浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法施工技术

王春学

摘要：采用双侧壁导坑法开挖浅埋段隧道，工法简单，结构稳定，初期支护拆装便捷，施工安全系数高，能够达到安全、经济的施工要求，并且对以后浅埋段大跨度隧道施工有很好的借鉴作用。本文将结合某隧道工程施工过程，对该工法进行具体阐述。

Abstract： Using double side drift method in shallow-buried tunnel excavation， the construction method is easy and the structure is stable. The assembly and disassembly of preliminary bracing is convenient， the construction safety coefficient is high， so it can meet the safe and economical construction requirements， and also provide reference for the large span tunnel construction in shallow-buried section in the future. This paper expounds the construction method based on the construction process of a project.

关键词：双侧壁导坑法；施工技术；对比

Key words： double side drift method；construction technology；contrast

中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）06-0140-02

0 引言

近些年，我国的公路建设不断向山区发展，公路隧道逐渐增多，隧道施工技术日臻成熟，许多工程队都有了建设大跨度隧道的技术能力。与一般的公路工程相比，大跨度隧道的施工难度较高，必须选对施工方法和技术方案，才有可能达到预期的经济效益。双侧壁导坑法把整个隧道大断面分为若干个小断面分开施工，最后组建成一个贯通的大隧道，既保证了断面的施工质量，又提高了施工的安全系数，故本文将针对该工法进行详细论述。

1 双侧壁导坑法施工特点

双侧壁导坑法是针对软弱围岩和松散土质围岩施工条件，在新奥法施工理论的基础上提出的一套全新的隧道施工工法。该工法的隧道埋深小于或等于隧道直径，修筑所引起的地表沉降非常小，围堰稳定性较高，因此施工效果比较好。

2 双侧壁导坑法施工工艺原理

采用浅埋暗挖双侧壁导坑法施作大跨度隧道时，开挖与浇筑需要同步进行。实际上，它是将一整个隧道断面分为6个独立的断面分别掘进，最后贯通形成一个整体的隧道。土层在断面开挖时能维持自身的稳定性，可在现场紧贴岩壁、土层安装网状支护网形成薄壁支护结构，让中隔壁和中隔板受力。砂层、砂卵层或粘性土层都可以使用这套工法。若采用明挖法施作隧道，前期必须报批审核、动迁，有的还需要掘路，浅埋暗挖双侧壁导坑法不需要这些程序，简单又方便。

3 双侧壁导坑施工方法

侧导洞分上下两个台阶分别开挖。采用人工风镐开挖上台阶，挖出的土方翻入下台阶，用翻斗车运至垂直提升台，在桁架电动葫芦的驱动下垂直提升到指定位置。当挖出的上台阶长度达到两三米时安装初期支护结构，在两侧洞安装钢架横撑作为临时支撑，最后封闭成环。两洞之间的部分也按侧洞的方式开挖，开挖后在拱部安装钢架支撑，使侧洞与拱部连成一环向支撑体系。用输送泵浇筑二次衬砌，按照从底部到两侧再到中部的顺序依次浇筑隧道仰拱，使之形成仰拱圈。用自制仰拱底模施作二次衬砌仰拱，用衬砌台架安装钢模形成边墙和拱圈，泵送混凝土。施作仰拱时在初支背后同步注浆，以免地表产生严重的沉降现象。浇筑时要不定时的检查监督，运用信息手段实时监测现场情况，施工完毕后尽快转移格栅支撑，施作该段二次衬砌。两侧导坑宜错开3～5m进行浇筑，中间土体（如5部）开挖初期支护与最前面侧导坑开挖面错开6～10m。具体的工法和操作顺序详见图1。

3.1 两侧导坑上部开挖及支护

①上部开挖。采用超前小导管预注浆加固地层后，人工开挖翻碴至下台阶，再通过翻斗车运到提升架下，用电动葫芦垂直吊运到指定位置。开挖循环进尺0.5m，现场控制中线水平，以防超挖、欠挖。在开挖过程中，为了避免产生应力集中现象，应保持一个圆顺的轮廓线，且两侧必须错开三五米。

②上部断面初期支护。1）初喷砂层段：开挖断面后尽快初喷4～5cm厚的砂层封闭拱顶，再根据围岩的稳定性喷射粘土层段。2）格栅钢架：按设计、施工要求制作格栅钢架。安装钢架前先彻底清理浮土，夯实拱脚，必要时加垫垫板，每隔0.5m纵向设一钢格栅和一？准22连接筋，环向间距设成1m，交错布置。3）挂网：按照15×15cm的网格间距用Φ8钢筋制作成一1.5m×0.7m的单层挂网，紧贴围岩铺在格栅钢架背后。4）喷射混凝土：采用TK-961型湿喷机喷射混凝土。砂层段初喷3～5cm厚，安装格栅钢架，将一超前管棚循环打入钢架腹部，封闭管口，复喷至设计厚度。5）锁脚锚管：将2根Φ42锚管锚固在拱脚部位，用焊接的方式连接锚管尾和格栅钢架。喷射混凝土时不要破坏管口，喷完后压浆。

