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摘要：本文主要通过CD法在地铁车站出入口暗挖通道支护中的应用，介绍了CD法在浅埋暗挖方面的实际情况，结合实践经验对CD法施工中应注意的方面进行了总结。
关键词：CD法；浅埋；暗挖通道；支护
Abstract: This paper by the CD method at the subway station entrances and exits the Tunnel by supporting the introduction of the actual situation of the CD in the shallow overburden, combined with practical experience should be noted that in the CD construction method are summarized.Keywords: CD method; shallow; Embedded Tunnel; support
中图分类号：U231+.4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
1 工程概况简介
郑州地铁一号线西三环车站位于西三环立交和建设西路十字交叉路口东北象限的绿地里，车站呈东西向布置，I号出入口暗挖段设计坡度为0.6%、0.5%，隧道内净空为：6.0×4.75m，采用直墙拱顶断面,详见【图一 暗挖段横断面图】。，其中I-b出入口通道位于建设西路南侧，结构覆土3.7～4.1m，且穿越建设西路和西三环立交的过街通道及立交桥，属于典型的复杂环境下的黄土浅埋隧道，为保证安全、快速掘进施工，经方案比选，决定采用暗挖法施工。
图一 暗挖段横断面图
2 工程水文地质及周边环境
2.1 根据野外编录资料，结合地区经验，本场地45.0m深度范围内为第四系全新统及上、中更新统冲积地层，按地层的成因类型、岩性及工程地质特性将其划分为13个工程地质单元层:第（1）层：杂填土。第(10)层：黄土状粉土。第(20)层、第(23)-1层、第(23)层、第(26)层、第(27)层均为粉土。
本区浅层含水层岩性以粉土、粉质粘土为主，属松散岩类孔隙潜水，地下水类型为潜水。勘察期间地下水位埋深15.1～15.6m(水位标高104.1～104.6m)，暗挖段开挖下表面埋深为9.9～10.3m。
2.2 暗挖通道周边无管线，正上方为建设西路和西三环立交的过街通道及西三环立交桥。
3 初期支护施工方案
I号出入口暗挖段初期支护采用“CD”法施工，具体开挖步序见【图二I号出入口暗挖段初期支护施工步序图】。I号出入口暗挖段初期支护采用“大管棚+钢筋格栅+工字钢网喷中隔壁+Φ22纵向连接筋+φ8@150×150mm单层钢筋网片+C25 P6喷射早强砼”的联合支护，并设置注浆小导管（φ42壁厚3.5mm无缝钢管，L＝3.5m）加固地层；在桥墩附近的暗挖直线段设置边墙小导管（φ42@600*1000mm*3.5mm钢花管，L＝3.5m）注浆加固围岩。二次衬砌采用“HRB335、HPB235钢筋+ C30 P8模筑砼”衬砌。
图二I号出入口暗挖段初期支护施工步序图
4 初期支护施工工艺
“CD”法右半部（即图二中的①②部分）施工工艺如下，左半部施工工序与右半部相同。
4.1 大管棚施工
4.1.1、钻孔
a、钻机开钻时，应低速低压，待成孔1.0m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
b、前节钻杆钻入岩层尾部剩余20～30cm时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入下一节钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。每次接长钻杆，均可按上述方法进行。
c、施钻时，钻机尽量靠近掌子面上，以防止过大颤动，提高施钻精度。
d、引导孔直径应比棚管外径大8～15mm，孔深要大于管长0.5m以上。
e、清孔时，用地质岩芯钻杆配合钻头进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔，用高压气从孔底向孔口清理钻渣。
4.1.2 钻孔顶管作业
