北京地鐵7號線大郊亭站附屬結(jié)構(gòu)暗挖施工技術(shù)

蔡 昱雷建華

（1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學院管理工程系，714000，渭南；2.中鐵五局集團機械化工程公司，421000，衡陽∥第一作者，碩士）

北京地鐵7號線大郊亭站附屬結(jié)構(gòu)暗挖施工技術(shù)

蔡 昱1雷建華2

（1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學院管理工程系，714000，渭南；2.中鐵五局集團機械化工程公司，421000，衡陽∥第一作者，碩士）

北京地鐵7號線大郊亭站附屬結(jié)構(gòu)中3、4號出入口通道因下穿廣渠路，采用暗挖法施工。其施工受到多種因素的影響，施工技術(shù)難度大，安全風險高。結(jié)合施工現(xiàn)場實際，介紹了出入口通道暗挖中的超前小導(dǎo)管注漿、大管棚超前支護、上臺階環(huán)形開挖、CRD（交叉中隔壁法）及CD（中隔壁法）工法等施工技術(shù)。該工程總結(jié)了保證其施工質(zhì)量和安全的控制措施，同時對富水軟弱地層，以及平頂、直墻、斷面結(jié)構(gòu)變化多及圍巖級別低等條件下的暗挖通道施工難點給出了解決方案，為今后類似環(huán)境條件下地鐵通道施工提供參考。

地鐵車站；出入口通道；交叉中隔壁法；中隔壁法；施工技術(shù)

First-author'saddressShanxi Railway Vocational College of Technology，714000，Weinan，China

1 工程概況

北京地鐵7號線大郊亭站位于廣渠路和東四環(huán)大郊亭橋立交路口西側(cè)，車站主體設(shè)置在廣渠路北半幅路下，東西走向。車站主體為三層雙柱三跨結(jié)構(gòu)，總長184.7 m，標準段結(jié)構(gòu)總寬21.1 m，總高19.8 m，頂板覆土厚3.0 m，主體采用明挖法施工，樁撐支護體系。車站西端為礦山法區(qū)間，東端為盾構(gòu)法區(qū)間。車站附屬結(jié)構(gòu)設(shè)置情況：共設(shè)4個地面出入口，2個風道，2個安全出口及2個無障礙電梯口（參見圖1）。附屬結(jié)構(gòu)中3、4號出入口通道下穿廣渠路部分采用暗挖法施工。暗挖通道下穿5.9 m ×3.6 m熱力溝、2.6 m×2.9 m電力隧道。3、4號出入口暗挖通道結(jié)構(gòu)其縱剖面圖見圖2。

2 地質(zhì)水文狀況及圍巖穩(wěn)定性分析

（1）出入口暗挖通道開挖范圍內(nèi)主要包括粉細砂④3層、中粗砂④4層。均屬于VI級圍巖，穩(wěn)定性差。

（2）勘察深度范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)三層地下水，地下水類型分為上層滯水（一）、潛水（二）、承壓水（三）。根據(jù)實測水位，潛水（二）、承壓水（三）位于出入口結(jié)構(gòu)底板以上。施工時需要密切關(guān)注拱頂?shù)嗡畣栴}，并及時采取有效措施，切斷補給水源。

3 工程重點及難點分析

（1）超淺埋、富水軟弱地層，平頂、直墻、斷面結(jié)構(gòu)變化多，隧道施工無論從技術(shù)角度還是風險控制角度分析均是本工程的難點，是工程控制的關(guān)鍵所在。

（2）把暗挖段施工的工序做到位，確保暗挖段開挖超前加固的施工質(zhì)量以及組織好各工序的先后順序是確保暗挖段施工安全的重點和難點［1-2］。

（3）地下管線縱橫交錯，管線保護及控制管溝滲漏 水對隧道施工的影響為隧道施工的最大危險源［3-6］。

圖1 暗挖通道平面圖

圖2 3、4號出入口暗挖通道結(jié)構(gòu)縱剖圖

4 總體施工方案

4.1 施工順序

出入口通道暗挖標準段采用上臺階環(huán)形開挖法施工；人防段采用CRD（交叉中隔壁法）工法開挖；3號出入口通道下穿熱力溝段設(shè)計結(jié)構(gòu)斷面為箱型的部分，采用CD（中隔壁法）工法開挖。暗挖段擬從車站主體結(jié)構(gòu)開始施工，由于車站主體結(jié)構(gòu)已施工完成，在車站內(nèi)部施工出入口通道超前小導(dǎo)管超前支護及注漿，采用DN25水煤氣管注漿，環(huán)向間距250 mm超前支護，一般段布設(shè)在拱部120°范圍，在風險源段布設(shè)在起拱線以上，見圖3。初支采用“格柵拱架加錨桿加鋼筋網(wǎng)加C20噴射混凝土”聯(lián)合支護，隨挖隨支。每循環(huán)開挖結(jié)束后，即時對掌子面采用C20鋼筋混凝土進行噴漿封閉。開挖及初支完成后，施作初支背后注漿、鋪設(shè)防水層、最后施作二襯鋼筋混凝土。

