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1、中铁隧道集团有限公司作业指导书 编号：XXXX隧 道 工 程交叉中隔壁法（CRD法）开挖作业指导书 单位：中铁隧道集团二处有限公司 编制：尹亚坡 审核： 批准：xxxx年xx月xx日发布 xxxx年xx月xx日实施交叉中隔壁法（CRD法）开挖作业指导书1 适用范围交叉中隔壁法（CRD法）主要适用于不宜明挖施工的土质或软弱无胶结的砂、卵石等第四纪地层，修建覆跨比大于0.5，断面宽度6-12m，高度大于5m，地质条件差、跨度较大、沉降控制要求严格的隧道。对于低水位的类似地层，采取堵水或降水等措施后该法仍能适用。尤其对都市城区在结构埋置浅、地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布，且对地面沉陷要求
2、严格的情况下修建地下铁道更为适用。2 作业内容 2.1 超前支护； 2.2分步土方开挖及初期支护； 2.3 出渣运输；2.4 初支背后回填注浆；2.5 施工监控量测。3 引用的标准和规范 3.1 铁路隧道设计规范（TB10003-2005）； 3.2 铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10417-2003）； 3.3 客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准（铁建设2005160号）； 3.4 铁路混凝土工程施工质量验收补充标准（铁建设2005160号）； 3.5 客运专线铁路隧道工程施工技术指南（TZ214-2005）； 3.6 铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）； 3.7
3、 铁路隧道钻爆法工序及作业指南（经规标准200724号）； 3.8 隧道台阶七步开挖法作业指南（试行）（经规标准2007119号）； 3.9 铁路隧道设计施工有关标准补充规定（铁建设200788号）。4 质量控制及检验技术要求 采用本工法开挖施工，按照设计要求，洞室断面尺寸、初次支护外观、厚度、喷射混凝土强度，锚杆质量均应遵照铁路隧道新奥法指南第五章第一节有关质量检验标准或铁路隧道施工规范(TBJ204-86)的有关章节。此外，并作以下补充： （1）超前小导管注浆 超前小导管的仰角应控制在57，孔位偏差不得超过10cm，顶入长度不应小于管长的90%，纵向两排小导管的搭接长度不小于两排钢架的间距
4、。 注浆孔口压力控制在 0.40.5MPa，浆液扩散半径采用0.3m，单孔浆液注入量可由公式Q=nR2Ln估算，式中：R浆液室散半径(m)；L导管长度(m)；n地层孔隙率(%)。 当小导管采用3.03.5m时，一般每孔的定量注入量为17L，采用量施工法施工。 当每孔注入量达到定量标准或达到定量标准的80%以上而注浆压力升至0.40.5MPa，且无漏浆，跑浆现象时，才能结束注浆。注浆效果可采用加固范围内任一位置取岩芯检验，并观测其开挖后浆液的充填情况；也可采用压水试验检查注浆效果，其检查孔的吸水量(失水量）应小于0.20.4L / min。m或采用声波探测仪测量岩体声速，判断注浆效果。 （2）网
5、构钢架制作及安设 网构钢架一般在现场冷弯或热弯制作，要求做到尺寸准确，弧形圆顺，焊接成形时，应洞钢架两侧对称进行，钢架主筋与轴线应点点重合，接头处要求相邻两节园心重合。进行试拼装，应无扭曲翘曲现象，沿隧道周边轮廓误差不应大于3cm。 钢架应按设计位置安设，各段在同一平面内其平面翘曲应小于2cm，整榀钢架应垂直于洞室中线，其上下、左右偏差应小于5cm，钢架倾斜度应小20。 （3）量测数据管理基准本工法主要采用位移量测资料作为信息化管理目标，管理基准值应根据现场的特定条件而制定，其推荐基准参考值如表1所示。表1 量测数据管理基准值参考表 指 标 内 容日本、法国、西德 规 范 综 合 推荐基准值
