优化CRD工法在隧道下穿高速公路中的应用
导读：
1. 工程概况
笔架山隧道出口段DK222+250～+304下穿沈海高速公路，根据开挖后揭示地质情况，表层为MIQ人工填碎石土间夹块石，厚为1.5～2.0m；下伏浅红色二长花岗岩，中粗粒结构，弱风化，岩体完整，岩体质地坚硬。埋深浅，地质复杂，施工难度较大。
2. 施工方法
2.1 施工工序：
2.1.1 利用上一循环架立的钢架施做隧道及中隔壁超前支护，机械或控制性弱爆破开挖①部，喷8cm厚混凝土锚网喷封闭掌子面，根据松散情况进行断面注浆加固。施作①部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架设Ⅰ22a钢架及I18临时钢架，并设?50mm锁脚钢管。钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
2.1.2 在滞后于①部0.6m左右距离后，机械或控制性弱爆破开挖②部。喷8cm后混凝土锚网喷封闭掌子面。施做②部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架设Ⅰ22a钢架及I18临时钢架，并设?50mm锁脚钢管。钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
2.1.3 在滞后于②部0.6m左右距离后预留断面中部核心土开挖③部并施做周边的初期支护，并设?50mm锁脚钢管。
2.1.4 预留断面中部核心土开挖④部并施做周边的初期支护，并设?50mm锁脚钢管。
2.1.5 开挖核心土并封闭掌子面，采用锚杆将岩块与岩块间锚固，并挂网喷浆。
2.1.6 开挖⑤、⑥部并施做导坑周边的初期支护（⑤、⑥部错开施工）。
2.1.7 灌注仰拱及填充砼。
2.2 施工方法示意图（见图1、图2）：
图1
图2
2.3 加强掌子面稳定措施：
2.3.1 根据围岩情况在拱部局部设置超前小导管注浆加固。在上下部拱架连接处设置锁脚注浆钢管。
2.3.2 每开挖一部完成后，对掌子面封闭采用喷射砼、锚杆、钢筋网等支护，对于松散体视情况采用断面注浆固结。在周边初期支护完成后，上部采取小导管注浆固结原高速路填筑物、并填充钢架与喷射砼之间的空隙，保证高速公路路面底部与隧道初支充分接触。二次衬砌结束后对二次衬砌与初期支护进行回填注浆，保证隧道结构的整体性。
2.3.3 施工期间暗挖采用控制松动爆破，特别是下部开挖时采用分块分段微差松动爆破以减小震动，振动速度满足设置要求。
2.3.4 施工应坚持“控制性弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，并保证二次衬砌紧跟掌子面。
3. 施工工序
初喷立钢拱架施作系统锚杆挂钢筋网 复喷混凝土 小导管安装及注浆
4. 爆破设计
根据本工程地质情况及采取的施工方法，采用多钻孔、间隔炮孔装药，分段分层微差松动爆破的方式,主要是针对台阶下部及隧底开挖，每段长度1.5m以内、宽度3m左右；对于上部周边土层采用机械开挖。
隧道爆破设计主要确保下部暗挖与新增1、6车道行走时振动影响，考虑到施工中爆破的直接接触，1、6车道边缘距离附近2、5车道边缘为2m，保持一定距离。根据《爆破施组》车道施工顺序，实际上只考虑开挖距离1、6车道在2～11m之间的隧道爆破作业影响，据此确定最大单段爆破用量。隧道掘进爆破作业，设计图纸允许隧道爆破的最大振速控制在6cm/s的要求。
单段最大炸药用量的计算
V＝K(Q??1/3?/R)α
式中
V为质点爆破震动速度
K为与岩石地质等有关的系数取250
Q为炸药量（Kg）
R为爆心至增加车道边缘的距离
α为衰减系数取1.8
最大段炸药用量和车道距离之间的关系为（见表1）：
图3
根据以上数据确定单段最大炸药用量，开挖时实行分块分段微差爆破。根据施工水平及进度安排和现有装备选用42mm钻头，成孔直径45mm.。 [page]
4.1 每次开挖的围岩方量。
由公式V=Q/q
V——开挖方量
Q——开挖总药量
q——岩石炸药单耗Ⅴ级取1.25Kg/m?3
4.2 每循环开挖断面积
s=V/L
s——隧道开挖断面积
L——隧道开挖循环进尺
4.3 炮眼数量的确定。
由公式N=qs/r
式中N——炮眼数量，个，
q——岩石炸药单耗，取1.25Kg/m?3
s——隧道开挖断面积
r——每米长度炸药重量，取0.8Kg
根据以上公式确定爆破设计参数。
说明：根据车道边缘的位置动态调整炸药用量，增加段别数量，对分部开挖断面实施多次起爆，增加爆破次数和增加段数是减少药量的方法。由于路面以下1m左右均为填土，施工时可以提前挖空，减少围岩爆破的接触面，尽量采用机械开挖，减少爆破的次数。施工中对爆破部位加强覆盖，减少振动、飞石距离等，在洞门外设置门帘，减少飞石距离。施工中应根据地质变化及时调整爆破参数，符合现场实际。（见图3）
示意图中的单块围岩用药量及炮眼个数的计算方法：
根据掌子面距行车道边缘距离R查上述关系表确定单段最大用药量Q单，然后确定段别n 依据Q总=nQ单计算出所用炸药总量，依据公式V=Q总/q(q取1.25Kg/m?3)计算出每次开挖的围岩方量，依据公式S=V/L(L为隧道开挖循环进尺)计算出每次循环的开挖面积，最后依据公式N=qs/r(r取0.8Kg/m) 计算出炮眼布置的数量。本示意图采用了3种段别，每循环进尺0.6 m(即炮眼深度为0.6m)。
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