摘要：随着轨道交通不断发展，软弱地层下超浅埋、小净距隧道下穿复杂周边环境的案例越来越多，在此种情况下，如何采取有效的开挖支护措施以减少隧道施工对周边环境的影响至关重要，本文以青岛地铁R3线两河站～北京路站区间为例从隧道设计思路、地面加固、支护参数、开挖工法等方面进行了详细叙述，全面介绍了CD法在浅埋小净距隧道在复杂环境中的运用。
关键词：CD法；加固；注浆；开挖；支护；沉降
一、工程概况
青岛地铁R3线两河站～北京路站区间暗挖隧道大里程端约170m为VI级围岩，其中YSK22+530～YSK22+650约120m范围覆土4.6～5.5m，位于城市主干道泰山路下，拱顶土层差，且本段为小净距隧道，开挖净距最小处约1.38m。
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左线：ZSK22+530至ZSK22+650，拱顶覆土厚5.5m至4.8m。主要为素填土、粉土、粗砂及含有机质粉质黏土层。
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图3：本段左线地质纵断面图
二、设计思路及要点
1、施工前对拱部洞身开挖轮廓线以外2～3m地层进行加固，以地面袖阀管加固为主，以止水和地层加固为目的。同时辅以洞内超前导管补偿注浆。
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图4：地面袖阀管注浆范围示意图
2、开挖方法采用CD法。
3、YSK22+610～YSK22+650段左右线从明挖向暗挖打设40m大管棚，并考虑明挖进洞，软弱土层以下范围的岩层宜采用弱爆破的方式以减少对地面及隧道周边土体的扰动。
4、小净距隧道处，先施工隧道在中夹岩体侧边墙打设对拉中空注浆锚杆，间距0.5*0.5m，梅花形布设。钻孔深度根据中夹岩体间厚度确定，对与隧道间的挟持土进行补充注浆加固，后开挖侧开挖时对中空锚杆预加应力45KN后与钢架可靠焊接，抗拔力设计值不小于100KN。
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图5：小间距隧道设计图
5、洞内初期支护按照浅埋暗挖设计理论，采取强支护，C25喷射混凝土厚300mm，同时加大工字钢钢拱架型号，拱顶设置超前小导管进行支护。
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三、施工步序及要点
本段隧道为浅埋小间距隧道，且位于泰山路下，初支施工完成后需提前施做二衬，二衬施工前尽量采取路面导改，路面铺设钢板等辅助措施。
图6：小净距隧道施工步序图
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表2：CD法施工流程图
图7：CD法单洞纵向施工工序图
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施工注意事项：
1、该段为地表注浆，施工前应完成其地表注浆工作。
2、左右侧导坑开挖掌子面间距10～20m，同一侧上下台阶间距宜在3～5m。
3、该地段埋深浅、地下管线较多，因此二次衬砌应及早施做，避免施工造成地表沉降过大，施工过程中应加强对管线监控量测。
4、二衬应跳段施工，且严格控制临时支撑每次拆除长度不超过9m。仰拱施工时应逐榀割除临时中隔壁底部工字钢，若变形速率较大需迅速恢复支撑。
5、拆撑的同时按2小时一次的频率加强施工监测直至变形稳定。监测控制值：变形速率达到2mm/d，拱墙中部净空收敛及拱顶相对下沉量根据《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013）确定。当监测发现异常应及时恢复支撑作用，必要时做换撑处理，严禁提前拆除支撑及支架。
6、本段左、右线隧道掌子面前后应保持至少30m间距。
7、当发现两隧道所夹岩体较破碎时，应通过对拉锚杆及导管向所夹岩体进行补充注浆加固。后施工隧道应采取可靠措施减少对先施工隧道结构的破坏。根据监测情况确定隧道初支是否需增设临时支撑，临时支撑与单线隧道初支同时施工，并与单线隧道钢架焊接牢。
四、监控量测结果
选择代表性断面，进行监控量测，地面最大沉降25mm，对周边环境影响总体上可控，汇总结果如下图所示：
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图8：地面沉降统计图
由以上曲线及数据可知，CD 法施工地面沉降变形大致可分为4 个阶段：
①、测点位于掌子面后方的缓慢变形阶段；
②、测点位于掌子面附近的增大变形阶段；
③、测点位于掌子面前方的缓慢变形阶段；
④、拆除临时中壁时的变形阶段。
在这4 个阶段里，曲线主要分为3 个台阶，代表着地面沉降3 个速率加快的过程，分别是：左侧掌子面过测点阶段、右侧掌子面过测点阶段、拆除中隔壁阶段。
1、当测点在掌子面后方尚未开挖处时，由于围岩的挤压作用，掌子面后方围岩预收敛变形受到约束，沉降增长缓慢。该阶段的是施工要点为重点保证前方掌子面的临空面尽可能小，防止掌子面后方围岩变形过大造成失稳塌方。
2、当掌子面掘进至测点附近时，围岩沉降变形速率增大。该阶段还可分为2 个过程：
①、左侧掌子面通过测点时的变形阶段；
②、右侧掌子面通过测点时的变形阶段。
当开挖掌子面时，测点会有较大的沉降变形，施工中首先应控制开挖对掌子面的影响，短进尺、强支护、快封闭，初期支护以刚性为主，控制周边围岩变形。
当右侧掌子面再次通过测点时，测点沉降曲线出现反弯点，变形速率增大。由于初支喷混硬化，再次变形易造成初支开裂，右侧掌子面施工时应该控制开挖振动及进尺，对初支出现的裂缝要有针对性的进行加强。
3、掌子面通过测点后，地层进入变形缓慢增长阶段，施工中应加强监测。当测点在此阶段出现变形速率增大情况时，应重点观测，必要时增设锚杆。初支背后注浆，增设临时竖撑，以防初支失稳。
4、当中隔壁在测点附近拆除时，隧道受力体系发生变化，测点沉降值会有突然增大的趋势，所以在施工中，应就中隔壁的拆除工作编制专项施工方案。拆除临时支撑应在围岩变形稳定后进行，分段、间隔拆除，防止局部沉降过大，并应及时施做二次衬砌。
五、结束语
CD 法最大特点是将大断面施工化成小段面施工，各个局部封闭成环的时间短，控制早期沉降效果好，每个步序受力体系完整，因此，受力结构均匀，变形小。宜在浅埋段围岩自稳能力差或隧道塌方等条件下采用。在施工中应该加强各个关键环节的施做时机及质量，提高隧道施工的安全性。
复杂环境下浅埋暗挖隧道施工是我国轨道交通建设中经常面临的一项工作。对于该项工作而言，其无论是系统性还是技术性都较强，对于工作开展的准确性、技术应用的正确性以及具体施工的严格性都具有非常高的要求。本文以青岛R3线两河站～北京路站区间为例对CD法在复杂环境下隧道开挖施工技术的应用进行了一定的研究，需要在实际施工中能够把握重点，更好地保障工程的安全、高质完成。
参考文献：
[1]樊宇.南村隧道CD 法有限元分析 隧道与地下工程 2010 年
[2]韩玲冲 王健 梁子轩.地下通道施工中全断面法和CD法的比较 山西建筑 2010年
作者简介：么甲民（1983-09），男，学历：本科，专业：工业设计，安全总监，工程师。