彭 正 坤

(中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004)

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CRD工法在地鐵出入口施工中的應(yīng)用

彭 正 坤

(中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004)

依托深圳地鐵7號(hào)線沙尾站出入口暗挖通道工程實(shí)例，從超前預(yù)加固、破洞門、開(kāi)挖初支、二次襯砌等方面，介紹了大斷面矩形CRD法隧道施工關(guān)鍵技術(shù)，指出CRD法施工不僅對(duì)周邊環(huán)境擾動(dòng)小、施工效果可靠，而且確保了地鐵車站出入口施工的安全和工期。

CRD工法，地鐵出入口，淺埋暗挖，加固技術(shù)

0 引言

隨著大中城市超快速發(fā)展，城市面積不斷擴(kuò)張、人口數(shù)量急劇增大，城市交通擁堵不堪，如何有效快速運(yùn)送大量乘客到達(dá)城市重要地區(qū)已成為制約城市發(fā)展的重要難題[1,2]。作為一種城市地下交通工具，地鐵很大程度上緩解了城市交通的壓力，促進(jìn)了城市的發(fā)展和繁榮[3-5]。隨著地鐵施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，地下工程界不斷創(chuàng)新，提出了許多淺埋暗挖施工方法，其中“化整為零”的CRD工法就是很有代表性的一種工法，又名“交叉中隔壁工法”。該方法以地層預(yù)加固(處理)為前提，以錨、網(wǎng)噴支護(hù)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(cè)手段指導(dǎo)施工，控制初支結(jié)構(gòu)的拱頂沉降和收斂，確保開(kāi)挖洞室和地面建筑物的安全。與明挖法和蓋筑法相比，淺埋暗挖CRD法的最大優(yōu)點(diǎn)是避免了大量拆遷、改建工作，減少了對(duì)周圍環(huán)境的粉塵污染和噪聲影響[6,7]。

為此，依托深圳地鐵7號(hào)線沙尾站出入口暗挖通道施工工程，對(duì)大斷面矩形CRD法隧道施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，闡述了CRD法施工不僅對(duì)周邊環(huán)境擾動(dòng)小、施工效果可靠，而且降低了暗挖施工對(duì)周邊既有建(構(gòu))筑物的影響，確保了地鐵車站出入口施工的安全和工期。

1 工程概況

深圳地鐵7號(hào)線是深圳市軌道交通三期工程的重大項(xiàng)目之一，是連接深圳特區(qū)內(nèi)南半環(huán)主要居住區(qū)與就業(yè)區(qū)的局域線。深圳市城市軌道交通7號(hào)線沙尾站位于福強(qiáng)路與新洲三街交匯處，車站施工里程為DK15+585.688～DK15+814.188，全長(zhǎng)228.5 m。車站為地下兩層單柱雙跨島式車站。車站共設(shè)4個(gè)出入口，2組風(fēng)亭組，其中C,D出入口含暗挖通道各39.2 m，32 m。該為地下2層單柱雙跨11.0 m島式站臺(tái)車站，局部為雙柱三跨結(jié)構(gòu)，地下1層為站廳層，地下2層為站臺(tái)層。車站位于福強(qiáng)路與新洲三街交叉口處，沿福強(qiáng)路南側(cè)布置，呈大致東西走向。車站全長(zhǎng)228.50 m。車站始點(diǎn)、終點(diǎn)端區(qū)間為盾構(gòu)法施工,車站采用明挖法施工。地下2層標(biāo)準(zhǔn)站，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑開(kāi)挖支護(hù)方式、主體結(jié)構(gòu)、防水設(shè)計(jì)與上沙站較為相似，沙尾路基坑開(kāi)挖時(shí)需設(shè)鋼便橋。

2 CRD施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 施工工法概述

各出入口暗挖段施工方法為“CRD”工法，采用淺埋暗挖法施工，使用人工開(kāi)挖，嚴(yán)格按照“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、早封閉”的原則進(jìn)行施工。為有效控制地表下沉，確保地面交通的正常進(jìn)行和施工安全，采用超前小導(dǎo)管和注漿加固地層輔助性施工措施。每次循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺嚴(yán)格控制在0.5 m以內(nèi)，并及時(shí)架設(shè)鋼架、掛網(wǎng)和噴混凝土支護(hù)。具體施工流程如圖1所示。