6、城市地铁 山岭隧道 地面最大沉陷地面沈陷槽拐点曲率 地层损失系数洞内边墙水平收敛 洞内拱顶下沉50mm1/3005%2040mm75229mm30mm1/5005%20mm50mm60mm1/3005%(0.20.3)D%(0.30.4)D% 注：D开挖洞室最大跨度(m)5 施工作业准备 5.1 熟悉施工图纸，做好各项技术交底。工程开工前，应向全体施工人员进行技术交底和安全交底，并做好记录。 5.2 做好现场劳动力组织（详见劳动组织），准备好各种施工机具，并保证施工机具的完好率，使其能满足施工要求。交叉中隔壁法（CRD法）开挖施工机械可参照表2施工机械表。表2 交叉中隔壁法（CRD法）开挖施工
7、机具设备表序 号设 备 名 称型 号数量备 注1龙门架自行加工1套竖井提升设备2电动葫芦CD15-35D3个3发电机75250GF 250kw1台停电备用4空压机VHP700型低噪音电动，20 m3/min1台施工用风5空压机VY12/7型内燃1台停电备用6风镐C-10A，1.2m3/min8把土方开挖7风钻YT-282把打设小导管8砂浆搅拌机LG-3001台水泥浆搅拌9双液注浆泵KBY-50/70, 11kw2台超前注浆用10砂浆泵UB-3，3 m3/h2台初支背后回填注浆用11搅拌机JS500型1台喷浆料12湿喷机TK-500型, 5m3/h2台根据设计要求选用13潮喷机6台喷射混凝土14
8、电焊机BX500，15KVA8台拱架加工、连接筋焊接15手推车12辆上台阶倒渣16小型自卸车6辆出渣运料17钢筋切断机GJ5402台钢筋加工18钢筋弯曲机2台19钢筋调直机GT4141台20交流电焊机BX5003台21钢筋挤压机YJH-252台 5.3 预备好施工使用的各项材料，使其满足施工要求5.3.1 原材料（1）钢筋：根据设计图纸要求选用质量必须符合国家现行标准的各种型号钢筋。（2）水泥：采用强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥。水泥应有产品合格证和出厂检验报告，进场后应对强度、安定性及其他必要的性能指标进行取样复验。其质量必须符合国家现行标准硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（GB-175）的
9、规定。（3）小导管：宜采用3242的水煤气管或无缝钢管制作。（4）水玻璃：浓度40-50Be的水玻璃。（5）硫酸：采用浓度为98%的浓硫酸。（6）砂：宜采用中砂或粗砂，砂进场后应取样复试合格，其质量应符合国家现行标准。（7）水：宜采用饮用水。 5.3.2 隧道开挖初期支护的钢格栅，其原材料必须符合设计要求和施工规范规定，架立前进行试拼，连接螺栓必须拧紧，数量符合设计，节点板密贴对正，钢格栅连接应圆顺。5.3.3 喷射混凝土原材料配合比、计量、搅拌、喷射必须符合施工规范规定，混凝土强度必须符合设计要求。5.4 测量人员对各施工部位的平面尺寸、标高要精确测量，并进行准确放线。5.5 正式施工前，对
10、土层进行注浆试验，以选用合格的施工参数，并认真做好各种施工机具、仪器的检测校核工作。6 工艺流程与施工程序6.1 CRD的工艺流程CRD工法以台阶法为基础，在CD工法基础上加设临时仰拱，将隧道断面从中间分成46部分，使上、下台阶左右各分成23部分，每一部分开挖并支护后形成独立的闭合单元。各部分开挖时，纵向间隔的距离可根据具体情况按台阶法确定。6.1.1 CRD“四步法”(1) CRD法施工时, 当隧道开挖宽度小于10m，开挖高度小于8m，采用CRD“四步法掘进初支。开挖施工时，各开挖部位掌子面间要错开一定的距离，一般为35m，以减小同步开挖相互间的影响及引起地表较大沉降。具体示意见图1开挖示意
11、图。图1开挖示意图(2) CRD“四步法”施工的工艺流程见图2。洞室打钢插管、压注固结地层浆液洞室开挖、留核心土洞室架设拱架及临时仰拱，网喷混凝土洞室放坡开挖洞室架设拱架及临时支撑，网喷混凝土洞室打钢插管、压注固结地层浆液洞室开挖、留核心土洞室架设拱架及临时仰拱，网喷混凝土洞室放坡开挖洞室架设拱架、网喷混凝土，隧道封闭成环图2 CRD“四步法”施工的工艺流程图6.1.2 CRD“六步法”当隧道开挖宽度大于10m，开挖高度大于8m，采用CRD“六步法”掘进初支。隧道分成六步开挖，各步开挖施工间隔为56m。各部每次开挖进尺为一个格栅间距，严禁多榀一次开挖。在各开挖分部内，按正台阶法分两台阶支护，台
