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摘要：对龙厦铁路石桥头隧道的工程地质状况和水文地质状况进行了详细分析，然后根据在不同的地质条件下，采用不同的施工方法进行隧道施工。针对石桥头隧道进口段中的DK2+525~ DK3+021段，由原来双侧壁导坑法改为四部CRD法施工，进而从围岩地质条件、隧道结构、隧道埋深、地表沉降要求、施工工期等重要指标对四部CRD法进行可行性分析，得出在DK2+525~ DK3+021段采用四部CRD法施工是可行的，并对石桥头隧道进口段施工方法进行了一些优化。
关键词：城市隧道；双侧壁导坑法；CRD四部法
一、石桥头隧道原工程设计
石桥头隧道进口DK2+450～DK3+021段571m为V级围岩，位于龙岩市城区内，地表民房集中，低山区，丘坡植被不发育，自然坡度10°～25°。表层系第四系坡残积粉质粘土夹碎石，褐黄色，硬塑，厚5～10m；其下为粉砂岩，全风化层呈灰黄色，厚度大于35m，岩层产状75°∠15°，其中DK2+636～+820为P1q灰岩，青灰色，强风化，溶蚀现象明显，溶洞发育，溶洞充填物为软-流塑状含碎石粉质粘土；围岩破碎，地下水不发育。
DK2+450～DK2+515段采用0.3MPaV级围岩抗水压衬砌；DK2＋515～＋850段采用0.5MPa的V级围岩抗水压衬砌；DK2＋850～＋906段采用V级围岩复合式衬砌；DK2＋906～DK3＋021段采用V级围岩浅埋复合式衬砌。
DK2＋465～DK3＋021段的施工方法采用双侧壁导坑法。超前支护情况：DK2＋465～DK2＋505段拱部采用Ф108大管棚(40m)预支护；DK2＋505～＋811段拱部采用Ф89长管棚(10m)预支护，纵向设置间距7m一环；其余地段采用Ф42超前小导管(4.5m)预支护，纵向设置间距3m一环。溶洞处理情况：DK2＋750～DK2＋830段隧道基底设置Ф89钢管注浆加固。
二、石桥头铁路隧道变更后工程设计
1.超前预注浆
DK2＋670～DK2＋950段穿越溶洞，采取洞内开挖轮廓线外周边5m全断面超前预注浆，改善地层的物理力学性质，对既有未开挖扰动的土体进行加固，原基底注浆预设计方案取消。其他地段可不采取超前预注浆的措施。
2.超前支护
在拱部位置，DK2＋525～DK2＋981段均设置Ф89长管棚(10m，壁厚6mm)预支护，设置间距：纵×环＝7.0m×0.4m，外插角不大于12°；同时配以Ф42超前小导管补注浆固结地层，小导管长4.5m，壁厚3.5mm，设置间距：纵×环＝3.0m×0.4m，外插角15～20°。DK2＋981～DK3＋021段的长管棚按原设计施工。
3.钢架
环向设置的原I18工字钢架，改为I20a工字钢架，钢架设置间距由原设计0.6～0.8m变更为0.5m。加大初期支护的刚度，使其及早提供承载能力，约束变形。
4.衬砌断面
调整V级围岩抗水压设置的范围，DK2＋525～DK2+950段均采用0.5MPaV级围岩抗水压衬砌。DK2+950～DK3+021段采用0.3MPaV级围岩抗水压衬砌。防止地下水环境的改变，引起地层不均匀沉降，而给地表环境带来长期影响。
5.二次衬砌钢筋混凝土标号
C30变更为C35。
结合上述各方面的加强措施，考虑满足小型机械设备施工的要求，DK2＋525～DK3＋021段施工方法拟改为4部CRD法施工。
二、隧道进口段工程特点
石桥头隧道进口段中DK2+525~DK2+630段(长105m)洞身穿过的围岩为，全风化的粉砂岩，岩石风化严重，呈土状，地下水不发育，但偶尔有地表生活水渗出。隧道埋深为17m~21m，隧道中线上方地表有7栋龙岩看守所监房和一个露天大游泳池。DK2+630~DK2+800段(长170m)隧道洞身穿越部分为砂岩及灰岩的全风化层，部分地段为溶洞充填物，为灰岩上部风蚀后形成的土层，其具有高含水量、大空隙比、低液性指数等特性。隧道埋深21m~49m地表上方有民房12栋。DK2+800~DK3+021段(长221m)隧道洞身穿过第四系冲洪积粉质粘土及卵石土，具有高含水量、土层松散等特性。隧道埋深20m~47m，地表有民房22栋，其中别墅7栋。