先将加工好钢管安放在钻臂上后，钻机要对已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击压力控制在18～22Mpa，推进压力控制在4.0～6.0Mpa。当第一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm时，开动钻机反转，使顶进联接套与钢管脱离，钻机退回原位，人工装上第二节钢管，钻机臂重新对正，钻机缓慢低速前进对准第一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。钻机再以冲击压力和推进压力低速顶进注浆管。根据管棚设计长度，按同样方法继续接长钢管。
4.1.3 钻孔注浆
注浆浆液采用水泥浆,水泥浆水灰比:0.6:1～1:1；注浆压力拟采用0.6～1.5MPa，施工中应据实际地质情况，并通过试验确定有关施工参数。
4.2 超前小导管及注浆
4.2.1 小导管布置
超前小导管采用φ42热轧无缝钢花管（壁厚3.5mm），长度为3.5m，环向间距0.4m，纵向间距1.5m，外插角10°。注浆管一端做成尖形，另一端焊上铁箍，在距离铁箍0.6m处开始钻孔，钻孔沿管壁间隔200mm，呈梅花型布设，孔位互成90°，孔径6～8mm。
4.2.2 注浆施工流程
a、打孔布管：小导管在打管前，按照设计要求放出小导管的位置。采用高压风吹孔，用风镐将小导管顶入。小导管尾部置于钢架腹部，增加共同支护能力。小导管安装后用塑胶泥封堵导管外边的孔口。
b、封面：注浆前，喷5cm厚混凝土封闭工作面，以防止漏浆。
c、注浆：注浆过程中，压力逐渐上升，流量逐渐减少，当压力达到注浆终压（拟用0.5MPa），注浆量达到设计注浆量的80%以上，可结束该孔注浆；注浆压力未能达到设计终压，注浆量已达到设计注浆量，并无漏浆现象，亦可结束该孔注浆。
4.3 开挖
4.3.1 ①部上台阶环形开挖
开挖前对洞内拱部超前锚杆预注浆，采用人工环形切槽预留核心土方法开挖，循環进尺0.5m。及时架设钢架、网喷砼及施作超前锚杆支护、人工装碴，机动车运输。
4.2.2 ②部下台阶开挖
下台阶及上部核心土一起开挖，在①部上台阶一定距离后（2～3米）开挖，开挖循环进尺0.5m，并及时网喷、架设钢架及施作锚杆超前支护、侧壁临时支护。采用人工或风镐开挖。
4.2.3 ③、④部开挖
③、④与①、②部相错5～10m开挖，开挖后及时施作初支，①、②与③、④整体错开5～10M依次推进交替掘进。
4.4 锁脚锚管注浆
上台阶钢格栅安装完毕后，及时施作锁脚锚管。锁脚锚管采用φ42热轧无缝钢管（壁厚3.0mm），L=3.5m，水平倾角为45°。采用采用高压风吹孔，插管时用风镐顶入。锚管安装完成后，及时注浆填充。
4.5 钢格栅安装
钢格栅安装施工工艺见【图三 钢格栅安装工艺流程图】。
图三 格栅钢架安装工艺流程图
拱墙部格栅钢架安装前应清除拱脚下的虚碴及其它杂物，超挖部分用砼块垫实。格栅在开挖作业面组装，各格栅钢架间以螺栓及帮焊筋连接。格栅与土层之间用砼块楔紧，然后在格栅和土层间用喷砼喷密实。格栅精确定位，注意标高、中线，防止出现“前倾后仰、左高右低、左前右后”等各个方位的位置偏差。
4.6 喷射混凝土
格栅安装与钢筋网铺设完成后，进行C25 P6喷射早强砼作业，本工程采用湿喷作业，混合料现场搅拌。 喷射混凝土厚度为300mm，分层喷射，边墙每次喷射70～100mm，拱部每次喷射50～60mm，喂料量2～3m3/h。后一层喷射应在前一层喷射终凝后进行；若终凝1h后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。
4.7 初期支护背后回填注浆
4.7.1 采用φ42热轧无缝钢管（壁厚3.0mm），其环向布置间距为拱部2m，边墙3m，纵向布置间距为3m，呈梅花型布置。
4.7.2 初支背后注浆选用1：1水泥砂浆作为背后回填浆液。水泥浆水灰比为1：1，水泥选用Po.32.5#硅酸盐水泥，内掺高强无收缩外加剂，注浆压力为0.3～0.5MPa，注浆深度为初期支护背后0.5m，浆液扩散半径为1.4m～1.8m。
4.3.3 回填注浆应随开挖工作面、并距开挖工作面5m的地方进行。
4.7.4 注浆结束标准：当注浆压力达到设计终压，再稳定3分钟，即可结束本孔注浆。
5 施工总结
目前该暗挖通道已顺利完成，通过监测表明通道上方路面及立交桥处于正常，结构本身处于安全可控状态。在覆土浅（拱顶埋深为3.7～4.1m）且路面经常有重车经过的情况下，采用CD法施工I号出入口暗挖段时，控制要点如下：
5.1 采用地层注浆，固结拱顶以上地面以下的土层，控制好注浆参数，确保注浆效果，确保施工安全。
5.2 严格按照设计要求控制开挖步距，保证超前小导管注浆质量满足设计及规范要求。
5.3 加大预留核心土，须保证核心土面积占上半斷面面积的2/3以上，确保开挖安全。开挖完成后，立即安装格栅、焊接网片及连接筋，打设锁脚锚管并注浆。下导洞开挖及时跟上，确保结构尽快封闭成环。
