北京地铁7号线大郊亭站附属结构暗挖施工技术

蔡 昱雷建华

（1.陕西铁路工程职业技术学院管理工程系，714000，渭南；2.中铁五局集团机械化工程公司，421000，衡阳∥第一作者，硕士）

北京地铁7号线大郊亭站附属结构暗挖施工技术

蔡 昱1雷建华2

（1.陕西铁路工程职业技术学院管理工程系，714000，渭南；2.中铁五局集团机械化工程公司，421000，衡阳∥第一作者，硕士）

北京地铁7号线大郊亭站附属结构中3、4号出入口通道因下穿广渠路，采用暗挖法施工。其施工受到多种因素的影响，施工技术难度大，安全风险高。结合施工现场实际，介绍了出入口通道暗挖中的超前小导管注浆、大管棚超前支护、上台阶环形开挖、CRD（交叉中隔壁法）及CD（中隔壁法）工法等施工技术。该工程总结了保证其施工质量和安全的控制措施，同时对富水软弱地层，以及平顶、直墙、断面结构变化多及围岩级别低等条件下的暗挖通道施工难点给出了解决方案，为今后类似环境条件下地铁通道施工提供参考。

地铁车站；出入口通道；交叉中隔壁法；中隔壁法；施工技术

First-author'saddressShanxi Railway Vocational College of Technology，714000，Weinan，China

1 工程概况

北京地铁7号线大郊亭站位于广渠路和东四环大郊亭桥立交路口西侧，车站主体设置在广渠路北半幅路下，东西走向。车站主体为三层双柱三跨结构，总长184.7 m，标准段结构总宽21.1 m，总高19.8 m，顶板覆土厚3.0 m，主体采用明挖法施工，桩撑支护体系。车站西端为矿山法区间，东端为盾构法区间。车站附属结构设置情况：共设4个地面出入口，2个风道，2个安全出口及2个无障碍电梯口（参见图1）。附属结构中3、4号出入口通道下穿广渠路部分采用暗挖法施工。暗挖通道下穿5.9 m ×3.6 m热力沟、2.6 m×2.9 m电力隧道。3、4号出入口暗挖通道结构其纵剖面图见图2。

2 地质水文状况及围岩稳定性分析

（1）出入口暗挖通道开挖范围内主要包括粉细砂④3层、中粗砂④4层。均属于VI级围岩，稳定性差。

（2）勘察深度范围内，发现三层地下水，地下水类型分为上层滞水（一）、潜水（二）、承压水（三）。根据实测水位，潜水（二）、承压水（三）位于出入口结构底板以上。施工时需要密切关注拱顶滴水问题，并及时采取有效措施，切断补给水源。

3 工程重点及难点分析

（1）超浅埋、富水软弱地层，平顶、直墙、断面结构变化多，隧道施工无论从技术角度还是风险控制角度分析均是本工程的难点，是工程控制的关键所在。

（2）把暗挖段施工的工序做到位，确保暗挖段开挖超前加固的施工质量以及组织好各工序的先后顺序是确保暗挖段施工安全的重点和难点［1-2］。

（3）地下管线纵横交错，管线保护及控制管沟渗漏 水对隧道施工的影响为隧道施工的最大危险源［3-6］。

图1 暗挖通道平面图

图2 3、4号出入口暗挖通道结构纵剖图

4 总体施工方案

4.1 施工顺序

出入口通道暗挖标准段采用上台阶环形开挖法施工；人防段采用CRD（交叉中隔壁法）工法开挖；3号出入口通道下穿热力沟段设计结构断面为箱型的部分，采用CD（中隔壁法）工法开挖。暗挖段拟从车站主体结构开始施工，由于车站主体结构已施工完成，在车站内部施工出入口通道超前小导管超前支护及注浆，采用DN25水煤气管注浆，环向间距250 mm超前支护，一般段布设在拱部120°范围，在风险源段布设在起拱线以上，见图3。初支采用“格栅拱架加锚杆加钢筋网加C20喷射混凝土”联合支护，随挖随支。每循环开挖结束后，即时对掌子面采用C20钢筋混凝土进行喷浆封闭。开挖及初支完成后，施作初支背后注浆、铺设防水层、最后施作二衬钢筋混凝土。

