一种改进CRD工法隧道施工工艺

一种改进crd工法隧道施工工艺
技术领域
1.本发明涉及建筑施工技术领域，具体是一种改进crd工法隧道施工工艺。


背景技术：

2.隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道。
3.针对大断面岩溶隧道拱顶塌方及突泥，一般采用回填反压加固，使用中隔壁(cd法)、交叉中隔壁法(crd法)、单双侧壁导坑法进行开挖，采用这些方法的优点是有利于支撑坍塌体、很好的控制拱顶围岩下沉，但是往往在大断面岩溶隧道中，岩层坚硬，除了塌方体不稳定外，其余围岩较为稳定，采用常规cd法、crd法、单双侧壁导坑法缺点是施工辅助工序多、结构受力复杂、临时支撑材料用量多和施工进度慢。
4.因此，有必要提供一种改进crd工法隧道施工工艺解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种改进crd工法隧道施工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.基于上述思路，本发明提供如下技术方案：一种改进crd工法隧道施工工艺，包括以下步骤：
7.s1.塌方区域回填反压；
8.s2.在回填区域底部施作管棚；
9.s3.拱部空洞通过混凝土回填密实；
10.s4.开挖左侧上台阶，并通过纵向隔墙和横向隔墙的左侧部分初期支护成环；
11.s5.开挖右侧上台阶，并通过纵向隔墙和横向隔墙的右侧部分初期支护成环；
12.s6.拆除横向隔墙和纵向隔墙；
13.s7.左侧下台阶开挖与支护；
14.s8.右侧下台阶开挖与支护；
15.s9.设置仰拱及填充混凝土。
16.作为本发明的进一步方案，上述步骤s2中施作管棚采用根管法进行施工，管棚内植钢筋笼。
17.作为本发明的进一步方案，管棚施作完成后在拱顶、拱腰斜上方坍塌位置采用根管法打探孔，探明空洞位置，在钢管管头位置焊接泵送管，对空洞位置回填混凝土厚5米-8米，使拱顶5米-8米范围内混凝土充填密实。
18.作为本发明的进一步方案，所述横向隔墙和纵向隔墙均包括多个墙板，相邻的所述墙板通过连接组件固定连接。
19.作为本发明的进一步方案，所述连接组件包括连接筒，所述连接筒固定安装于所述墙板的一侧壁，所述墙板远离连接筒的侧壁开设有连接槽，所述连接筒与所述连接槽相
适配。
20.作为本发明的进一步方案，所述连接组件还包括连接索，所述墙板内开设有穿绳通道，所述穿绳通道的一端与所述连接筒的内腔相连通，所述穿绳通道的另一端与所述连接槽的内腔相连通，所述连接索依次贯穿连接筒、穿绳通道和连接槽。
21.作为本发明的进一步方案，所述墙板内开设有安装腔，所述安装腔内滑动安装有调节块，所述调节块上开设有通孔，所述连接索贯穿所述通孔。
22.作为本发明的进一步方案，所述墙板上螺纹安装有螺杆，所述螺杆的一端与所述调节块转动连接，所述螺杆的另一端固定安装有调节盘，所述调节盘上开设有调节孔。
23.作为本发明的进一步方案，所述墙板的侧壁固定安装有固定板，所述墙板远离固定板的侧壁开设有缺口，所述固定板与缺口相适配，所述固定板上滑动安装有加固块，所述缺口上开设有加固槽，所述加固块与所述加固槽相适配。
24.作为本发明的进一步方案，所述螺杆上固定安装有调节环，所述调节环上转动安装有连接环，所述连接环上固定连接有l形杆，所述l形杆滑动设置在所述墙板内，所述l形杆远离连接环的一端与所述加固块固定连接。
25.作为本发明的进一步方案，所述纵向隔墙和横向隔墙均通过锁脚锚管与隧道的内壁固定连接，通过锁脚锚管可对纵向隔墙和横向隔墙的安装进行加固。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27.1、本发明通过对塌方区域的反压回填，以及通过管棚对回填区域的支撑，使得隧道整体结构的牢固性较好，在施工过程中，仅需通过纵向隔墙和横向隔墙即可对隧道进行支撑，防止施工过程中隧道坍塌，本工法与传统crd法对比，减少了临时支撑材料的用量，工期的缩减减少了隧道开挖与支护系统设备的摊销成本，提高了施工效率；
