地铁浅埋暗挖车站双侧壁导坑法施工技术

林祥亮 肖建辉 王静雅

摘要：详细介绍了青岛地铁地下车站双侧壁导坑法施工技术，通过此次工程施工实践，对以后城市地铁大跨度车站和软弱围岩的洞口施工有很好的借鉴作用。

关键词：地铁浅埋暗挖车站双侧壁导坑法施工技术

1前言

青岛地铁3号线线路大部分为地下浅埋。浅埋的隧道及车站大部分采用礦山法暗挖，矿山法施工运用“新奥法”基本原理，采用锚喷初期支护，充分利用围岩的自承能力，以保证隧道的施工安全。地铁车站浅埋暗挖双侧壁导坑法施工为矿山法中的一种施工方法，在城市中采用此种施工方法，在保证施工地表不陷，不塌的前提下，做到不扰民，维护了市容和街面上正常的交通秩序。

2双侧壁导坑法施工特点及适用范围

2.1特点

（1）地铁浅埋隧道及车站采用双侧壁导坑法施工，很好的解决了大断面隧道开挖的安全性问题，且结构简单，安全可靠，拆装方便、灵活，经济效益显著。

（2）该法是在借鉴新奥法的某些理论基础上，在青岛地铁3号线工程施工中总结出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法。与新奥法的不同之处在于，它是合适于城市地区松散土介质围岩条件下，埋深小于或等于隧道直径，以较小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。

2.2 适用范围

（1）适用于城市地区松散土介质围岩条件下的浅埋隧道，以较小的地表沉降修筑隧道的技术方法，它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。

（2）适用于V-VI级围岩地层，开挖断面在40-320 m2的大断面车站。

（3）由于该施工方法在有水条件的地层中可广泛运用，加之国内丰富的劳动力资源，在全国地铁暗挖车站修建中得到推广，已成功建成许多各具特点的地铁区间隧道及车站。此外，该方法也广泛用于浅埋地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。这项技术的采用，结束了我国城市修建地铁大开挖的历史，开创了我国在大城市松软地层修建地铁的新途径。

3 双侧壁导坑法施工工艺原理

地铁车站浅埋暗挖双侧壁导坑法施工其原理是：就是把整个隧道大断面分成左中右上中下9个小断面施工，每一小断面单独掘进，最后形成一个大的隧道，且利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采用网状支护形式，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构，且用中隔壁及中隔板承担部分受力。该方法主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。由于浅埋暗挖双侧壁导坑法省去了许多明挖法施工需要的报批、拆迁、掘路等程序，节省了大量的时间。

4 双侧壁导坑法施工

侧导洞分上中下三个台阶，上中台阶土方分阶段采用人工风镐开挖土方，并直接翻入下台阶，然后采用翻斗车外运至垂直提升处，椼架电动葫芦垂直提升。开挖台阶长度2～3m，初期支护分别进行，每侧均设临时钢架横撑，做到步步封闭成环。两洞之间的中间部分开挖作业方式同侧洞，并及时架设拱部和临时横撑及仰拱的拱架，使之与两侧洞及时联接成环。二次衬砌采用输送泵浇筑，二次衬砌采用满堂脚手架及钢模，混凝土泵泵送。该施工过程中，适时进行初支背后注浆，以控制地表沉降。在施工过程中，加强监控量测，实行信息化施工，并根据监测情况，拆除临时格栅支撑，施作二次衬砌。

车站暗挖双侧壁导坑法施工工艺：

1.施作拱部超前支护，主体结构采用双侧壁导坑法施工，双侧壁导坑1开挖支护时，左右两侧应错开不小于15m。

2.下部导坑2，3分台阶开挖，并及时施作支护，施作墙角部位防水层及二次衬砌。

3.开挖核心岩柱上部4，及时施作拱部初期支护。

4.根据监控量测结果，分段拆除临时支撑，一次拆撑纵向长度4.5～6m，施作拱墙防水层及二次衬砌IV。

5.拆除剩余临时支撑，施作底部防水层及二次衬砌。

6.施工车站中板、立柱等内部结构及装修。施工工法和工序见下图1所示。

4.1两侧导坑上部开挖及支护

（1）上部开挖。由于车站结构拱顶处于强风化花岗岩中且覆岩厚度较薄，为确保掌子面稳定及控制地表沉降，采取φ76自进式管棚+φ32超前小导管对掌子面前方岩体进行预加固，对地层进行加固后，采用人工开挖直接开挖翻碴至下台阶，用翻斗车转运至提升架处，采用电动葫芦垂直起吊外运。每一开挖循环进尺为0.5m，有测量人员控制中线水平，施工时保证不欠挖，控制超挖。开挖轮廓线尽可能圆顺，以减小应力集中，另一侧上部开挖落后3～5m。

