沈阳地铁二号线沈阳北站站位于铁路沈阳北站站前广场， 其中二号风道位于北站路南侧，采用明挖法+暗挖法施工，暗挖段长28m,两端为直线，中间为曲线，位于站前北站路下方， 与主体暗挖段相连接。风道暗挖段结构埋深24m,拱顶覆土  6.4m,为双层单跨单拱结构，采取洞桩法暗挖施工。

施工顺序为先施工两侧小导洞、围护桩和桩顶冠梁，再施 工小导洞内中跨两侧的初支及初支背后素混凝土回填，然后开 挖两小导洞之间的中跨大断面，拆除小导洞的洞壁后形成中跨 初支。中跨初支弧长7.579m,半径7.0m,跨度大、弧线平是本工 程施工控制的一个重点。

沈阳北站是沈阳市的交通枢纽和旅客疏散中心，客流量 大，周边交通、建筑等环境复杂。北站路交通繁忙，路面下方分 布有电力、煤气、给排水、通信等管线。从地勘资料反映暗挖段 施工范围的杂填土层厚约4m~9m,再向下依次为细砂、中粗 砂、砾砂。杂填土密实性差，土质不均匀，同时砂性土在施工过 程中稳定性差，受车辆动载压力影响，在暗挖施工过程中受到 扰动极易发生塌方，甚至大面积坍塌直达地面，破坏路面结构 酿成重大行车事故。确保安全平稳地通过杂填土和砂层是本工 程的重大难点。

为确保中跨大断面浅埋暗挖的施工安全，设计对直线段采 取φ108@300管棚超前支护，开挖时打设小导管超前注浆加 固，对曲线段采取开挖时打设双排小导管超前注浆加固，上下 台阶法开挖，拱顶格栅分三节安装。根据对施工范围地质情况 的分析和对沈阳地区类似工程的研究，本工程浅埋暗挖大断面 施工中采用大管棚法存在以下几个方面的问题。

①管棚施工对原状砂层产生较大的扰动，直接影响到地面 和管线，以及后续的开挖施工。

②砂层在长时间的降水后，含水量低，呈松散状，能够从管 棚的钢管之间漏出，引起塌方和地面沉陷。

③由于断面大，每施工循环需要开挖土方7.6m?,打设注浆小导管26根，安装3节格栅，掌子面暴露时间长，产生安全隐患。

④长管棚施工的偏差较大，影响开挖面尺寸的控制。

⑤大跨度的曲线段格栅复杂，开挖和安装格栅的时间较长，仅采取双排小导管超前注浆加固是不够安全的，需要采取 加强措施。

管棚的优点是在地面荷载和扰动较大的地段如掌子面失 稳时可以防止地面的整体下沉。

CD法施工方案是将中跨断面分成三个洞室，拱部由1号 和2号两个洞室组成，施工时1号洞室先掘进2.0m~3.0m,2号 洞室跟进，然后1、2号洞室保持同步掘进，1号洞室的侧墙成 为中隔壁支撑拱顶。下部的3号洞室在拆除中隔壁后再开挖。 对直线段和曲线段均采用双排小导管超前注浆加固。CD法施 工方案具有以下五个优点。

①CD法施工增加了超前小导管和注浆量，有效地防止了 漏砂现象发生，稳定了掌子面。

②拱部分成两个洞室后，单洞室能够快速封闭成环。增加 了中隔壁可以大大减小大跨度拱顶的沉降变形，维护初支的稳定，降低了施工风险。

③两个洞室前后错开2.0m~3.0m,中跨格栅能够快速与小 导洞内的格栅连接，中跨拱顶初支快速整体成型。

④施工方便，克服了曲线段的施工困难，适用性强。曲线段 外弧区的格栅数量要成倍多于内弧区，内弧区的格栅均为整 榀，外弧区的大部分格栅为半榀，半榀格栅在跨中锚入整榀格 栅中。在外弧区半榀格栅施工初期可以通过落在中隔壁上，从 而解决了内外弧开挖进度不均的问题。

