CRD法在地下通道三通處施工應(yīng)用研究

索再飛

（中鐵建設(shè)集團有限公司 北京 100040）

1 前言

隨著城市空間不斷向縱深發(fā)展，為避免或減少拆遷和降低對周邊環(huán)境以及交通的干擾，暗挖工法得到了越來越廣泛的應(yīng)用，尤其是在地鐵工程和地下通道中，其中CRD法應(yīng)用最為普遍，該方法以地層預(yù)加固（處理）為前提，以錨、網(wǎng)噴支護為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮加固后的地層與初支體系共同受力，承受外部荷載，以監(jiān)控量測手段指導(dǎo)施工，控制初支結(jié)構(gòu)的拱頂沉降和收斂［1］，但逢特殊部位，如地下通道三通等部位，需采取專門技術(shù)措施進行處理。

本文以北京市朝陽區(qū)雅寶路某地下通道工程為例，對暗挖工程中三通處的施工特點和難點進行分析，并有針對性地采取技術(shù)措施，輔以信息化監(jiān)控，使工程得以順利實施。

2 工程概況

2.1 地理位置及周邊條件

地下通道位于北京市東二環(huán)中路東側(cè)，地下兩層，暗挖段采用淺埋暗挖法施工，其中地下二層（A通道）連接住宅區(qū)地下車庫三層，地下一層（B、C通道）連接住宅區(qū)地下車庫二層，周邊緊臨現(xiàn)狀高層辦公樓、住宅樓，暗挖段施工期間地面交通不中斷。地下通道平面位置見圖1。

圖1 地下通道平面位置

2.2 水文地質(zhì)條件

地下通道最大埋深15 m，表層為人工堆積房渣土，厚度6.8～7.3 m，其下主要為粉土、粉質(zhì)黏土、砂層和粉細砂層、卵石、圓礫，地層分層不均勻，開挖范圍內(nèi)地下水埋深1.7 m，為上層滯水，無承壓水。

2.3 結(jié)構(gòu)形式

通道暗挖段采用初期支護和二次襯砌組成的復(fù)合式襯砌，平頂直墻，初期支護由格柵鋼架、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土組成，二次襯砌為模筑鋼筋混凝土。

3 施工難點分析

通道初期支護選用CRD法施工，把大斷面分割成小斷面，減少了開挖對周圍地層的擾動，充分利用開挖的時空效應(yīng)［2］，穩(wěn)定土體和減小地表沉降，但在整個地下通道結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的A、B、C三通道交匯處（見圖2、圖3），施工難度大，需要結(jié)合工程特點專項分析。主要難點如下：

圖2 三通平面圖

圖3 三通1-1剖面圖

（1）通道頂部土層為房渣土，有上層滯水，且施工期間地面交通不中斷，地表沉降控制要求高。

（2）A、C通道施工相互干擾大。由于A、C通道平面位置緊鄰、重疊，施工相互影響嚴(yán)重，對相互土層擾動極大，設(shè)計施工風(fēng)險大，無論是先施工A通道或C通道，都會產(chǎn)生較大的地層疊加沉降，對另一條帶來較大影響［3-7］。

（3）通道轉(zhuǎn)向處新開馬頭門無作業(yè)空間。三通處A、C通道連接主通道均為直角轉(zhuǎn)向，無法一次施工，因此必須先完成主通道A、B直段部分施工，再新開馬頭門進行二次施工，但需解決作業(yè)空間。

（4）平頂直墻，斷面尺寸大。由 A、B通道到C通道直段起點處跨度較大，開挖尺寸為寬10.2 m、高7.9 m，A、B通道施工時導(dǎo)洞分割尺寸過大，而且受通道頂管道限制采用平頂直墻結(jié)構(gòu)，不利于變形控制［8］。

（5）整個斷面采用 CRD法施工，分節(jié)分部較多，尤其還需在主通道（A、B通道）貫通后再轉(zhuǎn)向開挖次通道（A、C通道），施工時累計沉降較大。

4 主要技術(shù)措施

針對三通處施工難點分析，重點要解決的就是控制地表沉降以及轉(zhuǎn)向處新開馬頭門、主通道跨度過大和A、C通道施工相互干擾的問題。為解決以上施工難點，主要采用以下幾項技術(shù)措施。

（1）超前支護。采取小導(dǎo)管超前支護并注漿加固地層，預(yù)先控制開挖面前方土體的變形。小導(dǎo)管采用φ42×3.25 mm普通鋼管，管長2.0 m，注漿鋼管沿開挖輪廓線布置，外插角取5°～10°，縱向前后相鄰兩排小導(dǎo)管搭接的水平投影長度不小于1 m。

