浅埋暗挖隧道施工采用CRD工法详解

大断面隧道CRD法导洞间横通道施工技术

摘要介绍北京地铁八号线二期出入段线大断面隧道采用CRD 法施工时，为解决工期滞后问题，采取横通道方式从先行一侧导洞进入另一侧导洞的施工方法，增加了施工作业面，确保了预期目标，为CRD 法施工大断面隧道增加作业面，加快施工进度提供了范例。

关键词隧道开挖CRD 法施工技术

1 工程概况

北京地铁八号线二期02 标段出入段线隧道为双线单洞马蹄形断面，该区段长度683．5 m。隧道断面开挖尺寸8．801 × 11．912( m) ，隧道覆土厚度5．3 ～12 m，纵坡2‰、7‰、30‰。隧道开挖采用CRD 法施工，共4 个导洞。导洞台阶法开挖，初期支护为主筋Ф28 钢格栅+ Ф22 连接钢筋+Ф6 钢筋网片+350 mm 厚C25 喷射混凝土结构，格栅间距50 cm。

隧道自上而下依次是粉质黏土素填土、建筑垃圾杂填土、粉质黏土、粉土、细砂、粉质黏土、黏土、粉土等地层，其中隧道施工所触及的土层有细砂、粉质黏土及粉土层。

隧道自上而下受潜水、层间水～承压水影响。潜水主要含水层为粉土、细砂，主要接受侧向径流及大气降水补给，以侧向径流和自然蒸发为主要排泄方式，水位埋深7．5 ～10．5 m，水位处于隧道拱顶上1．5 ～3 m; 层间水～承压水主要赋存在粉土、细砂、粉土、细砂等地层，水位埋深18．7 ～25．2 m，水位处于隧道仰拱以下0．5 ～3．5 m。潜水主要赋存在隧道上方的粉土及拱顶位置的细砂中，对施工影响很大。

2 施工难点

2．1 地层松散，稳定性差

出入段线区间隧道位于回龙观东北角，该区域原为沼泽地带，得益于城市发展，大量的回填土及垃圾土堆填于此。据水准测量证实，该区域年沉降3 ～5 cm，证明地层松散，土体稳定性差。

2．2 粉砂土极易出现流砂和坍塌

隧道拱顶范围粉土及细砂受潜水控制，施工中流砂严重; 受管线影响，隧道马蹄形断面拱顶设计平缓，拱顶土体自然成拱力差，特别是粉砂位于拱顶范围，坍塌严重。

2．3 工期相当紧张

八号线二期计划2011 年底通车运营，在工程实施期间，隧道采用两个竖井对头掘进，其中北侧掘进时地质水文情况相对较好，进度进展正常。而南侧隧道掘进中3 号导洞出现流砂、坍塌等问题进展十分缓慢，致使 3 号导洞滞后1 号导洞82．5 m。此时3 号导洞共计剩余146 m，必须通过施工横通道的办法增加3 号导洞正线两个施工作业面，才能同期完成剩余工作量。若按照常规思路组织施工，将无法保证总工期。

3 施工方案及方法

根据现场实际进展情况，为解决工期问题，采用自1 号导洞开设横通道进入3 号导洞正线后，再通过横通道侧壁开门向两侧施工3 号导洞正线的施工方案。

3．1 横通道位置的确定

在南侧1 号、3 号导洞之间选择横通道位置时，遵循以下原则:

( 1) 要避开地质水文情况较差的地段，宜选择在地质水文较好的地段。

( 2) 要避开对周围既有建筑物( 高压铁塔) 的影响。

( 3) 各导洞均衡生产，注意导洞间安全距离。

结合各导洞施工位置，经过施工及环境安全风险评估，横通道位置开设在两个高压铁塔之间的CDK0 + 423 位置。此段地质较好，且避开高压铁塔位置，此位置处于南侧 2 号导洞后10 m，距离南北两侧各73 m，与各导洞均有安全距离，可形成3 号导洞4 号工作面均衡施工状态。