从上可以看出石桥头隧道进口段中的DK2+525~ DK3+021段(长496m)，隧道埋深浅，围岩地质条件差，地表房屋密集，绝大部分为居民自建房，房屋结构基础抗变形能力差，施工难度大，风险因素高。
三、进口段施工方法的对比分析
（1）从适用范围来说，该段隧道围岩地质条件差，属于Ⅴ围岩，隧道跨度为12.2m，大于10m，采用双侧壁导坑法或四部CRD法施工均可行。但在DK2+630~ DK3+021段隧道洞身穿越的地层含水量大、且土层松散，从防水角度来说，四部CRD法优于双侧壁导坑法，因在富水地层进行隧道施工，创造无水作业，对控制地表沉降有明显的优越性。
（2）从控制地表沉降来说，由于双侧壁导坑法施工对隧道围岩土体扰动次数较多，整个洞室初期支护成环周期长，对控制地表沉降变形作用不是很高。且该法工序较复杂，导坑支护拆除困难，有可能由于量测误差而引起钢架的链接困难，从而加大了下沉值。而四部CRD法由于洞室成环时间较短，对隧道围岩扰动次数较少，则对控制地表沉降变形有利。
（3）从施工方法技术特点来说，双侧壁导坑法是实现变大跨为小跨的施工方法，采用该法时，顶部弧形导坑开挖具有一定风险性，而采用四部CRD工法步步封闭成环，各施工阶段风险较小。采用双侧壁导坑法施工时两侧弧形导洞内的钢支撑(或格栅支撑)往往难以控制在同一段面内，顶部弧形导坑开挖后，钢支撑若无法连接成整体，则支护承载能力大为降低，而采用四部CRD工法则不存在此类问题。
（4）从工期和工程造价来说，双侧壁导坑法工序复杂，支护拆除困难而且量大，进而施工速度较慢，成本较高。而四部CRD工法每个洞室的成环时间较短，工效较高，施工速度较快，成本较低。
在城市浅埋地质条件较差的地层中进行铁路隧道施工，结合以上对隧道施工方法的重要指标进行分析比较，得出石桥头铁路隧道进口段中的DK2+525~ DK3+021采用四部CRD法施工是可行。
四、隧道进口段施工方法优化
由上节分析知道石桥头铁路隧道进口段采用四部CRD法施工时可行的，以施工方法而言，对以下几点作出相应的优化：
由原来的六部施工改为四部施工，各部施工洞室结构尺寸空间有所增加，很好的满足小型机械设备施工的要求，施工工序相对减少，洞室成环时间相对缩短，对围岩扰动次数少，则对控制地表沉降有利。每个洞室错开一定距离，相互之间干扰小，能形成流水作业，施工效率有所提高。
结合围岩地质状况和施工实际情况，DK2＋525～DK2＋981段拱部位置的超前支护，由原来采用Ф89长管棚(10m)预支护，纵向间距7m一环，改为Ф89长管棚(10m，壁厚6mm)预支护，纵向间距为3.0m一环，外插角不大于12°其余地段采用Ф42超前小导管(4.5m)预支护，纵向间距3m一环，改为Ф42超前小导管补注浆固结地层，小导管长4.5m，壁厚3.5mm，间距：纵向间距0.133m一环，外插角15～20°
钢拱架由原来的I18工字钢，改为I20a工字钢，间距由原0.6～0.8m变为0.5m一榀。加大初期支护的刚度，使其及时提供承载能力，约束围岩变形，控制地表沉降。
结合围岩地质情况，调整了围岩抗水压设置范围，由原来的DK2+450～DK2+515段采用0.3MPa的V级围岩抗水压衬砌；DK2＋515～＋850段采用0.5MPa的V级围岩抗水压衬砌。调整为，DK2＋525～DK2+950段均采用0.5MPa的V级围岩抗水压衬砌。DK2+950～DK3+021段采用0.3MPa的V级围岩抗水压衬砌。防止地下水环境的改变，引起地层不均匀沉降，而给地表环境带来长期影响。
参考文献：
[1]龙厦石桥头隧道两阶段施工图设计.
