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1、地道交錯中近鄰法（CRD）施工工藝工法1 序言1.1工藝工法概略交錯中近鄰法又稱CRD法，是CrossDiaphragm的簡稱，將大斷面地道分紅4個或許6個相對獨立的小洞室分部施工。施工依照“小分塊、短臺階、短循環、快關閉、勤量測、強支護”的施工原則,自上而下,分塊成環,隨挖隨撐,實時做好早期支護。交錯中近鄰法施工有益于圍巖穩固，保證施工安全，當前主要運用于級圍巖淺埋、偏壓地段以及級圍巖段的地道施工。1.2工藝原理交錯中近鄰法施工就是在地道等地下工程掘進施工中，經過設置中近鄰和暫時仰拱（二者交錯）將開挖斷面分紅4個部分，而后再依據圍巖狀況細分部進行開挖，此法是以新奧法的基根源理為依照，在開挖過2、程中盡量減少對圍巖的擾動，經過超前導管、錨噴網、格柵洞壁支護系統和中近鄰、暫時仰拱聯絡，使斷面支護提早閉合，控制圍巖的變形，并使之趨于穩固。同時，成立圍巖支護構造監控量測系統，隨時掌握施工過程中的動向變化，合理安排，調整施工工藝和改正設計參數，保證施工安全。2 工藝工法特色2.1各部開挖及支護自上而下，步步成環，實時關閉，各分部封閉成環時間短，中近鄰能有效的阻擋支護構造和收斂變形和下沉，在控制地面沉降和土體水平位移等方面優于其余工法。2.2充分利用了中近鄰和暫時仰拱的支撐作用，并輔以超前注漿小導管超前支護、掛網和格柵噴砼等支護手段，加之開挖對圍巖擾動小，故大大的提升了施工的安全度。2.3其支護3、系統能很好的適應圍巖的變化，與圍巖形成一個整體，能充散發揮圍巖的自承能力。2.4能有效應用監控量測等信息化管理方法指導施工，使整個施工過程處于受控狀態。2.5交錯中近鄰法施工作業空間狹窄，工序眾多，各部各道工序互相擾亂比較大，沒法利用大型施工機械，施工速度較慢。3 合用范圍交錯中近鄰法主要合用級大斷面脆弱圍巖地道。4 主要引用標準鐵路地道工程施工安全技術規程（TB10304)、鐵路地道工程施工質量查收標準(TB10417)、鐵路地道工程施工技術指南(TZ204)、鐵路工程丈量規范(TB10101)、鐵路混凝土工程施工技術指南(TZ210)、公路地道施工技術規范（JTGF60）、公路工程質量查驗4、評定標準（JTGF80/1）。5 施工方法交錯中近鄰法施工時采納將大的斷面區分為四個部位開挖支護，交錯中近鄰工法分部圖1：1234圖1交錯中近鄰工法施工圖開挖支護次序：先開挖部，部全關閉達成810m后開始開挖部，此時、部同時向前開挖，在部開挖開挖支護達成810m后，再開挖部相同的方式開始開挖部，這樣就形成了以- -開挖支護次序的CRD法開挖支護場面，四部同時施做，同時行進。6工藝流程及操作重點6.1施工工藝流程交錯中近鄰法施工工藝流程圖見圖2。6.2操作重點施工準備1. 風、水、電管線敷設、施工便道、施工現場部署，機具設備、人員配置、資料裝備、修筑防排水設備等。2. 依據地質勘探資料和施工設計5、，詳盡認識工程地質和水文地質狀況，擬訂相應的施工方法和舉措，編制施工組織設計，擬訂施工施工準備監測計劃。