隧道交叉中隔壁法专项施工方案╱CRD法╱衬砌支护╱隧道开挖

北岭山隧道交叉中隔壁法（CRD法）
专项施工方案
一、北岭山隧道进口D3K384+422～D3K384+452段工程概况
1.1原设计概况
原设计为Ⅴ及围岩，衬砌支护类型为Ⅴa，地质情况为：山前洪积扇，表层为冲洪积漂石土，结构松散，透水性好，下伏岩性为泥盆系上统灰岩，弱风化，节理裂隙较发育，岩体较完整。

1.2变更设计概况
该段为岩溶段，充填物为硬塑状土夹碎石为主，地下水不发育，底部发育弱风化碳质灰岩，岩面溶槽发育，衬砌支护类型变更为Ⅴc，并增加超前大管棚、双层超前小导管等辅助支护措施，开挖方法变更为交叉中隔壁法（CRD法）。

二、编制依据
⑴设计院下发的北岭山隧道参考图及北岭山隧道施工图；
⑵业主、设计、监理、施工共同会商的议决事项；
⑶我公司对本工程安全、质量、进度、施工工法等要求。

⑷铁路隧道施工技术指南及验收标准；
⑸我单位所拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果和多年积累的工程施工经验；
三、交叉中隔壁法（CRD法）
CRD法是在软弱围岩大跨度隧道中，先分部开挖、支护，分部闭合成环，最后全断面闭合成环。

每开挖一部均需及时施做初期支护、中隔壁及临时仰拱。

3.1 CRD法施工工艺流程
CRD法施工工艺流程见图1。

图1 CRD法施工工艺流程见
3.2 CRD法施工方法
CRD法施工工序见图2。

1 2 3
4
5
6
ⅠⅢ
Ⅱ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅴ
Ⅳ
Ⅵ
Ⅸ
7
图2 CRD法施工工序示意图
Ⅰ-大管棚、超前小导管超前支护；
1-左侧上部开挖；Ⅱ-左侧上部初期支护封闭成环；2-左侧中部开挖；Ⅲ-左侧中部初期支护封闭成环；3-左侧下部开挖；Ⅳ-左侧下部初期支护封闭成环；4-右侧上部开挖；Ⅴ-右侧上部初期支护封闭成环；5右侧中部开挖；Ⅵ-右侧中部初期支护封闭成环；6-右侧下部开挖；Ⅶ-右侧下部初期支护封闭成环；7-拆除中隔墙及临时仰拱；
Ⅷ-仰拱及填充砼浇筑；Ⅸ-拱墙二次衬砌施工。

3.3 CRD法施工控制要点
⑴.根据地质条件，隧道断面的分部，应以初期支护受力均匀，便于发挥人力、机械效率为原则，一般水平方向分为两部，上下分为二至三层开挖施工。

开挖方法主要为人工配合风镐开挖，当遇有较大坚硬孤石时，清除周边碎石杂土，然后放小炮爆破，爆破时要严格控制装药量。

各部每次开挖进尺严格控制在1m以内。

⑵.先行施工部位的临时支撑（中隔壁、临时仰拱），均应有向外、向下的弧度。

⑶.各部开挖及支护应自上而下进行，开挖后及时施做初支几乎、中隔壁、临时仰拱，做到步步封闭成环。

⑷.同一层左右两部开挖工作面相距不宜大衣15m，上下层开挖工作面相距宜保持在3～4m，且待喷砼强度达到设计强度的70%后开挖相邻部位。

⑸.宜缩短各部开挖工作面的间距，使初期支护尽早封闭成环。

⑹.根据监控量测结果，中隔壁及临时仰拱在浇筑前逐段拆除，每段拆除长度不宜大于15m。

四、监控量测
4.1监控量测目的
监控量测是在隧道施工过程中对围岩及其支护体系变形情况的监测，通过对监测数据的分析处理，掌握围岩变化及地表变化状态，及时调整施工方案、施工工艺和支护参数，确保施工安全，同时根据量测数据分析确定二次衬砌合理的施做时间，并为优化设计方案和参
数提供依据。

