摘要：文章對地鐵施工(gōng)在遇到老黃土、古土壤地質條件下(xià)，采用CRD法施工(gōng)時，對該方法中(zhōng)的各個工(gōng)序局部進行了優化，通過優化在現有的CRD法施工(gōng)中(zhōng)，提高了施工(gōng)過程的安全性及可靠性。

關鍵詞：不良地質；CRD法施工(gōng)；工(gōng)序優化；安全性、可靠性；

 

1  引言

随着近年來地鐵建設的持續推進，暗挖施工(gōng)各種方法在不斷的應用及改進中(zhōng)，在遇到不同地質情況下(xià)各工(gōng)法的适用需要得到持續改進及優化。本文主要是在西安地鐵施工(gōng)采用CRD法時，遇到地質條件爲古土壤、老黃土時，無地下(xià)水或地下(xià)水位降至施工(gōng)允許條件下(xià)，對采用該工(gōng)法進行了局部優化，對優化後工(gōng)法的優缺點進行了論述，對後期線路類似施工(gōng)提出針對性建議，确保暗挖施工(gōng)的安全可靠性。

2  工(gōng)程概況及地質水文條件說明

2.1工(gōng)程概況

暗挖萬東區間位于市政主幹道道路下(xià)埋深約10~19m，左線長792.339m，右線長792.26m。線路正上方道路兩側爲居民樓與商(shāng)業街，暗挖隧道正上方分(fēn)部着各類管線（雨水管道、污水管道、電(diàn)纜溝、通訊管線、給水管道、天然氣管道等），暗挖隧道采用淺埋暗挖法施工(gōng)。開(kāi)挖斷面輪廓9m（寬）*9.22m（高）。初期支護采用噴射混凝土、鋼筋網、格栅鋼架及注漿小(xiǎo)導管；超前注漿小(xiǎo)導管采用Φ42普通水煤氣管,壁厚3.5mm，L=3m，環向間距0.40m,縱向間距1.5m，外(wài)插角10°~30°左右，拱部150°範圍環向布設，注水泥砂漿。噴混凝土爲C25早強混凝土，厚度300mm，全斷面支護。每榀鋼架間距0.5m。鋼筋網：全斷面設雙層鋼筋網150mm*150mm，環縱向筋均爲1m。施工(gōng)過程中(zhōng)，每側拱腳（牆腳）均設2根鎖腳錨管，鎖腳錨管采用Φ42mm鋼管,L=3.5m。臨時支撐采用工(gōng)20型鋼，接頭采用連接闆螺栓連接。如下(xià)圖所示

2.2水文情況說明

場地内地下(xià)潛水穩定水位埋深26.6m，相應高程爲401.01-403.7m。豎井底标設計高爲405.499m，區間底闆設計水位标高爲404.78-409.302m，施工(gōng)區域爲水位線以上，故不涉及降水施工(gōng)。

2.3地質情況說明

暗挖段地貌單元内地層爲：地表分(fēn)布有厚薄不均的全新統人工(gōng)填土（Q/4ml/）；其下(xià)爲上更新統風積（Q/3eol/）新黃土及殘積（Q/3el/）古土壤；再下(xià)爲中(zhōng)更新統風積（Q/2eol/）老黃土及殘積（Q/2el/）古土壤及沖積（Q/2al/）粉質黏土、砂層等。暗挖正線均位于古土壤與老黃土地層中(zhōng)，如下(xià)圖所示。

3  CRD法施工(gōng)及工(gōng)序優化

3.1淺埋暗挖CRD法施工(gōng)

該暗挖隧道采用CRD法施工(gōng)時，共分(fēn)爲四個導洞，施工(gōng)順序爲1#、3#導洞完成開(kāi)挖預留核心土後進行初期支護，2#、4#導洞完成開(kāi)挖後進行初期支護，各導洞開(kāi)挖布局1#導洞與2#導洞掌子面縱向距離(lí)保持在5-7m，3#導洞與4#導洞掌子面縱向距離(lí)保持在5-7m，上下(xià)台階在左右洞體(tǐ)施工(gōng)時，前後錯開(kāi)距離(lí)不應小(xiǎo)于15m。如下(xià)圖所示。（備注：1号導洞與4号導洞或2号導洞與3号導洞掌子面縱向距離(lí)不應小(xiǎo)于15m）。

