双侧壁导坑法在地铁浅埋暗挖隧道中的应用

蔡启章

（中铁十五局，河南 洛阳 471000）

1 前言

现在的地铁线路大部分是地下浅埋的，所以双侧壁导坑法在地铁浅埋暗挖隧道施工中就显得尤为重要。浅埋的区间隧道，有的采用盾构法施工；有的采用矿山法暗挖；还有的采用矿山法。矿山法施工主要是运用“新奥法”的基本原理，采用锚喷初期支护，充分利用围岩的自承能力，从而保证隧道的施工安全。地铁浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法施工为矿山法中的其中一种。在城市中采用双侧壁导坑施工方法，既可以保证施工地表不陷、不坍，而且还可以做到保护群众的利益，从而有利于维护城市的交通秩序。

2 双侧壁导坑法的施工特点及适用范围

2.1 双侧壁导坑法的施工特点

（1）地铁浅埋暗挖隧道采用双侧壁导坑法施工，不仅顺利的解决了双线大断面隧道开挖施工的安全问题，而且由于其结构简单、拆装方便，所以很容易保证施工质量和保护生态环境，从而取得良好的经济效益和生态效益。

（2）双侧壁导坑法是在借鉴“新奥法”的某些理论基础上经过进一步的改进提出的一套隧道修建理论和操作方法。许多隧道施工的成功案例证明了该隧道施工方法是适合于松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于隧道直径，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。

2.2 双侧壁导坑法的适用范围

双侧壁导坑法的适用范围主要有以下3种：

（1）适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。

（2）适用于客运专线铁路大跨度双线浅埋偏压Ⅴ级围岩地层，开挖断面在40 m2～120 m2的隧道。

（3）由于双侧壁导坑法适合在水资源丰富的地层中广泛运用，加之我国劳动力资源丰富，所以，该施工方法在北京、广州、深圳等劳动力资源丰富的地铁区间隧道修建中广泛应用。此外，双侧壁导坑法也广泛应用于浅埋地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。这项新技术的运用，不仅结束了我国城市修建地铁大开挖的历史，还开创了我国在大城市松软地层内修建地铁的新途径。

3 双侧壁导坑法施工工艺原理

地铁浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法在本质上是一种边开挖边浇注、化整为零的施工技术。其原理是把整个隧道大断面分为左右上下若干个小断面施工，而且每一个小断面要单独掘进，渐渐地使之最后形成一个大的隧道。该土层在开挖过程短时间内具有自稳能力，可用中隔壁及中隔板承担部分受力，采用网格状支护形式，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构。

4 双侧壁导坑法施工方法

由于浅埋暗挖段易塌方，所以，在开挖前应用大管棚进行防护。断面开挖分两侧导洞和中间核心土三部分。侧导洞分上中下3个台阶，需要开挖台阶长度3 m～5 m，初期支护分别进行，两洞之间的中间核心土部分开挖作业自上而下分4个台阶，部分开挖作业由上至下分4个台阶，并及时施作拱顶钢架和临时横撑及仰拱的钢架，使之与两侧钢架及时联接成环。在施工过程中，我们要加强监控量测，信息化施工，施工时两侧导坑错开施工，一侧导坑落后于另一侧导坑3 m～5 m，核心土部分开挖初期支护落后于前面两侧导坑开挖面6 m～10 m。

4.1 两侧导坑上部开挖及支护

4.1.1 上部开挖

上部开挖时用超前大管棚或超前小导管预注浆对底层进行加固后，由测量人员控制中线水平，施工时确保不欠挖，控制超挖，但是开挖轮廓线要圆顺，减少应力集中，另一侧上部开挖落后3 m～5 m。