监控量测是确保施工及结构运营安全、指导施工过程、便与施工管理的重要手段，尤其是采用新奥法原理设计施工的隧道，监控量测更是不可缺少的关键施工工序，应予以充分重视。

4.2监控量测项目设置
监控量测项目分为必测项目和选测项目。

⑴.必测项目
必测项目是隧道采用喷锚构筑法施工时必须进行的，且在施工中作为一道工序进行管理的监控量测项目。

它包括：
①.洞内外观察和地质素描；
②.净空变化量测；
③.拱顶下沉量测；
④.浅埋段地表沉降量测。

⑵.选测项目
选测项目是根据工程规模、隧道地质条件、隧道埋置深度、开挖方式等条件选定的监控量测项目，作为必测项目的验证和补充。

它包括：
①.围岩压力量测；
②.钢架内力、钢筋应力量测；
③.必要时进行爆破振动量测；
④.水量量测；
⑤.孔隙水压力量测；
⑥.锚杆轴力量测。

4.3监控量测断面间距和频率
⑴.洞内外观察和地质素描
隧道开挖掌子面围岩状况观察、初期支护喷射砼后支护状态观察，对判断围岩的稳定性、预测开挖前方地质条件等十分重要，所以隧道内地质观察和地质素描及支护状态观察在洞身施工的每一个循环都应进行。

洞外观察主要为观察边仰坡临时支护及隧道开挖线路上方的原地面有无开裂、沉陷、滑移等，洞外观察应安排专人每两天观察一次，在雨季施工时应加大观察频率。

⑵.拱顶下沉及净空变化量测
拱顶下沉量测和净空变化量测的测点应设置在同一断面内，量测断面间距设置应根据围岩级别、隧道断面尺寸、隧道埋深等确定，其量测间距按表1设置。

拱顶下沉量测与净空水平收敛量测在同一断面内进行用相同的量测频率，其量测频率根据围岩变形速度和距开挖工作面距离按表2确定。

表1 拱顶下沉及周边收敛量测间距
表2 拱顶下沉及周边收敛量测频率
注：B表示隧道开挖宽度
⑶.地表沉降量测
地表沉降量测应根据隧道埋置深度、地质条件、地表有无建筑物、所采用的开挖方式等综合因素确定是其量测间距。

地表下沉量测的测点应尽量与净空水平收敛及拱顶下沉量测的测点布置在同一断面内，沿隧道中线进行。

地表下沉量测断面的间距可按表3采用。

表3 地表下沉量测断面间距
注：地表无建筑物时取表中上限值；B为隧道开挖宽度。

横断面方向地表下沉量测时，其测点间距应采取2～5米，在同一量测横断面上应取7～11个测点。

地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及净空水平收敛的量测频率相同。

地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道断面高度）处开始，直至地表沉降变化趋于稳定。

⑷.房屋变形观测
在地面房屋四面墙身适当部位设立四个观测点，观测点应埋设牢固，并做好警示、围挡标志，防止人员、牲畜破坏观测点，在隧道未开挖到有房屋里程前监测取得初始读数，在隧道穿越过程中每天应观测1～2次。

每天对房屋进行观测，当发现房屋有开裂现象是应停止隧道掘进施工，组织相关单位人员进行现场勘查分许，并及时进行数据分析，根据观测、分析结果及时调整施工方案及支护参数。

