根據現場及試驗確定3水泥P.042.5根據現場及試驗確定4粉煤灰級根據現場及試驗確定5外加劑根據現場及試驗確定6水玻璃模數m=2.43.4濃度BE=3040根據現場及試驗確定7鋼筋根據現場及試驗確定8纖維素纖維素纖維試驗確定9中空錨桿2510砂漿錨桿2011錨桿托板150×150×6mm12型鋼根據設計確定13無縫鋼管根據設計確定14防水板PVC厚度大于2mm15無紡布400g/m216緩膨性遇水膨脹止水帶P-201（15×18）根據設計確定17背貼式橡膠止水帶300×8×R16（300×

25、8×30）根據設計確定18中埋式鋼邊止水帶350×8×R20根據設計確定19L-600閉孔泡沫朔料板根據設計確定20雙組份聚硫密封膠根據設計確定214mm厚自粘式防水層雙面自粘橡膠瀝青防水卷材根據設計確定22接觸網預埋件HTA52/34-Q根據設計確定23高密度碳素管100/80HDPE根據設計確定24隧道內標志電光標志根據設計確定6.2機具設備 表6-2 機具設備表序號設備名稱規格單位數量1軸流式通風機Jan-90臺12低壓變壓器400KvA臺13高壓風機20m3/min臺34鑿巖臺車自制臺15管棚鉆機MKG-5S臺26風動鑿巖機YT-28臺127挖掘機320型

26、臺18裝載機Z5型側翻臺19自卸車10m3臺410錨桿鉆機MZ165臺411混凝土攪拌機JZC500臺112混凝土噴射機TK-961臺413攪拌運輸車8m3臺214注漿機BW-250/50臺27 質量控制7.1 嚴格按設計、規范要求施工。7.2 嚴格控制質量及半成品加工質量。7.2.1 所有進場原材料必須經過檢驗，合格后準許使用。原材料的堆放及儲存應滿足相關規定的要求。7.2.2混凝土嚴格按照配合比施工，計量誤差滿足規范要求，縮短運輸存放時間，隨伴隨用。7.2.3鋼構件按1:1大樣加工，加工時盡量減小熱變形，加工完用模具檢驗校正，焊點強度應嚴格把關管。7.2.4泵送混凝土應嚴格控制坍落度損失，

27、嚴禁擅自加水，外加劑嚴格計量。7.3加強施工管理工作7.3.1成立專門的質檢小組，嚴肅質檢程序，獎罰分明，質量不合格者必須返工。7.3.2做好超前地質預報工作，以指導施工。7.3.3超前支護嚴格按照設計及規范要求施工。必要時可提高超前支護參數。7.3.4開挖按光面爆破施工，嚴格控制進尺，并將超挖控制在規范允許范圍之內。7.3.5噴錨支護應嚴格按規范要求控制施工。7.3.6加強監控測量，及時反饋信息，提高應變能力。8 安全措施8.1開始施工前，必須對施工工藝中存在的危險源進行辨識并編制安全風險管理實施方案，并制定相應的應急預案。8.2施工機械使用、操作人員條件、檢修保養、各種專業施工機具和料具、施工用電、特殊環境中作業等應嚴格執行鐵路工程施工安全技術規程（TB10401）。8.3施工過程中必須對施工人員加強安全技術交底，特殊工種必須經考試合格以后方能上崗。在推廣技術和