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摘要：以站东广场站穿越三环路及膨胀土的地质条件为例，介绍了快速路下施工隧道的CRD法技术，并通过信息监测与反馈控制，使施工安全得到保障，为以后路下施工隧道提供了依据和经验。
关键词：CRD法 隧道支护 超前小导管 信息监测
随着我国国民经济的快速发展，城市的建设规模也迅速扩大，近年来以暗挖隧道形式穿越高速公路及铁路的工程逐渐增多，隧道暗挖施工已经成为一项成熟的技术，得到了广泛的应用。浅埋暗挖法施工遵守“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针，确保施工过程的安全。
1 工程概况
站东广场站为地下三层（局部单层）三跨明暗结合岛式站台车站。车站暗挖段横穿三环路，暗挖段里程为YDK39+971.70～YDK40+048.30，暗挖段总宽度为23.78m，总长度为160m，分两洞施工，每洞长80m，主隧道为两个断面高为9.3m，宽为9.4m的马蹄形隧道，并设两个4m宽的联络通道连通，覆土厚度平均14.12m。
场地范围内上覆第四系人工填土层，第四系中、下更新统冰水沉积（Q2-1fgl）粘土、粉砂、含卵石粘土和含粘土卵石，下伏基岩为白垩系上统紫红色泥岩。
站内（4-2）粘土自由膨胀率（Fs）=48～79%，膨胀力为39.8～340.1kP，（4-7-1含卵石粘土）、（4-7-2）含粘土卵石中粘土具有膨胀性，该层也具有一定的胀缩性。
2 施工工艺原理
本工程采用CRD法（交叉中隔壁施工法）进行隧道施工，即在隧道断面中部设置中隔墙和横撑，从而将整个隧道断面分成多个小断面，减小开挖跨度和开挖高度。同时，各个开挖断面间相互错开掘进，尽量降低对围岩的扰动，同时开挖施工中通过超前注浆小导管、网喷砼使其同管棚形成整体支护体系，临时仰拱、拱顶及洞身部分采取分段成环及时封闭的原则，使开挖断面环环相扣，形成全断面初期支护封闭结构，初期支护和二次衬砌共同承担上部荷载。在采用该法施工时，同时采用多种辅助措施进行超前支护，来改善和加固围岩，调动部分围岩的自承能力；及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；在施工过程中应用监控量测等手段，及时反馈信息，不断优化设计，实现不塌方、少沉降、安全生产与施工。
3 初期支护及施工方法
站台隧道初期支护形式为：超前大管棚+超前小导管+型钢钢架+350mm厚网喷砼的复合衬砌。超前大管棚采用φ108无缝钢管，管棚布置于顶部拱墙120°范围，环向间距0.4m；超前小导管为φ42锚杆、L=3.5m、纵向间距2.4m，环向间距0.4m，拱部150°设置；型钢钢架（包括中隔墙及中隔底板）为I22a工字钢、间距600mm；钢筋网为φ8@150*150mm全环双层，二衬结构形式为:450mm厚现浇钢筋砼结构。
3.1 超前大管棚施工 本暗挖隧道与两侧明挖基坑相接，围岩自稳能力差，在明挖主体结构施工完毕进入暗挖隧道施工前，在隧道拱部120°范围内设φ108mm大管棚超前支护见图1。管棚施工流程如下：测量放线→清除核心土周边渣土→导向管中心线定位→安装导向管架（I22a）→焊接安装导向管→模板安装→浇筑混凝土→搭设钻机平台、钻孔→验孔→顶进超前管棚→注浆。
3.2 超前小导管施工 超前小导管是在应力重分布前打入的，小导管的约束作用向围岩提供了一个反力，从而保持和加强了围岩的自稳能力。在开挖过程中，通过超前小导管的锚固力和小导管体所具良好的抗拉、抗剪性能，增大了土层结构面的摩擦，加强了土体的稳定，从而有效地控制了层理间的滑动破坏，保证了施工安全。
隧道施工地段为膨胀土地区，该地质遇水后易发生微膨胀，土体容易失稳，随着隧道开挖施工的进行，通过在拱部150°范围内设置小导管并注浆使其在开挖工作面以外形成厚度为0.5～1.0m的加固圈，从而保证开挖工作面的稳定，控制地表沉降，防止工作面坍塌，见图2。
