三、CRD法施工
3.施工工序间距
CRD法施工开挖步序示意图
3 1
3
1
3部 施工 导洞
1部 施工 导洞
4
2
3部 施工 导洞
1 部 施工 导洞
4
2
一般地段Ⅲ-Ⅲ Ⅲ
4
洞口地段Ⅲ-Ⅲ
Ⅰ
视稳定情况临时支撑待拆除段
水平支撑段
3 部施工导洞
3
Ⅰ
二次衬砌施工段
2
水平支撑段 水平支撑段
1
1 部施工导洞
Ⅱ
Ⅱ
仰拱已施工段
德
国
汉诺威～维尔茨堡 曼海姆～斯图加特 汉诺威～柏林
科隆～法兰克福 马德里～塞维利亚 汉城～釜山 台北～高雄
西班牙 韩 国 中国台湾
二、工程概况
笔架山隧道位于普兰店湾北一公里处，隧道进口 里程DK67+255，出口里程DK67+600，隧道全长345m； 隧道位于直线上，隧道内进口至DK67+450为16‰的上 坡，DK67+450至出口为3‰的上破；隧道最大埋深约 31m。
初期仰拱施工段
Ⅲ
三、CRD法施工
4.施工步骤
（1）超前支护
进洞时拱部采用φ 108 大管棚配合小导管超前注浆加固地 层，其它地段拱部采用超前小导管超前注浆加固地层。 超前支护类型及参数
序 号 超前支护类型 使用范围 洞口段 DK67+272～DK67+292 DK67+543～DK67+583 暗洞段 DK67+272～DK67+583 参数 Φ 108×5mm热轧无缝钢管，环向 间距30cm，节长3m、6m，仰角 1°，长度80m。注浆压力0.71.0Mpa。 L=3.5m外径42mm，壁厚3.5mm热 轧无缝钢管，仰角10°，环向间 距50cm，注浆压力0.4-0.6Mpa
二、工程概况
哈大客运专线大连至沈阳段DK67+255—DK67+600 笔架山隧道
坡度 (‰)↑ (↓)/长 度 (m)
隧道 名称 笔架 山隧 道
隧道里程
长度 线别 （m）
复合式衬砌或明洞 长度（m）
Ⅳ围岩8度 设防 311 明洞
DK67+255 ～ DK67+600
345
双线
16↑195、 3↑150
4.施工步骤
（2）超前地质预报与监控量测
必测项目为日常施工管理中所必须进行的量测项目， 主要为位移测试项目。净空收敛量测一般只进行水平收敛 基线的量测，拱顶下沉可根据量测断面大小及开挖方法， 布置1～3个测点。地表下沉量测可以反映隧道开挖对地表 土体的影响，在浅埋地段应将地表下沉量测也作为必测项 目。
一、高速路大断面隧道研究背景及国内外现状
各国高速铁路隧道净空面积
国 日 家 本 线 新干线 大西洋线 法 国 别 运营速度 (km/h) 240～300 300 断面积(m2) 61～64 71
北方线、东南延伸线
地中海线
300
350 250 300 270 350 350
100
100 82 92 75 107 90
三、CRD法施工
4.施工步骤
（2）超前地质预报与监控量测
笔架山隧道根据设计地质、围岩情况选择的超前地 质预测预报方法为：以地质分析法为主，对重要的地质 （层）界面、断层或物探异常段采用TSP203或地质雷达进 行探测、必要时采用超前水平钻孔。 在施工过程中通过监控量测，为初期支护和二次衬 砌设计参数的调整提供依据，确保施工及结构安全，指导 下一步施工。监测项目分为必测与选测两部分，具体见下 表：
三、CRD法施工
原设计情况
3
临时仰拱
1
中隔壁
3部
施工 导洞
1部
施工 导洞
4
2
三、CRD法施工
2.实际开挖施工优化情况 施工初期按照原设计进行施工，但是施工进度较慢， 主要原因是该隧道属于山岭隧道，开挖需要爆破作业，使得 整个施工环节属于单工序作业。由此造成大量的人员、机械、 设备处于闲置状态。按照全断面进行计算平均每月最多进尺 30m，严重影响施工进度。按照此施工工艺主要暴漏的问题 是： ①大量的人员、机械、设备闲置； ②施工进度缓慢； ③施工仰拱临时支撑转换、拆除过于困难。因此，由局 指组织邀请业主、设计、咨询、监理以及多方专家实 地勘察，经过三次论证，初步将笔架山隧道CRD施工 工法进行部分优化，最终确立CRD施工优化方案如下：
三、CRD法施工
2.实际开挖施工优化情况
（1）中隔壁改为竖撑，工字钢型号、喷射砼维持设计不 变。临时仰拱改为水平支撑，不喷射混凝土，由原 来的工20a改为工25a型钢，并做好纵向连接。1、3步 施工50～80米后，进行上台阶底部松动爆破，架设横 支撑，再进行2、4步开挖。仰拱封闭后进入下一循环 施工，第二个循环上部通道在仰拱成型地段用洞碴填 筑。仰拱及时跟进，仰拱距离下台阶10米左右，二次 衬砌距离下台阶掌子面宜控制在30～50米范围。 （2）②、④部开挖初期支护及时施工，与①、③部施工留 取适当长度。②、④部施工时停止①、③部施工。
三、CRD法施工
3.施工工序间距


