双侧壁导坑施工法在凤凰地铁站的应用研究

郑建岭

(中铁十八局集团隧道工程有限公司, 重庆 400039)

双侧壁导坑施工法在凤凰地铁站的应用研究

结合重庆市凤凰站工程实例，从双侧壁导坑法的设计及施工工艺着手，分析了双侧壁导坑法开挖、爆破、钢架安装等施工中的问题及注意事项，希望有所借鉴。

双侧壁导坑法；大断面；施工技术

随着城市人口大量增加，地铁对缓解城市人口出行压力有很大的影响。但是我国地铁施工技术起步比较晚，和很多发达国家相比还存在很大差距，由于我国地质环境比较复杂经常需要在软岩层中施工，大大增加了施工过程中的安全隐患。双侧壁导坑法具有安全、稳定、经济、便捷的特性被广泛应用在开挖大断面地铁施工技术中，本文结合重庆市九龙坡区的凤凰站地铁施工方案和相关文献的参考，着重对双侧壁导坑法的施工原理、施工工艺这两个方面进行分析，希望对我国地铁施工技术有一定帮助。

1 工程概述

凤凰站位于重庆市九龙坡区，距离西南侧的二郎立交约1.0km，该站北侧为寓乐圈小区和同心家园小区，南侧为的恒基兆业小区，站址上方为成渝高速公路及绿化带，主体隧道拱顶覆盖层厚度约14.247m～17.816m，其中中风化岩层4.58m～14.96m。车站设计起讫里程：YDK46+398.071～YDK46+618.071，全长220m。采用12m岛式站台，有效站台长140m，设计为单拱双层，局部三层结构，采用暗挖施工(最大开挖宽度23.44m，高度21.14m)，复合式衬砌，全包防水，结构内净空21m。车站设一座施工通道作为施工期间主要出渣进料通道，通道采用一主一辅双通道形式，主通道连接车站上半断面，交点里程YDK46+444.271，主要用于车站上半断面施工。辅通道连接车站下半断面，交点里程YDK46+510，主要用于车站下半断面施工。凤凰站地铁施工平面图如图1所示。

图1 凤凰站平面图

通常情况下，地质岩层有六种级别，通过调查凤凰站周围的土质情况，发现其属于Ⅴ级中软岩，岩质比较差，各个岩层之间有的地下渗水比较多，在地铁施工过程中，大断面的面积超过100平方米，普通的开挖方法很容易造成拱顶暴露，甚至坍塌，所以在这样的情况下，只能选择双侧壁导坑法，来保证使用施工的安全性和稳定性。

2 双侧壁导坑法的设计原理

双侧壁导坑法设计的原理就是把一个大断面分割成两个对称的导坑进行施工，或者分成多个独立的小断面。其施工步骤如图2所示。

图2 双侧壁导坑法施工步骤图

从图中可以看出，双侧壁导坑法在施工过程中，导坑的断面近似椭圆，导坑的轮廓比较园顺，能够很好的减少应力集中，而避免发生坍塌的事故的发生。在双侧壁导坑法施工过程中初期使用挂网、钢架、喷混混凝土等方式进行支护，然后通过其他的一些辅助措施，从而提高大断面的施工效率，减少拱顶的的变形。

3 双侧壁导坑法的施工工艺

3.1 开挖过程中的施工工艺

在开挖过程中，如果遇到特殊的岩层，通常情况下选择人工预裂爆破的方式对侧壁导坑进行掏槽，在爆破过程中一定要选择从周边向里爆破的方式，保证断面能够产生贯通的裂隙，然后采用机械设备进行开挖。如果在开挖过程中遇到较大的石头，限制机械设备的开挖的进度，可以通过风镐把大型石块击碎，或者通过松动爆破的方式，把大型石块击碎，然后再采用机械设备进行清除。在机械设备开挖的过程中，尽量减少机械设备重击岩石，防止机械对拱顶产生破坏，如果有些部位机械不能到达，要采用人工辅助的方式进行破碎开挖。

3.2 爆破过程中的相关工艺参数

在双侧壁导坑法开挖大断面地铁站施工技术中，爆破技术是最关键的技术，对地铁站的质量和施工人员的安全有很大影响。所以在爆破过程中一定要控制好相关的工艺参数。首先要规定炮眼的深度，炮眼的深度主要受到爆破过程中地面震动的影响，根据实际的情况设计出科学、合理、规范的炮眼深度。在凤凰站地铁中，由于其周围的土质情况属于Ⅴ级中软岩，所以根据国家制定的《危险性较大分部分项工程管理办法》(建质〔2009〕87号)文中有明确规定，Ⅴ级中软岩炮眼的深度通常情况下为0.5m～0.8m之间。其次要控制好炮眼的数目，根据《爆破施工计算书》中的规定，每次开挖的面积为12平方米，通常情况下炮眼的数目为1.5个。其次是炮眼的布置，在炮眼布置过程中要根据断面的轮廓设备炮眼的位置，炮眼的直径通常情况下为8m～12cm,那么每个炮眼在之间的距离就是规定为40cm～50cm之间，根据有关试验资料表明，经测定对脆性坚硬岩石爆破来说，岩石从炸药爆轰开始到移动的时间t为8ms～22ms；中硬岩达到100ms，从有利于后段炮眼的爆破出发，后段的起爆应在前段爆破卸载后开始，即每段起爆的间隔时间应大于岩石从炸药爆轰到开始移动这一段时间。但是，每段起爆间隔不宜太长，间隔时间太长，炸药爆炸能量不能互相利用，后爆段不能起到补充前爆段的破碎作用和抛掷作用。试验结果表明，掏槽爆破段时间间隔以50ms～75ms为宜，后续炮眼的间隔段时间受爆破器材条件限制，只能逐段进行安排。

