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1、地铁浅埋暗挖隧道 CRD 法施工技术一、前言目前，我们国家有 10 个城市正在修建地铁，包括北京、天津、上海、南京、广州、xx 等，已通车里程约 256km；正在规划地铁工程的城市有约 25 个，正在深化设计的约有38 条线路。 xx 地铁线路区间大部分为地下浅埋。浅埋的区间隧道，部分采用盾构法施工；部分采用矿山法暗挖，矿山法施工运用“新奥法”基本原理，采用锚喷初期支护，充分利用围岩的自承能力，以保证隧道的施工安全。地铁浅埋暗挖隧道 CRD 法施工为矿山法中的一种施工方法，在城市中采用此种施工方法，在保证施工地表不陷、不坍的前提下，做到不扰民，维护了市容和街面上正常的交通秩序。xx 地铁一期工
2、程 xx 土建工程包括世界之窗站及站后折返线，是 1 号线延长段的临时终点站，也是 1、2 号线的换乘站。站后折返区间，位于世界之窗站以西，线路沿深南路布设。折返线右线（北线）长 109m，兼作临时存车线，并预留 1 号线与规划 2 号线联络线接口的土建工程；左线长 191.257m，左右线平行，线间距 15.2m。为土质隧道、围岩类别低，基本属、类围岩，且埋深浅，区间隧道埋深 6.010.0m。区间隧道主要穿过海冲击砾砂、海冲击粘土地层，隧道底板位于砾质粘性土地层上。地下水位埋深0.857.40m，高程 3.088.36m，站后折返区间隧道 CK17+360+399 段为双线大断面，由于断面
3、大，开挖及支护施工难度大，根据设计及现状要求，采用 CRD 法施工。二、 CRD 法施工特点及适用范围1、特点（1）地铁浅埋隧道采用 CRD 法施工，很好的解决了大断面隧道开挖的安全性问题，且结构简单，安全可靠，拆装方便、灵活，经济效益显著。（2）该法是在借鉴新奥法的某些理论基础上，在 xx 地铁工程施工中总结出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法。与新奥法的不同之处在于，它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于或等于隧道直径，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。2、适用范围（1）它是适合
4、于城市地区松散土介质围岩条件下的浅埋隧道，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。 （2）适用于 V-VI 级围岩地层，开挖断面在 40120m 2的隧道。（3）由于该施工方法在有水条件的地层中可广泛运用，加之国内丰富的劳动力资源，在北京、广州、xx、南京等地的地铁区间隧道修建中得到推广，已成功建成许多各具特点的地铁区间隧道，而且在大跨度车站的修筑中也有有相当的应用。此外，该方法也广泛应用于浅埋地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。 这项技术的采用，结束了我国城市修建地铁大开挖的历史，开创了我国在大城
5、市松软地层内修建地铁的新途径，同时标志着我国地铁建设已达到国际水平。三、CRD 法施工工艺原理地铁隧道浅埋暗挖 CRD 法施工是一项边开挖边浇注的施工技术。其原理是：就是把整个隧道大断面分成左右上下四个小断面施工,每一小断面单独掘进，最后形成一个大的隧道,且利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采用网状支护形式，即中间为“十”字形，周边为鸡蛋形网状喷锚支护体系，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构，且用中隔壁及中隔板承担部分受力。该方法主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。由于浅埋暗挖 CRD 法省去了许多明挖法施工需要的报批、拆迁、掘路等程序，现在 xx 地铁被施工单位普遍采纳。四、关键
