CRD法在地下通道三通處施工應用研究

索再飛

（中鐵建設集團有限公司 北京 100040）

1 前言

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

本文以北京市朝陽區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措施，輔以信息化監控，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中路東側，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）連接住宅區地下車庫三層，地下一層（B、C通道）連接住宅區地下車庫二層，周邊緊臨現狀高層辦公樓、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，開挖范圍內地下水埋深1.7 m，為上層滯水，無承壓水。

2.3 結構形式

通道暗挖段采用初期支護和二次襯砌組成的復合式襯砌，平頂直墻，初期支護由格柵鋼架、鋼筋網和噴射混凝土組成，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［2］，穩定土體和減小地表沉降，但在整個地下通道結構最復雜的A、B、C三通道交匯處（見圖2、圖3），施工難度大，需要結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，施工相互影響嚴重，對相互土層擾動極大，設計施工風險大，無論是先施工A通道或C通道，都會產生較大的地層疊加沉降，對另一條帶來較大影響［3-7］。

（3）通道轉向處新開馬頭門無作業空間。三通處A、C通道連接主通道均為直角轉向，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通道施工時導洞分割尺寸過大，而且受通道頂管道限制采用平頂直墻結構，不利于變形控制［8］。

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

4 主要技術措施

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措施。

（1）超前支護。采取小導管超前支護并注漿加固地層，預先控制開挖面前方土體的變形。小導管采用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管搭接的水平投影長度不小于1 m。

（2）跨度調整。在三通A、B轉向處，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和轉向區兩部分，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）洞口加強環梁。馬頭門是暗挖通道結構的薄弱環節，也是施工過程中結構受力轉換的關鍵環節［9］。為實現縱向與橫向通道接口部位結構的受力順利轉換，確保破除馬頭門進洞安全，在洞口設置加強環梁，環梁鋼筋與豎向連接筋、格柵鋼筋、小導管及預留筋焊接在一起，見圖5。

圖4 三通跨度調整后平面布置

（4）A通道加高。A通道在轉彎處與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 洞口加強環梁平面位置

（5）作業面加寬加高。由于施工完A、B通道直段部分后，施工C、A通道轉向部分需新開馬頭門，馬頭門頂部和A通道側邊需預留施工作業面，加高、加寬到一定高度，才能實現開設洞門［10］，因此在上層通道轉彎前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，依據間距計算出每榀加高的高度。見圖6。

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

圖6 三通高度調整后剖面圖

（7）其他主要措施。適當縮短二襯分段長度，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，及時進行回填注漿，控制結構變形［11］。二次襯砌施工起始步序見圖8。

圖7 導洞劃分及施工順序

圖8 二次襯砌施工起始步序

5 沉降監測

變形監測是地下工程施工中必不可少的程序，通過監控量測對工程施工可能產生的環境影響進行全面監控［12］。在通道內外布設足夠的觀測點，在通道內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的通道內及地表的沉降資料及實時變化趨勢，據此進行分析、預測前方的沉降量，并積極采取預防措施或調整施工方案，必要時輔以洞內臨時支撐、地面跟蹤注漿等技術措施。

從地表沉降過程曲線來看，隨著主通道的開挖，地表監測點沉降不斷增加，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，未產生地層疊加沉降，直至次通道貫通后趨于穩定。典型地表沉降監測數據見圖9。

圖9 典型地表觀測點沉降變化曲線

6 結束語

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