（2）跨度調(diào)整。在三通A、B轉(zhuǎn)向處，因考慮交通視線問題，需圓弧過渡，此處實際開挖尺寸L1和L2將超過通道初支跨度10.2 m，格柵間距也將沿圓弧而變化，加大施工難度，影響拱頂沉降的控制。將三通處工作面分為直段區(qū)和轉(zhuǎn)向區(qū)兩部分，使兩直段格柵跨度盡量均等，即 L1≈L2，避免過大，形成兩個直段，二次施工，解決圓弧上格柵間距過大或過小的問題，既減少開挖斷面加快進度，又保證安全。見圖4。

（3）洞口加強環(huán)梁。馬頭門是暗挖通道結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，也是施工過程中結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［9］。為實現(xiàn)縱向與橫向通道接口部位結(jié)構(gòu)的受力順利轉(zhuǎn)換，確保破除馬頭門進洞安全，在洞口設(shè)置加強環(huán)梁，環(huán)梁鋼筋與豎向連接筋、格柵鋼筋、小導(dǎo)管及預(yù)留筋焊接在一起，見圖5。

圖4 三通跨度調(diào)整后平面布置

（4）A通道加高。A通道在轉(zhuǎn)彎處與C通道上下重疊，后逐步爬坡與C通道等高。為減小A、C通道施工時相互擾動，同時考慮此段通道長度較短，增加工程量很少，將A通道加高與C通道頂平齊，將兩通道合并施工，見圖6。

圖5 洞口加強環(huán)梁平面位置

（5）作業(yè)面加寬加高。由于施工完A、B通道直段部分后，施工C、A通道轉(zhuǎn)向部分需新開馬頭門，馬頭門頂部和A通道側(cè)邊需預(yù)留施工作業(yè)面，加高、加寬到一定高度，才能實現(xiàn)開設(shè)洞門［10］，因此在上層通道轉(zhuǎn)彎前1 m處初支高度開始逐漸增加，下層通道加寬500 mm，漸變加高、加寬斷面，便于暗挖受力的轉(zhuǎn)換和銜接。為保證高度漸變處格柵間距及線形，格柵需按每榀分別進行放樣、加工制作，依據(jù)間距計算出每榀加高的高度。見圖6。

（6）導(dǎo)洞劃分。整個開挖斷面劃分為5個導(dǎo)洞，按照1→2→3→4→5的順序進行開挖，導(dǎo)洞與導(dǎo)洞相隔6～8 m，各導(dǎo)洞每次開挖進尺為一個格柵間距，嚴(yán)禁多榀一次開挖。在各開挖分部內(nèi)，按正臺階法分兩臺階開挖支護，臺階長度2～3 m。導(dǎo)洞劃分及施工順序見圖7。

圖6 三通高度調(diào)整后剖面圖

（7）其他主要措施。適當(dāng)縮短二襯分段長度，分段跳倉進行臨時中隔墻、臨時中隔板及臨時鋼支撐的拆除和襯砌的施工，及時封閉成環(huán)，及時進行回填注漿，控制結(jié)構(gòu)變形［11］。二次襯砌施工起始步序見圖8。

圖7 導(dǎo)洞劃分及施工順序

圖8 二次襯砌施工起始步序

5 沉降監(jiān)測

變形監(jiān)測是地下工程施工中必不可少的程序，通過監(jiān)控量測對工程施工可能產(chǎn)生的環(huán)境影響進行全面監(jiān)控［12］。在通道內(nèi)外布設(shè)足夠的觀測點，在通道內(nèi)開挖未進入該三通段影響范圍時，即開始收集該段施工影響范圍內(nèi)的通道內(nèi)及地表的沉降資料及實時變化趨勢，據(jù)此進行分析、預(yù)測前方的沉降量，并積極采取預(yù)防措施或調(diào)整施工方案，必要時輔以洞內(nèi)臨時支撐、地面跟蹤注漿等技術(shù)措施。

從地表沉降過程曲線來看，隨著主通道的開挖，地表監(jiān)測點沉降不斷增加，并于主通道開挖過次通道沉降達到峰值；次通道開挖后對地表沉降影響也逐漸增加，但斜率降低，未產(chǎn)生地層疊加沉降，直至次通道貫通后趨于穩(wěn)定。典型地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)見圖9。

圖9 典型地表觀測點沉降變化曲線

6 結(jié)束語

本工程在三通處采取調(diào)整通道高度、增加作業(yè)面寬度與高度以及導(dǎo)洞劃分等技術(shù)措施，降低了通道重疊的干擾，為新開馬頭門提供作業(yè)面，解決進洞難題，有效控制了群洞效應(yīng)引起沉降疊加而造成的過量沉降，并通過調(diào)整二次襯砌厚度和裝修實現(xiàn)了設(shè)計的通道建筑外形和尺寸，實現(xiàn)了設(shè)計意圖。