本文依托广州地铁5号线双岗站—庙头路站区间（以下简称“双庙区间”）隧道暗挖法施工段工程，从施工难点、总体施工方案、开挖及爆破方法、初期支护施工和截面转换施工等方面对地铁隧道过渡段的施工技术进行研究，为今后类似工程提供参考。

1工程概况

双庙区间西起双岗站，沿东南方向敷设至庙头路站，左右线平均长度约2?173.684?m。其中，区间暗挖法施工段位于现状山体下，埋深16.56~35.23?m，右线里程YDK?35+596.099~YDK?35+798.659，长度约202.560?m，左线里程ZDK?35+543.531~ DK?35+798.659，长度约255.128?m。暗挖法施工段由A、B、C、D、E、F共6种截面形式构成，并设置一个施工横通道及4号联络通道。矿山法隧道结构截面缩略图如图1所示。

图1矿山法隧道结构截面缩略图

该段隧道主要为Ⅳ级围岩，围岩主要为中风化花岗岩，局部为微风化花岗岩及中风化辉绿岩，节理裂隙较发育，以较硬岩及坚硬岩为主。临时施工横通道隧道段主要为Ⅳ级围岩，围岩主要为中风化花岗岩。地下水主要为第四系土层孔隙潜水、基岩裂隙水，局部分布赋存于第四系土层的上层滞水。不涉及地下管线，对应地表范围不存在市政道路。

2施工难点分析

超大截面隧道变截面施工难度大、工艺复杂，如何确保变截面转换施工安全是施工前需要考虑的首要问题。本项目过渡段隧道线路复杂，截面较多，其中A、E截面为马蹄形截面，隧道毛洞跨度分别为16.48?m、14.4?m，属于超大截面隧道，施工难度较大。在小截面转换大截面时，在截面分界位置设置圆形拱顶的横通道隧道，开挖高度达13.885?m，更是增加了施工难度。另外，暗挖法施工段隧道并行线路较多、净距较小，且围岩强度较高，采用钻–爆法施工时会相互影响，后施工隧道在爆破开挖时易炸穿中间部位岩层，造成拱顶地层无支撑，风险较大，这是施工的另一重点、难点。

3总体施工方案

左右线盾构井主体结构完成后再进行隧道开挖，左右线为2个独立盾构，通过盾构井在庙头路站方向先开左右线C截面两洞，拉开步距后同时开挖D截面，由C截面顺序进入F、B截面，同时D截面继续前进。B截面完成后到达横通道位置，进行横通道开挖。

横通道完成后进行截面转换开挖左右线A截面，A截面完成后相继开挖C、B、F、D截面，到达E截面位置后进行截面转换开挖E截面。具体施工顺序如图2所示。

图2暗挖区间工程施工顺序

依据规范要求，为了减少对围岩的扰动，左右洞需拉开1~2倍洞宽，计划先施工左右线盾构井C截面洞门。

待进洞10?m后，再进行左右线盾构井D截面洞门施工。B、C、D、F截面采用台阶环形挖法（以下简称“台阶法”）施工，通过台阶将隧道截面分为2个部分，如图3所示，施工顺序为1→2，上下台阶拉开6 m距离。A、E截面采用CRD法开挖，通过临时隔壁和临时仰拱将隧道截面分为4个部分，如图4所示，开挖顺序为1→2→3→4。

图3B、C、D、F截面开挖及初期支护施工顺序示意

图4A、E截面开挖及初期支护施工顺序示意

4施工工艺

隧道施工前，采用TSP超前地质预报系统并结合地质调查、地质素描综合进行超前地质预报。对于包括A、E这种超大截面的隧道，分别在两侧导洞各布置一个超前探孔，其他截面隧道布置一个超前探孔。

在隧洞施工过程中，对多项预报手段所得的资料进行综合分析与评判，相互印证，并结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测、判断，根据超前地质预报结果，优化调整措施，以确保施工安全及结构安全。

