密贴下穿地下工程施工新工艺“CRD+多重预顶撑”研究摘要：基于北京地铁10号线公主坟站密贴下穿1号线公主坟站的工程背景，参照其采用“CRD+多重预顶撑工艺”的真实施工步序，运用有限差分软件FLAC3D建立了三维精细化数值计算模型，研究了新建站的施工过程中土体塑性区的变化及既有站的变形规律.结果表明，采用“CRD+多重预顶撑”工艺进行密贴下穿施工可有效控制既有结构的变形，满足其沉降控制要求，对比模拟与实测的变形分布曲线，二者吻合较好.施工完成后，既有结构纵断面呈双凹槽式变形，横向为“V”字形沉降，与Peck曲线相似，且底板沉降值较顶板的略大.千斤顶卸除时可能造成结构局部较大变形或开裂，应分级释放其轴力.开挖过程中，土体主要发生剪切破坏，塑性区在四个角点区域向外延伸成蝴蝶形.提出“同步顶升，伺服控制”的施工理念，以实现对既有结构沉降变形的主动控制.关键词：交叉中隔壁（CRD）法；预顶撑系统；正交下穿；沉降分析；变形控制：U231；TU94文献标识码：A城市轨道交通的快速发展，使得更多的新建线路不可避免地穿越已建线路，致使地下空间组合结构愈来愈普遍，已成为引领未来地铁发展的一种趋势[1-4].对于多线交叉的地铁换乘站，为达到线路之间快捷换乘的目的，要求新建车站与既有站之间的竖向间距尽量缩小，于是，新建结构密贴下穿既有地下结构逐渐成为建设单位优先考虑的结构形式[5-6].然而，运营单位明确提出，在新建地铁工程下穿既有线路时，新建线的施工引起既有结构的沉降变形指标不得超过3mm，局部地区甚至要求零沉降[7]，这给建设单位进行近距离穿越工程的施工带来很大挑战.目前，学术界对新建线穿越既有结构物的变形施工控制进行了一些研究，但对新建地铁车站零距离下穿既有车站的技术研究仍鲜有报道[8-10].因此，提出一种严格满足沉降要求的地下结构密贴下穿既有线施工工艺具有重大的现实意义和应用价值.北京地铁10号线公主坟站密贴下穿既有1号线公主坟站，首次提出并创造性地应用了“CRD+多重预顶撑”暗挖施工工艺，使得既有站的沉降值成功限制在3mm以内.本文以该工程为研究对象，基于有限差分软件FLAC3D对其施工过程进行精细化数值模拟，再现既有结构的变形过程，以期获得应用CRD+多重预顶撑工法的理论依据，为该工法的推广和应用提供有价值的参考.1工程背景新建的北京地铁10号线二期公主坟车站位于复兴路与西三环中路交汇的新兴桥桥区绿地内，呈南北向布置，车站从下部穿越既有地铁1号线公主坟站并与其呈十字交叉换乘，采用“分离岛”站台形式.1号线公主坟站为端头厅式车站，车站覆土4.51m，底板埋深12.46m，采用钢筋混凝土矩形框架结构，车站结构长169.69m，宽20.3m，高7.95m；10号线公主坟站全长193.65m，为两端双层、中间单层车站，其单层段密贴下穿既有1号线公主坟站.密贴下穿段长26.1m，顶板覆土约12.5m，为单层双跨平顶直墙矩形结构，采用“CRD+多重预顶撑”工艺对该单层段进行暗挖施工.新建10号线公主坟站单层段下穿施工影响范围内存在既有1号线车站的4条变形缝，左线左侧距变形缝1.271m，右侧距变形缝11.659m；右线左侧距变形缝10.521m，右侧距变形缝2.409m.地铁10号线公主坟站与1号线公主坟站的相对位置关系如图1所示.（a）新建站与既有站位置关系横断面图（b）新建站与既有站位置关系纵断面图2“CRD+多重预顶撑”工法简介CRD暗挖工法是在进行土体开挖时，先将整个洞室分为若干垂向分块，每个分块开挖及初衬完成后，尽早在该洞室内完成结构二衬的施作，进而形成竖向传力体系，以保证土体稳定并减少沉降，然后逐步分块完成整个洞室的开挖及衬砌施作.“多重预顶撑”工艺为在开挖及砌筑过程中，根据实际需要，设置不同量值的顶升设备，并根据施工时序对其进行连续操作，用以减少洞室上部环境沉降变形的技术措施.因顶升设备在整个施工过程中，经历了与工法在横向、纵向及时序上三维度结合，故称其为“多重”.采用“CRD+多重预顶撑”工法进行施工时应严格遵循“快封闭，早加顶；密监测，勤调整；不卸力，重转换；慎拆顶，高注浆”的二十四字方针，确保既有线结构的安全.其主要施工步序如图2所示.3数值仿真分析3.1计算模型基于有限差分软件F...