隧道CRD法与双侧壁导坑法的比较分析

隧道CRD法与双侧壁导坑法的比较分析摘要：随着城市道路建设的不断发展，近年山区城市的市政道路中大断面隧道的出现也越来越多，目前对于大断面隧道软弱围岩中的施工方法主要采用双侧壁坑导法和交叉中隔壁工法(CRD工法)，本文对这两种方法进行分析比较，得出了一些结论。关键词：隧道施工方法双侧壁CRD法软弱围岩近年来为了满足日益增长的交通需求,大断面隧道的应用也将越来越多。由于大断面隧道围岩变形机制极其复杂,隧道施工方法以新奥法的基本思想为原则，对于大断面隧道在V级软弱围岩中的施工方法主要采用双侧壁坑导法和交叉中隔壁工法(CRD工法)。1工程概况隧道内轮廓采用半径为8.5m、6.0m的三心圆，隧道中心处高度为10.08m，内轮廓最宽处为15.54m。。图1为内轮廓及建筑限界设计图。图1内轮廓及建筑限界设计图2开挖步骤比较2.1双侧壁导坑法开挖顺序及说明双侧壁施工作业顺序为：1、左侧壁导坑上台阶开挖初支及临时支护（安装钢拱架、挂钢筋网、安装锚杆、喷混凝土）→2、左侧壁导坑下台阶开挖初支及临时支护→3、右侧壁导坑上台阶开挖初支及临时支护→4、右侧壁导坑下台阶开挖初支临时支护→5、核心土上台阶开挖及初支→6、核心土中台阶开挖→7、核心土下台阶开挖初支→8、浇筑主洞仰拱及回填→9、敷设防水板，模筑二次衬砌混凝土。图2双侧壁导坑法施工步序图2.2CRD法开挖顺序及说明CRD法施工作业顺序为1、开挖左侧上半部，施做上部导坑周围的初期支护和临时支护;导坑底部平整压实后，安设工字钢横撑。→2、在滞后于上半部一段距离后，开挖左侧下半断面。下半断面初期支护（安装钢拱架、挂钢筋网、安装锚杆、喷混凝土）和临时支护。主洞拱部超前管棚注浆预支护3、→弱爆破右侧上部开挖，施做上部导坑周围的初期支护和临时支护;导坑底部平整压实后，安设工字钢横撑。→4在滞后于上半部一段距离后，开挖右侧下半断面及主洞下部初期支护→5根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除工字钢临时钢架及临时横撑。6→敷设放水层，浇注主洞仰拱，模筑二次衬砌混凝土。图3双侧壁导坑法施工步序图2.3优缺点比较在双侧壁导坑法施工中，由于左右导坑初支钢架施工间距会有误差，且在实际工程施工中普遍存在偏差，初期支护的钢架在核心土上台阶开挖后即第5安装时常常不能很好的闭合，因此无法形成闭合的受力体系，受力性能较差。另外通过上面的比较可以看出CRD的施工工序较少，在相同的情况下,采用CRD工法比采用双侧壁导坑法施工的工期短。3支护参数比较双侧壁导坑法隧道支护参数见表1，CRD法隧道支护参数见2：表1双侧壁导坑法隧道支护参数主洞侧壁导坑临时支护项目型号尺寸项目型号尺寸锚杆φ25中空锚杆L=4m锚杆φ22砂浆锚杆L=2m钢筋网φ8双层20×20cm钢筋网φ820×20cm钢架I22a50cm钢架I1850cm超前支护φ45×4L=5m超前支护φ45×4L=5m喷混凝土C2528cm喷混凝土C2520cm表2CRD法隧道支护参数表1双侧壁导坑法隧道支护参数主洞中隔壁及横撑临时支护项目型号尺寸项目型号尺寸锚杆φ25中空锚杆L=4m锚杆φ22砂浆锚杆L=2.5m钢筋网φ8双层20×20cm钢筋网φ820×20cm钢架I22a50cm钢架I1850cm超前支护φ45×4L=5m超前支护φ45×4L=5m喷混凝土C2528cm喷混凝土C2520cm通过上表可以看出，双侧壁导坑法与CRD法在钢架、混凝土、锚杆等主要建筑材料的使用上基本相同。4受力特征及安全性分析大量的工程实例说明这两种施工方法是目前大跨度山岭隧道在软弱围岩段较为安全的施工方法。这两种方法都是将大跨度隧道断面分割成几部分，从而减小开挖的跨度，都可以快速实施初期支护和临时仰拱，可显著减小拱顶下沉及周边位移。并且控制每一部开挖产生的累积变形，也就控制了隧道的总变形，提高隧道施工完成后围岩的稳定性。两种方法相比（1）双侧壁导坑法：各部分开挖面积较小，在施工过程中的安全性较高；形成窄立结构,该结构两侧承载较大侧向压力,不利于结构收敛变形；双侧壁导坑法开挖由于施工中钢架安装存在的误差及偏差使得初支的受力性能较差。（2）ＣＲＤ法：开挖对围岩扰动相对较少；每一开挖部分及时衬砌闭合成环，成洞后初支衬砌结构的整体承压效应较好。5结论这两种施工方法是目前大跨度山岭隧道在软弱围岩段较为常用的施工方法，在材料使用量上两种方法大致相同，采用CRD法在成洞后钢架的受力性能上要优于双侧壁导坑法，而且在开挖步骤上CRD施工工序较少，相同情况下工期短，通过比较认为CRD法较为优越。另外一般情况下在IV级围岩段采用CD法施工，这种方法同CRD法较容易转换，因此笔者认为一般情况下在隧道V级围岩段设计中宜采用了CRD法。参考文献：1、公路隧道设计规范（JTGD70-2004）2、黄进，隧道双侧壁导坑法和三台阶法的比较分析，企业科技与发展2010（10）3、林从谋陈建洪,黄志波,黄金山特大断面隧道多步序施工工法试验及围岩变形，兰州大学学报2011（8）4、陆洲，邱利祥，盛素玲双侧壁导坑法在大跨度隧道施工中的应用，山西建筑2009（120