4.1.2 上部断面初期养护

初喷：砂层段在开挖后马上进行，以便尽早封闭拱顶暴露面，喷射混凝土厚度为 35 cm。格栅钢架：格栅钢架制作要符合规范化的要求，并且要满足施工要求，安设时清除浮土，拱脚夯实或设置垫板。挂网：网格15 cm×15 cm，成1.5 m×0.7 m的网片，铺设在格栅钢架的背后位置，注意要密贴围岩。复喷混凝土满足设计厚度：为保证施工质量，喷射混凝土中掺入1·2 kg/m聚酯纤维，并加入适量速凝剂，喷射混凝土表面平整度要控制在100 mm内，以保证防水板的铺设质量。

4.1.3 超前小导管作业

超前小导管采用风钻直接顶入，注意压浆前用高压风清孔。超前小导管每环40根，规格是长度为3.5 m，环间距是0.4 m，纵向每2.4 m每环，注浆采用高压注浆泵注入水泥浆液，为了保证浆液扩散互相咬接，以提高围岩的稳定性，压力控制在0.3 MPa～0.5 MPa。

4.2 两侧导坑中部开挖及支护

两侧中部开挖时应遵循一定的原则：每循环进尺0.8 m，中部开挖时要滞后于上部3 m～5 m，同时保证与临时支护同时施工，做到及时与上部钢架连为一体。其余的措施与上部开挖与支护的相同。

4.3 两侧遂底开挖及支护

滞后于中部3 m～5 m，保持与临时初期支护同时施工合作，并做到立即封闭成环。两侧隧底开挖，保证每循环进尺0.8 m，初喷混凝土4 cm，同时做到安钢架、焊连接筋，二次复喷混凝土达设计厚度，进入下一循环。

4.4 中间上部开挖及支护

待两侧洞初支作好一段时间后，开挖中间土体。中间上部施工工艺流程：施作超前小导管预注浆加固——开挖土石方—— 初喷混凝土4 cm～5 cm——安设钢格栅，焊纵向联接筋——钢架之间安设钢筋网——复喷混凝土达设计厚度——进入下一循环。

4.5 中间下部开挖及支护

首先，认真、仔细的检查中隔板、中隔壁支撑；其次，仔细分析上述各部开挖支护后的变形状况；最后，待所有状况基本稳定后，开始开挖中间下部土体。下部开挖应遵循落后于上部30 m～50 m的原则进行，施工工艺流程为：中间下部土体开挖，中间底部钢架安装闭合成环，喷混凝土封闭底部仰拱，进入下一循环。

5 双侧壁导坑法的认识

（1）双侧壁导坑法能够适应岩溶、破碎、断层、膨胀岩为一体的特别复杂的大断面隧道，而且其施工过程易控制，从总体上说，这是一种安全可靠的施工方法，这种施工方法，为我们今后在复杂的底层修建大断面地下工程开辟了新的途径。

（2）“新奥法”施工初期支护是其重要组成部分，其中，支护刚度在整个施工过程中发挥着举足轻重的作用，如果刚度过大，则容易造成浪费，而且也不符合它的基本原理；反之，如果刚度过小，则因不能提供足够的支护阻力造成塌方，因此，我们必须遵循刚度“适度”的原则，防止有关事故的发生。

（3）双侧壁导坑法的成功运用，绝不是说“新奥法”的基本原理已经不适用于复杂地段的软弱围岩，它对“新奥法”有了进一步的深入和了解。尽管地质条件复杂，但我们可以对开挖地面实施及时有效的支护结构，加强施工监测，有利于避免围岩条件的恶化、破坏，而且有利于保护当地的生态环境。

6 结束语

地铁浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法，将大断面隧道开挖分成几个小断面开挖，将大断面隧道衬砌分成几个小部分，施工过程中做到“短进尺、早支护、勤量测、速反馈”，保证了其结构安全，成功解决了地铁隧道的工期紧张、工艺复杂、相互干扰大、地表沉降等难题，施工中量测信息的反馈对循环进尺、支护形式及二次衬砌均有很强的指导作用。对以后大跨度隧道尤其是城市地铁大跨度隧道和软弱围岩的洞口施工起到很好的借鉴作用。