超前地質預告上半部超前支護左（右）上部導坑開挖右（左）上部導坑開挖左（右）上部導坑支護并設暫時仰拱右（左）上部導坑支護并設暫時仰拱圖2交錯中近鄰法施工工藝流程圖超前小導管施工小導管一般采納無縫鋼管，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范圍內按梅花形部署，鉆7mm的注漿孔，以便鋼管進入基層后對圍巖縫隙注漿。注入純水泥漿時，水泥漿水灰比控制在1:0.51:1.25之間，水泥漿由稀到濃漸漸變換，即先注稀漿，而后逐級變濃。為注漿后趕快開挖，采納一般水泥或早強水泥并摻入必定6、量的水玻璃溶液，以縮短初凝、終凝時間，注漿壓力0.51.0MPa。超前地質預告地道施工經過超前地質展望預告，可主動獲得地質信息，實時發現異樣狀況。預告開挖眼前面不良地段的地點、規模和性質，為優化、完美設計、擬訂科學、合理的施工方法供給地質信息依照。為施工提前做好準備，提早擬訂方案，采納相應的技術和安全舉措，以保證施工的正常、安全進行。交錯中近鄰法洞身開挖交錯中近鄰法施工共將地道分為六部分，詳細區分為見圖3.系統徑向錨桿（L=4m）42超前小導管（L=3.5m）隧道中心22定位錨桿（L=2m）42超前小導管（L=3.5m）線00261約橫撐暫時鋼架橫撐鎖腳錨桿L=4m022定位錨桿（L=2m）07、34約456圖3交錯中近鄰法施工工序橫斷面1 部施工超前支護開挖部噴混凝土關閉掌子面施作部導坑周邊的早期支護和暫時支護(按設計初噴混凝土，鋪設鋼筋網，架立型鋼鋼架，設鎖腳錨桿，必需時擴大鋼架拱腳，安設橫撐)鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。2 部施工開挖部并施作導坑周邊的早期支護和暫時仰拱，步驟及工序同。3 部施工開挖部噴混凝土關閉掌子面初噴混凝土接長型鋼鋼架和暫時鋼架并設鎖腳錨桿鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。4 部施工開挖部并施作導坑周邊的早期支護和暫時仰拱，步驟及工序同。5 在滯后于部一段距離后，開挖部；隧底周邊部分按設計初噴混凝土；接長暫時鋼架，復噴混凝土至設計厚度；安設仰拱型鋼8、鋼架。6 開挖部并施作導坑周邊的早期支護，步驟及工序同5。并使型鋼鋼架之關閉成環。采納交錯中近鄰法施工，將地道共分四部分達成。相鄰開挖導坑施工間隔為810m，每側導坑采納正臺階法開挖，上下臺階長度35m。分部開挖后實時施作暫時支護和早期支護，使分部支護成環，各部每次開挖進尺不大于1m。早期支護施工施工程序：開挖后初噴混凝土系統支護施工（錨桿、鋼筋網、鋼架）復噴混凝土至設計厚度。1. 開挖達成后，檢查斷面并對欠挖部分進行辦理，實時進行混凝土的初噴，以盡早關閉開挖面，保證施工安全，混凝土初噴厚度不小于4cm，且不大于6cm。為了保證初噴厚度，可依據現場施工狀況在拱頂掛設金屬網。2. 初噴完成后進行9、鋼支撐的架設，鋼支撐縱向連結采納螺紋鋼筋連結，依照設計設置鋼支撐及連結鋼筋的間距。3. 鋼支撐施工完成后進行鋼筋網的安設，鋼筋網搭接長度應為12個網格邊長，鋼筋網一定和工字鋼焊接堅固。4. 安設鋼拱架，每榀鋼架分拱、墻兩次架成，鋼架的拱腳或腳底不得置于虛碴上，假如虛碴則先夯實，用混凝土找平并支墊槽鋼或砼預制塊，而后再架設鋼拱架。5. 鋼筋網施工完成后進行復噴，復噴至設計厚度。6. 鎖腳錨管重要隨鋼拱架施作，鎖腳小導管與拱架焊接一定堅固。7. 