地铁区间CRD法与台阶法施工工法比选分析

岳 阳（中铁二十局集团第四工程有限公司，山东 青岛 266100）

地铁区间CRD法与台阶法施工工法比选分析

岳 阳
（中铁二十局集团第四工程有限公司，山东 青岛 266100）

摘 要：本文以青岛地铁2号线李村站～李村公园站区间左右人防段为研究对象，对台阶法与四部CRD法施工方案进行比对与分析。

关键词：人防段；四部CRD法；台阶法；比较与分析

1 工程概况

青岛市地铁二号线一期工程李村站～李村公园站区间（以下简称“李李区间”）设计全长646.833m，隧道埋深19～21m，其施工工法为钻爆法。区间左右线各设一处人防段，人防段长度均为9.5m，埋深约19.5m；围岩地质主要为中、微风化花岗岩，围岩级别为Ⅳ级围岩，围岩稳定性较好；地下水类型主要为基岩裂隙水。李李区间隧道左右线人防段分别采用四部CRD法和上下台阶法施工。

2 CRD法和台阶法施工

2.1 四部CRD法施工。CRD法又称交叉中隔壁法，其施工步序为先开挖隧道一侧的Ⅰ部，施作部分中隔壁和横隔板，当Ⅰ部贯通后开挖隧道的Ⅱ部，完成中隔壁和横隔板施工，Ⅱ部贯通后再开挖最先施工一侧的Ⅲ部，并延长横隔板，最后开挖Ⅳ部。四部CRD法施工步序图如图1所示。

人防段设计参数：宽×高为9.3m× 9.6m；超前支护采用单排φ42（L=3.5m，t=4mm）超前小导管，纵环向间距1.5m×0.4m；初期支护采用格栅钢架（钢架间距0.5m）+φ25×5中空注浆锚杆（间距1.2m×1.2m）+单层钢筋网片（φ6.5）+C25喷射混凝土（25cm）；中隔壁采用工16工字钢拱架（拱架间距0.5m）+φ25中空注浆锚杆（间距1.2×1.2）+单层钢筋网片（φ6.5）+C25喷射混凝土（25cm）。

2.2 台阶法施工。台阶法施工步序为先开挖上台阶，施作初期支护，开挖3～5m后开挖下台阶，施作初期支护。台阶法施工步序如图2所示。

台阶法设计参数：宽×高为6.3m× 6.62m；超前支护采用单排φ42 （L=3.5m，t=4mm）超前小导管，纵环向间距1.5m×0.4m；初期支护采用格栅钢架（钢架间距0.5m）+φ25×5中空注浆锚杆（间距1.2m×1.2m）+单层钢筋网片（φ6.5）+C25喷射混凝土（25cm）。

3 四部CRD法与台阶法对比分析

李李区间左右人防段区间所处地段的工程地质、水文地质、施工环境、施工队水平均相同或相似，可以做相似对比分析，从以下四个方面进行对比分析：

3.1 施工安全

3.1.1 开挖土体的稳定性分析：CRD法是将大的断面结构间隔成多部分小断面结构，有利于开挖过程中掌子面的稳定；台阶法在不稳定地层中可通过环形留核心土法来保证掌子面稳定。

3.1.2 施工变形量测数据分析：台阶法施工时，拱顶沉降累计变化量为11.74mm，净空收敛最大值为7.26mm；CRD法施工时，拱顶沉降累计变化量为7.38mm，净空收敛最大值为5.43mm。

3.1.3 初期支护结构闭合及时性分析：CRD法格栅钢架完全闭合时间约为27天，台阶法仅为7天。施工表明台阶法更符合新奥法“快封闭”的施工精髓。

3.1.4 从施工过程来分析，CRD法的单洞作业空间小于台阶法的作业空间，作业空间狭小，施工风险大于台阶法；CRD法施工工艺复杂，工序转换多，施工风险较大。

3.2 施工质量。采用CRD法施工时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ部会因测量误差或人为误差等使得格栅钢架往往难以准确地控制在同一断面内，当进行第Ⅳ部施工时，格栅钢架对接成环会出现一定的困难。在控制沉降与结构变形方面，CRD法明显优于台阶法，但在Ⅳ级及以上硬岩地层中，台阶法完全可以将沉降与结构变形控制在设计范围允许值之内。在通风除尘、除烟方面，台阶法较CRD法更易布设通风管路，可以更好地保证通风质量，进而营造良好的工作环境。

3.3 施工进度。采用四部CRD法施工时，为减小爆破对支护的扰动，相邻掌子面施工必须错开15m以上的距离施工，人防段各导洞需单独施工。施工速度缓慢。四个工作面相互制约，某一导洞出现困难或技术失误就会影响整个断面的施工质量及进度。施工结束后需拆除工字钢中隔壁，不仅影响工期，且在拆除过程中易出现安全问题。现场施工中CRD法的总工期为27天，台阶法仅为7天。

结语

通过对比青岛地铁2号线李李区间左右线人防段施工工法，总结出适用于两种工法的施工条件：

（1）满足以下条件的人防段工程宜采用四部CRD法施工。隧道位于软弱围岩地层中；大断面隧道； 隧道埋深较浅；地下管线较多，对于地表沉降要求严格地段；隧道所处地段为富水区；其他对于沉降及收敛要求较为严格地段。

（2） 满足以下条件的人防段工程适用于台阶法施工。隧道位于稳定围岩地层中；中小断面隧道，即断面面积在30m2～50m2之间；隧道埋深较大；地下管线较少且无重点保护管线，对于地表沉降要求并不严格地段；施工工期较为紧张；施工成本控制较为严格；其他对于沉降及收敛要求并不严格地段。

参考文献

[1] GB 50299-1999，地下铁道工程施工及验收规范[S].

[2]施仲衡.张弥.地下铁道设计与施工[M].西安：陕西科学技术出版社，1997.

[3]张庆贺.朱合华.地铁与轻轨[M].北京：人民交通大学出版社，2007

[4]王梦恕.中国隧道及地下工程修建技术[M].北京：人民交通出版社，2010.

[5]夏国斌，韩风险.工程建设工法汇编[M].北京：中国铁建股份有限公司，2012.

中图分类号：U456

文献标识码：A

作者简介：岳阳（1988），男，助理工程师，毕业于内蒙古工业大学，一直从事隧道、地铁方向的技术管理工作。