厦门翔安海底隧道cr没d法和双侧壁法.ppt

厦门翔安海底隧道CRD法和双侧壁法穿越砂层对比分析 1 工程概况 厦门东通道（翔安海底隧道）是我国第一条规模宏大，举世瞩目的大断面浅埋暗挖法施工的海底隧道。隧道包括双向六车道的行车主隧道和中间一条服务隧道，主隧道最大开挖宽度近17.2m，最大开挖高度为12m，最大开挖断面达170.7m2。 该隧道主要穿过陆域、浅滩段全强风化花岗岩地层和海域段弱、微风化花岗岩地层。地下水位高，地下水丰富，在翔安端三条隧道均通过450多米的富水砂层并与海水连通。海域段隧道要穿过四条风化深槽（囊）施工开挖极为困难，对施工安全带来较大的威胁。 隧道起点K6+540 竖井K7+850，内 径8.3m，深约45m 隧道终点K12+485 竖井K11+250，内 径8.3m，深约45m 西滨互通 服务、管理区 起点K5+909 终点K14+647 五 通 翔 安 翔安海底隧道平面图 翔安海底隧道纵剖面图 F3 F1 F4 F2 F1、F2、F3：全强风化深槽； F4：全强风化深囊 全强风化层 全强风化层、部分透水砂层 52m 22m 服务隧道 翔安海底隧道横剖面图 据详勘资料，左线隧道里程ZK11+802～ZK12+068穿越砂层，砂层厚度1.2～13.5m，其中ZK11+824～ZK12+068里程段共计244m侵入隧道开挖作业面；ZK11+802～ZK12+824和ZK12+068～ZK12+124里程段共计78m开挖面全风化花岗岩顶板很薄，有的不足1m厚。 右线隧道YK11+950 ～YK12+110段、 YK11+700m段附近穿越砂层。砂层富水性强，渗透性好，为良好的含水层直接接受海水补给，具有承压性。 左线隧道砂层影响范围纵断面图 掌子面砂层 厦门翔安隧道A1标，A3标，A4标均采用CRD法施工。A2标因地表沉降较大，由CRD法改为双侧壁法施工。由于CRD法和双侧壁法各有优缺点，采用哪一种工法更适合翔安隧道穿越砂层，本文采用数值计算分析了CRD和双侧壁两种工法穿越砂层的适应性 ，并与实测结果进行对比分析。 2 CRD法和双侧壁法的特点 1、CRD工法是在CD工法基础上改进的一种工法，将隧道断面从中间分成4~6部分，使上、下台阶左右各分成2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，纵向间隔的距离根据具体情况，可按台阶法确定。 CRD法的特点： 2、CRD工法的最大特点是将大断面化成小断面施工，各部封闭成环的时间短，控制早期沉降效果好，每个步序受力体系完整。因此，结构受力均匀，形变小且由于筒体效应作用，施工时刚体下沉微弱，地层沉降量不大，而且容易控制。 1、双侧壁工法则是将隧道断面分成三个部分，即双侧导洞和中洞，其实质是将大跨度分成三个小跨度进行作业。其宗旨在于突破隧道施工中的一般程序，即优先为初期支护提供坚实的基础，避免初期支护拱脚悬空，以达到抑制围岩变形的目的 。 双侧壁导坑法的特点： 2、对于浅埋大跨度及地质条件很差的隧道，双侧壁开挖是一种较为理想的开挖法，适用于隧道跨度大、地质条件差，地表下沉需严格控制的隧道。施工较安全。 CRD法和双侧壁法都体现了变大跨为小跨的思想，差别如下： （1）当仅为单洞施工时，两种方法都可以较好地控制地表下沉，但土体水平位移CRD工法小于双侧壁法；而两洞交互施工时，就克服相互干扰而言，CRD工法优于双侧壁法。 （2）双侧壁法顶部弧形导坑开挖具有一定风险性，而CRD工法步步封闭成环；各施工阶段风险性较小。况且，CRD工法各工作面可同时作业，有利于安排工序和劳力，互相干扰小。 CRD法和双侧壁法的对比： （3）双侧壁法的两侧弧形导洞内的钢支撑(或格栅支撑)往往难以控制在同一断面内，顶部弧形导坑开挖后，钢支撑若无法联成整体，则支护承载能力大为降低，而CRD工法则不存在此类问题。 （4）双侧壁导坑法施工虽能控制地层竖向变形，但由于工序较多，施工干扰大，造成的施工难度也较大。且两侧导洞为扁平结构，开挖引起的围岩水平收敛较大。 CRD法和双侧壁法的对比： （5） CRD工法也可以有效的控制沉降量，其施工速度较快，造价也较低，整体刚度较大，在围岩条件好的情况下较双侧壁具有明显的优势。 CRD法和双侧壁法的对比： 3、FLAC3D数值摸拟分析 图1 计算模型 CRD法 双侧壁法 表1 地层力学参数 土层名称 弹性模量/MPa 泊桑比 粘聚力/kPa 内摩擦角/° 计算容重/（kN/m3） 素填土 砂层 全风化花岗岩 强风化花岗岩 初期支护 注浆加固 17.0 16.2 25.0 52.9 2.2E4 78 0.35 0.2 0.2 0.21 0.2 0.21 30.9 9.6 15.8 24.1 — 50