地鐵區(qū)間CRD法與臺階法施工工法比選分析

岳 陽（中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 青島 266100）

地鐵區(qū)間CRD法與臺階法施工工法比選分析

岳 陽
（中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 青島 266100）

摘 要：本文以青島地鐵2號線李村站～李村公園站區(qū)間左右人防段為研究對象，對臺階法與四部CRD法施工方案進(jìn)行比對與分析。

關(guān)鍵詞：人防段；四部CRD法；臺階法；比較與分析

1 工程概況

青島市地鐵二號線一期工程李村站～李村公園站區(qū)間（以下簡稱“李李區(qū)間”）設(shè)計全長646.833m，隧道埋深19～21m，其施工工法為鉆爆法。區(qū)間左右線各設(shè)一處人防段，人防段長度均為9.5m，埋深約19.5m；圍巖地質(zhì)主要為中、微風(fēng)化花崗巖，圍巖級別為Ⅳ級圍巖，圍巖穩(wěn)定性較好；地下水類型主要為基巖裂隙水。李李區(qū)間隧道左右線人防段分別采用四部CRD法和上下臺階法施工。

2 CRD法和臺階法施工

2.1 四部CRD法施工。CRD法又稱交叉中隔壁法，其施工步序為先開挖隧道一側(cè)的Ⅰ部，施作部分中隔壁和橫隔板，當(dāng)Ⅰ部貫通后開挖隧道的Ⅱ部，完成中隔壁和橫隔板施工，Ⅱ部貫通后再開挖最先施工一側(cè)的Ⅲ部，并延長橫隔板，最后開挖Ⅳ部。四部CRD法施工步序圖如圖1所示。

人防段設(shè)計參數(shù)：寬×高為9.3m× 9.6m；超前支護(hù)采用單排φ42（L=3.5m，t=4mm）超前小導(dǎo)管，縱環(huán)向間距1.5m×0.4m；初期支護(hù)采用格柵鋼架（鋼架間距0.5m）+φ25×5中空注漿錨桿（間距1.2m×1.2m）+單層鋼筋網(wǎng)片（φ6.5）+C25噴射混凝土（25cm）；中隔壁采用工16工字鋼拱架（拱架間距0.5m）+φ25中空注漿錨桿（間距1.2×1.2）+單層鋼筋網(wǎng)片（φ6.5）+C25噴射混凝土（25cm）。

2.2 臺階法施工。臺階法施工步序為先開挖上臺階，施作初期支護(hù)，開挖3～5m后開挖下臺階，施作初期支護(hù)。臺階法施工步序如圖2所示。

臺階法設(shè)計參數(shù)：寬×高為6.3m× 6.62m；超前支護(hù)采用單排φ42 （L=3.5m，t=4mm）超前小導(dǎo)管，縱環(huán)向間距1.5m×0.4m；初期支護(hù)采用格柵鋼架（鋼架間距0.5m）+φ25×5中空注漿錨桿（間距1.2m×1.2m）+單層鋼筋網(wǎng)片（φ6.5）+C25噴射混凝土（25cm）。

3 四部CRD法與臺階法對比分析

李李區(qū)間左右人防段區(qū)間所處地段的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、施工環(huán)境、施工隊水平均相同或相似，可以做相似對比分析，從以下四個方面進(jìn)行對比分析：

3.1 施工安全

3.1.1 開挖土體的穩(wěn)定性分析：CRD法是將大的斷面結(jié)構(gòu)間隔成多部分小斷面結(jié)構(gòu)，有利于開挖過程中掌子面的穩(wěn)定；臺階法在不穩(wěn)定地層中可通過環(huán)形留核心土法來保證掌子面穩(wěn)定。

3.1.2 施工變形量測數(shù)據(jù)分析：臺階法施工時，拱頂沉降累計變化量為11.74mm，凈空收斂最大值為7.26mm；CRD法施工時，拱頂沉降累計變化量為7.38mm，凈空收斂最大值為5.43mm。

3.1.3 初期支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合及時性分析：CRD法格柵鋼架完全閉合時間約為27天，臺階法僅為7天。施工表明臺階法更符合新奧法“快封閉”的施工精髓。

3.1.4 從施工過程來分析，CRD法的單洞作業(yè)空間小于臺階法的作業(yè)空間，作業(yè)空間狹小，施工風(fēng)險大于臺階法；CRD法施工工藝復(fù)雜，工序轉(zhuǎn)換多，施工風(fēng)險較大。

3.2 施工質(zhì)量。采用CRD法施工時，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ部會因測量誤差或人為誤差等使得格柵鋼架往往難以準(zhǔn)確地控制在同一斷面內(nèi)，當(dāng)進(jìn)行第Ⅳ部施工時，格柵鋼架對接成環(huán)會出現(xiàn)一定的困難。在控制沉降與結(jié)構(gòu)變形方面，CRD法明顯優(yōu)于臺階法，但在Ⅳ級及以上硬巖地層中，臺階法完全可以將沉降與結(jié)構(gòu)變形控制在設(shè)計范圍允許值之內(nèi)。在通風(fēng)除塵、除煙方面，臺階法較CRD法更易布設(shè)通風(fēng)管路，可以更好地保證通風(fēng)質(zhì)量，進(jìn)而營造良好的工作環(huán)境。

3.3 施工進(jìn)度。采用四部CRD法施工時，為減小爆破對支護(hù)的擾動，相鄰掌子面施工必須錯開15m以上的距離施工，人防段各導(dǎo)洞需單獨(dú)施工。施工速度緩慢。四個工作面相互制約，某一導(dǎo)洞出現(xiàn)困難或技術(shù)失誤就會影響整個斷面的施工質(zhì)量及進(jìn)度。施工結(jié)束后需拆除工字鋼中隔壁，不僅影響工期，且在拆除過程中易出現(xiàn)安全問題?，F(xiàn)場施工中CRD法的總工期為27天，臺階法僅為7天。

結(jié)語

通過對比青島地鐵2號線李李區(qū)間左右線人防段施工工法，總結(jié)出適用于兩種工法的施工條件：

（1）滿足以下條件的人防段工程宜采用四部CRD法施工。隧道位于軟弱圍巖地層中；大斷面隧道； 隧道埋深較淺；地下管線較多，對于地表沉降要求嚴(yán)格地段；隧道所處地段為富水區(qū)；其他對于沉降及收斂要求較為嚴(yán)格地段。

（2） 滿足以下條件的人防段工程適用于臺階法施工。隧道位于穩(wěn)定圍巖地層中；中小斷面隧道，即斷面面積在30m2～50m2之間；隧道埋深較大；地下管線較少且無重點保護(hù)管線，對于地表沉降要求并不嚴(yán)格地段；施工工期較為緊張；施工成本控制較為嚴(yán)格；其他對于沉降及收斂要求并不嚴(yán)格地段。

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中圖分類號：U456

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

作者簡介：岳陽（1988），男，助理工程師，畢業(yè)于內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，一直從事隧道、地鐵方向的技術(shù)管理工作。