6、技术地铁隧道浅埋暗挖 CRD 法施工的核心技术被概括为 18 字方针：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。其主要的技术特点为：动态设计、动态施工的信息化施工方法，建立了一整套变位、应力监测系统；强调小导管超前支护在稳定工作面中的作用；研究、创新了注浆方法加固地层；采用复合式衬砌技术，并开创性地应用了钢筋网构拱架支护体系。五、施工工艺1、总体施工步骤双线隧道断面分四步进行开挖施工，先施工右上导洞超前小导管，注浆加固该拱部土体，预留核心土，人工开挖土方，手推车运碴转运至明挖车站基坑垂直提升至弃土场。右上导洞开挖达1015m后即可进行右下导洞施工；同理待右下导洞施工达1015m后进行左上
7、导洞施工；待左上导洞施工达1015m后进行左下导洞施工；施工时，上导洞每循环开挖进尺控制在0.5m内，由测量人员控制中线水平，保证不欠挖，严格控制超挖，下导洞开挖每一循环进尺视围岩的稳定情况定为0.51.0m，下部落后于上部至少5.010.0m。开挖完后，及时安装格栅，挂网喷砼形成封闭初支，使支护尽早成环受力。2、区间隧道总体施工原则区间隧道采取“管超前，严注浆，短进尺，强支护，勤量测，早封闭”的浅埋暗挖法施工原则。A 管超前：区间隧道洞身主要穿越海冲积砾砂、海冲积粘土地层，隧道底板位于砾质粘性土地层上。在掌子面未开挖前，沿隧道拱部周边用风钻钻孔打入42、长3.5m的超前小导管并注浆预加固地层
8、，防止隧道开挖时拱顶坍塌。 B 严注浆：隧道穿越地层拱部主要为冲积砾砂、海冲积粘土地层，部分地段拱顶上覆砂层，为改良地质提高岩层的自稳能力，喷5cm20CM厚混凝土封闭掌子面后用液压注浆机通过小导管注浆超前加固地层。C 短进尺：隧道的标准断面上部每循环开挖进尺控制在0.50.75m，人防密闭门断面和扩大隧道地段，上部每个循环开挖进尺控制在0.5m，下部循环进尺则视围岩的稳定情况定为0.5m1.0m，以缩短开挖和支护的间隔时间。D 强支护：严格遵循设计和施工规范，采用格栅钢架、钢筋网、22砂浆锚杆及湿喷混凝土进行初期支护，喷混凝土23次达到设计厚度，提供较强的早期支护，控制围岩变形。E 勤量测：
9、量测及数据分析是对施工过程中地表下沉、拱顶下沉、周边收敛、钢格栅内力分析判断的依据，在开挖后支护完及支护后一段时间的量测进行绘图分析，判断支护后围岩变形的情况，将信息及时反馈给设计、监理工程师等，发现有异常变化时及时修改初支参数和采取特殊的施工方法。F 早封闭：由于覆盖土薄，地质条件差，开挖后如不及时封闭，极易引起开挖面失稳坍塌，因此，开挖后，及时喷5cm厚的混凝土封闭开挖面，尽可能加快分部开挖断面的循环时间，尽快安设钢架，喷混凝土封闭成环，防止围岩应力集中，引起初支较大变形或底部隆起，甚至造成坍方。3、总体施工工艺流程（ 1） 区 间 隧 道 总 体 施 工 工 艺 流 程 详 见 下 图
10、：区间隧道施工工艺流程（2）大断面CRD施工方法1）施工分部及施工顺序折返区间隧道右线CK17+360CK17+399段为双线隧道段，采用CRD法施工，开挖时预留核心土，人工开挖土方，手推车运渣转运至明挖车站基坑，垂直提升系统提升至弃土坑存放，夜间自卸汽车运至弃土场。右上导洞开挖达1015m后即可进行右下导洞施工；同理待右下导洞施工达1015m后进行左上导洞施工；待左上导洞施工达1015m后进行左下施 工 准 备采取辅助措施改变开挖步骤，顺序修改支护参数初期支护开 挖施工监控量测量测数据管理基准做 防 水 隔 离 层二 次 衬 砌结 束加强辅助施工措施修改施工方案导洞施工；施工时，上导洞每循环