4.4测点设置及测设工具
⑴.拱顶下沉及净空变化测点设置
拱顶下沉和净空变化量测点应布置在同一断面内，净空变化测点应对称设置，不同断面的测点应布置在相同的部位。

拱顶下沉量测断面的位置在每一断面宜布置1~3个点。

测点的设置应能保证在开挖后12小时（最迟不超过24小时）内并在下一循环开挖前测到初始读数。

CRD法洞身开挖每个开挖洞室都应布设独立的量测点，不同洞室的测点应布设在同一断面相同部位上，以利数据相互验证，当中隔壁拆除后，其测点可参照台阶法或全断面法布设。

⑵.地表下沉量测
地表沉降量测基点应设置到地表沉降影响范围以外，测点采用地表钻孔埋设，测点四周用水泥砂浆固定，当采用常规水准测量无法监测时，可采用全站仪量测。

地表下沉测点布设见图1。

图1 地表下沉测点布设示意图
⑶.房屋沉降观测
房屋沉降观测基点测点采用地表钻孔埋设，测点四周用水泥砂浆固定，当采用常规水准测量无法监测时，可采用全站仪量测。

观测点
图2 房屋沉降测点布设示意图
⑷.量测工具
隧道内拱顶下沉量测可采用精密水准仪和钢挂尺进行量测，净空变化采用JSS30A型数显收敛仪进行量测，地表、房屋沉降量测采用精密水准仪、铟钢水准尺进行量测，当水准量测无法进行时，可采用全站仪量测。

4.5量测数据分析处理与应用
⑴.量测数据分析处理
①.净空变化量测
净空变化量测首先进行测点的埋设，测点预埋件采用φ8圆钢制成，预埋进初期支护里面的圆钢与钢架焊接焊接牢固，外露部分制成弯钩状，以利于挂设收敛仪，弯钩的大小视收敛仪上的挂钩而定。

测点埋设应在同一断面上，且相互对称。

在进行净空变化量测时，先检查埋测点有无松动、损坏，然后安装仪器进行量测。

每次测量时要做好详细的量测记录，记录内容包括日期、时间、里程编号、环境温度、量测数据等，并及时根据现场测量数据绘制时态曲线和空间关系曲线。

当位移时间曲线趋于平缓时，及时进行量测数据的回归分析，以推求最终位移和掌握位移变化的规律。

目前，常采用的回归函数有：
对数函数 U=A+Bln(t+1) U=Aln(0
t B T B ++) 指数函数 U=Ae -B/t
U=A(e -Bt
0-e -BT )
双曲函数 U=A ])11()11[(220BT
Bt +-+ 式中：U —变形值(mm)；
A 、
B —回归系数；
t —量测时间(d)；
t 0—测点初读数时距开挖时的时间(d)；
T —量测时距开挖时的时间(d)。

图3 位移u-时间t 的关系曲线图
②.拱顶下沉量测
拱顶下沉量测采用水准测量法进行，后视点可设在稳定衬砌上，用水准仪进行观测（如下图所示）。

将拱顶初始相对高差与t 时刻相对高差相减变得拱顶下沉量，即：U t =(Q 0+P 0)-(Q+P)=(Q 0-Q)+(P 0-P)。

若U t 为正值，则表示拱顶下沉；若U t 为负值，则表示拱顶向上位移。

拱顶下沉量测数据的处理方法同水平相对净空变化量测。

③.地表、房屋沉降观测
地表、房屋沉降数据分析可采用上述公式分析，并绘制横向和纵向时态曲线，由时态曲线比较直观形象的反映出地表沉降变形情况。

⑵.量测数据分析处理后的应用
u(mm) u(mm)
t(d) t(d) 正常曲线，趋于
收敛，围岩稳定 反常曲线，围岩变化
异常，加强量测，并
采取必要措施，保证
a b
①.确定围岩变形管理等级
根据量测结果及《铁路隧道锚喷构筑法技术规范》的规定根据表3确定变形管理等级以指导施工。

表3 围岩变形管理等级
注：U为实测变形值。

②.判定围岩变形情况
a.根据围岩变化速率来判定
当净空变化速度持续大于5.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护。

当水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于
0.15mm/d，围岩基本达到稳定。

b.根据位移时态曲线的形态来判定
当围岩位移速率不断下降时（du2/d2t＜0），围岩趋于稳定状态；
当围岩位移速率保持不变时（du2/d2t=0），围岩不稳定，应加强支护；
当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t＞0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。

