摘要：本文通过青岛地铁8号线河套出入线区间隧道开挖施工为例，详细介绍了台阶法和“CD”法的实际应用。分析了“CD”法与台阶法施工工序转换的要点，以及隧道开挖技术要点。总结得出合理控制上下台阶间距、及时封闭成环；控制爆破超欠挖量，减少相应的施工作业时间；台阶法转换“CD”法出现围岩破碎情况时，及时做好超前管棚或者小导管措施，注浆加固围岩。通过分析隧道开挖技术和要点，能够大大提高隧道开挖的效率，缩短施工时间和成本。
关键词：青岛地铁；“CD”法；台阶法；
1 引言
改革开放以来，地铁隧道也得到快速的发展，地铁隧道施工技术也面临着安全问题的重大考验[1]。
由于城市地铁隧道一般处于繁华地段的岩层，隧道围岩变化复杂，故地铁隧道施工工法需要经常转换。陈双[2]以隧道开挖为研究对象，分析了隧道开挖方案和技术，研究开挖施工技术要点，从而提高隧道开挖的效率和质量，降低隧道开挖成本，为人们提供良好、舒适、安全的隧道运输环境。许霄等[3]为提高小型隧洞开挖的钻孔利用率,降低施工成本,通过现场实验,总结出圆柱状直线掏槽与空气间隔装药相结合的光面爆破施工方法,可有效解决小型隧洞钻孔利用率低、开挖成本高的问题,拥有良好的社会效益和经济效益。
本工程依托青岛地铁8号线工程河套出入线区间为例，详细介绍台阶法与CD法施工工艺，分析两种工法相互转换过程中关键要点，实现隧道能够安全、经济、快速的穿越城市建筑群和地下管线等高风险源区。
2 工程概况
河套停车场出入线区间（以下简称出入线区间）位于青岛市城阳区河套街道。矿山段区间起始里程为YRSK0+177.977～YRSK0+990，长812m，全隧为单洞双线马蹄形断面，区间隧道拱顶埋深7.2～12.4m。出入线区间范围内的燃气管线只有部分段落具备迁改条件，且燃气管线距离场线隧道较近，环境风险等级为Ⅰ级，对YRSK0+494～YRSK0+913范围内的支护措施进行加强，长419m。斜下穿燃气管道段断面拱顶超前支护增加φ108超前大管棚以及超前小导管等超前支护；侧穿燃气段设计为φ76自进式管棚及超前小导管等超前支护，同时该里程范围内的Ⅲ2级和Ⅳ1级围岩断面为“CD法”，燃气管线已迁改里程段YRSK0+494～YRSK0+177按照台阶法施工。
3 施工工法
本段隧道区间穿越不同围岩分别为人工填土、中风化流纹质凝灰岩、流纹质凝灰岩(砂土状碎裂岩)、微风化粉砂岩（碎裂状）、微风化粉砂岩等级，围岩等级为Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ1、Ⅳ2、V等五种围岩等级。不同围岩等级需要不同的施工方法，出入线区间里程YRSK0+910～YRSK0+990、YRSK0+494～YRSK0+177围岩等级为Ⅳ1采用台阶法施工，出入线区间涉燃段里程YRSK0+494～YRSK0+913采用“CD”法施工。
3.1 台阶法施工
开挖支护参数：围岩拱部150°范围内设置φ25中空注浆锚杆，L=3.5m。环纵间距1m×0.75m，C25喷射混凝土，厚度为250mm，φ8单层钢筋网@200×200，φ22格栅钢架，纵向间距0.75m/榀，防水层，C45、P12模筑混凝土，厚度500mm。边墙设置φ25中空注浆锚杆，L=3.5m，环纵向间距1m×0.75m，梅花形布设。
3.2 “CD”法施工
（1）台阶法转向“CD”法施工需打设大管棚，洞内空间限制打设大管棚需先开挖管棚工作室。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆管棚工作室开挖工序：单侧台阶长度控制在15m，先施工左洞上台阶，下台阶跟进施工，管棚洞室长7m，施工完毕左侧后临时封闭掌子面；进行右洞上台阶施工，左右洞施工至设计里程，洞室施工完毕，进行超前大管棚施工。管棚施工完毕后进行隧道初支施工，后续管棚在洞内打设，管棚长度22m。侧穿段采用76式自进管棚+单排超前小导管或双排超前小导管超前支护。
