CRD法在地下通道三通处施工应用研究

索再飞

（中铁建设集团有限公司 北京 100040）

1 前言

随着城市空间不断向纵深发展，为避免或减少拆迁和降低对周边环境以及交通的干扰，暗挖工法得到了越来越广泛的应用，尤其是在地铁工程和地下通道中，其中CRD法应用最为普遍，该方法以地层预加固（处理）为前提，以锚、网喷支护为基础，充分发挥加固后的地层与初支体系共同受力，承受外部荷载，以监控量测手段指导施工，控制初支结构的拱顶沉降和收敛［1］，但逢特殊部位，如地下通道三通等部位，需采取专门技术措施进行处理。

本文以北京市朝阳区雅宝路某地下通道工程为例，对暗挖工程中三通处的施工特点和难点进行分析，并有针对性地采取技术措施，辅以信息化监控，使工程得以顺利实施。

2 工程概况

2.1 地理位置及周边条件

地下通道位于北京市东二环中路东侧，地下两层，暗挖段采用浅埋暗挖法施工，其中地下二层（A通道）连接住宅区地下车库三层，地下一层（B、C通道）连接住宅区地下车库二层，周边紧临现状高层办公楼、住宅楼，暗挖段施工期间地面交通不中断。地下通道平面位置见图1。

图1 地下通道平面位置

2.2 水文地质条件

地下通道最大埋深15 m，表层为人工堆积房渣土，厚度6.8～7.3 m，其下主要为粉土、粉质黏土、砂层和粉细砂层、卵石、圆砾，地层分层不均匀，开挖范围内地下水埋深1.7 m，为上层滞水，无承压水。

2.3 结构形式

通道暗挖段采用初期支护和二次衬砌组成的复合式衬砌，平顶直墙，初期支护由格栅钢架、钢筋网和喷射混凝土组成，二次衬砌为模筑钢筋混凝土。

3 施工难点分析

通道初期支护选用CRD法施工，把大断面分割成小断面，减少了开挖对周围地层的扰动，充分利用开挖的时空效应［2］，稳定土体和减小地表沉降，但在整个地下通道结构最复杂的A、B、C三通道交汇处（见图2、图3），施工难度大，需要结合工程特点专项分析。主要难点如下：

图2 三通平面图

图3 三通1-1剖面图

（1）通道顶部土层为房渣土，有上层滞水，且施工期间地面交通不中断，地表沉降控制要求高。

（2）A、C通道施工相互干扰大。由于A、C通道平面位置紧邻、重叠，施工相互影响严重，对相互土层扰动极大，设计施工风险大，无论是先施工A通道或C通道，都会产生较大的地层叠加沉降，对另一条带来较大影响［3-7］。

（3）通道转向处新开马头门无作业空间。三通处A、C通道连接主通道均为直角转向，无法一次施工，因此必须先完成主通道A、B直段部分施工，再新开马头门进行二次施工，但需解决作业空间。

（4）平顶直墙，断面尺寸大。由 A、B通道到C通道直段起点处跨度较大，开挖尺寸为宽10.2 m、高7.9 m，A、B通道施工时导洞分割尺寸过大，而且受通道顶管道限制采用平顶直墙结构，不利于变形控制［8］。

（5）整个断面采用 CRD法施工，分节分部较多，尤其还需在主通道（A、B通道）贯通后再转向开挖次通道（A、C通道），施工时累计沉降较大。

4 主要技术措施

针对三通处施工难点分析，重点要解决的就是控制地表沉降以及转向处新开马头门、主通道跨度过大和A、C通道施工相互干扰的问题。为解决以上施工难点，主要采用以下几项技术措施。

（1）超前支护。采取小导管超前支护并注浆加固地层，预先控制开挖面前方土体的变形。小导管采用φ42×3.25 mm普通钢管，管长2.0 m，注浆钢管沿开挖轮廓线布置，外插角取5°～10°，纵向前后相邻两排小导管搭接的水平投影长度不小于1 m。