围岩稳定性判别是一项非常重要的工作，必须结合具体工程情况采用上述几种判别准则进行综合评判。

③.确定二次衬砌施做时间
根据量测数据分析和位移-时间曲线，判定围岩变形是够趋于稳定，当围岩变形趋于稳定后合理安排二次衬砌施做时间。

⑶.量测数据整理、分析与反馈应符合下列要求：
①.每次量测后应及时对原始数据进行整理，并绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图，以寻求数据之间的规律，通过数据反馈信息了解隧道变形规律；
②.对量测数据进行回归分析，并绘制时态曲线，对数据最终位移、变形速率的变化、时空变化等进行预测预报；
③.数据异常时，应根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。

4.6监控量测技术要求
⑴.将监控量测作为施工工序进行管理，并贯穿隧道施工的全过程。

施工现场成立监控量测小组，责任落实到人，确保监控量测工作能有效、快速地展开，并保证监控量测数据资料的真实、完整、有可追溯性。

⑵.监控量测工作必须紧接开挖、支护作业，按设计要求进行布点和监测，并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。

量测数据应及时分析处理，并将结果反馈到施工过程中。

⑶.隧道施工过程中应进行洞内、外观察，洞内观察可分为开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。

⑷.开挖工作面观察应在每次开挖后进行。

观察中发现围岩条件
恶化时，应立即采取相应处理措施；观察后应及时绘制开挖工作面的地质描述图、填写开挖工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡。

⑸.对已施工地段的观察每天应至少观察一次，主要观察喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态。

⑹.洞外观察重点应在洞口段和洞身埋置深度较浅地段，其观察内容应包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。

⑺.净空变化、拱顶下沉量测宜在3～6h内完成，其它量测应在每次开挖后12h内取得起始读数，最迟不大于24h，且在下一循环开挖前必须完成。

⑻.测点应牢固可靠、易于识别，并注意保护、严防爆破损坏。

⑼.拱顶下沉和地表下沉量测基点应建立联系。

⑽.净空变化、拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等必测项目应设置在同一断面，其量测断面间距及测点数量应根据围岩级别、隧道埋深、开挖方法等按规定进行。

⑾.数据分析中，需采用数据数学分析结合现场初期支护变形情况等进行相互验证、综合判定，从而提高分析的准确、可靠性。

⑿.当量测数据显示单日围岩变形较大或变形情况异常时，应及时通知各有关部门，并做好安全防护措施。

4.7监控量测与信息反馈程序图
4.8监测质量保证措施
针对北岭山隧道进口段的特点建立专业监测组织机构，成立监控量测及信息反馈组，成员由多年从事相关工程施工及监测经验的技术人员组成，具有丰富施工经验和较高结构分析、计算能力的工程师担任组长。

因北岭山隧道设四个施工点，因此设置四个监测小组，承担相应的隧道监测工作，每个监测小组各设一名专项负责人，在组长的领导下负责日常监测工作及资料整理工作。

为保证量测资料的真实可靠及连续性，制定如下措施：
⑴.监测组与业主、设计、监理工程师及施工方密切配合工作，及时向相关部门报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录。

⑵.制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，
并将其纳入工程的施工进度控制计划中。

⑶.量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。

⑷.量测仪器的管理采用专人使用、专人保养、专人检校的规则。

⑸.施工中的测量仪器、元件、管路、导线等做好防水处理，妥善保护，以防进水失灵或读书失真。

在测量元器件安装及启用之前，核对其初值设置，以便确定测量的有效数值。

⑹.各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。

⑺.量测数据均经现场检查，室内复核两级后方可上报。

⑻.量测数据的存贮、计算、管理均采用计算所系统进行。

⑼.各量测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。

五、质量保证措施
5.1组织保证措施
建立健全组织保证体系，强化各项质量管理工作。

在施工中，决策层、管理层、作业层三级职责清楚、权限分明，认真履行《建设工程质量管理条例》规定的职责。

5.2思想保证措施
全体施工人员认真学习国家有关产品质量的政策法规，增强“质量就是企业的生命”的理念。

把思想政治工作作为一项重要内容贯穿到整个施工过程中，对全体施工人员，特别是各架子队的施工人员，经常进行质量教育，强化质量意识，牢固树立“质量第一”的观念。

各部门密切配合，宣传建成优质南广铁路工程的重要意义，强化荣誉感、责任感和使命感。

5.3技术保证措施
⑴工程施工中做到每个施工环节都处于受控状态，每个过程都有质量记录，施工全过程有可追溯性，要定期召开质量专题会，发现问题及时纠正，以推进和改善质量管理工作，使质量管理走向国际化标准。