4.1?开挖及爆破方法

根据过渡段6种不同截面及横通道的特点和围岩地质特征制订不同的开挖方法。区间正线小截面采用台阶法施工，大截面采用CRD法施工。

下面以大截面CRD法为例，介绍爆破施工方法。A截面、E截面CRD法分上下4个部分爆破开挖，台阶坡度1∶0.3，上台阶始终保持超前下台阶5~6?m的距离。

考虑到预留变形量要求，为了避免欠挖侵袭，隧道外轮廓线外放10?cm。每榀0.5?m，每次爆破2榀。辅助孔采用梅花形均匀布孔。导坑高度不同时，掏槽孔位置及数量不变，周边孔间距不变，周边孔数量根据截面周长调整；根据截面宽高及辅助孔间距调整辅助孔环数及打孔数量。

4.2?初期支护施工

暗挖法施工段隧道线路较多且隧道之间净距较小，施工时要严格遵从“短进尺，弱爆破，强支护，快封闭，勤量测”的原则。

因此，初期支护应紧跟开挖面，及时支护封闭成环，尽量减少围岩暴露时间，迅速控制围岩变形，充分发挥围岩自身承载能力。初期支护采用复合式衬砌，详细的初期支护设计与参数如下。

（1）A截面。

衬砌类型：Ⅳ级围岩大跨复合式衬砌。

施工方法：CRD法。

初期支护：C?25早强喷射混凝土厚0.35?m，水灰 比1∶1的P·O?42.5注浆液，?8@150×150全环双层布置钢筋网；拱部120°范围双排长3.5?m?42@ 0.33?m×1?m小导管、背后注浆管长0.6?m?42@ 0.8?m×0.5?m；拱墙长3.0?m?22@0.8?m×1?m普通砂浆锚杆，长4?m?42锁脚钢管；全环I20b型钢钢架，间距0.5?m，?22纵向连接钢筋，间距1?m。

（2）B截面。

衬砌类型：Ⅳ级围岩大跨复合式衬砌。

施工方法：台阶法。

初期支护：C?25早强喷射混凝土厚0.4?m，水灰 比1∶1的P·O?42.5注浆液，?8@150×150全环双层布置钢筋网；拱部120°范围长3.5?m?42 @0.4?m×1.6?m小导管、背后注浆管长0.6?m?42，每环3根，纵向间距2?m；拱墙长3.0?m?22@0.8?m×1?m普通砂浆锚杆，长4?m?42锁脚钢管；全环I20b型钢钢架，间距0.8?m，?22纵向连接钢筋，间距1?m。

（3）C截面。

衬砌类型：Ⅳ级围岩大跨复合式衬砌。

施工方法：台阶法。

初期支护：C?25早强喷射混凝土厚0.3?m，水灰比1∶1的P·O?42.5注浆液，?8@200×200全环双层布置钢筋网；拱部120°范围长0.4?m?42@0.8?m×1?m注浆小导管；拱墙长3.0?m?22@0.8?m×1?m普通砂浆锚杆，长4?m?42锁脚钢管。全环I20b型钢钢架，间距0.8?m，?22纵向连接钢筋，间距1?m。

（4）D截面。

衬砌类型：Ⅳ级围岩大跨复合式衬砌。

施工方法：台阶法。

初期支护：C?25早强喷射混凝土厚0.3?m，水灰比1∶1的P·O 42.5注浆液，?8@200×200全环双层布置钢筋网；拱部120°范围长0.6?m?42@1?m×1?m注浆小导管；拱墙长3.0?m?22@0.8?m×1?m普通砂浆锚杆，长4?m?42锁脚钢管；全环I20b型钢钢架，间距0.8?m， 22纵向连接钢筋，间距1?m。

（5）E截面。

衬砌类型：Ⅳ级围岩大跨复合式衬砌。

施工方法：CRD法。

初期支护：C?25早强喷射混凝土厚0.35?m，水灰 比1∶1的P·O 42.5注浆液，?8@150×150全环双层布置钢筋网；拱部120°范围双排长3.5?m?42 @0.3?m×1?m小导管；拱墙长3.0?m?22@0.8?m×1?m普通砂浆锚杆、背后注浆管长0.6?m?42@0.8?m× 0.5?m，长4?m?42锁脚钢管；全环I20b型钢钢架，间距0.5?m，?22纵向连接钢筋，间距1?m。

