crd法与台阶法对近距离交叠隧道影响模拟分析

李松颖

【摘要】在对近距离交叠隧道施工中，可以应用crd法、台阶法，可以根据隧道地层和围岩，采取不同开挖方式，以提升隧道施工安全。以下本篇研究crd法与台阶法对近距离交叠隧道影响模拟分析。

【关键词】近距离交叠隧道；影响；crd法；台阶法

引言

在近距离交叠隧道开挖施工，会对其围岩产生较大影响，研究不同开挖方式，针对crd法与台阶法，模拟其在近距离交叠隧道施工中的影响，并为之采取改进措施，提升近距离交叠隧道施工质量安全，以下对此做具体分析。

1、浅析两种施工方法

1.1crd法

crd法，适用于软弱且大断面隧道施工场合；应用隔壁、仰拱把断面上下、左右进行分割开挖，并且在施工过程中，每一步都要求临时仰拱（横撑）闭合。

1.2台阶法

台阶法中，可以分为正台阶法与反台阶法。前者适用于稳定性较差的岩层施工，可以将整个坑道断面分为几层，由上向下分部进行开挖，每层开挖面的前后距离较小而形成几个正台阶。后者主要用于稳定性较好的岩层中施工，也可以将整个坑道断面分为几层，在坑道底层先开挖宽大的下导坑，再由下向上分部扩大开挖。

2、模拟分析crd法、台阶法对近距离交叠隧道的影响

2.1近距离交叠隧道案例

实际工程中，该隧道施工项目，全长6827m，是双连拱结构，全长 705m，其大跨双线长度是182m；右侧设长为6854m贯通平导。该偏近距离交叠隧道地质情况较为复杂，具备溶洞、暗河以及落水洞等岩溶现象。

2.2数值模拟分析

应用FLAC3D有限差分程序，对近距离交叠隧道施工进行数值模拟，如下图1、图2所示：

对crd法以及台阶法施工中引起的地表沉降进行预测规划。计算结果见表1。

从中我们可以看出，针对近距离交叠隧道开挖施工中，针对近距离交叠隧道施工中，应注意避免偏压，可以在浅埋隧道洞口段施工中，对于其最大弯矩处，确保其应力可以分布在中隔墙之上，以此来承受荷载，故此应该确保开挖的轮廓线圆顺，避免荷载应力集中。

2.3影响分析

近距离交叠隧道施工中，在其下部开挖中应用CRD法，由于每个开挖面支护限制塑性区演化，从而可以减少施工中的塑性区范围。CRD 法开挖近距离交叠隧道时，拱顶累积位移量会产生变化，开挖初始影响距离仅为12m；在开挖面0～7以及10～17m位置处，近距离交叠隧道拱顶位移量变化则较为明显；然而在开挖面-4～7m处，隧道拱顶位移量变化显著。CRD法施工时，每开挖步施工完毕后开挖面能够封闭成环，可以有效减小围岩塑性区拓展，CRD法围岩塑性区体积小。近距离交叠隧道施工中，其中主要影响中，破坏危险点主要集中在拱顶、拱脚、拱底以及直墙边处，CRD法、台阶法的最大、最小主应力都表现是拉应力， CRD法施工中其各点最大、最小主应力最小。

根据模拟分析，近距离交叠隧道施工中，应用台阶法施工，在下部台阶开挖滞后，衬砌直墙底部位置处塑性区体积变小。破坏危险点主应力存在拱顶、拱脚、直墙边、拱，均是拉应力，并且拱脚位置处的最大、最小主应力大。

3、优化近距离交叠隧道施工

在近距离交叠隧道施工中，找好施工中的关键点，优选施工方法，选择台阶法、crd法、台阶法交叉施工的形式，还应该根据施工工期、施工質量因素，做好施工中的关键环节。中隔墙的施工作业，采取自大里程往小里程方向的施工方法，在中隔墙施工开始一段时间之后，需要及时转入对隧道正洞的开挖作业。在近距离交叠隧道施工过程当中，应用crd法，需要做好每一步的支护工作，分别完成对锁扣导管以及护拱的施工作业；近距离交叠隧道施工中，衬砌C30钢筋混凝土，厚达到50cm，仰拱填充为C25号混凝土，近距离交叠隧道仰拱、仰拱填充一定要分开浇筑。近距离交叠隧道台阶法施工中，可以利用上一循环架立钢架，开挖隧道上部弧形导坑，并在拱部进行超前支护，之后在环向开挖上部弧形导坑，并需要预留核心土3～5m，及时做好初期支护，喷4cm厚的混凝土，架设钢架。施工中，一定要参考围岩的监控量测数值，了解围岩的收敛速率，选择合适的浇筑时机，以防在隧道个别部位出现受拉、受压破坏。在已施工锁口导管、以及护拱的掩护作用之下，需要展开对正洞的施工作业，正洞的施工作业需要在“上下台阶”方案作用之下进行开挖，同时对两侧边导洞施工作业予以取消。

结论

综上所述，通过以上模拟分析，针对近距离交叠隧道施工中，应用不同开挖方法，也会对围岩拱顶沉降量、衬砌应力集中、围岩塑性区大小产生不同程度的影响。实际中，可以应用台阶法、CRD法、台阶法施工模式，有效降低对近距离交叠隧道的影响，防止隧道衬砌变形，提升近距交叠隧道施工安全，提升施工经济效益。

参考文献

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