3.3 凤凰站钢架的施工工艺

在凤凰站钢架施工中选择的是I22b型钢加工，其主要的施工工艺流程图如图3所示：

图3 钢架施工工艺流程图

3.3.1 钢架的加工工艺

钢架加工要根据凤凰站地铁隧道的情况根据断面的曲率，分段进行钢架加工，保证钢架加工能满足实际的设计要求。首先要在施工现场进进行测量和尝试组拼，根据测量的结果制定合理的尺寸要求，在钢架加工过程中一定要把误差控制在3cm作用，并且要保证钢架的平整度，把平面翘曲控制在2cm左右，等设计好全部尺寸以后，就可以开始批量生产。在钢架加工中还要注意焊接的质量，不能有裂纹、焊渣等缺陷存在，同时控制好焊缝的厚度，焊接完成以后要通过超声波检测技术对焊接的质量进行检测，保证没有缺陷以后再进行钢架安装。

3.3.2 钢架安装工艺

在钢架安装过程中，首先要喷射2cm厚的砼，立即安装钢架。在钢架安装前要把钢架基地内的杂质全部清理干净，从图3中可以看出，钢架总共有7个部分组成，每个部分的底部都要打设2根锚杆，在这一过程中要在保证锚杆和岩面垂直，尽量保证钢架和初喷面紧密接触，并保证锚杆焊接的质量。当钢架架立完成以后，要第一时间进行喷砼作业，保证复喷砼能把钢架全面覆盖。

4 双侧壁导坑法施工工程中的注意事项

4.1 提高方案的的评审力度

当地铁站的施工图纸完成以后，要组织相关的技术人员和权威人士对图纸进行详细的审查，由工程管理的人员对施工过程主要注意的安全事项进行完善，在保证施工人员安全的情况下，保证施工顺利进行。并根据现场实际情况制定出具有科学性、合理性、实用性的施工方案。

4.2 加强关键部位的施工技术

地铁工程不同与其他建筑工程，在后期投入运行过程中，如果出现质量问题，不但会影响地铁的正常运行，而且会对人员造成人身安全威胁，所以一定好重视关键部位的施工，比如主通道和车站断面之间的转换、车站附属结构接口部位、地表附着物保护等都需要加强管理，从而提高地铁工程的质量和使用寿命。

5 结论

综上所述，随着我国城市化进程不断加快，地铁事业的快速发展很大程度了缓解了我国城市人口出现的压力，本文通过分析重庆市九龙坡区的凤凰站地铁施工方案和相关文献的参考，着重分析了双侧壁导坑法开挖大断面地铁站施工技术的原理和施工工艺，从中可以看出在地铁施工过程中，应用大断面地铁站双侧壁导坑法开挖施工技术不但能很大程度上提高地铁工程的质量和使用寿命，提高施工效率，降低施工成本。希望通过本文的分析对我国地铁事业的发展有一定帮助。

[1]傅志勇. 双侧壁导坑法开挖小净距大断面软岩隧道施工控制. 西部探矿工程,2016,(1):181-184.

[2]田执祥. 双侧壁导坑法开挖大断面软岩隧道施工技术. 价值工程,2012,(6):73.

[3]石磊,侯小军,武进广. 大断面黄土隧道施工工法研究. 隧道建设,2013,(3):173-178.

[4]郭杰. 改进的双侧壁导坑法施工安全性分析. 隧道建设,2014,(6):525-533.

[编校：杨 琴]

Application of Double Sidewall Drift Method in the Phoenix Metro Station

ZHENG Jianling

(TunnelEngineeringCompany,ChinaRailway18BureauGroupCo.,LTD,Chongqing400039)

This article unifies the Chongqing City Phoenix Station as an example, and starting from the design and construction technology of double side drift method, analyzes the problems in the construction of excavation, blasting, steel frame installation with the method of double sidewall drift method and the matters needing attention, and lastly hopes it will be helpful.

double side drift method; large section; construction technology

2016-11-05

郑建岭(1981- )，男，河北邢台人，工程师，研究方向为施工技术。

郑建岭

(中铁十八局集团隧道工程有限公司, 重庆 400039)

U455.4

A

1671-9654(2016)04-068-04