（5）①、③工序开挖采用光面爆破，②、④工序开挖采用预裂爆 破，严格控制炸药用量，采用减弱爆破方式。 （6）仰拱砼随工序④施工而进行，距其掌子面10m。导洞施工在下部 工序已完成，转到上部施工前施工，采取预裂爆破方式施工。 见下图示。 （7）临时支护拆除时间根据量测结果确定，拆除顺序为先横撑，后 拆除中隔壁。临时支撑距衬砼距离不大于12m，并视情况，采取 临时支顶措施。
三、CRD法施工
4.施工步骤
（1）超前支护 大管棚布置图
主洞长管棚立面布置图 主洞长管棚纵面布置图
仰
坡 防
护
C30砼套拱 明洞衬砌 暗洞复合衬砌
40m长管棚
50# 53#
明洞衬砌
C30砼套拱
钢花管大样
三、CRD法施工
4.施工步骤
大管棚施工
三、CRD法施工
4.施工步骤
（1）超前支护
超前小导管施工 小导管注浆作业采用凿岩风钻打孔,外插角150，孔 口钻眼偏差不大于50mm,孔眼长度大于钢管长度,小钢管平 直,尾部焊箍,顶部成尖锥状,采用锤击或钻机顶入,顶入长 度不小于管长的90%,小钢管长4m,管壁按梅花型布置小孔, 间隔为30cm，小钢管尾部置于钢架腹部或焊接于系统锚杆 尾部,以增强共同支护能力。 采用纯水泥注浆，水灰比：1：1，注浆压力为 0.4～6Mpa，在孔口处设止水塞，浆液配合比由现场试验确 定，注浆时从拱顶向下注，先注无水孔，后注无水孔，如 遇窜浆或跑浆，则间隔一孔或几孔注浆。
监测项目 洞内、外 观察 净空变化 拱顶下沉 沉降缝两侧底板不均 匀沉降
水准测量 水准仪、钢尺 水准测量 水准仪、铟钢尺
洞口段与路基过渡段 不均匀沉降观测
地表下沉
水准测量， 水准仪、铟钢尺
水准测量 水准仪、塔尺
洞口底板（或仰拱填充层面） 与洞口过渡段的沉降
浅埋隧道必测（H0 ≤2B）
三、CRD法施工
1
超前长管棚
2
超前小导管
三、CRD法施工
4.施工步骤
（1）超前支护
大管棚施工 大管棚安装采用潜孔钻机顶进钢管，顶进时用测斜 仪控制上扬角度。为加固隧道周边围岩，控制地表下沉， 增长管棚刚度，充填钢管周边空隙，对每根钢管进行注浆。 有效扩散半径为0.3m，浆液采用纯水泥浆，初压0.5Mpa， 终压1.0Mpa，并采用定量注浆法控制注浆量。当注浆压力 达到设计终压10min后，进浆量仍达不到设计注浆量时，也 可以结束注浆。注浆结束后用M30水泥砂浆填充，增强管棚 的刚度和强度。
Ⅲ级围岩159米,Ⅳ级围岩186米,设 计图纸按Ⅳ级围岩防护。
三、笔架山开挖施工-CRD法施工
CRD法源于日本，是中壁法和台阶法的综合，一般 用于Ⅳ级围岩，为了更好的控制围岩变形时采用；同 时由于本隧道为满足运梁车通过，采用扩大断面,又因 为浅埋偏压隧道,故采用此方法施工。
优点：施工安全度较高、控制地层变形较好； 缺点：施工进度较台阶法慢工序繁琐、临时工程 量大和造价较台阶法大。
34
二、工程概况
笔架山隧道地层岩性：隧道分布古界蓟县系泥 岩、砂岩，局部表覆第四系全新统坡洪积层细角砾 土。地质构造：依据区域地质资料，笔架山隧道区 位于新华夏构造体系钓鱼台-邓屯-李店构造带上， 根据物探资料分析隧道区中部为一褶皱，其北翼岩 芯极其破碎。
二、工程概况
隧道地质分布情况及围岩分级
分布里程 DK67+255~DK67+384 DK67+384~DK67+414 DK67+414~DK67+600 岩性 石英砂岩（W3）~（W4） 石英砂岩（W2）~（W3） 石英砂岩、叶岩（W2）~（W4） 围岩分级 Ⅲ Ⅲ Ⅳ
三、CRD法施工
实际施工情况
竖撑 水平支撑
3
1
3部
施工 导洞
1部
施工 导洞
4
2
三、CRD法施工
3.施工工序间距
（1）为保证上部爆破作业时，钻孔台架安全，其最短施工距离控制为２ 0m，并作为机械装碴平台。装碴、运输机械进出导洞长度２0m(坡 度19%)，台阶长度共40m。即① ②工序之间、③ ④工序之间间 隔40m。 （2）为减少相邻作业面爆破作业干扰，隧道开挖① ③工序之间、② ④ 工序之间间隔10m。 （3）各工序循环开挖进尺1~2榀拱架。 （4）初期支护、临时支护之中隔壁必须随开挖紧跟。上部临时仰拱设 置，在下部施工前必须设置，其设置为上部施工长度减40m台阶长 度。
一、高速路大断面隧道研究背景及国内外现状
目前，国内大力发展的客运专线铁路基本上都是 一次建成双线，同时考虑工程技术作业空间、内部配 件空间、安全空间、救援通道以及考虑空气动力学的 影响所需，客运专线铁路隧道设计内净空面积达到 100m2以上。哈大客运专线设计时速达350Km/h，隧道 最大开挖面积205m2，隧道断面内轮廓净面积134.66m2， 开挖工序比较繁琐，施工难度较高。目前在国内，如 此大断面的双线铁路隧道开挖施工是一个全新的课题， 国外也很少有类似的经验可作参考。