12、阶长度23m，其施工步骤见图3。图3 CRD“六步法”施工示意图6.1.3 CRD“八步法”及“十步法”当隧道开挖宽度和开挖高度都比较大时，可同样采用CRD法施工，只是把隧道分成更多的小导洞（8个或10个）分步开挖。7 施工程序步序说明（1）小导管超前注浆作业，包括：打孔、布管、封面、注浆车道工序。 打孔：超前小导管孔采用风镐顶入或YT-28风钻打设。 布管：(a)超前小导管选用3240mm的钢管加工而成，顶部切削成尖靴，尾部焊成垫圈，其长度一般为3.03.5m；(b)超前小导管仅在起拱线以上沿拱边轮廓线设置，环向间距3050cm不等，外插角一般为570；(c)超前小导管应从网构钢架腹部空间穿
13、过，插入已打设的孔中，尾端与钢架焊接，连为一体。 封面：注浆前，应喷射510cm厚混凝土封闭工作面，以防漏浆。 注浆：(a)采用HFV-5D双液注浆泵压注，为缩短工序时间，可在注浆管前安设分浆器；(b)对于砂卵石地层，当裂隙宽度（或粒径）大于1mm时，宜优先选用单液水泥浆和水泥水玻璃浆；当裂隙宽度（或粒径）小于1mm时，宜优先选用改性水玻璃浆液；(c)注浆后的开挖时间一般为：单液水泥浆8h左右，水泥水玻璃浆4h左右，改性水玻璃浆10min。 （2）上部环形开挖：人工沿拱弧轮廓线开挖、修整，预留核心土，核心土的断面应大于开挖断面的50%，每循环进尺一般为0.50.75m。 （3）上部初期支护包括
14、：立拱、挂网、安设小导管和喷射混凝土四道工序。 立拱：(a)网构钢架由主筋直径不小于22mm的16Mn钢筋采用正方形或矩形截面焊接而成；(b)钢架安设应紧贴围岩，拱脚应设置在特制的基础或原状岩层上；(c)两排钢架间内外用连接筋联接，单层环向间距一般不大于100cm，纵向搭接采用单面焊，搭接长度10d。 挂网：(a)钢筋网采用6，A3钢筋编制，网块尺寸为100200cm，网格间距一般为1515cm；(b)钢筋网应在初喷混凝土及安设小导管和架立钢架后铺设，两片网块间搭接长度不得小于20cm。一般地层，钢筋网应与初喷混凝土表面密贴；砂层地段，宜紧贴砂层面铺挂细网并用环向钢筋压紧，初喷混凝土后再铺第二
15、层钢筋网。 安设小导管及锁脚锚管。 喷射混凝土：(a)喷射混凝土一般选用Pc32.5#普通硅酸盐水泥、细骨料（中粗砂）、粗骨科（卵石或碎石）等原材料；(b)喷射混凝土有干喷、潮喷和湿喷三种方式，目前一般选用转子型喷射机进行潮喷法施工；(c)喷射混凝土标号应为C20，厚度一般为2530cm，可分23次喷至设计厚度。初喷35cm厚混凝土必须在开挖后2h内完成，复喷必须填实钢架与岩壁的间隙并将钢筋网和钢架覆盖至少2cm以上；(d)喷射混凝土时，拱部与边墙均采用自下而上，从工作面齐头向外推进的原则进行。为提高早期强度，施工时一般需掺加一定量的速疑剂。 （4）挖核心土：可采用小型机具或人工开挖。 （5）
16、下台阶分步开挖：以单边每次开挖长度13m为宜，人工开挖或采用日产S-50单臂掘进机作业。 （6）下半断面初次支护，包括立拱、挂网、安设锁脚锚管和喷射混凝土四道工序，施工工艺同上半断面。应当注意，网构钢架墙部接长应与开挖步骤相对应，单边交错进行，每次接长钢架13榀。 （7）仰拱开挖：采用人工或反铲式挖掘机开挖，每次挖掘长度一般以34m为宜。 （8）仰拱初次支护，包括：网构钢架闭合成环、铺设钢筋网和喷射混凝土等工序，仰拱初次支护原则上应紧跟拱墙支护及时施作。 （9）装渣运输 上台阶采用手推车或其它小型机具将渣土倒至下台阶，在下台阶再由人工或侧卸式装渣机将渣土倒入渣车，由电瓶车或自卸车运出。 （10