3.2施工(gōng)期間遇到的問題

1）鎖角錨管施工(gōng)時由于核心土與初支一(yī)側、核心土與臨時豎撐一(yī)側距離(lí)過小(xiǎo)，影響鎖角錨管打設。

2）1#、3#臨時豎撐距與核心土位置噴射混凝土影響，因距離(lí)過近無法實施，後續施工(gōng)臨時橫撐時進行補噴。

3）2#、4#開(kāi)挖掌子面過高且頂部臨時橫撐外(wài)露過多，失陷性黃土地區圍岩軟弱自穩能力較差，掌子面存在失穩問題。

如下(xià)圖所示

 

3.3 CRD工(gōng)法優化

針對施工(gōng)中(zhōng)出現的問題，工(gōng)法進行了以下(xià)調整。

1）1#、3#之間的臨時豎撐采取兩次施工(gōng)，在拱頂以下(xià)2m位置設置連接接頭，待施工(gōng)臨時橫撐時對1#、3#之間的臨時豎撐進行二次連接。

2）2#、4#土方開(kāi)挖局部采用台階法施工(gōng)，消除不穩定土體(tǐ)。

優化後工(gōng)法圖與實物(wù)圖所示：

4  CRD法施工(gōng)優化前後優缺點比較及論述

4.1 CRD施工(gōng)優化前不足之處的分(fēn)析論述

按照原CRD法施工(gōng)時，1#與3#導洞核心土預留爲掌子面圖影面積的一(yī)半，核心土預留長度3m，施工(gōng)時核心土與洞體(tǐ)左側初支距離(lí)過近，與臨時豎撐的初支距離(lí)過近，按照鎖角錨管45°打設，核心土與鎖角錨管交錯影響，鎖角錨管無法施作，鎖角錨管作爲初支鋼架施工(gōng)的一(yī)項措施，對鋼架安裝完成後能夠起到防治拱架下(xià)沉的重要意義，必須在拱架安裝後及時完成注漿噴漿封閉初支。

再者因核心土與臨時豎撐的初支距離(lí)過近，施工(gōng)距離(lí)不到1m，在核心土高度範圍内噴射混凝土無法作業，根據噴射混凝土的作業要求及安全性要求，噴射混凝土作業時應與噴漿面保持一(yī)定的作業距離(lí)，故在臨時豎撐位置核心土高度範圍内噴射混凝土無法施作，隻能待施工(gōng)臨時橫撐時對其施作，噴射混凝土不能及時封閉，将會影響到初支對土體(tǐ)開(kāi)挖面的支撐作用。

其次在2#、4#導洞掌子面開(kāi)挖後，掌子面一(yī)次高度達到約4.5m，根據黃土地區遇水極易失穩，地下(xià)潮濕狀态下(xià)土體(tǐ)的自身穩定性不足，在Ⅳ、Ⅴ級圍岩土方開(kāi)挖時一(yī)次進尺不能過大(dà)，每次土方開(kāi)挖不得大(dà)于一(yī)榀，掌子面高度過高且坡度小(xiǎo)位于中(zhōng)心以上部位的土體(tǐ)容易滑塌，進行土方開(kāi)挖作業時存在安全隐患。

4.2 工(gōng)法優化後的優缺點分(fēn)析論述

對此施工(gōng)時對CRD法進行了局部優化，1#、3#之間的臨時豎撐采取兩次施工(gōng)，在拱頂以下(xià)2m位置設置連接接頭，待施工(gōng)臨時橫撐時對1#、3#之間的臨時豎撐進行二次連接。2#、4#土方開(kāi)挖局部采用台階法施工(gōng)，消除不穩定土體(tǐ)。