（2）台阶法转换“CD”法区间为Ⅳ1级围岩斜下穿燃气管道段，采用支护参数：围岩拱部150°范围内设置φ108超前大管棚，φ42 t=3.5mm超前小导管，L=3.0m，环纵间距0.4×1.5m，外插角10°；边墙设置φ25中空注浆锚杆，L=3.0m，环纵间距1.0m×0.75m梅花型布置；全环设置φ8@200×200单层钢筋网，格栅钢架，纵向间距0.75m/榀；C25喷射混凝土，厚度为300mm。
中隔壁采用工22b工字钢挂网喷射混凝土，纵向连接筋间距1m，单侧布置，喷砼厚度30cm，每处拱脚处设置2φ25，L=3.5m中空锚杆做为锁脚锚杆。
4 台阶法与“CD”法转换分析
4.1 转换分析
本工程在复杂围岩情况下，不同围岩断面采用相异的施工工法，需要频繁进行施工工法的转换。台阶法转换为“CD”法，“CD”法转换为台阶法。不同工法转换时，加强监测的同时严格控制进尺，及时支护。
（1）由台阶法进行至“CD”法施工时，在工法转换处停止施工，并对端墙使用喷射混凝土进行封闭。封闭后管棚工作室采用“CD”法施工，隧道挑高、拓宽由4榀工22b型钢钢架渐变完成，挑高1.1m，拓宽1.1m；钢架纵向间距0.5m，每榀钢架拓宽27.5cm（单侧），挑高27.5cm，洞室钢架均采用工22b型钢钢架。先施工左洞（区间右线），再施工右洞（区间左线），左右线施工至管棚打设里程均需封闭掌子面。左右线同时施工时，掌子面错开15m。“CD”法施工时要增加围岩变形监测次数，根据监测数据调整施工工法。
（2）“CD”法向前继续开挖5～8m，施工时不再架设中隔壁，然后左右半幅导洞上台阶掌子面开挖至同一里程，转换为台阶法施工。
4.2 施工技术要点分析
地铁隧道区间采用爆破开挖，应做好以下几点施工技术要点：
（1） “CD”法和台阶法施工需要衔接好每一个施工工序，各个环节需紧密相接，及时使格栅钢架封闭成环，保证围岩的稳定；
（2）“CD”法和台阶法施工合理的控制上下台阶的间距，在隧道作业空间满足的情况下，减小上下台阶间距，这样能使格栅短时间能形成封闭，稳固围岩的稳定；
（3）施工时拱顶围岩破碎严重的情况，需及时超前小导管进行注浆加固；提高围岩的稳定性；
（4）爆破出现超挖现象，必须进行回填，回填密实度要达标与原围岩有紧密结合；
（5）隧道初支背后应及时注浆，保证回填密实，注浆浆液采用纯水泥浆，水灰比1：1，注浆压力控制在0.5～0.8Mpa；
（6）加强隧道拱顶沉降以及地表沉降等监测工作，根据监测数据及时调整爆破施工方案，确保开挖隧道围岩稳定。
5 结术语
本文通过青岛地铁8号线河套出入线区间隧道开挖施工为例，介绍了台阶法和“CD”法的实际应用。分析了“CD”法与台阶法施工工序转换的要点，以及隧道开挖技术要点。总结得出合理控制上下台阶间距、及时封闭成环；控制爆破超欠挖量，减少相应的施工作业时间；台阶法转换“CD”法出现围岩破碎情况时，及时做好超前管棚或者小导管措施，注浆加固围岩。通过分析隧道开挖技术和要点，能够大大提高隧道开挖的效率，缩短施工时间和成本。
参考文献：
[1]胡博文.超常规快速发展阶段地铁运营管理安全研究[J].科技风,2018(34):257.
[2]陈双.关于隧道开挖优化及施工技术要点分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(22):117.
[3]许霄,陈飞.圆柱状直线掏槽与空气间隔装药相结合光面爆破施工工法[J].水利建设与管理,2018,38(12):62-66.
论文作者:孙伟帅
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/26
标签：围岩论文; 隧道论文; 台阶论文; 区间论文; 超前论文; 间距论文; 里程论文; 《防护工程》2019年第6期论文;