暫時仰拱距掌子面距離要嚴格控制，一般為35m。8. 錨桿依照設計要求布設，錨桿鉆眼安裝時要求定位要正確，鉆孔應與圍巖壁面或其所在部位巖層的主要構造面垂直，10、鉆孔深度應大于錨桿設計長度10cm。監控丈量監控丈量工作一定緊接開挖、支護作業，應按設計要求進行布點和監控，并依據現場施工狀況實時調整丈量項目和內容，量測數據應實時剖析辦理，并與工程類比法相聯合，實時調整支護參數或施工決策。1 監測項目交錯中近鄰法施工主要監測項詳細見下表：表1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、外察看人工察看、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拱頂下沉水平丈量，水平儀、銦鋼尺0.1mm4地表下沉水平丈量，水平儀、塔尺0.5mm淺埋地道必測（H02B）2 丈量結果剖析在獲得監測數據后，實時由專業監測11、人員真諦剖析監測數據。結合圍巖、支護受力及變形狀況，進行剖析判斷，將實測值與同意值進行比較，實時繪制各樣變形或應力時間關系曲線，展望變形發展趨向及圍巖和地道構造的安全狀況，并將結果反應給設計、監理、進而實現動向設計、動向施工。3 圍巖穩固性判斷圍巖穩固性的綜合鑒別，應依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2。表2變形管理等級表管理等級管理位移施工狀態UU0/3可正常施工U0/3U2U0/3應增強支護U2U0/3歇工，采納特別舉措后方可施工注：U為實測位移值；U0為最大同意位移值2）依據位移變化速度鑒別凈空變化速度連續大于5.0mm/d時，圍巖處于急巨變形狀態，應增強早期支12、護。水平收斂（拱腳鄰近）速度小于0.2mm/d，拱頂下沉速度小于0.15mm/d，圍巖基本達到穩固。在淺埋地段以及膨脹性和擠壓性圍巖等狀況下，應采納監控量測剖析鑒別。3）依據位移時狀態曲線的形態來鑒別當圍巖位移速率不停降落時（du2/d2t0），圍巖趨于穩固狀態；當圍巖位移速率保持不變時（du2/d2t=0），圍巖不穩固，應增強支護；當圍巖位移速率不停上漲時（du2/d2t0），圍巖進入危險狀態，一定立刻停止掘進，增強支護。圍巖穩固性鑒別是一項很復雜的也是特別重要的工作，一定聯合詳細工程狀況采納上述幾種鑒別準則進行綜合評判。暫時支護拆掉1 拆掉的前提條件支護拆掉前一定保證拆掉段的永遠支護已經關13、閉達成，且構造符合規范和設計要求。實踐證明：關閉后若背后存在縫隙、空洞，初支仍舊會有必定量的變形，甚至會開裂。此時的早期支護為半剛性構造，一定增強注漿回填工作，充填初支背后縫隙、空洞，增強初支的剛性，防止因拆掉中近鄰引開初支下沉和變形，致使地道出現險情。2 拆掉判斷標準及原則1）拆掉的判斷標準規定以下：支護拆掉前該拆掉段沉降和收斂量測結果都知足穩固條件，沉降收斂達到穩固的標準為收斂不超出0.2mm/d。拱頂下沉量控制在7d時間的增量2mm；凈空位移量控制在7d間的增量4mm（拱頂下沉量的2倍）。2）拆掉暫時支護作業點離近來的部開挖掌子面距離不得小于60m，暫時支護拆掉后能趕快進行二次襯砌支護，14、保證地道構造的穩定和安全。3）加密部署監控量測點，做好監控量測工作，拆掉時期仔細分析監控量測結果，如有異樣狀況，停止拆掉作業，保證施工安全。