5.4 根据监控量测结果，如地面沉降速度或累计沉降量大于最大允许值，及时加设临时支撑对结构进行加固。
关键词：CD法；浅埋；暗挖通道；支护
Abstract: This paper by the CD method at the subway station entrances and exits the Tunnel by supporting the introduction of the actual situation of the CD in the shallow overburden, combined with practical experience should be noted that in the CD construction method are summarized.Keywords: CD method; shallow; Embedded Tunnel; support
中图分类号：U231+.4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
1 工程概况简介
郑州地铁一号线西三环车站位于西三环立交和建设西路十字交叉路口东北象限的绿地里，车站呈东西向布置，I号出入口暗挖段设计坡度为0.6%、0.5%，隧道内净空为：6.0×4.75m，采用直墙拱顶断面,详见【图一 暗挖段横断面图】。，其中I-b出入口通道位于建设西路南侧，结构覆土3.7～4.1m，且穿越建设西路和西三环立交的过街通道及立交桥，属于典型的复杂环境下的黄土浅埋隧道，为保证安全、快速掘进施工，经方案比选，决定采用暗挖法施工。
图一 暗挖段横断面图
2 工程水文地质及周边环境
2.1 根据野外编录资料，结合地区经验，本场地45.0m深度范围内为第四系全新统及上、中更新统冲积地层，按地层的成因类型、岩性及工程地质特性将其划分为13个工程地质单元层:第（1）层：杂填土。第(10)层：黄土状粉土。第(20)层、第(23)-1层、第(23)层、第(26)层、第(27)层均为粉土。
本区浅层含水层岩性以粉土、粉质粘土为主，属松散岩类孔隙潜水，地下水类型为潜水。勘察期间地下水位埋深15.1～15.6m(水位标高104.1～104.6m)，暗挖段开挖下表面埋深为9.9～10.3m。
2.2 暗挖通道周边无管线，正上方为建设西路和西三环立交的过街通道及西三环立交桥。
3 初期支护施工方案
I号出入口暗挖段初期支护采用“CD”法施工，具体开挖步序见【图二I号出入口暗挖段初期支护施工步序图】。I号出入口暗挖段初期支护采用“大管棚+钢筋格栅+工字钢网喷中隔壁+Φ22纵向连接筋+φ8@150×150mm单层钢筋网片+C25 P6喷射早强砼”的联合支护，并设置注浆小导管（φ42壁厚3.5mm无缝钢管，L＝3.5m）加固地层；在桥墩附近的暗挖直线段设置边墙小导管（φ42@600*1000mm*3.5mm钢花管，L＝3.5m）注浆加固围岩。二次衬砌采用“HRB335、HPB235钢筋+ C30 P8模筑砼”衬砌。
图二I号出入口暗挖段初期支护施工步序图
4 初期支护施工工艺
“CD”法右半部（即图二中的①②部分）施工工艺如下，左半部施工工序与右半部相同。
4.1 大管棚施工
4.1.1、钻孔
a、钻机开钻时，应低速低压，待成孔1.0m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
b、前节钻杆钻入岩层尾部剩余20～30cm时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入下一节钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。每次接长钻杆，均可按上述方法进行。
c、施钻时，钻机尽量靠近掌子面上，以防止过大颤动，提高施钻精度。
d、引导孔直径应比棚管外径大8～15mm，孔深要大于管长0.5m以上。
e、清孔时，用地质岩芯钻杆配合钻头进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔，用高压气从孔底向孔口清理钻渣。
4.1.2 钻孔顶管作业
先将加工好钢管安放在钻臂上后，钻机要对已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击压力控制在18～22Mpa，推进压力控制在4.0～6.0Mpa。当第一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm时，开动钻机反转，使顶进联接套与钢管脱离，钻机退回原位，人工装上第二节钢管，钻机臂重新对正，钻机缓慢低速前进对准第一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。钻机再以冲击压力和推进压力低速顶进注浆管。根据管棚设计长度，按同样方法继续接长钢管。