（2）跨度调整。在三通A、B转向处，因考虑交通视线问题，需圆弧过渡，此处实际开挖尺寸L1和L2将超过通道初支跨度10.2 m，格栅间距也将沿圆弧而变化，加大施工难度，影响拱顶沉降的控制。将三通处工作面分为直段区和转向区两部分，使两直段格栅跨度尽量均等，即 L1≈L2，避免过大，形成两个直段，二次施工，解决圆弧上格栅间距过大或过小的问题，既减少开挖断面加快进度，又保证安全。见图4。

（3）洞口加强环梁。马头门是暗挖通道结构的薄弱环节，也是施工过程中结构受力转换的关键环节［9］。为实现纵向与横向通道接口部位结构的受力顺利转换，确保破除马头门进洞安全，在洞口设置加强环梁，环梁钢筋与竖向连接筋、格栅钢筋、小导管及预留筋焊接在一起，见图5。

图4 三通跨度调整后平面布置

（4）A通道加高。A通道在转弯处与C通道上下重叠，后逐步爬坡与C通道等高。为减小A、C通道施工时相互扰动，同时考虑此段通道长度较短，增加工程量很少，将A通道加高与C通道顶平齐，将两通道合并施工，见图6。

图5 洞口加强环梁平面位置

（5）作业面加宽加高。由于施工完A、B通道直段部分后，施工C、A通道转向部分需新开马头门，马头门顶部和A通道侧边需预留施工作业面，加高、加宽到一定高度，才能实现开设洞门［10］，因此在上层通道转弯前1 m处初支高度开始逐渐增加，下层通道加宽500 mm，渐变加高、加宽断面，便于暗挖受力的转换和衔接。为保证高度渐变处格栅间距及线形，格栅需按每榀分别进行放样、加工制作，依据间距计算出每榀加高的高度。见图6。

（6）导洞划分。整个开挖断面划分为5个导洞，按照1→2→3→4→5的顺序进行开挖，导洞与导洞相隔6～8 m，各导洞每次开挖进尺为一个格栅间距，严禁多榀一次开挖。在各开挖分部内，按正台阶法分两台阶开挖支护，台阶长度2～3 m。导洞划分及施工顺序见图7。

图6 三通高度调整后剖面图

（7）其他主要措施。适当缩短二衬分段长度，分段跳仓进行临时中隔墙、临时中隔板及临时钢支撑的拆除和衬砌的施工，及时封闭成环，及时进行回填注浆，控制结构变形［11］。二次衬砌施工起始步序见图8。

图7 导洞划分及施工顺序

图8 二次衬砌施工起始步序

5 沉降监测

变形监测是地下工程施工中必不可少的程序，通过监控量测对工程施工可能产生的环境影响进行全面监控［12］。在通道内外布设足够的观测点，在通道内开挖未进入该三通段影响范围时，即开始收集该段施工影响范围内的通道内及地表的沉降资料及实时变化趋势，据此进行分析、预测前方的沉降量，并积极采取预防措施或调整施工方案，必要时辅以洞内临时支撑、地面跟踪注浆等技术措施。

从地表沉降过程曲线来看，随着主通道的开挖，地表监测点沉降不断增加，并于主通道开挖过次通道沉降达到峰值；次通道开挖后对地表沉降影响也逐渐增加，但斜率降低，未产生地层叠加沉降，直至次通道贯通后趋于稳定。典型地表沉降监测数据见图9。

图9 典型地表观测点沉降变化曲线

6 结束语

本工程在三通处采取调整通道高度、增加作业面宽度与高度以及导洞划分等技术措施，降低了通道重叠的干扰，为新开马头门提供作业面，解决进洞难题，有效控制了群洞效应引起沉降叠加而造成的过量沉降，并通过调整二次衬砌厚度和装修实现了设计的通道建筑外形和尺寸，实现了设计意图。