連江口隧道CRD法和雙側壁導坑法對比分析與研究

張建

摘 要：隨著我國高速公路的跨越式發展和施工技術的不斷提高，尤其近年來隧道工程所占比例也相應增加，特別是大斷面隧道成為現今高速公路建設的主流。由于隧道工程的隱蔽性以及施工地址條件的不確定性，特別是在特殊地質段的隧道施工，需采取適應的開挖方法，方能保證隧道施工安全、質量可靠及工期可控。本文結合工程實例，對隧道施工采用的CRD法和雙側壁導坑法開挖工藝進行介紹，然后對兩種方法的造價進行分析，以期為大跨徑隧道施工提供借鑒。

關鍵詞：CRD法 雙側壁導坑法 對比研究

本文結合連江口隧道的實際情況，在施工技術可行、經濟效益良好的前提下，開展了CRD法和雙側壁導坑兩種開挖方法在該隧道中的應用研究。

1.工程概況

1.1簡介

樂昌至廣州高速公路是京港澳高速公路粵境段復線，走向大致與京港澳高速公路平行。連江口隧道累計單洞長4433m，其中左線長2265m、右線長2168m。該隧道為雙向六車道設計，其斷面內輪廓采用三心圓設計，總高度8.2m，總寬度16.153m。該隧道進口端為分離式小凈距隧道，進口開挖凈距為24.5m，中部開挖凈距為31m，出口開挖凈距為44m，最大埋深約為182m。

1.2工程重點、難點及控制措施

結合連江口隧道的現場地質地貌情況，本隧道的技術重點、難點就是大斷面隧道采用CRD法的開挖及初期支護施工控制。所采取相關措施：（1）調整傳統的分部開挖方法；（2）嚴格控制開挖進尺長度；（3）加強隧道超前地質預報和監控量測工作；（4）施工中貫徹“光面爆破定效率，初期支護保安全，監控量測明情況，排水通風講文明”的工作思路。

1.3隧道凈空斷面設計

隧道建筑界限根據公路工程技術標準和公路隧道的設計規范設定，單洞的凈空斷面為133.7m2，單洞凈空斷面周長為42.9m。

隧道內輪廓考慮結構受力良好及便于施工，采用三心圓設計，隧道凈空、橫斷面組成除考慮滿足行車要求外，還考慮了照明、消防及其他運營管理設施所需空間。

2.CRD法和雙側壁導坑法開挖工藝

根據設計圖紙及相關地質資料，隧道進口端V級圍巖小凈距地段及V級圍巖深埋段開挖均采用雙側壁導坑法，出口端淺埋偏壓段開挖采用CRD（單側壁導坑）法開挖。

2.1雙側壁導坑開挖施工工序

進口端V級圍巖淺埋加強段采用雙側壁導坑法開挖，如見圖2所示，初期支護緊跟在每一步的開挖之后。兩側導坑均采用正臺階法施工，側導坑的開挖寬度約為主洞的1/3寬度，內側導洞開挖后，通過中空注漿錨桿加固中間巖柱部分。開挖側導坑時為滿足機具正常作業，下斷面待上斷面開挖5m后才開始開挖；兩側導坑對應斷面滯后5～10m；核心土上臺階滯后最近側導坑10～20m，而中臺階滯后上臺階3～5m，下臺階滯后中臺階3～5m；導坑部位仰拱襯砌及時施作，與導坑下斷面的距離控制在5～10m。為減少左右洞身開挖的相互影響，兩隧道洞身錯開一定距離開挖，滯后距離約30～40m。

具體開挖、支護順序：Ⅰ左側導坑開挖；②左側導坑初期支護；Ⅲ右側導坑開挖；④右側導坑初期支護；V拱部及核心土上臺階開挖；⑥拱部初期支護；Ⅶ核心土下臺階開挖；⑧仰拱混凝土澆注及仰拱回填；⑨澆注兩側二次襯砌混凝土基礎。

2.2 CRD法開挖施工工序

出口端V級圍巖淺埋偏壓段開挖采用CRD（單側壁導坑），如見圖3所示，隧道中線左、右兩側導坑以10m長為一段交替開挖前進，上導坑開挖循環進尺控制為0.6～0.75m，下部開挖應根據地質實際情況適當加大，根據監控量測的結果和地質情況對仰拱開挖長度進行確定，一般應在6m以內。噴射砼緊隨開挖掌子面施作，每環鋼架分拱、墻兩次架成。

具體開挖、支護順序：①內側導坑上部開挖；Ⅱ內側導坑上部初期支護；③內側導坑下部開挖；Ⅳ內側導坑下部初期支護；⑤外側導坑上部開挖；Ⅵ外側導坑上部初期支護；⑦外側導坑下部開挖；Ⅷ外側導坑下部初期支護；Ⅸ仰拱混凝土澆注及隧底填充。

2.3工藝比較分析

從同一施工時間段開始計算，采用雙側壁導坑開挖平均每月進尺約24m；采用CRD法（單側壁導坑）進行開挖平均每月進尺約40m。

根據以上數據統計顯示，雙側壁法施工與CRD法相比，施工工序較為繁瑣，施工難度較大，工序間相互干擾較大，且施工進度較為緩慢，難以獲得最大的進度目標。為貫徹落實“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”十八字施工原則，采用CRD法開挖時需要進行施工監控，從而提高施工效率。

3.CRD法與雙側壁導坑法造價分析

CRD法與雙側壁導坑法的臨時支護工程量詳見表1所示：

通過上表1關于臨時支護各相應工程量對比數據可知，CRD法所使用材料少于雙側壁導坑法。由此可見，在能滿足隧道工程施工質量和安全的前提下，CRD法相比雙側壁導坑法，能夠降低施工成本和工程造價。

4.結論

綜上所述，連江口隧道出口端采用CRD法施工，通過改變傳統的分部開挖方法，加快了施工工序銜接，使得連江口隧道出口端比隧道進口端提前2個月完成了V級圍巖的施工，為連江口隧道的勝利貫通打下了堅實的基礎，并且在施工成本方面有所降低，節約工程造價，間接提高經濟效益。通過論證表明，新的CRD法施工在連江口隧道中的施工應用研究是成功的，也為大跨徑公路隧道的施工提供一個可借鑒的施工經驗。

參考文獻：

[1]JTG F60-2009.公路隧道施工技術規范[S].

[2]陸洲，邱利祥，盛素玲.雙側壁導坑法在大跨度隧道施工中的應用[J].山西建筑，2009（35）：328-329.