暗挖通道的CRD施工工序?yàn)椋捍蠊芘铩珨嗝孀{→循環(huán)開(kāi)挖及初期支護(hù)→防水及基面處理→臨時(shí)橫支撐拆除→防水鋪設(shè)→鋼筋、模板施工→澆筑二襯底板→澆筑二襯側(cè)墻及頂板。

2.2 超前預(yù)加固技術(shù)

1)超前小導(dǎo)管和大管棚施工技術(shù)。超前小導(dǎo)管采用φ42壁厚3.5 mm的無(wú)縫鋼花管，布置于上半斷面的外周，環(huán)距30 cm，管長(zhǎng)3.5 m，縱距1.5 m，排距30 cm，管內(nèi)壓注水泥水玻璃雙漿液。注漿初擬參數(shù)為：水灰比：2∶1～1∶1；水玻璃濃度30 Be～35 Be，注漿壓力0.2 MPa。超前小導(dǎo)管注漿加固范圍為開(kāi)挖輪廓線外1.5 m內(nèi)地層。施工時(shí)進(jìn)行注漿試驗(yàn)，注漿初擬參數(shù)根據(jù)注漿試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙沙尾站C,D出入口超前支護(hù)采取大管棚，采用φ108×8鋼管，分節(jié)制作長(zhǎng)度4 m～6 m，絲扣連接。管棚由出入口明挖基坑向車站主體施工。當(dāng)明挖基坑開(kāi)挖至管棚導(dǎo)向墻位置后，暫停基坑開(kāi)挖，施作管棚導(dǎo)向墻，采用雙拼Ⅰ25a工字鋼+C25模筑混凝土。管棚施工需注意對(duì)地下管線進(jìn)行核查，防止存在高程沖突，破壞管線。

2)全斷面注漿施工技術(shù)。為防止開(kāi)挖面涌水，確保開(kāi)挖施工安全，隧道開(kāi)挖前先進(jìn)行全斷面注漿施工。全斷面注漿施工是在開(kāi)挖面先布設(shè)注漿孔，注入按一定比例配制的水泥—水玻璃雙液漿，漿液滲透擴(kuò)散到洞身圍巖的孔隙中并快速凝固，與周圍破碎巖土固結(jié)成具有一定強(qiáng)度的穩(wěn)固體，在隧道周邊及開(kāi)挖面形成一個(gè)堵水帷幕，切斷地下水流通路，以此達(dá)到固結(jié)止水、保持圍巖穩(wěn)定、增強(qiáng)施工安全的目的。本出口全斷面注漿施工面共設(shè)置注漿管68根，由上而下共分8層，為梅花形布置，各管注漿面相互咬合。采用φ42×3.5 mm鋼花管，注漿孔水平向按0.4 m，豎向間距0.3 m。注漿管長(zhǎng)度為6 m，注漿終孔直徑為1.5 m，采取退后式或前進(jìn)式分段注漿工藝，在開(kāi)挖輪廓線外1.5 m形成堵水帷幕。注漿沿暗挖通道掘進(jìn)方向4 m一循環(huán)，形成2 m止水盤，具體見(jiàn)圖2,圖3。注漿漿液選取水泥、水玻璃雙液漿，初擬注漿參數(shù)為：水泥—水玻璃體積比：1∶1～1∶03；水泥漿水灰比：2∶1～1∶1；水玻璃濃度30 Be～35 Be，水玻璃模數(shù)：2.4，注漿壓力控制0.5 MPa。

2.3 破洞門施工技術(shù)

