城市超淺埋暗挖通道CRD 法施工技術(shù)淺談

伍浩

（中國(guó)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(diǎn)

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(kāi)挖的安全性問(wèn)題，且形式簡(jiǎn)單，可靠性高，裝拆簡(jiǎn)易、快速，經(jīng)濟(jì)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(shì)在于不擾民、環(huán)保、無(wú)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(qiáng)路-沙嘴路人行地下通道已施工實(shí)例，具體闡述CRD 法在實(shí)際施工過(guò)程中的運(yùn)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(qiáng)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(diǎn)

（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(fēng)險(xiǎn)大。如何控制暗挖洞內(nèi)的滲水，保證開(kāi)挖掌子面穩(wěn)定，確保沉降可控是本次施工管理的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

（2）暗挖段次通道往主通道施做管棚時(shí)，需拆除中隔壁墻和初支型鋼，此部位為加高段，頂部無(wú)管棚超前支護(hù)，覆土淺，僅為2.57m。如何在進(jìn)行拆除中隔壁與初支鋼架時(shí)，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(diǎn)。

（3）主通道施工時(shí)，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(kāi)挖無(wú)管棚超前支護(hù)。主通道需上穿既有運(yùn)營(yíng)地鐵線，管片與初支凈距只有1.092m，在主通道施工過(guò)程中，如何防止上部雨水管與地表沉降超控及下部運(yùn)營(yíng)區(qū)間管片上浮超控是本工程施工安全管理的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

3 施工方案研究

3.1 總體方案

暗挖段整體施工順序?yàn)椋菏紫韧瓿?#與2#兩口豎井，然后再對(duì)角對(duì)稱進(jìn)行暗挖施工，盡最短時(shí)間完成暗挖段整體初支（圖1）。

圖1 開(kāi)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(hù)措施中都采用超前大管棚，該工法作為一種非開(kāi)挖技術(shù)，施工時(shí)需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)環(huán)境和地質(zhì)條件以及設(shè)計(jì)要求而選用適合的工藝。此前，施工長(zhǎng)度超過(guò)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(shí)不得不割除管棚，造成圍巖坍塌風(fēng)險(xiǎn)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(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)，以管棚鋼管為鉆桿，采用鉆進(jìn)、鋪管一次完成，成功解決了長(zhǎng)距離敷設(shè)管棚低精度難題。

3.2.2 超前小導(dǎo)管施工

超前小導(dǎo)管與大管棚間隔布置，環(huán)距35cm，長(zhǎng)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(kāi)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(shí)在開(kāi)挖前，對(duì)開(kāi)挖掌子面布孔注入水泥水玻璃雙液漿，使?jié){液填充、嚴(yán)密、劈裂擴(kuò)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(qiáng)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(dá)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(zhǎng)度為6m，注漿擴(kuò)散半徑0.5m，采取退后式或前進(jìn)式分段注漿工藝，在開(kāi)挖輪廓線外1.5m 形成止水帷幕。注漿沿暗挖通道掘進(jìn)方向4m 一循環(huán)，形成2m 止水盤(pán)。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(qiáng)度不小于1.0MPa，每循環(huán)注漿后，應(yīng)做鉆孔檢查和紅外線探測(cè)，檢查合格后方可開(kāi)挖，否則補(bǔ)注。

3.2.4 CRD 法開(kāi)挖

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

3.2.5 下穿雨水管施工

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(wú)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(dǎo)管，兩雨水管間采用3m 長(zhǎng)雙排超前小導(dǎo)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(kāi)挖示意圖

3.2.6 上跨既有線施工技術(shù)

（1）鋼板鋪設(shè)。開(kāi)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(yīng)力，降低局部壓強(qiáng)，確保初支能整體受力，控制路面沉降變形。

（2）自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。上跨7 號(hào)線區(qū)間段暗挖施工前，對(duì)7 號(hào)線區(qū)間進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)布點(diǎn)，實(shí)時(shí)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(wú)管棚超前支護(hù)，為此在上跨7 號(hào)線區(qū)間采用二重管鉆機(jī)實(shí)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(xì)水泥與水玻璃雙液漿。注漿過(guò)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(qiáng)度和止水效果。

（4）開(kāi)挖后分導(dǎo)洞堆載。主通道全斷面開(kāi)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(fēng)險(xiǎn)，在開(kāi)挖過(guò)程中，當(dāng)噴混支護(hù)完成后，分導(dǎo)洞堆積沙袋，堆積體積為不少于開(kāi)挖土體體積的50%。堆積長(zhǎng)度為區(qū)間管片前后6m 區(qū)域，每個(gè)導(dǎo)洞完成堆載后，中間預(yù)留施工通道，最大限度降低開(kāi)挖對(duì)原土層的擾動(dòng)，最短時(shí)間內(nèi)建立起新的平衡體系。

4 結(jié)語(yǔ)

福強(qiáng)路-沙嘴路人行地下通道現(xiàn)已安全貫通。在開(kāi)挖過(guò)程中，整體的施工監(jiān)測(cè)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(cè)數(shù)值都在控制范圍內(nèi)，得以驗(yàn)證此設(shè)計(jì)方案的正確性。同時(shí)，在此方案的實(shí)施過(guò)程中，成功運(yùn)用了超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、一次性導(dǎo)向跟管鉆進(jìn)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(xiàng)新型技術(shù)措施，確保了此高風(fēng)險(xiǎn)暗挖通道順利貫通，同時(shí)對(duì)以后同類型的市政工程超淺埋暗挖高安全風(fēng)險(xiǎn)通道的實(shí)施，提供了有很好的借鑒作用。