3.3 暗挖隧道开挖施工 施工步序：开挖Ⅰ部并支护→滞后于Ⅰ部5～7m开挖Ⅱ部并支护→滞后于Ⅱ部5～7m开挖Ⅲ部并支护→滞后于Ⅲ部5～7 m后开挖Ⅳ部并支护。以上步序完成后，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ部开挖支护作业平行进行。见图3。
隧道开挖采用人工，小型运输机械配合运土。隧道分4个洞室进行开挖，上洞室分台阶法开挖，预留核心土，台阶长度2～3m。左右相应洞室错开10m的距离，同侧上下台阶距离5～7m；开挖循环进尺为0.6m；开挖下部两个洞室的开挖采用全断面开挖。开挖时上台阶预留核心土，以不影响安装钢架、喷射砼等工序为宜，宽度约在1.0m左右。核心土长度0.5m左右，坡度1：0.5左右。下台阶土体留1：0.5左右坡度，掏槽开挖，支护该处侧墙，随后开挖剩余土体，支护成环。
3.4 二衬施工 隧道二衬施工包括防水施工、钢筋工程、模板工程及混凝土工程等分项，整环分两大部分进行施工，分别是仰拱及拱墙。其施工流程如下：全环铺设防水层→仰拱钢筋绑扎→立模板→仰拱混凝土浇筑及养护→拱墙钢筋绑扎→立模板→拱墙二次衬砌混凝土浇筑及养护。
4 施工监测
本工程结合隧道的特点、施工工艺和膨胀土地质条件、道路交通状况等情况，确定了监测项目、内容和方法，其中包括净空收敛、钢拱架应力、纵向钢筋应力、道路地面沉降等方面的量测。旨在通过先进的测量仪器获得定量化的信息，进而提高施工安全保障。
4.1 监控点布置 本文主要对隧道拱顶下沉、地表沉降、水平净空收敛、围岩与喷层接触压力及钢拱架内力监测等方面进行研究，具体布置如图4。
其中：G1~3为拱顶下沉监测点，YSA1~4为水平净空监测点
W1~8为围岩压力监测点，GG1~10为钢拱架内力监测点
4.2 预警值 信息化施工要求以监测结果评价施工方法，确定工程技术措施。因此，对每一测点的监测结果要根据管理基准和位移变化速度(mm/d)等综合判断结构和建筑物的安全状况。结合工程施工环境、设计及规范要求，本合同段监控量测管理基准值见表1，预警值为2/3管理基准值。
4.3 初期支护监测结果分析及反馈 根据历史数据统计得出该隧道施工过程中监控量测的最大累计量、最大变化率等。本工程中，最大拱顶下沉为36.45mm，最大地表沉降为17.89mm。
拱顶下沉变化在60d~90d，下沉量变化率变大。开挖60d，此时I洞室进尺30m处，II洞进尺15m；至90d时，I洞室进尺72m，II洞室进尺60m，受三环路车辆动载、隧道跨度及III、IV洞室开挖的影响，造成拱顶下沉增长较快，而90d以后，受车辆及隧道的影响相对减弱，增长速度又相对减弱。
地表沉降的增长速率明显要低于拱顶下沉的速率，其沉降累计值呈缓慢增长趋势。超前小导管的措施保证了隧道上方土体的稳定性，超前小导管注浆，形成小导管、钢拱架及大管棚一体的初期支护，弥补了土方开挖后的应力损失，并对土体的沉降形成了约束，增大了岩层结构面的摩擦，加强了围岩的稳定，从而有效地控制了层理间的滑动破坏，使得地面的沉降缓于拱顶的下沉量。
5 结束语
5.1 采用CRD法施工穿越膨胀土、地下水、动载的复杂环境，为类似施工条件的地铁、市政等提供了宝贵的经验。
5.2 上台阶的初期支护为隧道CRD法的关键工序，在仰拱节点处增设2处锁脚锚杆，喷射混凝土采用钢纤维喷射混凝土，提高了初期支护应变能力。
5.3 应用施工监测与信息反馈技术，根据拱顶下沉量、断面累计收敛控制等各项指标的控制，有效的指导了施工管理，保证了隧道施工及地面交通的安全。
5.4 超前小导管的应用，提高了隧道上方土体的自稳性能、抗剪，土体沉降得到有效的控制。
参考文献：
[1]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].西安:陕西科技出版社，1997.
[2]谭光宗.市区浅埋大跨度公路隧道施工技术.西部探矿工程，2002（5）.
[3]关宝树.公路隧道施工要点集.北京：人民交通出版社，2003.