車站主體施工時(shí)已預(yù)留的出入口孔洞尺寸，故后續(xù)施工原則是：在已有條件下開(kāi)挖出入口，不得破壞車站側(cè)墻主體結(jié)構(gòu)。出入口暗挖洞門施工先將地連墻內(nèi)側(cè)(背土面)的混凝土和內(nèi)側(cè)地連墻鋼筋鑿出割除，鑿進(jìn)深度為20 cm?；炷疗瞥鬁y(cè)量放樣，進(jìn)行全斷面注漿施工，分別以17°和20°打設(shè)兩層φ42×3.5，L=4.5 m@300的超前小導(dǎo)管，并進(jìn)行超前注漿加固。在破除地連墻區(qū)域架立并排2榀工字鋼鋼架，鋼架與超前小導(dǎo)管進(jìn)行焊接形成整體，注意不要焊?jìng)?dǎo)管。安裝橫、豎撐，打設(shè)鎖腳錨管錨固，噴射混凝土支護(hù)。根據(jù)“CRD”工法將開(kāi)挖面分4塊區(qū)域進(jìn)行開(kāi)挖，順序?yàn)椋鹤蠖词疑蠑嗝?、左洞室下斷面、右洞室上斷面和右洞室下斷面，各斷面依次錯(cuò)開(kāi)不少于2 m，每斷面循環(huán)進(jìn)尺為0.5 m。因超前小導(dǎo)管支護(hù)呈倒三角形，故從第3榀到5榀鋼架呈漸變狀。

2.4 開(kāi)挖初支技術(shù)

暗挖段采用人工開(kāi)挖，綜合圍巖分級(jí)為Ⅴ級(jí)，施工方法為“CRD”工法。暗挖段橫斷面分為4個(gè)區(qū)域，分別為左洞室上斷面、左洞室下斷面、右洞室上斷面和右洞室下斷面。開(kāi)挖的順序依次為：左洞室上斷面開(kāi)挖→左洞室下斷面開(kāi)挖→右洞室上斷面開(kāi)挖→右洞室下斷面開(kāi)挖，每個(gè)開(kāi)挖斷面依次錯(cuò)開(kāi)不少于1.0 m，即左洞室上斷面開(kāi)挖與右洞室下斷面開(kāi)挖至少錯(cuò)開(kāi)3.0 m。開(kāi)挖上斷面須預(yù)留核心土，如地層較差，還需采取掏槽開(kāi)挖方式，減小開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)。開(kāi)挖結(jié)束前30 min，將型鋼鋼架準(zhǔn)備到位，及時(shí)進(jìn)行初支封閉。

2.5 二次襯砌

暗挖段二次襯砌在開(kāi)挖初支全部完成后進(jìn)行施工。二襯施工最大風(fēng)險(xiǎn)源就是拆撐。二次襯砌必須以施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定后才可進(jìn)行施工，二次襯砌分段施工。為更有利于施工分段和洞頂支撐安全，采用間隔拆除中隔壁立柱的方法，實(shí)現(xiàn)邊墻和頂板一起澆筑。步驟為：底板施作前破除該段豎向中隔壁噴射混凝土，每隔1榀鋼架拆除豎向中隔壁鋼架，在不拆除的豎向中隔壁鋼架底部和頂部替換鋪設(shè)局部防水隔板，面積為0.7 m×0.7 m，完成一澆筑段替換后，再進(jìn)行本段底板防水層鋪設(shè)、拼接處理，綁扎底板鋼筋、澆筑混凝土。待二次襯砌達(dá)到強(qiáng)度后，割除剩余中隔壁鋼支撐，并進(jìn)行混凝土表面修補(bǔ)處理。

3 結(jié)語(yǔ)

從工程實(shí)踐來(lái)看，CRD工法在該工程中的應(yīng)用效果良好，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制滿足設(shè)計(jì)要求，很好地保護(hù)了既有建(構(gòu))筑物，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。綜上所述，在地鐵車站出入口淺埋暗挖段施工采用CRD法，不僅對(duì)周邊環(huán)境擾動(dòng)小、施工效果可靠，而且降低了暗挖施工對(duì)周邊既有建(構(gòu))筑物的影響，確保了地鐵車站出入口施工的安全和工期。

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The application of CRD method in subway entrance construction

Peng Zhengkun

(ChinaWaterConservancyandHydropowerEighthEngineeringBureauLimitedCompany,Changsha410004,China)

Based on the excavation tunnel engineering of Shenzhen metro line 7 Shawei station entrance, from the advance pre reinforcement, breaking portal, excavation initial support, secondary lining and other aspects, this paper introduced the key technology of large cross section rectangular CRD method tunnel construction, pointed out the CRD method not only had small the disturbance to surrounding environment, and reliable construction effect, also ensured the safety and construction period of subway station entrance construction.

CRD method, subway entrance, shallow buried excavation, reinforcement technology

1009-6825(2017)13-0097-03

2017-02-21

彭正坤(1976- )，男，工程師

U231.3

A