⑵加强施工技术管理，严格执行以总工程师为首的技术责任制，施工管理标准化、规范化、程序化。

认真校对图纸，严格按标准、规范组织施工。

及时进行技术交底，发现问题及时解决。

⑶坚持三级测量复核制，各测量桩点认真保护，施工中可能损毁的重要桩点要设好护桩，施工测量放线要反复校核。

认真进行交接班，
⑷严格各施工工序的质量控制，以分项工程的优良率确保分部工程的优良，以分部工程的优良率确保单位工程的优良。

⑸严把原材料进场关，不合格材料不准进场，保证使用的材料全部符合有关规范、规定的要求。

5.4制度保证措施
主要制度是质量责任制度、质量目标管理制度、技术交底制度、工序“三检”制度、工序交接制度、隐蔽工程检查验收制度、测量复核制度、施工过程质量检测制度、原材料、成品和半成品现场验收制度、仪器设备标定制度、施工资料管理制度、质量预控制度、质量事故报告制度、质量保证的奖罚制度等。

六、安全保证措施
6.1保证安全生产组织措施
为了保证隧道工程的施工安全，保障全体员工的安全和健康，使
隧道安全管理工作规范化、标准化，项目分部成立安全生产委员会及安全管理领导小组，负责隧道施工的全面安全管理工作。

项目分部安质环保部负责日常安全管理工作。

安质部设专职安质部长1名、安检工程师1名，负责北岭山隧道安全工作的监督、检查及落实。

工区及架子队设安检工程师1名，安全员2名，负责施工任务范围内的日常安全工作的检查与落实。

6.2保证安全生产管理措施
采用新工艺、新方法、新设备或工人调换工作岗位、新工人上岗时，必须进行新操作方法的培训和新工作岗位的安全教育，未经教育、不达标准不得上岗。

制定实现安全目标和保障目标的详细规章制度，并且从上到下逐一落实制度，严格实施安检人员一票否决制。

北岭山隧道工程进场后及时和业主建立对应联系制度，严格执行施工安全协议书和批准的施工计划，遵守安全规定，互相监督，协调配合，尽职尽责，堵塞漏洞，消除不安全因素。

认真接受运输、设备管理单位和部门安全检查人员的监督检查，对检查出的问题要立即整改。

安全组织制度——建立积极有效的安全生产管理机构，切实可行的把安全意识落实到位。

安全生产责任制度——以岗位责任制为中心，任务到人，责任到人，奖罚分明。

安全教育培训制度——坚持定期进行安全学习活动，对施工现场
安全隐患以及场内外的安全事故展开讨论，总结反思，做到警钟长鸣，防患于未然；对既有线施工的安全员、防护员、爆破员、带班人员和工班长必须经过铁路局有关部门培训考试合格后持证(合格证)上岗。

安全生产值班制度——做到时时有监督，分分讲安全；
安全生产奖罚制度——提高员工安全生产警惕性与责任心。

重大安全事故上报制度——一旦发生重大伤亡事故，须立即报告上级主管部门和当地劳动部门、检察机关，并通知甲方代表。

安全保证金制度——为安全生产提供资金保障
安全技术措施的编制、实施、总结制度——切合实际的科学的编制安全生产技术措施、并予以实施、定期总结。

安全生产检查验收制度——定期、不定期的进行安全检查、评比，及时发现和处理不安全因素，杜绝违章作业和违章指挥。

安全生产资料归档、备案制度——统计数据、总结经验，更好的实施安全施工。