[4]李晓红.隧道新奥法及其量测技术[M].北京：科学技术出版社，2002.
[5]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.
关键词：CRD法 隧道支护 超前小导管 信息监测
随着我国国民经济的快速发展，城市的建设规模也迅速扩大，近年来以暗挖隧道形式穿越高速公路及铁路的工程逐渐增多，隧道暗挖施工已经成为一项成熟的技术，得到了广泛的应用。浅埋暗挖法施工遵守“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针，确保施工过程的安全。
1 工程概况
站东广场站为地下三层（局部单层）三跨明暗结合岛式站台车站。车站暗挖段横穿三环路，暗挖段里程为YDK39+971.70～YDK40+048.30，暗挖段总宽度为23.78m，总长度为160m，分两洞施工，每洞长80m，主隧道为两个断面高为9.3m，宽为9.4m的马蹄形隧道，并设两个4m宽的联络通道连通，覆土厚度平均14.12m。
场地范围内上覆第四系人工填土层，第四系中、下更新统冰水沉积（Q2-1fgl）粘土、粉砂、含卵石粘土和含粘土卵石，下伏基岩为白垩系上统紫红色泥岩。
站内（4-2）粘土自由膨胀率（Fs）=48～79%，膨胀力为39.8～340.1kP，（4-7-1含卵石粘土）、（4-7-2）含粘土卵石中粘土具有膨胀性，该层也具有一定的胀缩性。
2 施工工艺原理
本工程采用CRD法（交叉中隔壁施工法）进行隧道施工，即在隧道断面中部设置中隔墙和横撑，从而将整个隧道断面分成多个小断面，减小开挖跨度和开挖高度。同时，各个开挖断面间相互错开掘进，尽量降低对围岩的扰动，同时开挖施工中通过超前注浆小导管、网喷砼使其同管棚形成整体支护体系，临时仰拱、拱顶及洞身部分采取分段成环及时封闭的原则，使开挖断面环环相扣，形成全断面初期支护封闭结构，初期支护和二次衬砌共同承担上部荷载。在采用该法施工时，同时采用多种辅助措施进行超前支护，来改善和加固围岩，调动部分围岩的自承能力；及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；在施工过程中应用监控量测等手段，及时反馈信息，不断优化设计，实现不塌方、少沉降、安全生产与施工。
3 初期支护及施工方法
站台隧道初期支护形式为：超前大管棚+超前小导管+型钢钢架+350mm厚网喷砼的复合衬砌。超前大管棚采用φ108无缝钢管，管棚布置于顶部拱墙120°范围，环向间距0.4m；超前小导管为φ42锚杆、L=3.5m、纵向间距2.4m，环向间距0.4m，拱部150°设置；型钢钢架（包括中隔墙及中隔底板）为I22a工字钢、间距600mm；钢筋网为φ8@150*150mm全环双层，二衬结构形式为:450mm厚现浇钢筋砼结构。
3.1 超前大管棚施工 本暗挖隧道与两侧明挖基坑相接，围岩自稳能力差，在明挖主体结构施工完毕进入暗挖隧道施工前，在隧道拱部120°范围内设φ108mm大管棚超前支护见图1。管棚施工流程如下：测量放线→清除核心土周边渣土→导向管中心线定位→安装导向管架（I22a）→焊接安装导向管→模板安装→浇筑混凝土→搭设钻机平台、钻孔→验孔→顶进超前管棚→注浆。
3.2 超前小导管施工 超前小导管是在应力重分布前打入的，小导管的约束作用向围岩提供了一个反力，从而保持和加强了围岩的自稳能力。在开挖过程中，通过超前小导管的锚固力和小导管体所具良好的抗拉、抗剪性能，增大了土层结构面的摩擦，加强了土体的稳定，从而有效地控制了层理间的滑动破坏，保证了施工安全。
隧道施工地段为膨胀土地区，该地质遇水后易发生微膨胀，土体容易失稳，随着隧道开挖施工的进行，通过在拱部150°范围内设置小导管并注浆使其在开挖工作面以外形成厚度为0.5～1.0m的加固圈，从而保证开挖工作面的稳定，控制地表沉降，防止工作面坍塌，见图2。