4.1.1 上台阶环形开挖法施工步序

如图4所示：

（1）第一步——超前小导管注浆加固地层，开挖上半断面，保留核心土，架立钢格栅，采用锁脚锚杆加固拱脚，挂网喷射混凝土，及时进行初期支护背后注浆。

图3 超前小导管支护及深孔注浆剖面图

（2）第二步——上台阶超前3～5 m时，开挖下半断面，架立钢格栅，挂网喷射初支混凝土。

（3）第三步——分段敷设防水层，浇注二衬结构，封闭成环，及时进行二次衬砌背后注浆。

图4 上台阶环形开挖施工步序图

4.1.2 CD工法开挖步序

如图5所示：

（1）第一步——超前小导管注浆加固地层，台阶法开挖1号洞室，上半断面开挖保留核心土，架立钢格栅，采用锁脚锚杆加固墙脚，挂网喷射初支混凝土，及时进行初期支护背后注浆。

（2）第二步——1号洞室超前3～5 m时，超前小导管注浆预加固地层，台阶法开挖2号洞室，上半断面开挖保留核心土，采用锁脚锚杆加固墙角并施作初期支护，及时进行初支背后注浆。

（3）第三步——根据施工监测情况，4～6 m一段截断中隔壁，分段敷设防水层，浇注二衬结构，封闭成环，及时进行二次衬砌背后注浆。

4.1.3 CRD工法开挖步序

如图6所示：

（1）第一步——超前小导管注浆加固地层，开挖1号洞室，保留核心土，架立钢格栅，采用锁脚锚杆加固拱脚，挂网喷射初支混凝土，及时进行初期支护背后注浆。

（2）第二步——1号洞室超前5～8 m时，开挖2号洞室并施作初期支护，当侧壁较高时，下半断面可分台阶开挖。

（3）第三步——2号洞室超前5～8 m时，超前小导管注浆预加固地层，开挖3号洞室，保留核心土，架立钢格栅，采用锁脚锚杆加固墙角，挂网喷射初支混凝土，及时进行初支背后注浆。

（4）第四步——3号洞室超前5～8 m时，开挖4号洞室，并施作初期支护。

（5）第五步——根据施工监测情况，4～6 m一段截断临时中隔壁，施作仰拱防水层，浇筑仰拱二衬，预留钢筋、防水板接头。

（6）第六步——根据施工监测，4～6 m一段截断剩余临时中隔壁和临时仰拱，施作拱部，边墙防水层，浇筑二衬结构，封闭成环。及时进行二衬背后注浆。

图5 CD工法开挖步序图

图6 CRD工法开挖步序图

4.2 暗挖出入口支护

出入口暗挖通道拱顶主要位于粉细砂④3层。属于Ⅵ级围岩，稳定性差，很难形成自然拱，施工过程中容易发生坍塌，故必须及时做好超前支护。支护参数见表1。

5 暗挖通道隧道开挖施工工艺及技术措施

3号出入口暗挖通道全长40.4 m，K0+000～ K0+014.5段（长14.5 m）采用上台阶环形开挖法施工，K0+014.5～K0+024.5段（下穿热力沟段，长10 m）采用CD法开挖施工，K0+024.5～K0+ 036.4段（人防段，长11.9 m）采用CRD法开挖施工，K0+036.4～K0+040.4段（长4 m）采用上台阶环形开挖法施工。

表1 暗挖出入口支护参数表

4号出入口暗挖通道全长41.67 m，K0+000～K0+008.38段（长8.38 m）采用上台阶环形开挖法施工，K0+008.38～K0+020.28段（人防段，长11.9 m）采用CRD法开挖施工，K0+020.28～K0+041.67段（长21.39 m）采用上台阶环形开挖法施工。