28.2、本发明通过多个墙板的固定连接形成横向隔墙和纵向隔墙，在隧道施工完成后，可将横向隔墙和纵向隔墙拆卸下来，使得墙板能够重复利用，通过调节盘的旋转能带动螺杆旋转，螺杆旋转时相对墙板移动，从而带动调节块移动，使得靠近调节块的连接索被拉弯，从而使连接索绷紧，通过连接索能够对墙板的移动进行导向，使得连接筒能够直接插入连接槽内，使得墙板的安装更加便捷，且通过连接索可对墙板之间的连接进行加固，同时，螺杆移动时可带动调节环移动，调节环移动时通过l形杆带动加固块移动，从而使加固块插入加固槽内，从而对相邻的两块墙板进行加固，使得横向隔墙和纵向隔墙的抗压能力更强，支撑效果更好。
附图说明
29.图1为本发明施工方法示意图；
30.图2为本发明墙板的三维结构示意图；
31.图3为本发明墙板的剖面结构示意图；
32.图4为本发明图3的a处放大结构示意图。
33.图中：1、纵向隔墙；2、横向隔墙；4、混凝土隧道壁；5、管棚；6、塌方区域；7、墙板；701、连接槽；702、加固槽；703、安装腔；8、连接筒；9、固定板；10、调节块；11、螺杆；12、调节盘；1201、调节孔；13、加固块；14、l形杆；15、调节环；16、连接环；17、连接索；18、锁脚锚管。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围
35.请参阅图1，本发明实施例中，一种改进crd工法隧道施工工艺，包括以下步骤：
36.s1.塌方区域6回填反压：对塌方区域6清理周遭孤石杂土，回填反压，利用堆积土体形成屏障对拱顶空洞处进行泵送混凝土；
37.s2.在回填区域底部施作管棚5，通过管棚5可对顶部的土体进行支撑，施作管棚5采用根管法进行施工，管棚5内植钢筋笼，管棚5施作完成后在拱顶、拱腰斜上方坍塌位置采用根管法打探孔，探明空洞位置，在钢管管头位置焊接泵送管，对空洞位置回填混凝土厚5米-8米，使拱顶5米-8米范围内混凝土充填密实；
38.s3.拱部空洞通过混凝土回填密实，通过混凝土可对隧道顶部进行加固；
39.s4.开挖左侧上台阶，并通过纵向隔墙1和横向隔墙2的左侧部分初期支护成环，并在左上侧隧道内壁上浇筑混凝土：采用crd法开挖掌子面，先开挖上台阶拱顶塌方量较小一侧，并初期支护成环，初期支护需在稳固坚硬的岩层上落底，且打设强锁脚锚杆，crd法为现有技术，故未做详细描述；
40.s5.开挖右侧上台阶，并通过纵向隔墙1和横向隔墙2的右侧部分初期支护成环，并在右上侧隧道内壁上浇筑混凝土：采用改进crd法开挖掌子面，开挖右侧上台阶，并初期支护成环，初期支护落底需在稳固坚硬的岩层上，且打设加强锁脚锚杆；
41.s6.拆除横向隔墙2和纵向隔墙1；
42.s7.左侧下台阶开挖与支护，并在左下侧隧道内壁上浇筑混凝土；
43.s8.右侧下台阶开挖与支护，并在右下侧隧道内壁上浇筑混凝土，从而形成完整的混凝土隧道壁4；
44.s9.设置仰拱及填充混凝土，仰拱为隧道底部的弧形部分，通过仰拱可对隧道进行加固，仰拱是为改善上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构，是隧道结构的主要组成部分之一，它一方面要将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构或将路面上的荷载有效的传递到地下，而且还有效的抵抗隧道下部地层传来的反力。
45.通过对塌方区域6的反压回填，以及通过管棚5对回填区域的支撑，使得隧道整体结构的牢固性较好，在施工过程中，仅需通过纵向隔墙1和横向隔墙2即可对隧道进行支撑，防止施工过程中隧道坍塌，本工法与传统crd法对比，减少了临时支撑材料的用量，工期的缩减减少了隧道开挖与支护系统设备的摊销成本，提高了施工效率。