4.1.3 钻孔注浆
注浆浆液采用水泥浆,水泥浆水灰比:0.6:1～1:1；注浆压力拟采用0.6～1.5MPa，施工中应据实际地质情况，并通过试验确定有关施工参数。
4.2 超前小导管及注浆
4.2.1 小导管布置
超前小导管采用φ42热轧无缝钢花管（壁厚3.5mm），长度为3.5m，环向间距0.4m，纵向间距1.5m，外插角10°。注浆管一端做成尖形，另一端焊上铁箍，在距离铁箍0.6m处开始钻孔，钻孔沿管壁间隔200mm，呈梅花型布设，孔位互成90°，孔径6～8mm。
4.2.2 注浆施工流程
a、打孔布管：小导管在打管前，按照设计要求放出小导管的位置。采用高压风吹孔，用风镐将小导管顶入。小导管尾部置于钢架腹部，增加共同支护能力。小导管安装后用塑胶泥封堵导管外边的孔口。
b、封面：注浆前，喷5cm厚混凝土封闭工作面，以防止漏浆。
c、注浆：注浆过程中，压力逐渐上升，流量逐渐减少，当压力达到注浆终压（拟用0.5MPa），注浆量达到设计注浆量的80%以上，可结束该孔注浆；注浆压力未能达到设计终压，注浆量已达到设计注浆量，并无漏浆现象，亦可结束该孔注浆。
4.3 开挖
4.3.1 ①部上台阶环形开挖
开挖前对洞内拱部超前锚杆预注浆，采用人工环形切槽预留核心土方法开挖，循環进尺0.5m。及时架设钢架、网喷砼及施作超前锚杆支护、人工装碴，机动车运输。
4.2.2 ②部下台阶开挖
下台阶及上部核心土一起开挖，在①部上台阶一定距离后（2～3米）开挖，开挖循环进尺0.5m，并及时网喷、架设钢架及施作锚杆超前支护、侧壁临时支护。采用人工或风镐开挖。
4.2.3 ③、④部开挖
③、④与①、②部相错5～10m开挖，开挖后及时施作初支，①、②与③、④整体错开5～10M依次推进交替掘进。
4.4 锁脚锚管注浆
上台阶钢格栅安装完毕后，及时施作锁脚锚管。锁脚锚管采用φ42热轧无缝钢管（壁厚3.0mm），L=3.5m，水平倾角为45°。采用采用高压风吹孔，插管时用风镐顶入。锚管安装完成后，及时注浆填充。
4.5 钢格栅安装
钢格栅安装施工工艺见【图三 钢格栅安装工艺流程图】。
图三 格栅钢架安装工艺流程图
拱墙部格栅钢架安装前应清除拱脚下的虚碴及其它杂物，超挖部分用砼块垫实。格栅在开挖作业面组装，各格栅钢架间以螺栓及帮焊筋连接。格栅与土层之间用砼块楔紧，然后在格栅和土层间用喷砼喷密实。格栅精确定位，注意标高、中线，防止出现“前倾后仰、左高右低、左前右后”等各个方位的位置偏差。
4.6 喷射混凝土
格栅安装与钢筋网铺设完成后，进行C25 P6喷射早强砼作业，本工程采用湿喷作业，混合料现场搅拌。 喷射混凝土厚度为300mm，分层喷射，边墙每次喷射70～100mm，拱部每次喷射50～60mm，喂料量2～3m3/h。后一层喷射应在前一层喷射终凝后进行；若终凝1h后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。
4.7 初期支护背后回填注浆
4.7.1 采用φ42热轧无缝钢管（壁厚3.0mm），其环向布置间距为拱部2m，边墙3m，纵向布置间距为3m，呈梅花型布置。
4.7.2 初支背后注浆选用1：1水泥砂浆作为背后回填浆液。水泥浆水灰比为1：1，水泥选用Po.32.5#硅酸盐水泥，内掺高强无收缩外加剂，注浆压力为0.3～0.5MPa，注浆深度为初期支护背后0.5m，浆液扩散半径为1.4m～1.8m。
4.3.3 回填注浆应随开挖工作面、并距开挖工作面5m的地方进行。
4.7.4 注浆结束标准：当注浆压力达到设计终压，再稳定3分钟，即可结束本孔注浆。
5 施工总结
目前该暗挖通道已顺利完成，通过监测表明通道上方路面及立交桥处于正常，结构本身处于安全可控状态。在覆土浅（拱顶埋深为3.7～4.1m）且路面经常有重车经过的情况下，采用CD法施工I号出入口暗挖段时，控制要点如下：
5.1 采用地层注浆，固结拱顶以上地面以下的土层，控制好注浆参数，确保注浆效果，确保施工安全。
5.2 严格按照设计要求控制开挖步距，保证超前小导管注浆质量满足设计及规范要求。
5.3 加大预留核心土，须保证核心土面积占上半斷面面积的2/3以上，确保开挖安全。开挖完成后，立即安装格栅、焊接网片及连接筋，打设锁脚锚管并注浆。下导洞开挖及时跟上，确保结构尽快封闭成环。
5.4 根据监控量测结果，如地面沉降速度或累计沉降量大于最大允许值，及时加设临时支撑对结构进行加固。