11、开挖进尺控制在0.5m，由测量人员控制中线水平，保证不欠挖，严格控制超挖，下导洞开挖每一循环进尺视围岩的稳定情况定为0.51.0m，下部落后于上部保持5.010.0m。开挖完后，及时安装格栅，挂网喷砼形成封闭初支。CRD法施工步骤及说明详见CRD法施工步骤图所示，CRD法施工工艺流程图详见CRD法施工工艺流程图。2）CRD法施工方法及技术措施A CRD法施工时先施工上台阶部超前小导管并注浆，小导管直径为42，环向间距为0.333cm，纵向间距为2.0m，长度为3.5m，压注水泥、水玻璃双液浆加固地层和止水。B 开 挖 上 台 阶 部 土 体 ， 循 环 进 尺 0.5m（ 其 余 各 部 进
12、尺 均 为 0.5m） ， 人 工 开 挖 翻 土 至 下台 阶 。C 施工部初期支护。开挖后先喷5cm厚的砼，再布设钢钎钉，铺设钢筋网并与钢钎钉焊接，架设两侧及中壁临时格栅钢架，格栅钢架底脚用锚杆定位，两次喷砼达设计厚度。D 开挖部中台阶土体，人工开挖，手推车运土出洞。E 架设部中隔板格栅钢架，然后喷射砼支护。此时部部形成一封闭环。F 开挖部土体，人工检底达到要求后，安设中隔壁支撑及仰拱格栅并喷砼，尽快形成部整体封闭结构，部下台阶落后部中台阶长度为510m。G 上台阶部超前小导管支护施工，注浆加固土体，开挖部土体（部比部落后长度保持510m。）。H 部初期支护：开挖完成后，先喷5cm厚的砼，
13、再布设钢钎钉，铺设钢筋网，架设格栅钢架，喷砼支护部侧壁。I 开挖部土体，同部一样架设水平中隔板支撑并喷砼支护形成一封闭整体。J 部开挖同部开挖及初支（部比部落后长度保持510m）。K 该段施工过程中，适时进行初支背后注浆，以控制地表沉降。L 在施工过程中，加强监控量测，实行信息化施工，并根据监测情况，及时拆除临时格栅支撑，施作该段二次衬砌。CRD 法施工步骤图序号 图示 施工步骤说明一、右侧导坑上台阶留核心土开挖及支护1、作 42 的超前小导管，并注浆2、开挖部土体，留核心土3、设系统锚杆、铺钢筋网，架设侧面及中隔壁格栅1 中 隔 壁4、喷砼支护二、右侧导坑核心土体开挖及支护1、开挖部核心土体
14、2、架设水平中隔板格栅2 中 隔 壁 中 隔 板3、喷砼支护三、右侧导坑下台阶部土体开挖及支护1、开挖部土体2、设系统锚杆、铺钢筋网，架设侧面及中隔壁格栅3 3、喷砼支护四、左侧导坑上台阶部土体开挖及支护1、施作 42 的超前小导管2、开挖部土体，留核心土3、布设系统锚杆、铺钢筋网，架设格栅4 4、喷砼支护五、左侧导坑中台阶部土体开挖及支护1、开挖部土体2、架设水平中隔板格栅5 3、喷砼支护六、左侧导坑下台阶部土体开挖及支护1、开挖部土体2、布设系统锚杆、铺钢筋网，架设格栅6 3、喷砼支护七、衬砌施工1、分段拆除临时中柱、横撑2、铺设洞身防水层3、绑扎衬砌钢筋4、仰拱超前施工75、整体衬砌拱墙
15、CRD 法施工工艺流程图拱部超前小导管、注浆开挖部土体部支护结构施工开挖部土体部支护结构施工开挖部土体 部支护结构施工开挖部土体部支护结构施工拆除临时中隔壁、中隔板防水层施工仰拱钢筋绑扎仰拱及填充砼施工拱墙模筑砼施工拱墙钢筋绑扎 部开挖土方及支护部开挖土方及支护4、隧道初期支护施工工艺4.1 小导管注浆（1）小导管注浆机具设备小导管注浆机具设备详见小导管注浆机具设备表见下表所述。小 导 管 注 浆 机 具 设 备 表序号 设 备 名 称 规格型号 备 注1 钻 机 风 钻 部分较硬岩层备用2 双液调速注浆泵 ZTG-120/1053 注浆泵 UBH-34 输浆胶管 255 闸 阀 Q11SA-
16、16Dg-256 压力表 0-3mpa7 储浆桶 自 制8 配浆桶 自 制9 孔口封闭器 自 制（2） 工艺流程小导管注浆作业包括插打小导管、止浆封面、注浆三道工序。施工工艺流程详见小导管注浆工艺流程图如下图所示。施 工 准 备测 放 孔 位插 打 小 导 管喷砼封闭止 浆注 浆清洗注浆机具小导管加工小导管注浆工艺流程图 插打小导管：采用凿岩风钻顶进小导管，偏差小于5cm，插入长度不小于管长的90%。小导管采用42无缝钢管，长度为3.5m，小导管前端加工成尖锥状，尾部为加工螺纹以便连接闸阀，管壁按梅花形布置小孔，间隔为2030cm，眼孔直径68mm，尾部置于钢架腹部并与格栅焊接，以防注浆反力使管拔出，并增加共同支护能力，管