46.请参阅图2～4，本发明实施例中，所述横向隔墙2和纵向隔墙1均包括多个墙板7，相邻的所述墙板7通过连接组件固定连接，通过多个墙板7的固定连接形成横向隔墙2和纵向隔墙1，在隧道施工完成后，可将横向隔墙2和纵向隔墙1拆卸下来，使得墙板7能够重复利用。
47.本实施例中，优选的，所述连接组件包括连接筒8，所述连接筒8固定安装于所述墙板7的一侧壁，所述墙板7远离连接筒8的侧壁开设有连接槽701，所述连接筒8与所述连接槽701相适配，使得连接筒8可插入连接槽701内，从而实现两个墙板7的固定连接，连接筒8和
连接槽701与墙板7之间的夹角可根据需求进行设置，使得横向隔墙2和纵向隔墙1可根据使用需求设置为弧形、直线形等。
48.本实施例中，优选的，所述连接组件还包括连接索17，所述墙板7内开设有穿绳通道，所述穿绳通道的一端与所述连接筒8的内腔相连通，所述穿绳通道的另一端与所述连接槽701的内腔相连通，所述连接索17依次贯穿连接筒8、穿绳通道和连接槽701，连接索17优选为钢索，施工时将连接索17的一端固定连接在隧道的内壁上，再使连接索17依次贯穿连接筒8、穿绳通道和连接槽701，使得连接索17能够对墙板7的移动进行导向，使得连接筒8能够直接插入连接槽701内，通过连接索17可对墙板7之间的连接进行加固，同时，使得墙板7的安装更加便捷。
49.本实施例中，优选的，所述墙板7内开设有安装腔703，所述安装腔703内滑动安装有调节块10，所述调节块10上开设有通孔，所述连接索17贯穿所述通孔，连接索17较为松弛时，墙板7之间的连接可能不紧密，因此设置了调节块10，需要使连接索17绷紧时，滑动调节块10，使得靠近调节块10的连接索17被拉弯，从而使连接索17绷紧。
50.本实施例中，优选的，所述墙板7上螺纹安装有螺杆11，所述螺杆11的一端与所述调节块10转动连接，所述螺杆11的另一端固定安装有调节盘12，所述调节盘12上开设有调节孔1201；将圆杆插入调节孔1201，再旋转圆杆即可带动调节盘12旋转，调节盘12旋转时带动螺杆11旋转，螺杆11旋转时相对墙板7移动，从而带动调节块10移动。
51.请参阅图3和图4，本发明实施例中，所述墙板7的侧壁固定安装有固定板9，所述墙板7远离固定板9的侧壁开设有缺口，所述固定板9与缺口相适配，所述固定板9上滑动安装有加固块13，所述缺口上开设有加固槽702，所述加固块13与所述加固槽702相适配；当加固块13插入加固槽702内时，可对相邻的两块墙板7进行加固。
52.本实施例中，优选的，所述螺杆11上固定安装有调节环15，所述调节环15上转动安装有连接环16，所述连接环16上固定连接有l形杆14，所述l形杆14滑动设置在所述墙板7内，所述l形杆14远离连接环16的一端与所述加固块13固定连接；螺杆11移动时可带动调节环15移动，调节环15移动时通过l形杆14带动加固块13移动，从而使加固块13插入加固槽702内，从而对相邻的两块墙板7进行加固，使得旋转调节盘12时，不仅能使连接索17绷紧，还能通过调节环15、连接环16和l形杆14驱动加固块13移动，从而使得两个墙板7无法相对远离，从而对两个墙板7之间的连接进行加固。
53.本实施例中，优选的，所述纵向隔墙1和横向隔墙2均通过锁脚锚管18与隧道的内壁固定连接，通过锁脚锚管18可对纵向隔墙1和横向隔墙2的安装进行加固；在实际应用中，可在纵向隔墙1和横向隔墙2上喷射混凝土进行加固，拆卸时再将混凝土剥落，相对于现有技术，能够节省较多的混凝土用量。
54.根据岩溶塌方处治施工进度计划，提前安排机械设备进场、调试及材料的供应，项目部组织对进场相关设备和材料进行联合验收，验收不合格的将拒绝进场使用。根据施工进度，进场机械设备可在各施工队之间进行合理调配使用，确保施工连续、顺利进行；加强超前地质预报，坚持先预报后开挖的施工原则；将变形观测纳入工序管理，及时进行量测数据分析，指导施工。洞身开挖时完善临时排水系统，确保不积水，防止钢架基底软化；钢支撑架设用楔块与围岩楔紧，纵向有联系构件，底角要牢固。钢支撑、尽可能多的与锚杆露头及钢筋网焊接，增强其联合支护效应；开挖初喷后尽快施作锁脚锚杆，然后复喷。锁脚锚杆施
