城市超淺埋暗挖通道CRD 法施工技術(shù)淺談

伍浩

（中國水利水電第八工程局鐵路公司，廣東 深圳 518000）

1 概述

1.1 CRD 法特點

CRD 法又稱交叉中隔壁法，能夠妥善解決城市地下大斷面通道開挖的安全性問題，且形式簡單，可靠性高，裝拆簡易、快速，經(jīng)濟效益明顯。該工法是在借鑒新奧法的基礎(chǔ)上，在深圳地下工程中總結(jié)出一套完整的暗挖地下通道修建理論和施工方法。與新奧法不同之處在于，該工法適用城市鬧區(qū)軟弱圍巖條件下，埋深小于或等于通道高度，以微弱地表沉降修建暗挖通道的方法。它最大優(yōu)勢在于不擾民、環(huán)保、無需交通疏解、而且適用于各種斷面形式、各種尺寸的暗挖通道。

本文結(jié)合深圳市福強路-沙嘴路人行地下通道已施工實例，具體闡述CRD 法在實際施工過程中的運用。

1.2 工程概況

人行地道平面呈“工”型布置。主通道主位于“十”字路口正中央，沿沙嘴路南北敷設(shè)。在主通道兩端，垂直于主通道的2 條次通道，在路口南、北兩側(cè)下穿沙嘴路，東西向布置。南側(cè)次通道與上沙站C 出入口相連接。

1.3 工程地質(zhì)

福強路-沙嘴路人行地下通道暗挖段地質(zhì)從上到下為素填土、礫質(zhì)粘性土。地下水主要為松散巖類孔隙水及基巖裂隙水。水位埋深0.8 ～2.8m，水位高程3.37 ～6.07m，水位變幅0.5 ～2.0m。

2 施工重難點

（1）暗挖通道土層為礫質(zhì)粘性土，含水量大且孔隙??；隧道為平頂結(jié)構(gòu)，地面車流量大，拱頂與地面沉降風險大。如何控制暗挖洞內(nèi)的滲水，保證開挖掌子面穩(wěn)定，確保沉降可控是本次施工管理的重點與難點。

（2）暗挖段次通道往主通道施做管棚時，需拆除中隔壁墻和初支型鋼，此部位為加高段，頂部無管棚超前支護，覆土淺，僅為2.57m。如何在進行拆除中隔壁與初支鋼架時，確保洞內(nèi)初支結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，控制沉降，是本次施工管理的難點。

（3）主通道施工時，南側(cè)與北側(cè)通道頂部各有一根雨水管，限制管棚施做，則兩雨水管間，暗挖隧道開挖無管棚超前支護。主通道需上穿既有運營地鐵線，管片與初支凈距只有1.092m，在主通道施工過程中，如何防止上部雨水管與地表沉降超控及下部運營區(qū)間管片上浮超控是本工程施工安全管理的重點與難點。

3 施工方案研究

3.1 總體方案

暗挖段整體施工順序為：首先完成1#與2#兩口豎井，然后再對角對稱進行暗挖施工，盡最短時間完成暗挖段整體初支（圖1）。

圖1 開挖順序圖

3.2 施工方法

3.2.1 管棚施工

因本通道為超淺埋暗挖通道，地表行車頻繁，極易發(fā)生圍巖失穩(wěn)而造成通道坍塌的安全事故，故維持圍巖穩(wěn)定、控制地表沉降是確保本暗挖工程成功與否的關(guān)鍵所在，而采用超前大管棚是維持圍巖自穩(wěn)的最有效措施。

本工程次通道與主通道的超前支護措施中都采用超前大管棚，該工法作為一種非開挖技術(shù)，施工時需根據(jù)現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境和地質(zhì)條件以及設(shè)計要求而選用適合的工藝。此前，施工長度超過25m 的管棚，常規(guī)的工藝不能保證施工精度，容易造成管棚侵限，而在暗挖作業(yè)時不得不割除管棚，造成圍巖坍塌風險增大。為保證管棚打設(shè)精度，本工程采用定向儀器，一次性跟管導向鉆進技術(shù)，以管棚鋼管為鉆桿，采用鉆進、鋪管一次完成，成功解決了長距離敷設(shè)管棚低精度難題。

3.2.2 超前小導管施工

超前小導管與大管棚間隔布置，環(huán)距35cm，長3.0m，縱距1.5m，管內(nèi)壓注水泥水玻璃雙液漿。注漿 初 擬 參 數(shù) 為：水 灰 比2：1 ～1：1；注 漿 壓 力0.8 ～1.5MPa。加固范圍為開挖輪廓線外1.5m 內(nèi)地層。