3 拆掉次序拆掉時采納破裂錘破除發射混凝土，用氧炔焰割除連結，局部采用風鎬破裂。暫時支護拆掉時一次性拆掉長度以不大于5m為宜。拆掉次序為：破除上部中隔墻混凝土割除上部中隔墻工字鋼破除右邊暫時仰拱混凝土破除左邊暫時仰拱混凝土割除右邊臨時仰拱工字鋼割除左邊暫時仰拱工字鋼破除下部中隔墻混凝土割除下部中隔墻工字鋼。7 勞動力組織應依據開挖斷面大小，機械化程度高低及作業空間可否同意各主要工序間展開平行作業或影響各主要工序間展開平行作業程度等因向來確立勞動力配置。以某15、三車道公路地道CRD法施工為例：現場共分6個組，即一個技術組、五個綜合班。技術組負責施工現場的技術和丈量量測工作；綜合班分別負責交錯中近鄰部開挖支護工作。機械班負責機械、管路等的維修和機械開挖、出碴工作，如表3所示，供參照。表3CRD法施工勞動力配置表8 主要機具設備機械設備配置以先進、高效、合用、配套為原則，投入的主要施工機械設備的規格型號和數目一定充分知足交錯中近鄰法施工工藝的需要。因為施工工序眾多，施工機械和設備要盡可能的部、部協分配合使用，充散發揮施工機具的最大效益。做到配套合理，經濟適用。某三車道公路地道CRD法施工機械設備配置如表4所示，供參照。表4CRD法施工機械設備配置表9 質16、量控制9.1易出現的質量問題支護不實時，關閉不實時，開挖后圍巖裸露時間過長，造成擾動松動圈擴大；各部部距不合理，仰拱（或暫時仰拱）距各部掌子面距離太大；拱架落底處承載力不足，落底處不密實或懸空；沉降未穩固，過早拆掉中近鄰；發射混凝土不密實，背后存在空洞。9.2保證舉措導坑施工是地道施工中的一個重要環節，一定十分重視保護圍巖，盡量減少對圍巖的擾動，施工中應采納機械開挖、人工配合，少使用爆破，以減少對圍巖的擾動。發射砼緊隨開挖掌子面施作。由于圍巖柔軟，所以實時關閉斷面是重點，并要充分運用交錯中近鄰法所給予的手段，力爭在最短時間內用暫時仰拱關閉斷面，做到“自封閉”。各工作面要保持一個合理的距離：地道17、各相鄰掌子面應相距1012m，以保證導坑開挖的穩固，各導坑內上下臺階距離35m為宜。每榀鋼架分拱、墻兩次架成，仔細加固拱腳，如采納擴大拱腳、槽鋼支墊、打拱腳錨桿、增強縱向連結等方法，使上部早期支護與圍巖形成完好系統。鋼架的拱腳或底腳不得置于虛碴上。交錯中近鄰法施工的一個重點問題是拆掉中壁。在這一作業施工管理中，最重要的問題是判斷中壁拆掉時間和中壁拆掉后的安全性；要依據規范或有關規定，以中壁拆掉前的拱頂下沉量(一般一天的下沉量小于2mm)、凈空收斂值來定，以及中壁拆掉中、中壁拆掉后的拱頂下沉增量(不大于6mm)作為管理基準。達成地道開挖及早期支護后，依據量測結果進行模注二次襯砌的澆注。施工過程要18、仔細履行“三嚴、五實時”的施工原則，三嚴即嚴格管理、嚴格紀律、嚴格工藝；五實時即實時支護、實時關閉、實時量測、實時反應、實時修正。增強綜合超前地質預告工作，地質預告時應依照“長久預報與短期預告相聯合、物探手段與鉆孔直接展望相聯合、地區性地質預告與掌子面地質預告相聯合”的“三聯合”原則。增強監控量測工作，采納統計剖析的方法得出每部關閉時沉降量占總沉降量的百分比，在施工中能夠依據每部的沉降量反算總沉降量，進行動向調整，確立合理的預留沉降量和施工支護參數。