（2）上部断面初期支护。a、初喷：在开挖后立即进行，以便尽早封闭拱顶暴露面，喷射混凝土厚4～5cm。b、格栅钢架：格栅钢架制作符合设计规范，满足施工要求；安设时清除浮土，拱脚夯实或设置垫板，钢架栅纵向间距按计划要求每榀0.5m纵向设φ22连接筋，其环向间距为1m，交错布置。C、挂网：单层铺设，采用Φ8钢筋，网格20×20cm，铺设在格栅钢架的背后位置，密贴围岩，并与格栅钢架连接牢固。d、喷射混凝土：采用TK-961型湿喷机喷护，第一次喷射3～5cm，架立好格栅钢架后，复喷至设计厚度30cm。e、锁脚锚杆：在拱脚处打设两根φ25索脚锚杆，其尾部与格栅钢架焊接牢固。

（3）超前与加固作业。超前支护是安全通过围岩不稳定带所必需的，超前大管棚及超前小导管支护注浆是主要的两种方式。

a、管棚施作

浮山所车站超前支护含有φ108、φ76大管棚，管棚施做应先施钻、安设及注浆有孔钢管，再施作无孔钢管。

（a）钻孔

根据套拱中预埋的钢套管作为导向管，采用管棚钻机钻孔。掌子面在施工前需按要求先喷一层素混凝土作为止浆墙，以确保掌子面在进行压力注浆时不出现漏浆、坍塌。

钻孔前先检查钻机状况是否正常。钻孔时根据情况确定是否加泥浆钻进，当钻至砂层易塌孔时，应加泥浆护壁方可继续钻进；如不能成孔时，可加套筒或将钻头直接焊接在钢管前端钻进。

钻孔速度应保持匀速，特别是钻头遇到夹泥夹砂层时，应控制钻进速度，避免发生夹钻现象。

为避免钻杆太长，钻头因自重下垂或遇到孤石钻进方向不易控制等现象，开钻上挑角度控制在3°～5°之间，并随时用测斜仪量测角度和钻进方向。

（b）安设管棚

钻孔完成后及时安设管棚钢管，避免出现塌孔。

钢管逐节顶入，钢管接头采用φ114丝口连接，长15cm。

及时将钢管与钻孔壁间缝隙填塞密实，在钢管外露端焊上法兰盘、止浆阀，并检查焊接强度和密实度。

（c）管棚注浆

注浆工艺见下图2：

（a）施工工艺流程

施工工艺：工序作业包括钻孔、布管、封孔、注浆四道工序。

小导管注浆流程见下图3。

（b）钻孔布管

Φ32注浆小导管按设计加工制作和布管，直接利用风镐或钻机推送小导管至设计长度，孔口偏差不大于50mm，孔眼长度应大于设计的小钢管长度，小钢管应平直，尾部焊箍，顶部成尖锥状，采用锤击或钻机顶入，管上按梅花形布置小孔，间隔15cm，孔眼直径8mm，尾部置于钢架上，并与钢架焊接。纵向两环小导管的搭接长度不小于2m。

（c）封孔注漿

在掌子面喷一层5cm厚砼，孔口处设止浆塞，注浆采用注浆泵，注浆压力0.5～1.0MPa，注浆材料选用琉铝酸盐水泥浆，浆液配比现场试验确定。注浆顺序由下至上，浆液用搅拌筒搅拌。遇窜浆或跑浆时，则采取间隔一孔或几孔灌注的方法。

注浆时将两种不同的浆液分别放在两个容器内，使用双液注浆泵按配合比分别吸入两种浆液，两种浆液在混合器混合后注入地层。

4.2中、下部开挖及支护

中、下部开挖每循环进尺1.0m，每部落后上部3m。反坡开挖时，在掌子面设集水坑抽排水，集水坑内抽至竖井集水井后排出洞外。永久与临时初期支护同时施作，并及时封闭环状。中、下部施工工艺流程为：一侧侧洞中、下部开挖落后，另一侧侧洞下部开挖5m→两侧下部开挖、每循环进尺1.0m→初喷混凝土4～5cm→安钢架、挂钢筋网、焊联接筋（→二次复喷混凝土达设计厚度→进入下一循环。

4.3中间上部开挖及支护

待两侧洞初支作好一定时间后，开挖中间土体，落后一侧侧洞开挖初支3～5m。中间上部施工工艺流程图：施作超前小导管预注浆加固→开挖土石方→初喷混凝土4～5cm→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。

4.4中间中、下部开挖及支护

检查中隔板、中隔壁支撑，分析各部开挖支护后的变形收敛情况，处于基本稳定后，开挖中间中、下部土体。施工工艺流程图为：中间中、下部土体开挖→中间中、底部钢格栅和钢筋网安装→喷混凝土封闭底部→下一循环。

5结语

采用双侧壁导坑法施工、将大断面暗挖车站开挖分成9个小断面开挖，施工中做到“短进尺、早支护、勤量测、速反馈”，保证了结构安全，成功解决了青岛地铁暗挖车站工期紧张、工艺复杂、互相干扰大、地表沉降控制等难题。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及车站和软弱围岩的洞口施工有很好的借鉴作用。