岩溶地区Ⅴ级围岩段隧道施工技术研究报告
3.1.2优点
1)充分利用核心土的支撑作用,掌子面稳定,易于控制大的坍塌;
2)分台阶作业,工序简洁,开挖、支护、拱架加工等不同工班间易于配合和形成流水作业。 3.1.3不足之处
1)每一台阶净空不足,尤其上台阶,狭窄的空间对人工和机械操作干扰很大; 2)对每一台阶的开挖,都会造成较大的沉降变形,不利用变形的控制; 3)受每一台阶所必须的长度所限,仰拱距开挖面较远(一般都在25 m以上) ,不能及时封闭成环。
3.2 CRD工法的优缺
所谓CRD工法就是将隧道断面分部上下左右4个部位进行开挖,并通过临时支护和临时仰拱对每一分部及时闭合成环,以此提高开挖面的自稳能力，保证开挖过程的稳定和安全。 3.2.1 施工工序
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1)利用上一循环架立钢架施作隧道超前支护; 2) 开挖1部土体; 3)及时施作初期支护及临时支护,打设钢架锁脚锚杆,安设横撑;
4) 1部施工至适当距离后,开挖2部,接长钢架,施作初期支护及临时支护; 5)滞后适当距离如上步骤,开挖3、4部土体,施作初期支护及临时支护,使之封闭成环;
6) 4部施工至适当距离后,开挖5部,接长钢架,施作初期支护及临时支护; 7)滞后适当距离,开挖6 部土体,施作初期支护,使之封闭成环;
8)分段拆除临底部侧壁临时支护,拆除长度根据监控量测结果分析后确定,一次拆除长度不大于10 m,施作7部仰拱二次衬砌及隧底填充;
9)分段拆除剩余临时支护;
10)利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅷ部二次衬砌(拱墙衬砌一次施作) 。
3.2.2 优点
1)利用临时仰拱的支撑,及时封闭成环,能有效控制围岩的变形;
2)每一分部断面较小,利于隧道结构的稳定,同时因其高度较大,又利于机械和人工作业。 3.2.3 不足之处
1)临时支撑多,工序繁杂,上道工序对下道工序的制约较多,不同分部间干扰较大,不利于现场施作和执行;
2)临时支撑耗费材料多,其拆除既费时又不利于隧道的稳定。
3.3开挖方法的确定
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XX隧道Ⅴ级围岩段从DKDK626+697～DK626+840段，长143米，Ⅴ级围岩开挖断面146m2，设计采有CRD法开挖。经课题小组对XX隧道Ⅴ级围岩段的工程物点、工程地质及水文地质的考证及与以往类似工程的对比，本隧道Ⅴ级围岩段主要风险事件为局部溶洞的涌水突泥和洞内塌方。采用三台阶七步开挖法充分利用核心土的支撑作用,掌子面稳定,易于控制大的坍塌，工序简洁,开挖、支护、拱架加工等不同工班间易于配合和形成流水作业。施工中把加强地质预报工作、控制仰拱到掌子面的距离及边墙开挖间距做为施工中的控制重点。
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4 超前地质预报方案的制定 4.1 超前地质预报的作用
由于岩溶隧道地质条件极其复杂，并受工期及目前勘察手段所限，原勘察单位为查清岩溶发育规律做了大量而细致的工作，但与隧道施工关系最密切的管道岩溶发育深度、具体位臵、大小、充填情况等却难于查清，为了预防、减少灾害性地质带来的损失，隧道施工期间进行施工地质超前预测预报是十分必要的。
隧道工程施工期间进行超前地质探测预报由来已久，国外如英、美、法、日、德等国均已将此列入隧道工程建设的重要内容。在设计各勘察阶段，基本采用钻探和大量的地球物理勘探相结合的方法，隧道施工期间，主要采取水平探孔法。
在我国，隧道工程超前探测预报研究始于20世纪50年代中期，在岩溶发育的灰岩地层中修建隧道工程，施工中应采用综合超前探测预报的方法，坚持隧道洞内探测与洞外地质勘测相结合、地质方法与物探方法相结合、多种物探方法相结合、辅助导坑与主洞探测相结合，开展多层次、多手段的综合超前地质预报。对各种预报手段探测到的信息进行综合对比分析，尽可能准确地及早判定隧道工程将经过的溶洞、暗河等不良地质，指导和修正工程设计，修正和确定施工方案与措施。
4.2超前地质预报原则
为保证隧道施工安全、优化设计、实现信息化施工，项目部成立超前地质预报领导小组，项目部总工任组长，对全隧实施超前地质预测预报，并将其纳入正常施工工序进行管理。
通过超前地质预报，预测可能引发隧道地质灾害的不良地质体位臵、规模和性质，并根据地质预报成果，提出相应的技术措施与可行性建议，降低地质灾害发生机率，确保隧道工程施工人员和设备的安全，进而降低工程成本。
4.3 制定预报方案
经过课题小组根据设计文件、招标文件的要求，并结合对XX隧道的工程特点、工程地质及水文条件的研究，决定本隧道采用地质调查法为主，并结合钻孔及综合物探手段进行综合超前地质预报。结合本隧道工程特点以及工程地质，水文地质条件，超前地质预报工作主要预报以下内容：
1) 不同岩性接触带的位臵，接触带岩体破碎程度，地下水赋存情况； 2) 岩体破碎程度，地下水赋存情况；
3) 隧道受岩溶地下水影响程度及岩溶形态的类型，位臵，大小等； 4) 隧道内围岩级别变化趋势。
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施工前首先进行长距离预报对掌子面前方100米范围内的不良地质性质、位臵、宽度和影响隧道施工的长度进行宏观预报，跟据长距离预报结果并结合地质调查法揭示的地质条件及部分炮眼加深2-3米的探测情况，为开挖指明工作面前方概略的地质轮廓，揭示前方不良地质和围岩级别的变化。对围岩异常处，增设φ75超前探孔、地质雷达、红外探测等短距离预报方法，更准确地预报工作面前方15-30米范围内可能出现的地层、岩性情况，预报掌子面及其附近围岩中实见的各种不良地质体向掌子面前方延伸的情况，较准确的预报工作面前方15-30米范围内可能的地下水涌出情况。施工中将超前地质预报工作纳入正常施工工序进行管理，通过超前地质预报工作，核实和预测掌子面前方的地质条件，及时调整工程措施，确保施工及结构安全。以下是本隧道超前地质预报的主要技术手段及其特点以供综合采用时参考。
4.4 采用的预报方法特点
1、地质素描法
利用地质理论和作图法，将隧道所揭露的石灰岩地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位臵及出水状态、出水量、溶洞发育情况等准确记录下来并结合己有勘测资料，进行隧道开挖面前方地质条件的预报。
该方法不占用施工时间、设备简单、不干扰施工、出结果快、预报的效果好、费用低、而且为整个隧道提供了完整的地质资料,但对操作人员地质知识水平要求较高,一般准确性难以保证。
2、超前水平钻孔
用钻探设备向掌子面前方钻探，直接揭示隧道掌子面前方几十米地层的岩性、岩体结构、构造、地下水、岩溶洞穴充填物及其性质、岩体完整程度等资料，比较直观，还可通过岩芯试验获得岩石强度等定量指标，适用于已经基本认定的主要不良地质区段。但在复杂地质条件下预报效果较差，很难预测到正洞掌子面
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