[2]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥：安徽教育出版社，2004
[3]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社，2003
[4]筑龙网组编.隧道与地下工程施工技术案例精选[M].北京：中国电力出版社，2009
关键词：城市隧道；双侧壁导坑法；CRD四部法
一、石桥头隧道原工程设计
石桥头隧道进口DK2+450～DK3+021段571m为V级围岩，位于龙岩市城区内，地表民房集中，低山区，丘坡植被不发育，自然坡度10°～25°。表层系第四系坡残积粉质粘土夹碎石，褐黄色，硬塑，厚5～10m；其下为粉砂岩，全风化层呈灰黄色，厚度大于35m，岩层产状75°∠15°，其中DK2+636～+820为P1q灰岩，青灰色，强风化，溶蚀现象明显，溶洞发育，溶洞充填物为软-流塑状含碎石粉质粘土；围岩破碎，地下水不发育。
DK2+450～DK2+515段采用0.3MPaV级围岩抗水压衬砌；DK2＋515～＋850段采用0.5MPa的V级围岩抗水压衬砌；DK2＋850～＋906段采用V级围岩复合式衬砌；DK2＋906～DK3＋021段采用V级围岩浅埋复合式衬砌。
DK2＋465～DK3＋021段的施工方法采用双侧壁导坑法。超前支护情况：DK2＋465～DK2＋505段拱部采用Ф108大管棚(40m)预支护；DK2＋505～＋811段拱部采用Ф89长管棚(10m)预支护，纵向设置间距7m一环；其余地段采用Ф42超前小导管(4.5m)预支护，纵向设置间距3m一环。溶洞处理情况：DK2＋750～DK2＋830段隧道基底设置Ф89钢管注浆加固。
二、石桥头铁路隧道变更后工程设计
1.超前预注浆
DK2＋670～DK2＋950段穿越溶洞，采取洞内开挖轮廓线外周边5m全断面超前预注浆，改善地层的物理力学性质，对既有未开挖扰动的土体进行加固，原基底注浆预设计方案取消。其他地段可不采取超前预注浆的措施。
2.超前支护
在拱部位置，DK2＋525～DK2＋981段均设置Ф89长管棚(10m，壁厚6mm)预支护，设置间距：纵×环＝7.0m×0.4m，外插角不大于12°；同时配以Ф42超前小导管补注浆固结地层，小导管长4.5m，壁厚3.5mm，设置间距：纵×环＝3.0m×0.4m，外插角15～20°。DK2＋981～DK3＋021段的长管棚按原设计施工。
3.钢架
环向设置的原I18工字钢架，改为I20a工字钢架，钢架设置间距由原设计0.6～0.8m变更为0.5m。加大初期支护的刚度，使其及早提供承载能力，约束变形。
4.衬砌断面
调整V级围岩抗水压设置的范围，DK2＋525～DK2+950段均采用0.5MPaV级围岩抗水压衬砌。DK2+950～DK3+021段采用0.3MPaV级围岩抗水压衬砌。防止地下水环境的改变，引起地层不均匀沉降，而给地表环境带来长期影响。
5.二次衬砌钢筋混凝土标号
C30变更为C35。
结合上述各方面的加强措施，考虑满足小型机械设备施工的要求，DK2＋525～DK3＋021段施工方法拟改为4部CRD法施工。
二、隧道进口段工程特点
石桥头隧道进口段中DK2+525~DK2+630段(长105m)洞身穿过的围岩为，全风化的粉砂岩，岩石风化严重，呈土状，地下水不发育，但偶尔有地表生活水渗出。隧道埋深为17m~21m，隧道中线上方地表有7栋龙岩看守所监房和一个露天大游泳池。DK2+630~DK2+800段(长170m)隧道洞身穿越部分为砂岩及灰岩的全风化层，部分地段为溶洞充填物，为灰岩上部风蚀后形成的土层，其具有高含水量、大空隙比、低液性指数等特性。隧道埋深21m~49m地表上方有民房12栋。DK2+800~DK3+021段(长221m)隧道洞身穿过第四系冲洪积粉质粘土及卵石土，具有高含水量、土层松散等特性。隧道埋深20m~47m，地表有民房22栋，其中别墅7栋。