横通道开设位置与环境关系见图1，横通道开设位置与各导洞关系见图2。

3．2 横通道选择

横通道高度选择以全包3 号导洞初期支护及临时仰拱，在横通道形成体系后，使通道范围内3 号导洞初期支护体系与通道支护体系共同受力; 通道选择平拱直墙形式，主要降低1 号导洞进入3 号导洞开设马头门上挑时带来的施工难度; 横通道内宽度2 m，并在中部设置临时横撑，可以有效减小开挖量，达到快封闭目的，降低土体扰动，控制沉降、变形; 横通道采用统一矩形断面形式，并不随3 号导洞弧拱，主要降低施工及格栅加工难度，通道与导洞弧拱多余部位采用喷射混凝土回填。

横通道长6．366 m，宽2．6 m，高5．258 m，采用C25 喷射混凝土作为初期支护，厚度300 mm，中部设200 厚临时横撑。

3．3 正线1 导洞进入横通道马头门开设

( 1) 土体加固。对横通道开设范围及其两侧2 m范围的1、3 导洞拱顶2 m 范围土体进行加固，加固自地面向下钻孔注浆，按照1 m 间距梅花形布置，注水泥浆液，浆液压力0． 5 ～1．0 MPa。

( 2) 马头门加固。在1 导洞横通道位置设置I 20 门框架进行马头门加固，并喷射砼250 mm 与1、3 导洞临时中隔墙连接，加强马头门开设后1 号导洞支护体系，防止马头门开设时 1 导洞侧向压力过大，造成1 导洞初期支护变形、破坏。

( 3) 检测点埋设。横通道范围对应1 导洞拱顶埋设沉降观测及收敛测点，采集初始数据，以便对横通道施工时对沉降、检测进行检测，信息化施工。

( 4) 横通道上导洞马头门施工。破除横通道上导洞上台阶格栅位置的中隔壁混凝土，中部中隔壁部分混凝土预留，上挑直接开挖至第一榀格栅位置，边开挖边挂网喷射混凝土封闭。上台阶开挖分三部分，分别为侧壁、侧壁及拱顶三步，第一榀格栅安装亦分三部分，并跟随开挖后安装、封闭; 第一榀格栅喷砼后，即可留核心土依次开挖，至上台阶施工2 m 后，破除上台

部分1、3 导洞中隔壁预留混凝土及下台阶两侧混凝土，预留下台阶中部混凝土，下台阶第一榀格栅只施工两侧壁，暂不施工横隔板，等后续横隔板施工2 m 后，再进行施工。施工顺序见图3。

( 5) 横通道下导洞马头门施工。横通道上导洞台阶距离保持2 m，施工至端头墙封闭后，再进行下台阶马头门施工，下导洞马头门开设与上导洞下台阶方法相同。

具体施工方法见图4。

3．4 横通道进入3 导洞马头门开设

横通道开挖完成后，按照一般正线马头门开设方式施工3 导洞，具体如下:

( 1) 同时安装横通道内3 导洞3 榀格栅，并与1号导洞格栅连接牢固，喷射混凝土封闭。

( 2) 3 导洞马头门及正洞先施工一侧，待一侧导洞完成5 m 后，方可施工另一侧。

( 3) 按照3 号导洞正线格栅位置，破除横通道侧壁混凝土，嵌入格栅并封闭，破除上台阶范围的横通道侧壁混凝土，施工上台阶5 m 后，封闭掌子面，施工下台阶，并确保上下台阶距离控制在2 ～3 m。

3．5 监控量测

横通道施工共计7 d，地面、洞内、高压铁塔、管线监测数据处于受控状态，施工状态良好。

4 施工效果

采用横通道方式由先行一侧的导洞进入另一侧导洞，增加两个施工作业面，在出入段线区间实施中发挥了重要作用。从通道施工至164 m 导洞完成，仅用时37 d，比原计划两个作业面施工提前32 d，而后续4 号导洞借鉴3 号导洞成功经验，也采取了自2 导洞进入 4 导洞方案，使隧道各导洞施工进度加快，有效利用了隧道内各导洞时间及空间效应，提前完成初期支护任务。

导洞之间横通道段施工技术的成功应用，具有广泛的推广意义，特别是在地铁建设处于城市中心地带，由于征地拆迁难度加大，可利用空间有限，工期压力紧的情况下，合理利用已成型导洞或隧道进入另一导洞或另一单线隧道施工，为加快施工进度，解决工期问题提供了一个途径。

文章来源：《铁道建筑技术》原作者：王路路