4.1.1 上臺階環(huán)形開挖法施工步序

如圖4所示：

（1）第一步——超前小導(dǎo)管注漿加固地層，開挖上半斷面，保留核心土，架立鋼格柵，采用鎖腳錨桿加固拱腳，掛網(wǎng)噴射混凝土，及時進行初期支護背后注漿。

圖3 超前小導(dǎo)管支護及深孔注漿剖面圖

（2）第二步——上臺階超前3～5 m時，開挖下半斷面，架立鋼格柵，掛網(wǎng)噴射初支混凝土。

（3）第三步——分段敷設(shè)防水層，澆注二襯結(jié)構(gòu)，封閉成環(huán)，及時進行二次襯砌背后注漿。

圖4 上臺階環(huán)形開挖施工步序圖

4.1.2 CD工法開挖步序

如圖5所示：

（1）第一步——超前小導(dǎo)管注漿加固地層，臺階法開挖1號洞室，上半斷面開挖保留核心土，架立鋼格柵，采用鎖腳錨桿加固墻腳，掛網(wǎng)噴射初支混凝土，及時進行初期支護背后注漿。

（2）第二步——1號洞室超前3～5 m時，超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固地層，臺階法開挖2號洞室，上半斷面開挖保留核心土，采用鎖腳錨桿加固墻角并施作初期支護，及時進行初支背后注漿。

（3）第三步——根據(jù)施工監(jiān)測情況，4～6 m一段截斷中隔壁，分段敷設(shè)防水層，澆注二襯結(jié)構(gòu)，封閉成環(huán)，及時進行二次襯砌背后注漿。

4.1.3 CRD工法開挖步序

如圖6所示：

（1）第一步——超前小導(dǎo)管注漿加固地層，開挖1號洞室，保留核心土，架立鋼格柵，采用鎖腳錨桿加固拱腳，掛網(wǎng)噴射初支混凝土，及時進行初期支護背后注漿。

（2）第二步——1號洞室超前5～8 m時，開挖2號洞室并施作初期支護，當側(cè)壁較高時，下半斷面可分臺階開挖。

（3）第三步——2號洞室超前5～8 m時，超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固地層，開挖3號洞室，保留核心土，架立鋼格柵，采用鎖腳錨桿加固墻角，掛網(wǎng)噴射初支混凝土，及時進行初支背后注漿。

（4）第四步——3號洞室超前5～8 m時，開挖4號洞室，并施作初期支護。

（5）第五步——根據(jù)施工監(jiān)測情況，4～6 m一段截斷臨時中隔壁，施作仰拱防水層，澆筑仰拱二襯，預(yù)留鋼筋、防水板接頭。

（6）第六步——根據(jù)施工監(jiān)測，4～6 m一段截斷剩余臨時中隔壁和臨時仰拱，施作拱部，邊墻防水層，澆筑二襯結(jié)構(gòu)，封閉成環(huán)。及時進行二襯背后注漿。

圖5 CD工法開挖步序圖

圖6 CRD工法開挖步序圖

4.2 暗挖出入口支護

出入口暗挖通道拱頂主要位于粉細砂④3層。屬于Ⅵ級圍巖，穩(wěn)定性差，很難形成自然拱，施工過程中容易發(fā)生坍塌，故必須及時做好超前支護。支護參數(shù)見表1。

5 暗挖通道隧道開挖施工工藝及技術(shù)措施

3號出入口暗挖通道全長40.4 m，K0+000～ K0+014.5段（長14.5 m）采用上臺階環(huán)形開挖法施工，K0+014.5～K0+024.5段（下穿熱力溝段，長10 m）采用CD法開挖施工，K0+024.5～K0+ 036.4段（人防段，長11.9 m）采用CRD法開挖施工，K0+036.4～K0+040.4段（長4 m）采用上臺階環(huán)形開挖法施工。

表1 暗挖出入口支護參數(shù)表

4號出入口暗挖通道全長41.67 m，K0+000～K0+008.38段（長8.38 m）采用上臺階環(huán)形開挖法施工，K0+008.38～K0+020.28段（人防段，長11.9 m）采用CRD法開挖施工，K0+020.28～K0+041.67段（長21.39 m）采用上臺階環(huán)形開挖法施工。