3.3 暗挖隧道开挖施工 施工步序：开挖Ⅰ部并支护→滞后于Ⅰ部5～7m开挖Ⅱ部并支护→滞后于Ⅱ部5～7m开挖Ⅲ部并支护→滞后于Ⅲ部5～7 m后开挖Ⅳ部并支护。以上步序完成后，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ部开挖支护作业平行进行。见图3。
隧道开挖采用人工，小型运输机械配合运土。隧道分4个洞室进行开挖，上洞室分台阶法开挖，预留核心土，台阶长度2～3m。左右相应洞室错开10m的距离，同侧上下台阶距离5～7m；开挖循环进尺为0.6m；开挖下部两个洞室的开挖采用全断面开挖。开挖时上台阶预留核心土，以不影响安装钢架、喷射砼等工序为宜，宽度约在1.0m左右。核心土长度0.5m左右，坡度1：0.5左右。下台阶土体留1：0.5左右坡度，掏槽开挖，支护该处侧墙，随后开挖剩余土体，支护成环。
3.4 二衬施工 隧道二衬施工包括防水施工、钢筋工程、模板工程及混凝土工程等分项，整环分两大部分进行施工，分别是仰拱及拱墙。其施工流程如下：全环铺设防水层→仰拱钢筋绑扎→立模板→仰拱混凝土浇筑及养护→拱墙钢筋绑扎→立模板→拱墙二次衬砌混凝土浇筑及养护。
4 施工监测
本工程结合隧道的特点、施工工艺和膨胀土地质条件、道路交通状况等情况，确定了监测项目、内容和方法，其中包括净空收敛、钢拱架应力、纵向钢筋应力、道路地面沉降等方面的量测。旨在通过先进的测量仪器获得定量化的信息，进而提高施工安全保障。
4.1 监控点布置 本文主要对隧道拱顶下沉、地表沉降、水平净空收敛、围岩与喷层接触压力及钢拱架内力监测等方面进行研究，具体布置如图4。
其中：G1~3为拱顶下沉监测点，YSA1~4为水平净空监测点
W1~8为围岩压力监测点，GG1~10为钢拱架内力监测点
4.2 预警值 信息化施工要求以监测结果评价施工方法，确定工程技术措施。因此，对每一测点的监测结果要根据管理基准和位移变化速度(mm/d)等综合判断结构和建筑物的安全状况。结合工程施工环境、设计及规范要求，本合同段监控量测管理基准值见表1，预警值为2/3管理基准值。
4.3 初期支护监测结果分析及反馈 根据历史数据统计得出该隧道施工过程中监控量测的最大累计量、最大变化率等。本工程中，最大拱顶下沉为36.45mm，最大地表沉降为17.89mm。
拱顶下沉变化在60d~90d，下沉量变化率变大。开挖60d，此时I洞室进尺30m处，II洞进尺15m；至90d时，I洞室进尺72m，II洞室进尺60m，受三环路车辆动载、隧道跨度及III、IV洞室开挖的影响，造成拱顶下沉增长较快，而90d以后，受车辆及隧道的影响相对减弱，增长速度又相对减弱。
地表沉降的增长速率明显要低于拱顶下沉的速率，其沉降累计值呈缓慢增长趋势。超前小导管的措施保证了隧道上方土体的稳定性，超前小导管注浆，形成小导管、钢拱架及大管棚一体的初期支护，弥补了土方开挖后的应力损失，并对土体的沉降形成了约束，增大了岩层结构面的摩擦，加强了围岩的稳定，从而有效地控制了层理间的滑动破坏，使得地面的沉降缓于拱顶的下沉量。
5 结束语
5.1 采用CRD法施工穿越膨胀土、地下水、动载的复杂环境，为类似施工条件的地铁、市政等提供了宝贵的经验。
5.2 上台阶的初期支护为隧道CRD法的关键工序，在仰拱节点处增设2处锁脚锚杆，喷射混凝土采用钢纤维喷射混凝土，提高了初期支护应变能力。
5.3 应用施工监测与信息反馈技术，根据拱顶下沉量、断面累计收敛控制等各项指标的控制，有效的指导了施工管理，保证了隧道施工及地面交通的安全。
5.4 超前小导管的应用，提高了隧道上方土体的自稳性能、抗剪，土体沉降得到有效的控制。
参考文献：
[1]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].西安:陕西科技出版社，1997.
[2]谭光宗.市区浅埋大跨度公路隧道施工技术.西部探矿工程，2002（5）.
[3]关宝树.公路隧道施工要点集.北京：人民交通出版社，2003.
[4]李晓红.隧道新奥法及其量测技术[M].北京：科学技术出版社，2002.
[5]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.