17、）初支背后回填注浆：其作用在于有效地保证自稳性差的开挖面及周围地层的稳定。注浆时需挂网喷射100mm厚的混凝土将掌子面封闭，进行拱墙、底部背后注浆，以起到充填空隙、加固地层的作用，使隧道结构与周边土体密实，有效控制地表沉陷。背后注浆滞后初支封闭成环后35m进行，注浆泵选用砂浆泵，注浆压力控制在0.30.5MPa，注浆速度不大于50L/min，浆液采用水泥浆或水泥砂浆。（11）监控量测：开挖初支施工过程中应对围岩及支护结构进行变位及应力量测，以便监控其稳定状态，控制地面沉陷。现场监控测量是本工法的重要组成部分，是监视设计与施工是否正确，围岩与结构是否稳定的有效手段。 浅埋暗挖工法现场测试包括A类
18、（必须）和B类（选测）量测项目，其相应的量测内容详见表3。 分析及反馈建立铁路隧道喷锚构筑法技术规则(TBJ108-92)的级监管理，见表4。表4 监测管理表管理等级管理位移施工状态U0Un/3可正常施工Un/3U0Un2/3应注意，并加强监测U0Un2/3应采取加强支护等措施 注：表中：U0 实测位移值，Un 允许位移值监测反馈程序见图4。监 测 结 果位移是否超级管理位移是否超级管理位移是否超级管理继续施工综合判断暂停施工采 取 特 殊 措 施是不安全否否否是是安全图4 监测反馈管理程序图量监控量测资料均用计算机配专业技术软件进行自动化初步分析、处理。根据实测数据分析、绘制各种表格及曲线图
19、，当曲线趋于平衡时推算出最终值，并提示结构物的安全性。 表3 现场监控量测项目及内容类别量测项目名 称方法及工 具测点布置量 测 频 度115天161个月13个月3个月以后A拱顶下沉水平仪、水准仪、钢尺或测杆每515m一个断面12次/天1次/2天12次/周13次/月周边位移各类收敛计每515m一个断面，每断面23对测点12次/天1次/2天12次/周13次/月地表沉陷水平仪、水准尺每5100m一个断面，每断面至少11个测点。每隧道至少2个断面。中线每515m一个测点。开挖面距量测断面前后2D时，12次/天开挖面距量测断面前后5D时，1次/2天开挖面距量测断面前后5D时，1次/周B围岩内部位移（地
20、表设点）地面钻孔中安设单点，多点杆或钢丝位移计每代表性地段一个断面，每断面35个测孔，每孔24个测点同上围岩内部位移（洞内设点）洞内钻孔中安设单点，多点杆或钢丝式位移计每5100m一个断面，每断面211个测点12次/天1次/2天12次/周13次/月围岩压力及两层支护间压力各类压力盒每代表性地段一个断面，每断面宜为1520个测点1次/天1次/2天12次/周13次/月钢架压力及外力支柱压力计、钢筋计或其他测力计每10榀钢架一对测力计1次/天1次/2天12次/周13次/月（12）CRD法施工要点及技术措施 注意控制先行导洞的开挖中线和水平，确保开挖端面圆顺，钢格栅安装位置正确。 加强量测监控，作好信
21、息反馈，及时调整施工方法。 尽可能缩短开挖台阶和各开挖分部施工间隔，使初期支护尽快闭合，以控制围岩变形。 因为CRD法工序较多，工序转换使得结构受力复杂，为保证临时拆除格栅时的安全，必须保证格栅之间的连接质量。 要考虑中隔墙为临时工程的特点，支撑宜为型钢以方便拆除和倒用，接点连接推荐采用卡槽连接。 未封闭前注意作好锁脚锚杆、钢支撑脚部垫实，必要时设纵梁。 各导洞开挖时，采用短台阶法施工，台阶长度为2.02.5m，上台阶开挖时须留置核心土，上台阶施工面混凝土喷射完成后，才允许开挖下断面，下断面开挖时先开挖中部土体，尽量减少拱脚暴露的时间。 根据监测结果决定拆撑的长度、模注的顺序。 尽早施作仰拱、
22、封闭成环，仰拱距工作面的距离越近越好，最大不宜大于一倍洞径。 隧道初支背后注浆要及时，注浆时需挂网喷射100mm厚的混凝土将掌子面封闭，背后注浆压力控制在0.5Mpa内，注浆速度不大于50L/min。超前小导管如无法直接打入时，采用风钻先打眼后插入，再注浆。8 作业组织 整个施工组织系统，纵向由项目经理部、工区和工班为主线的施工生产组织，横向由项目经理直接领导的各业务部门和成员为辅线的施工管理组织。由于隧道或地铁施工是一项特殊的专业化施工作业，这就是要求部门与工区必须听从集中的指挥和调度，各工班进行互相协作和配合。具体劳动组织宜按如下安排： 、辅助班组：运输班、运转班、机修班、测量组等辅助班组