③超前小导管作业。用？准42×4mm普通钢管制作成长2.5m～3m的超前小导管，管顶削尖，管尾焊上垫圈。钻孔：用风钻将超前小导管顶入孔内，清孔后压浆。沿拱部周边轮廓线布置超前小导管，使其穿过钢架腹部，形成约20°的外插角，管尾焊在钢架上。注浆：为保证注浆质量，注浆前孔口处喷20cm混凝土封堵。用0.3～0.5MPa的高压注浆泵将水泥、水玻璃浆液注入孔内（根据现场条件设定浆液配合比），使浆液扩散相互咬接，对围岩起到加固作用。

3.2 两侧下部开挖及支护

开挖到两侧下部时，每循环进尺1m，下部就与上部错开3m。反坡开挖注意排水，需要在掌子面挖一集水坑，通过集水坑将水抽排至洞外。同步施作永久支护和临时初期支护，完工后尽快封闭环状。其余与上部同。

施作两侧下部时，按照以下流程逐步开展施工活动：

开挖两侧洞下部（一侧与另一侧错开5m）→开挖两侧下部及仰拱部分（循环进尺1.0m）→初喷4～5cm厚的混凝土→安装钢架和钢筋网，焊联接筋→按设计厚度二次复喷混凝土→进入下一循环。

3.3 中间上部开挖及支护

两侧洞初期支护结构施作完毕后开挖中间土体，两侧初支开挖错开3～5m。中间上部按以下流程施工：

安装超前小导管预注浆加固→开挖土石方→初喷4～5cm厚的混凝土→安装钢格栅，焊接纵向联接筋→安装钢筋网→复喷混凝土→进入下一循环。

3.4 中间下部开挖及支护

待中隔板、中隔壁支撑等开挖支护结构的变形基本稳定后，即可开挖中下部。先开挖中间下部土体，再在中间底部安装钢格栅、钢筋网，最后喷射底部混凝土封闭仰拱。开挖时，下部与上部应错开30～50m，以防两道工序之间相互干扰。

4 施工事项和控制要点

①围岩较差段，每循环纵向进尺长度以50cm为宜，围岩稍好段，每循环纵向进尺长度以100cm为宜，但不宜大于100cm施工。②侧壁开挖后，中间围岩实际是悬空的，岩体受扰动后易松动脱落，因此不宜采用爆破的方式进行开挖，否则会破坏壁墙。③由于分多次开挖，岩体易受扰动，因此开挖时应不定时对岩壁进行量测，并根据出渣情况进行断面监测，严防高超挖、欠挖。④临时侧壁墙的拆除，必须等围岩稳定后进行。⑤由于工程一般位于洞口浅埋段，应加强地表稳定性及围岩稳性的判别，并根据变形情况及时采取相应措施。⑥施工中及时处理和分析监控量测数据，当位移-时间曲线大幅度波动，说明围岩或支护体系极不稳定，此时必须立即停止进尺，加固处理不稳定的岩体或支护结构，以防发生支架垮塌或冒落等安全事故。

5 案例分析

京珠复线长（沙）湘（潭）高速龙洞隧道为一左线长605m，右线长658m的分离式双向六车道龙洞隧道，其位于长沙市岳麓区莲花镇。隧道进口右洞出露的地层表面碎石土，上部为第四系粉质粘土，下伏基岩主要为变质砂岩、泥岩、泥质板岩等，地质结构较复杂。隧道进口Ⅴ级围岩地段开挖跨度为18.03m，高12.31m，洞口段Ⅴ级围岩支护结构，左洞为三台阶法施工，右洞洞口采用双侧壁导坑法，两种工法对比分析见表1。

6 结束语

采用双侧壁导坑法施工，将大断面隧道开挖分成6个小断面开挖；将大断面隧道衬砌分成几部分衬砌。按照“短进尺、早支护、勤量测、速反馈”的设计要求逐步开挖，确保了结构稳定，同时解决了城市道路隧道的工期紧张，工艺流程繁琐，各工序相互干扰，不易进行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道路大跨度隧道和软弱围岩的洞口施工有很好的借鉴作用。

参考文献：

[1]JTG F60-2009，公路隧道施工技术规范[S].人民交通出版社，2009.

[2]JTG D70—2004，公路隧道设计规范[S].人民交通出版社，2004.

[3]沈安乐.湿陷性黄土地区城市大断面浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法施工技术[J].石家庄铁道大学学报（自然科学版），2013（S2）.