工要确保锚固剂药卷浸泡充分，要求浸泡时间控制在2.5分钟左右；其次，要确保打入锚固剂药卷饱满。
55.采用此工法，顺利完成了天巴5标延社隧道、勤兰隧道、甲篆1-3号隧道、小洞山2-4号隧道，弄燕隧道岩溶区塌方处理施工，通过根据现场情况对塌方体稳定进行合理设计和计算，采用改进crd法精心编制施工方案并组织实施，8.5座隧道的岩溶塌方处理均能顺利高效的完成，减少临时支撑材料用量1/3，比原计划工期减少1/5。除通过合理的支护体系设计和施工有效减少施工费用外，上台阶临时支护拆除后再进行下台阶施工，可以减少施工干扰，缩短工期减少了隧道开挖与支护系统设备的摊销成本，期中延社隧道300万、勤兰隧道400万、甲篆1-3号隧道500万、小洞山2-4号隧道100万、弄燕隧道200万；本工法与传统crd法对比，减少临时支撑材料的用量1/3，工期的缩减减少了隧道开挖与支护系统设备的摊销成本，提高工作效率。得到了业主、设计及监理单位的好评。
56.廷社隧道为一座三车道小净距分离式特长隧道。位于凤山县瑶寨村东侧750m山体处，隧道总体为南北走向。隧道采用小净距分离式设计，其中左线隧道长3377m，右线隧道长3350.5m，设计纵坡-2.49％；隧道最大埋深约350m。
57.2021年6月16日现场施工至左洞k76+284.4处时，发育一填充型溶洞，充填物为低液限黏土，分布整个掌子面，施工时发生拱顶塌方，经现场目测塌腔发育至拱顶以上约8米，宽度约10米。该处围岩等级为：ⅳ级，衬砌结构类型为s4-b型衬砌。
58.经现场商议后决定采用改进crd法进行岩溶塌方处理：
59.(1)对塌方区域清理周遭孤石杂土，回填反压。利用堆积土体形成屏障对拱顶空洞处进行泵送混凝土。
60.(2)平整上台阶作业平台，采用根管法施作大管棚，管棚内植钢筋笼并注浆。
61.(3)管棚施作完成后，拱顶、拱腰斜上方坍塌位置采用根管法打探孔，探明空洞位置，在钢管管头位置焊接泵送管，对空洞位置回填c30细石混凝土5米，使拱顶5米范围内充填密实。
62.(4)采用改进crd法开挖掌子面，优先开挖右侧，待右侧进尺5米后斜向左上方继续施作探孔探明空洞位置并回填细石混凝土。
63.采用改进crd工法，上台阶左右侧导坑设置临时中隔壁支撑及加强型锁脚锚管，增加了坍塌体的稳定性，拱顶沉降量小，安全性能高，未发生质量及安全事故。
64.工作原理：本发明通过对塌方区域6的反压回填，以及通过管棚5对回填区域的支撑，使得隧道整体结构的牢固性较好，在施工过程中，仅需通过纵向隔墙1和横向隔墙2即可对隧道进行支撑，防止施工过程中隧道坍塌，本工法与传统crd法对比，减少了临时支撑材料的用量，工期的缩减减少了隧道开挖与支护系统设备的摊销成本，提高了施工效率；通过多个墙板7的固定连接形成横向隔墙2和纵向隔墙1，在隧道施工完成后，可将横向隔墙2和纵向隔墙1拆卸下来，使得墙板7能够重复利用；多个墙板7安装完成后，将圆杆插入调节孔1201，再旋转圆杆即可带动调节盘12旋转，调节盘12旋转时带动螺杆11旋转，螺杆11旋转时相对墙板7移动，从而带动调节块10移动，使得靠近调节块10的连接索17被拉弯，从而使连接索17绷紧，同时，螺杆11移动时可带动调节环15移动，调节环15移动时通过l形杆14带动加固块13移动，从而使加固块13插入加固槽702内，从而对相邻的两块墙板7进行加固。
65.上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发
明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。