通過臨時豎撐增加接頭，臨時豎撐分(fēn)成2次施工(gōng)，核心土與臨時支撐一(yī)側土體(tǐ)免除開(kāi)挖，對臨時支撐一(yī)側的土體(tǐ)起到了直接支撐的作用，且不開(kāi)挖後能夠減少對臨時豎撐一(yī)側土體(tǐ)的擾動，提高了核心土對掌子面土體(tǐ)的支撐作用，消除了1#初支拱腳位置與臨時豎撐鎖角錨管無法施作的困難，施作完成的鋼架能夠及時封閉，做到了“短循環、快封閉”的效果，保證了初支的施作安全。

但再增加接頭後，臨時豎撐在對3#導洞一(yī)側的土體(tǐ)支撐時，接頭位置将是結構應力集中(zhōng)的地方，特别在土體(tǐ)自身穩定性較差時，3#導洞一(yī)側的土體(tǐ)對臨時豎撐的作用力會加大(dà)，所以再增加接頭後該優化适合在老黃土、古土壤或具有一(yī)定自身穩定性的地質條件下(xià)使用，或者在不良地質條件下(xià)使用時，在增加接頭的位置采取加固措施。

在2#、4#土方開(kāi)挖時，對掌子面位于中(zhōng)心以上部位的土體(tǐ)進行消除，改爲台階形式，台階長度爲一(yī)拼的鋼架距離(lí)，在失陷性黃土地區将不穩定的部分(fēn)進行消除，且開(kāi)挖後外(wài)漏拱頂位置的臨時橫撐減少，極大(dà)的減少了土體(tǐ)滑塌的安全隐患，确保了在土方開(kāi)挖作業是的安全。

5  優化後的工(gōng)法适用範圍及應用

采用CRD法預留核心土的方法，将大(dà)斷面隧道分(fēn)成4個相對獨立的小(xiǎo)洞室分(fēn)部施工(gōng)。CRD工(gōng)法遵循"小(xiǎo)分(fēn)部、短台階、短循環、快封閉、勤量測、強支護"的施工(gōng)原則，自上而下(xià)，分(fēn)塊成環，随挖随撐，及時做好初期支護。并待初期支護結構的拱頂沉降和收斂基本穩定後，自上而下(xià)拆除初期支護結構中(zhōng)的臨時中(zhōng)隔壁牆及臨時仰拱，再進行施工(gōng)。CRD法适用開(kāi)挖跨度較大(dà)，對圍岩沉降變形控制嚴格，采用CRD法開(kāi)挖，開(kāi)挖的每一(yī)步都各自封閉成環，兼有台階法和雙側壁導坑法的優點，有利于圍岩穩定，保證施工(gōng)安全。

該工(gōng)法适用于軟弱地層、地層較差、不穩定岩體(tǐ)的隧道暗挖施工(gōng)，特别對于控制地表沉陷有很好的效果，在施工(gōng)時各部封閉成環的時間短，結構受力均勻，形變小(xiǎo)，且由于支護剛度大(dà)，施工(gōng)時隧道整體(tǐ)下(xià)沉微弱，地層沉降量不大(dà)，而且容易控制。由于施工(gōng)時化大(dà)跨爲小(xiǎo)跨，步步封閉，因此，每步開(kāi)挖擾動土層的範圍相對小(xiǎo)得多，封閉時間短，結構很快就處于整體(tǐ)較好的受力狀态。同時，臨時仰拱和中(zhōng)隔牆也起到了增大(dà)結構剛度的作用，有效抑制了結構的變形。該法适用于較差地層，采用人工(gōng)或人工(gōng)配合機械開(kāi)挖的IV～V級圍岩和淺埋、偏壓及洞口段。

6  結語

CRD法在地鐵施工(gōng)中(zhōng)應用較廣，通過對該方法的局部優化，合理的組織實施，使得該工(gōng)法在軟弱圍岩施工(gōng)時具體(tǐ)化，對施工(gōng)作業的安全及可靠性有了部分(fēn)提高。