从上可以看出石桥头隧道进口段中的DK2+525~ DK3+021段(长496m)，隧道埋深浅，围岩地质条件差，地表房屋密集，绝大部分为居民自建房，房屋结构基础抗变形能力差，施工难度大，风险因素高。
三、进口段施工方法的对比分析
（1）从适用范围来说，该段隧道围岩地质条件差，属于Ⅴ围岩，隧道跨度为12.2m，大于10m，采用双侧壁导坑法或四部CRD法施工均可行。但在DK2+630~ DK3+021段隧道洞身穿越的地层含水量大、且土层松散，从防水角度来说，四部CRD法优于双侧壁导坑法，因在富水地层进行隧道施工，创造无水作业，对控制地表沉降有明显的优越性。
（2）从控制地表沉降来说，由于双侧壁导坑法施工对隧道围岩土体扰动次数较多，整个洞室初期支护成环周期长，对控制地表沉降变形作用不是很高。且该法工序较复杂，导坑支护拆除困难，有可能由于量测误差而引起钢架的链接困难，从而加大了下沉值。而四部CRD法由于洞室成环时间较短，对隧道围岩扰动次数较少，则对控制地表沉降变形有利。
（3）从施工方法技术特点来说，双侧壁导坑法是实现变大跨为小跨的施工方法，采用该法时，顶部弧形导坑开挖具有一定风险性，而采用四部CRD工法步步封闭成环，各施工阶段风险较小。采用双侧壁导坑法施工时两侧弧形导洞内的钢支撑(或格栅支撑)往往难以控制在同一段面内，顶部弧形导坑开挖后，钢支撑若无法连接成整体，则支护承载能力大为降低，而采用四部CRD工法则不存在此类问题。
（4）从工期和工程造价来说，双侧壁导坑法工序复杂，支护拆除困难而且量大，进而施工速度较慢，成本较高。而四部CRD工法每个洞室的成环时间较短，工效较高，施工速度较快，成本较低。
在城市浅埋地质条件较差的地层中进行铁路隧道施工，结合以上对隧道施工方法的重要指标进行分析比较，得出石桥头铁路隧道进口段中的DK2+525~ DK3+021采用四部CRD法施工是可行。
四、隧道进口段施工方法优化
由上节分析知道石桥头铁路隧道进口段采用四部CRD法施工时可行的，以施工方法而言，对以下几点作出相应的优化：
由原来的六部施工改为四部施工，各部施工洞室结构尺寸空间有所增加，很好的满足小型机械设备施工的要求，施工工序相对减少，洞室成环时间相对缩短，对围岩扰动次数少，则对控制地表沉降有利。每个洞室错开一定距离，相互之间干扰小，能形成流水作业，施工效率有所提高。
结合围岩地质状况和施工实际情况，DK2＋525～DK2＋981段拱部位置的超前支护，由原来采用Ф89长管棚(10m)预支护，纵向间距7m一环，改为Ф89长管棚(10m，壁厚6mm)预支护，纵向间距为3.0m一环，外插角不大于12°其余地段采用Ф42超前小导管(4.5m)预支护，纵向间距3m一环，改为Ф42超前小导管补注浆固结地层，小导管长4.5m，壁厚3.5mm，间距：纵向间距0.133m一环，外插角15～20°
钢拱架由原来的I18工字钢，改为I20a工字钢，间距由原0.6～0.8m变为0.5m一榀。加大初期支护的刚度，使其及时提供承载能力，约束围岩变形，控制地表沉降。
结合围岩地质情况，调整了围岩抗水压设置范围，由原来的DK2+450～DK2+515段采用0.3MPa的V级围岩抗水压衬砌；DK2＋515～＋850段采用0.5MPa的V级围岩抗水压衬砌。调整为，DK2＋525～DK2+950段均采用0.5MPa的V级围岩抗水压衬砌。DK2+950～DK3+021段采用0.3MPa的V级围岩抗水压衬砌。防止地下水环境的改变，引起地层不均匀沉降，而给地表环境带来长期影响。
参考文献：
[1]龙厦石桥头隧道两阶段施工图设计.
[2]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥：安徽教育出版社，2004
[3]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社，2003
[4]筑龙网组编.隧道与地下工程施工技术案例精选[M].北京：中国电力出版社，2009