5.1 上台阶环形开挖法施工注意事项

施工段间不同断面转换时，应考虑采取2个措施：一是在小断面设置1.5 m长，按1：3的坡比加大的渐变断面过渡段；二是破除洞门主体结构围护桩等工况下，考虑临时采用I22a工字钢门型钢架加固拱顶及侧壁，暂时使用喷射混凝土5～10 cm，封闭掌子面，然后反身回掏，安装钢架格栅、纵向钢筋及钢筋网片采取喷锚措施。

5.2 CD法施工控制要点

上导坑①、③部的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距（0.5 m）；下导坑②④部的开挖可依据地质情况适当加大，但不得大于3榀钢架间距（1.0～1.5 m）；导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整；钢架之间纵向连接钢筋及钢筋网片应及时施作并连接牢固。

5.3 CRD法施工控制要点

为确保施工安全，上导坑①、③部的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距（0.5 m），下部②、④部的开挖可依据地质情况适当加大，但不得大于2榀钢架间距；中间支护系统的拆除时间应考虑其对后续工序的影响，通过围岩监控量测进行确定。当围岩变形达到设计允许的范围之内，并在严格考证拆除的安全性之后，方可拆除，同时要注意后续作业的要求及时跟进。为保证施工安全，限制围岩变形，临时支撑也可推迟到仰拱填充施工完成后防排水系统施作前一次性拆除。

6 施工监测

（1）测点布设和测试方法。测点布置见图7。

图7 通道施工监测测点布置图

（2）地表沉降和管线监测。沿通道轴线按5 m间距布设地表，沉降测点。同时，按30 m间距布设地表横向沉陷槽测点，每个断面约17～20个测点，测点间距3～5 m。每个暗挖通道在洞口处和中间各布置一个断面，每个断面8～10个测点，横向间距3～5 m。竖井监测同明挖段。在隧道开挖影响范围内（2倍洞径）的主要地下管线上方地表沿管线轴线按5～10 m间距布设地下管线沉降测点。

测试频率：开挖距量测断面前后0～2B时1～2次/天，2～3B时1次/天，3～5B时1次/周，＞5B时1次/月（B为洞径）。可根据施工条件和沉降情况增加或减少观测次数，随时将地表观测信息报告给施工人员。

7 结语

（1）本工程地处闹市区，管线多而复杂，周围建筑物密集，环境保护要求高，施工场地狭窄，同盾构施工相互影响，自身安全隐患大；加之超浅埋、富水软弱地层，平顶、直墙、断面结构变化多，隧道施工无论从技术角度还是风险控制角度来讲均非常困难。通过以上合理的施工技术措施和组织措施，特别是强有力的施工控制，确保了工程的施工质量和安全。

（2）在城市闹市区，地面建筑物多，施工场地狭小，交通不允许长期中断，选用浅埋暗挖工法的优点是避免了大量拆迁改建工作，减少了对周围环境的粉尘和噪声污染。

（3）结合施工现场实际，针对地质状况和地下管线情况，采用不同的浅埋暗挖工法（如CD法，CRD法），尽量避开重大危险源，对确保地下通道的施工安全来讲非常重要。

［1］ 卜晓斌.大跨度地铁浅埋暗挖法施工技术［J］.铁道标准设计，2010（3）：105.

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Tunnelling Construction Technology for the Accessory Structure of Dajiaoting Station on Beijing Subway Line 7

Cai Yu，Lei Jianhua

In the accessory structure of Dajiaoting Station on Beijing metro Line 7，the No.3 and No.4 entrances are built by tunneling method，because their channels passing under the Guangqu Road，so the construction is affected by many factors，at the same time faces many technical difficulties and high security risks.In this paper，the actual construction methods are described in detail，including the advanced small pipe grouting，bassoon shed advance support，the ring excavationon steps，CRD and CD construction methods in entrance channel tunneling，etc.To ensure the quality and safety of this project，the construction measuremts are summarised，solutions are found in adopting control measures，especially in conditions of the water-rich soft ground，the flat and straight walls，the changes in multi-sectional structure，etc.，providing a reference for the construction of subway tunnel under the similar environmental conditions.

metro station；entrance channel；cross diaphragm（CRD）method；center diaphragm（CD）method；construction technology

U 455.41+1；TU 94+1

2013-03-12）