采納綜合協助施工舉措進行沉降控制，如高壓選噴樁地表預加固、地表深井降水、超前預注漿、打設鎖腳導管、鋼支撐腳板增添支墊、仰拱注漿加固、控制開挖步距、19、縮短關閉時間等。10 安全舉措10.1主要安全風險剖析在風險辨別階段，因為主觀性較大，為了力爭識其余正確性、完好性和系統性，一定保證數據根源的正確和剖析的科學性。依據交錯中近鄰法施工特色，在交錯中近鄰法施工風險管理中，建議采納分解剖析、核查表和專家問卷三種相聯合的方法。第一，將采集的數據中所波及的工程項目依照WBS分解成單位、分部和分項工程。而后將概括的各樣風險事件依照以上介紹的項目風險分類標準加以分類；如此，將工程構造分解和分類的風險事件作為核查表的橫豎列形成風險辨別表。最后，將核查表請專家特別親自參加過近似工程的專家加以評論，披沙揀金。依據交錯中近鄰法施工特色，對施工過程中存在的風險進行了20、剖析，詳細以下表：表5交錯中近鄰法施工風險項目一覽表序號施工風險項目潛伏損失危險1開挖施工風險直接經濟損失、社會信用損失坍塌、工人傷亡2早期支護施工風險直接經濟損失、社會信用損失坍塌、機械損害、觸電、工人傷亡3拆掉中近鄰施工風險直接經濟損失坍塌、高處墜落、工人傷亡4不良地質未探明風險直接經濟損失坍塌、涌水、涌泥依據以上地道的風險剖析，應采納適合的方法以確立各風險事件大小的先后次序，確立風險事件間的內在聯系，掌握風險之間的互相關系，并進一步認識風險發生的概率和惹起的損失。在此可借助一此詳細的工具和技術，比如：計劃評審方法PERT、MC模擬方法、AHP法、故障樹法、功效理論、模糊剖析法、影響圖剖析21、法等等。10.2保證舉措開始施工前，一定對施工工藝中存在的危險源進行辨別并編制安全風險管理實行方案，并擬訂相應的應急方案。施工機械使用、操作人員條件、檢修養護、各樣專業施工機具和料具、施工用電、特別環境中作業等應嚴格履行有關規范規程。施工過程中一定對施工人員增強安全技術交底，特別工種一定經考試合格此后方能上崗。在推行技術和使用新式機械設備時，應付職工進行再培訓和安全教育；進洞人員一定戴好安全帽，洞內作業人員應佩帶防塵面具。禁止沒關人員進洞；開挖作業一定保證安全。開挖時一定減少對圍巖的擾動；爆破后檢查爆破和開挖面狀況，消除瞎炮、殘炮和危石；開挖面及未襯砌地段應隨時檢查，險情應實時辦理；開挖工作面22、與襯砌的距離一定在保證安全并力爭減少施工擾亂的原則下合理選定。11 環保舉措11.1做來暫時施工場所部署優化,增強暫時防備,施工結束后及時進行蹤地清理、土地平坦，增強施工過程中的暫時防備舉措，施工結束后實時跡地整頓和道路雙側綠化舉措。11.2施工及生活廢水的排放依照清污分流、雨污分流的原則，各樣施工廢油、廢液集中儲積，集中辦理，禁止亂流亂淌，防備污染水源，損壞環境。施工作業產生的污水一定經過積淀池積淀，并經凈化辦理，切合要求后排放。11.3采納分部開挖，充分利用人力和小型機具，減少大型設備數量，進而減少油料的耗費，達到節能、減排的要求。11.4優化設計支護參數，控制地道超欠挖，節儉錨桿和混凝土的數目，進而節儉建筑資料，起到節儉能源的目的。建設成效及施工圖片圖4交錯中近鄰工法施工現場全景圖圖5發射混凝土施工圖圖6發射混凝土施工圖圖7鎖腳錨管現場施工圖圖8部開挖出碴現場施工圖圖9施工通風設備圖10腳手架搭設表示圖