⑤省却了施做管棚的工作洞室和施工管棚的时间，可以加 快施工进度。中隔壁格栅钢筋可以拆除回收。

在砂层中施工管棚进行超前支护的作用不明显，甚至有负 面作用。采用CD法方案，设置中隔壁，解决了跨度大的问题， 增加小导管和注浆范围，解决了拱顶漏砂和塌方的难题。CD法 方案施工安全，工艺成熟，还可以加快施工进度。

经过认真的比选，最终选定了CD法施工方案。

在两侧小导洞内的中跨初支和初支背后回填完成后，在不拆除小导洞边墙的情况下施工中跨的拱顶初支，与小导洞内的 中跨初支在小导洞边墙上进行连接，形成中跨大断面的拱顶初 支，整体的初支跨度达到11.77m,弧长为15.23m。为确保大断 面的施工安全，各工序的施工需要采取有效的预防措施。

进暗挖段需要破除明挖段基坑围护桩，施工马头门(洞门)。 破除围护桩将影响明挖段基坑的稳定，对桩背后土体产生较大  地扰动，影响后续的暗挖施工。

破除围护桩前首先要对明挖段的支护体系进行调整加固， 保持在马头门施工过程中基坑的稳定，其次要对马头门上方的  桩后土体进行超前注浆加固，根据土层性质、马头门尺寸和破  桩扰动的大小决定超前加固的范围。

施工马头门时刚进入暗挖段，开挖面不能形成核心土支护 掌子面，整个掌子面都由围护桩支护着。先沿着拱部格栅的轮 廓破除桩体，在桩内侧联立两榀格栅， 一边向前开挖一边向下 破除围护桩，保持掌子面砂体一定的稳定坡度，防止掌子面失 稳坍塌。在拱顶进入5m后，掌子面能形成稳定的核心土，马头 门段的施工才算完成。

1号洞室先进，开挖前打设14根1.8m长(每榀格栅施工 一次)和14根3.6m长(每4榀格栅施工一次)的φ32.5超前小导管进行注浆加固，掘进50cm安装拱顶格栅和中隔壁格栅，并喷注初支混凝土。仰拱在核心土迁移露出洞底后再安 装。拱顶格栅在小导洞侧墙上与预留外露的小导洞内中 跨初支连接件连接牢固。

在1号洞室掘进5m后再开挖2号洞室，并将1、2号 洞室掌子面距离缩短至2.0m。两洞室短距离可以使中跨 大断面快速成型，形成一个完整的拱形受力体系，将顶部 荷载传递到围护桩上，减缓中隔壁的受力下沉。

2号洞室的底部要高于1号洞室50cm,保持中隔壁 基础的稳定。在曲线段要根据两洞室格栅的数量调整开 挖的节奏。两洞室持续推进直至完成。

当拱顶初支喷混强度达到设计值的100%后，拆除中 隔壁和仰拱，开挖3号洞室的土方，完成两小导洞之间中 跨的开挖施工。如果暗挖段较长，中隔壁和仰拱可以考虑 周转使用。

由于中跨有11.77m宽，上方有车辆行驶，小导洞侧

墙将中跨初支分成三部分，有效地改善了中跨初支的受力分布，减小 了初支变形，为保持中跨初支的稳定，小导洞侧墙在施工中跨拱顶二 衬前根据二衬施工节段的长度和顺序分段拆除。

小导洞侧墙拆除后，中跨大断面的开挖初支才完成形成。随后立 即进行拱顶防水和二衬混凝土浇筑，最终完成拱部的结构施工。

采用CD法开挖方案，二号风道暗挖段中跨自2009年7月20 日开始施工，8月23日初支完成，施工中未发生塌方、大量漏砂等问 题。经观测，拱顶最大沉降量为3.0mm,为设计允许值的10%,变形 很小，安全快速地完成了浅埋暗挖大断面的开挖施工。