3.2.3 全斷面注漿

全斷面注漿施工時在開挖前，對開挖掌子面布孔注入水泥水玻璃雙液漿，使?jié){液填充、嚴密、劈裂擴散至洞身四周圍巖而迅速凝固，并使周邊軟弱或破碎圍巖固結(jié)成具有一定強度的穩(wěn)固體，并在隧道四周形成一道止水帷幕，封堵滲水通道，以此達到固結(jié)止水、保持圍巖穩(wěn)定、提高暗挖作業(yè)安全的目的。

本通道全斷面注漿施工采用φ42×3.5mm鋼花管，注漿孔按0.5m×0.5m 布設(shè)。注漿管長度為6m，注漿擴散半徑0.5m，采取退后式或前進式分段注漿工藝，在開挖輪廓線外1.5m 形成止水帷幕。注漿沿暗挖通道掘進方向4m 一循環(huán)，形成2m 止水盤。注漿漿液選取水泥、水玻璃雙液漿，水泥-水玻璃體積比：1：1～1：0.3，水泥漿水灰比：2：1～1：1，注漿壓力控制0.5MPa。

注漿加固體的滲透系數(shù)不小于10～6m/s，加固體的強度不小于1.0MPa，每循環(huán)注漿后，應做鉆孔檢查和紅外線探測，檢查合格后方可開挖，否則補注。

3.2.4 CRD 法開挖

CRD 法施工斷面分四部開挖、支護，每洞室之間用中隔墻或臨時仰拱間隔。上斷面掌子面環(huán)形開挖預留核心土，掌子面開挖后及時架設(shè)格柵鋼架，掛網(wǎng)噴砼支護，盡早封閉成環(huán)。保持初期支護緊跟開挖掌子面，并保證臨時仰拱或仰拱封閉滯后開挖面不大于兩個循環(huán)。按照左上、左下、右上、右下的開挖順序，每個斷面采用人工開挖，每個循環(huán)進尺0.5m，每個斷面錯開2～3m。

3.2.5 下穿雨水管施工

根據(jù)現(xiàn)場測量，主通道上方雨水管道已與管棚施做位置發(fā)生重疊，管棚施工無法下穿市政雨水管，只能將管棚施工至雨水管前1m 處。采取雨水管下每榀拱架打設(shè)雙排1.5m 小導管，兩雨水管間采用3m 長雙排超前小導管代替，環(huán)距35cm，縱距1.5m，管內(nèi)壓注水泥水玻璃雙液漿。

圖2 CRD 工法開挖示意圖

3.2.6 上跨既有線施工技術(shù)

（1）鋼板鋪設(shè)。開挖前在暗挖隧道頂部滿鋪鋼板，以分散車輛荷載，減少集中應力，降低局部壓強，確保初支能整體受力，控制路面沉降變形。

（2）自動化監(jiān)測。上跨7 號線區(qū)間段暗挖施工前，對7 號線區(qū)間進行自動化監(jiān)測布點，實時掌控區(qū)間的受力變形情況。

（3）全斷面后退式注漿。主通道土層地質(zhì)為礫質(zhì)粘性土，且地下水位高于通道頂部，土層中含水量豐富且孔隙小，普通注漿工藝難以全部封閉土層滲水通道。主通道為平頂結(jié)構(gòu)，拱頂抗彎能力差，且頂部無管棚超前支護，為此在上跨7 號線區(qū)間采用二重管鉆機實施“鉆注一體化，分段后退式”注漿施工工藝，且注漿材料選用超細水泥與水玻璃雙液漿。注漿過程中使用電子監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)定向、定量、定壓注漿施工，使?jié){液分布較均勻，能有效地提高土體的整體強度和止水效果。

（4）開挖后分導洞堆載。主通道全斷面開挖完成后，區(qū)間管片頂部覆土厚度減少約56%。為消除管片上浮風險，在開挖過程中，當噴混支護完成后，分導洞堆積沙袋，堆積體積為不少于開挖土體體積的50%。堆積長度為區(qū)間管片前后6m 區(qū)域，每個導洞完成堆載后，中間預留施工通道，最大限度降低開挖對原土層的擾動，最短時間內(nèi)建立起新的平衡體系。

4 結(jié)語

福強路-沙嘴路人行地下通道現(xiàn)已安全貫通。在開挖過程中，整體的施工監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括地表沉降、管線沉降、周圍建筑物的變形、洞內(nèi)收斂、管片上浮量以及其他變形量的監(jiān)測數(shù)值都在控制范圍內(nèi)，得以驗證此設(shè)計方案的正確性。同時，在此方案的實施過程中，成功運用了超前地質(zhì)預報、自動化監(jiān)測、一次性導向跟管鉆進技術(shù)、電子監(jiān)控注漿技術(shù)、多層次全覆蓋注漿加固技術(shù)、堆載反壓等多項新型技術(shù)措施，確保了此高風險暗挖通道順利貫通，同時對以后同類型的市政工程超淺埋暗挖高安全風險通道的實施，提供了有很好的借鑒作用。