地鐵區間CRD法與臺階法施工工法比選分析

岳 陽（中鐵二十局集團第四工程有限公司，山東 青島 266100）

地鐵區間CRD法與臺階法施工工法比選分析

岳 陽
（中鐵二十局集團第四工程有限公司，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法施工方案進行比對與分析。

關鍵詞：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～李村公園站區間（以下簡稱“李李區間”）設計全長646.833m，隧道埋深19～21m，其施工工法為鉆爆法。區間左右線各設一處人防段，人防段長度均為9.5m，埋深約19.5m；圍巖地質主要為中、微風化花崗巖，圍巖級別為Ⅳ級圍巖，圍巖穩定性較好；地下水類型主要為基巖裂隙水。李李區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的Ⅰ部，施作部分中隔壁和橫隔板，當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。

人防段設計參數：寬×高為9.3m× 9.6m；超前支護采用單排φ42（L=3.5m，t=4mm）超前小導管，縱環向間距1.5m×0.4m；初期支護采用格柵鋼架（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，開挖3～5m后開挖下臺階，施作初期支護。臺階法施工步序如圖2所示。

臺階法設計參數：寬×高為6.3m× 6.62m；超前支護采用單排φ42 （L=3.5m，t=4mm）超前小導管，縱環向間距1.5m×0.4m；初期支護采用格柵鋼架（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

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

3.1 施工安全

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

3.1.2 施工變形量測數據分析：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 初期支護結構閉合及時性分析：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法的單洞作業空間小于臺階法的作業空間，作業空間狹小，施工風險大于臺階法；CRD法施工工藝復雜，工序轉換多，施工風險較大。

3.2 施工質量。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確地控制在同一斷面內，當進行第Ⅳ部施工時，格柵鋼架對接成環會出現一定的困難。在控制沉降與結構變形方面，CRD法明顯優于臺階法，但在Ⅳ級及以上硬巖地層中，臺階法完全可以將沉降與結構變形控制在設計范圍允許值之內。在通風除塵、除煙方面，臺階法較CRD法更易布設通風管路，可以更好地保證通風質量，進而營造良好的工作環境。

3.3 施工進度。采用四部CRD法施工時，為減小爆破對支護的擾動，相鄰掌子面施工必須錯開15m以上的距離施工，人防段各導洞需單獨施工。施工速度緩慢。四個工作面相互制約，某一導洞出現困難或技術失誤就會影響整個斷面的施工質量及進度。施工結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安全問題。現場施工中CRD法的總工期為27天，臺階法僅為7天。

結語

通過對比青島地鐵2號線李李區間左右線人防段施工工法，總結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格地段；隧道所處地段為富水區；其他對于沉降及收斂要求較為嚴格地段。

（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管線，對于地表沉降要求并不嚴格地段；施工工期較為緊張；施工成本控制較為嚴格；其他對于沉降及收斂要求并不嚴格地段。

參考文獻

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[5]夏國斌，韓風險.工程建設工法匯編[M].北京：中國鐵建股份有限公司，2012.

中圖分類號：U456

文獻標識碼：A

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