（6）F截面。

衬砌类型：Ⅳ级围岩大跨复合式衬砌。

施工方法：台阶法。

初期支护：C?25早强喷射混凝土厚0.3?m，水灰 比1∶1的P·O 42.5注浆液，?8@200×200全环双层布置钢筋网；拱部120°范围长4.0?m?42@ 0.4?m×1.6?m小导管、背后注浆管长0.6?m?42，每环3根，纵向间距2?m；拱墙长3.0?m?22@0.8?m×1?m普通砂浆锚杆；钢格栅间距0.8?m，?22纵向连接钢筋，间距1?m。

（7）横通道。

衬砌类型：Ⅳ级围岩大跨复合式衬砌。

施工方法：台阶法。

初期支护：C?25早强喷射混凝土厚0.25?m，水灰 比1∶1的P·O?42.5注浆液，?8@200×200全环双层布置钢筋网；拱部120°范围长0.4?m?42@ 0.8?m×1?m小导管；拱墙长3.0?m?22@0.8?m×1?m普通砂浆锚杆，长4?m?42锁脚钢管；全环I20b型钢钢架，间距0.8?m，?22纵向连接钢筋，间距1?m。

4.3?截面转换施工

小截面转换大截面时，在截面分界位置设置横通道，横通道拱顶大于大截面隧道拱顶。横通道为拱形直墙截面，采用台阶法施工。开挖后视掌子面稳定和地质情况，必要时采用喷射混凝土封闭掌子面和台阶底部。

横通道施工完成后，利用横通道与大截面的垂直关系，严格按照CRD法开挖大截面隧道，并按照设计要求及时支护。

施工时应进行严格的监控量测，并根据量测结果来调整设计参数。横通道隧道截面采用反挖扩掏法体系转换方案，由于右线隧道B截面比横通道隧道截面小且拱顶标高低，因此需要挑高先导洞，按照横通道隧道轮廓线向左上挑至拱顶，进行横通道隧道扩挖，具体转换施工步骤如下。

首先，在右线隧道B截面开挖支护至横通道位置，由右线隧道B截面进入先导洞H1截面，采用台阶法进行先导洞H1截面开挖与支护，如图5所示。在先导洞H1截面进横通道接口的洞口位置两侧进行初期支护加强，三榀钢架联立。

图5先导洞H1截面开挖及初期支护示意

其次，由先导洞H1截面斜上进入先导洞H2截面，进行先导洞H2截面开挖支护，如图6所示。

图6先导洞H2截面开挖及初期支护示意

然后，由先导洞H2截面向前开挖支护后反掏开挖，随工作面掘进紧跟立架施工转换临时支护，通过多次扩挖将横通道隧道上部拱架封闭成环，继续采用台阶法开挖形成施工通道，如图7所示。

图7横通道截面开挖及初期支护示意

最后，在施工横通道内开挖支护进入A截面隧道，完成截面转换施工，如图8所示。

图8?A截面开挖示意

大截面进小截面风险相对较小，但端头暴露面积较大，存在裸露围岩掉落风险，因此在端头墙位置及 时采用锚喷支护封闭裸露围岩。

初期支护采用长3.5?m ?22砂浆锚杆，间距1?000?mm×1?000?mm，梅花形布置，挂钢筋网片，喷射0.2?m厚早强混凝土，初期支护背后压注水泥浆。

5结论

依托区间隧道暗挖施工实际工程，从施工难点、总体施工方案、开挖及爆破方法、初期支护施工和截面转换施工方面总结了双庙区间隧道过渡段的施工技术与经验，得出以下结论。

（1）超大截面过渡段应根据不同截面的特点和围岩特征，制订不同的开挖方法和支护方案。

（2）双庙区间隧道过渡段采用6种截面形式，围岩强度高且隧道之间净距较小，施工时初期支护紧跟开挖面，及时支护及时封闭成环，避免了围岩长时间暴露，保障了隧道过渡段的施工安全。

（3）小截面转换大截面时，采用了反挖扩掏法体系转换方案，实现近似等截面转换施工，降低了截面转换的施工难度。