23、宜采用专业班组。 （）运输班（610人）：负责洞内装、运机械设备的使用与管理、轨道的铺设与出渣。 （）运转班：（46人）：负责施工用材料的配制与运送。 （）机修班：（46人）：负责（除装、运机械处）机械设备的操作、使用、保养和管理。 （）测量组：（36人）：负责开挖断面的放样及支护变位量测。、开挖、支护作业宜采用综合工班组织生产，按3班8小时作业制，以作业项目来安排劳力，详见下表5。 综合工班人员配置表 表5作业项目作业内容人员配备（人）注浆作业打孔、排管、封面、注浆4开挖作业上台阶：破面、环形开挖、出渣 8下台阶：开挖、出渣8立拱挂网作业钢架定位、联结、焊接纵向连接筋、挂钢筋网8锚喷作业打设
24、锁脚锚管，潮喷机打料，喷混凝土6综合工班人数149 生产效率及材料消耗根据现场实际工程量计算生产效率和材料消耗，见表6。 CRD工法开挖生产效率和材料消耗表 表6序号步骤（分工序）单位耗时（小时）人工（工日）材料机械（台班）1超前注浆每环14*0.125=0.55L*m双液注浆泵0.25台班2拱部环型开挖每榀（0.5m）28*0.5=43下部开挖每榀（0.5m）28*0.5=4小型挖掘机4立拱、焊连接筋、挂网、排管每榀38*0.375=3钢材损耗：3%电焊机5喷射混凝土每榀16*0.125=0.75损耗：拱部20%，侧墙10%，仰拱5%潮喷机、空压机6出渣每循环进尺28*0.5=4小型挖掘机或
25、侧卸装载机、自卸车或电瓶车10 施工安全及环境保护 10.1 施工安全 10.1.1 施工机械使用、操作人员资格、检修保养、各种专用施工机具和料具、施工用电、特殊环境中作业等应严格执行铁路工程施工安全技术规程； 10.1.2 施工过程中必须对施工人员员工加强安全技术交底，特殊工种必须经考试合格以后方能上岗。在推广新技术和使用新型机械设备时，应对员工进行再培训和安全教育； 10.1.3建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。10.1.4掌子面应配置足够的沙袋木方等抢险物资，开挖过程中作好超前探测工作。10.1.3 土方开挖时不得欠挖，尽量不超挖。10.1.4严禁施工人员搭乘出渣设备。10.
26、1.5对所有井内作业人员做好安全技术交底，尤其是在吊斗上下运行期间，任何人不得进入吊斗运行区域，或伸头观看。10.1.6 井内作业人员实行下井挂牌制，严格清点井下作业人员人数。10.1.7 电动葫芦要严格执行“十字作业法”，加强日常的保养和检查，确保其安全运行。 10.1.8 安设拱架和高空焊接作业人员必须佩戴安全帽，同时必须系好安全带； 10.1.9 现场的高压、低压电力线路及变压器和通信线路必须按有关规定统一布置及早建； 10.2 环境保护 10.2.1 开始施工前，必须进行环境因素识别，确定重要环境因素，制定相应的管理方案； 10.2.2 临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境； 10
27、.2.3 隧道弃渣场坡面应按设计进行复垦或绿化，渣顶整平满足设计要求，坡脚进行防护，防止水土流失； 10.2.4 施工场地布置时，在水源保护地区内不得取土、弃土、破坏植被等，不得设置拌合站、洗车台、充电房等，并不得堆放任何含有害物质的材料或废弃物。 10.2.5 施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃，并在生活区、生产区及洞门口设置污水处理池，生活污水或生产及洞内废水必须经过污水处理持处理后排放到或倒置制定的地点。10.2.6现场通风机、混凝土搅拌机、空压机全部采用静音型，并搭设隔音棚。10.2.7速凝剂采用无毒无害型。10.2.8隧道施工时，根据计算采用大功率的通风机，保证洞内新鲜空气达到规范要求、并保持视线清晰。10.2.9现场砂、石料、水泥、堆土场全部进行覆盖，防止扬尘；水玻璃、硫酸等存放在安全的位置，并做好使用记录。10.2.10现场每天设专人定时洒水，防水扬尘。10.2.11外运土方的车辆采用全封闭型，防止遗撒。10.2.12大门口设置洗车槽，进出现场的车辆进行清洗，防止车体对外部道路踩脏。