5.1 上臺階環(huán)形開挖法施工注意事項

施工段間不同斷面轉(zhuǎn)換時，應(yīng)考慮采取2個措施：一是在小斷面設(shè)置1.5 m長，按1：3的坡比加大的漸變斷面過渡段；二是破除洞門主體結(jié)構(gòu)圍護樁等工況下，考慮臨時采用I22a工字鋼門型鋼架加固拱頂及側(cè)壁，暫時使用噴射混凝土5～10 cm，封閉掌子面，然后反身回掏，安裝鋼架格柵、縱向鋼筋及鋼筋網(wǎng)片采取噴錨措施。

5.2 CD法施工控制要點

上導(dǎo)坑①、③部的開挖循環(huán)進尺控制為1榀鋼架間距（0.5 m）；下導(dǎo)坑②④部的開挖可依據(jù)地質(zhì)情況適當加大，但不得大于3榀鋼架間距（1.0～1.5 m）；導(dǎo)坑開挖孔徑及臺階高度可根據(jù)施工機具、人員等安排進行適當調(diào)整；鋼架之間縱向連接鋼筋及鋼筋網(wǎng)片應(yīng)及時施作并連接牢固。

5.3 CRD法施工控制要點

為確保施工安全，上導(dǎo)坑①、③部的開挖循環(huán)進尺控制為1榀鋼架間距（0.5 m），下部②、④部的開挖可依據(jù)地質(zhì)情況適當加大，但不得大于2榀鋼架間距；中間支護系統(tǒng)的拆除時間應(yīng)考慮其對后續(xù)工序的影響，通過圍巖監(jiān)控量測進行確定。當圍巖變形達到設(shè)計允許的范圍之內(nèi)，并在嚴格考證拆除的安全性之后，方可拆除，同時要注意后續(xù)作業(yè)的要求及時跟進。為保證施工安全，限制圍巖變形，臨時支撐也可推遲到仰拱填充施工完成后防排水系統(tǒng)施作前一次性拆除。

6 施工監(jiān)測

（1）測點布設(shè)和測試方法。測點布置見圖7。

圖7 通道施工監(jiān)測測點布置圖

（2）地表沉降和管線監(jiān)測。沿通道軸線按5 m間距布設(shè)地表，沉降測點。同時，按30 m間距布設(shè)地表橫向沉陷槽測點，每個斷面約17～20個測點，測點間距3～5 m。每個暗挖通道在洞口處和中間各布置一個斷面，每個斷面8～10個測點，橫向間距3～5 m。豎井監(jiān)測同明挖段。在隧道開挖影響范圍內(nèi)（2倍洞徑）的主要地下管線上方地表沿管線軸線按5～10 m間距布設(shè)地下管線沉降測點。

測試頻率：開挖距量測斷面前后0～2B時1～2次/天，2～3B時1次/天，3～5B時1次/周，＞5B時1次/月（B為洞徑）。可根據(jù)施工條件和沉降情況增加或減少觀測次數(shù)，隨時將地表觀測信息報告給施工人員。

7 結(jié)語

（1）本工程地處鬧市區(qū)，管線多而復(fù)雜，周圍建筑物密集，環(huán)境保護要求高，施工場地狹窄，同盾構(gòu)施工相互影響，自身安全隱患大；加之超淺埋、富水軟弱地層，平頂、直墻、斷面結(jié)構(gòu)變化多，隧道施工無論從技術(shù)角度還是風險控制角度來講均非常困難。通過以上合理的施工技術(shù)措施和組織措施，特別是強有力的施工控制，確保了工程的施工質(zhì)量和安全。

（2）在城市鬧市區(qū)，地面建筑物多，施工場地狹小，交通不允許長期中斷，選用淺埋暗挖工法的優(yōu)點是避免了大量拆遷改建工作，減少了對周圍環(huán)境的粉塵和噪聲污染。

（3）結(jié)合施工現(xiàn)場實際，針對地質(zhì)狀況和地下管線情況，采用不同的淺埋暗挖工法（如CD法，CRD法），盡量避開重大危險源，對確保地下通道的施工安全來講非常重要。

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Tunnelling Construction Technology for the Accessory Structure of Dajiaoting Station on Beijing Subway Line 7

Cai Yu，Lei Jianhua

In the accessory structure of Dajiaoting Station on Beijing metro Line 7，the No.3 and No.4 entrances are built by tunneling method，because their channels passing under the Guangqu Road，so the construction is affected by many factors，at the same time faces many technical difficulties and high security risks.In this paper，the actual construction methods are described in detail，including the advanced small pipe grouting，bassoon shed advance support，the ring excavationon steps，CRD and CD construction methods in entrance channel tunneling，etc.To ensure the quality and safety of this project，the construction measuremts are summarised，solutions are found in adopting control measures，especially in conditions of the water-rich soft ground，the flat and straight walls，the changes in multi-sectional structure，etc.，providing a reference for the construction of subway tunnel under the similar environmental conditions.

metro station；entrance channel；cross diaphragm（CRD）method；center diaphragm（CD）method；construction technology

U 455.41+1；TU 94+1

2013-03-12）