暗挖地铁车站双侧壁导坑法施工技术

马志民

中国电建集团铁路有限公司，北京 100044

随着时代的进步和科技的日益发展，大中型城市，地面可用空间被大量占用，导致城市内交通、生产、生活、商业等受到严重影响。地下敷设的轨道交通建设有效降低了地面的交通压力，而地铁车站是轨道交通的重要构成部分。近年来，随着城市规模的不断扩大，地铁车站采用暗挖法施工的越来越多。双侧壁导坑法是暗挖施工中比较适用于埋深小、跨越大、地质劣等工况的一种工法，是暗挖施工中重要的施工技术。

1 工程概况

某城市地铁车站为暗挖双层岛式车站，采用双侧壁导坑法施工，车站全长192.3m，标准段净宽21.3m，车站拱顶覆土8.7m。洞室基本位于粉质黏土层中，局部处于粉砂层，该段地层无不良地质作用，围岩缺少自稳性，土体易发生松散坍塌。含水层厚度大于30m，埋深约17～23m，稳定水位标高118～123m，略具承压性，年水位变幅约3m 。

2 基本原理

双侧壁导坑法属于新奥法的一个分支，以新奥法基本原理为依据。充分利用了围岩的自稳能力和开挖面的空间约束作用，采用以小导管、锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形。双侧壁导坑法是一种边施工边浇筑的技术，其基本工序为：先用两个中隔壁把车站全断面分成左中右3个洞室施工，再用中隔板把洞室分隔成6个小洞室进行施工，中隔壁和中隔板承担部分受力，利用土层开挖过程中短时间的自稳能力，每一个小洞室单独施工，左、右侧导洞先行，中间洞室紧跟其后；初期支护仰拱成环后，按照一定顺序拆除中隔壁和中隔板支撑，再进行二次衬砌施工的一种方法。

3 施工工序

首先进行1部土体开挖初支；1部下台阶土体开挖初支进尺3～5m后进行3部土体开挖初支；3部下台阶土体开挖初支进尺3～5m后进行5部土体开挖初支；5部下台阶土体开挖初支进尺30～50m后进行2部土体开挖初支；2部下台阶土体开挖初支进尺3～5m后进行4部土体开挖初支；4部下台阶土体开挖初支进尺3～5m后进行6部土体开挖初支；然后分段拆除下部临时支撑；施工仰拱二次衬砌；接长竖向支撑；施工下部侧墙二次衬砌；分段拆除全部临时支撑；施工上部二次衬砌，完成结构施工。双侧壁导坑法每个部位的间隔图如图1所示。

图1 双侧壁导坑法每个部位的间隔图

4 初期支护

首先采用A32×3.25，长2.0m的小导管注浆加固地层，导管纵向间距0.5m，环向间距0.3m，沿拱部布置。注浆采用普通水泥浆（如遇砂层采用水玻璃浆液注浆），注浆压力0.2～0.5MPa。然后开挖土体，拼装格栅钢架，每榀格栅安装时沿拱角部位设锁脚锚管，格栅钢架采用HRB400，A35、A14钢筋，纵向间距0.5m。锁脚锚管采用A32x3.25钢管，锚管长3m，打设角度45°。在格栅钢架上挂网喷射混凝土，钢筋网采用HPB300钢筋制作，A6@150×150，拱墙内外双层布置。喷射混凝土采用C25混凝土，厚0.35m。每循环施工进尺0.5m，开挖一环支护一环。

4.1 小导管施工

小导管前端做成尖锥形，尾部焊接φ6mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm梅花型钻眼，眼孔直径为6～8mm，尾部长度不小于60cm，作为不钻孔的止浆段。在格栅钢架上采用红油漆设计间距做好孔位标记，采用风枪钻孔，孔径较设计导管管径大10mm，倾角根据设计位置确定。成孔后将小导管按照设计间距从格栅钢架腹部打入，外露20cm并牢固焊接在格栅钢架上。注浆前先冲洗管内沉积物，单孔注浆压力达到设计要求值，持续注浆10min且进浆速度为开始进浆速度的1/4时注浆结束，进行下一导管的注浆。

4.2 土方开挖

土方开挖采用人工开挖，风镐配合坚硬的土层，均采用台阶法开挖，台阶纵向长度控制在3m左右。掌子面按1：4放坡，环形开挖中间预留台状核心土，核心土高度由洞室高度确定，距左右初支0.8m，沿导洞掘进方向长度为1.5m，面积不得小于断面的1/2，核心土的形状在保证维持掌子面稳定的前提下，兼作为工作平台，以便于进行格栅安装、喷射混凝土操作。开挖过程中用激光指向仪控制开挖中线及水平标高，确保开挖断面圆顺，开挖轮廓线应充分考虑施工误差、预留变形和超挖等因素的影响，开挖一环支护一环，严禁超挖、欠挖。土方采用三轮车集中拉运至竖井底堆放，由竖井提升系统将土方运至地表渣池，由装载机装车、自卸汽车运送至指定地点排放。

4.3 格栅钢架及钢筋网施工

格栅钢架采用定型模具加工，模具根据尺寸现场制作。加工应做到尺寸准确，弧形圆顺，钢筋焊接长度满足设计要求，钢架主筋中心与轴线重合，接头处连接孔位准确。允许偏差为：拱架矢高及弧长为±20mm，架长为±20mm。加工完的钢架应放在水泥地面上试拼。组装后在同一个平面内，断面尺寸允许偏差为±20mm，扭曲为±20mm。

安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖部分，并将松碴清理干净，保证钢架正确安设，格栅钢架下部垫上木板，防止钢架下沉或失稳。钢架与掌子面土体之间紧贴，两榀钢架间沿周边设纵向连接筋，环形间距1m，沿主筋内外双层交错布置，形成纵向连接体系，然后挂设钢筋网片，钢筋网片绑扎在钢架的设计位置，并与格栅钢架牢固连接，然后施作初期支护混凝土。

钢筋网也在地面加工场地分段制作，运至现场安装。用φ6盘条调直并除锈后，点焊成150×150mm网片。钢筋网片与格栅钢架连接牢固，网片搭接20cm，并紧贴支护面并保持30mm的保护层。

4.4 喷射混凝土施工

喷射混凝土采用湿喷工艺。混合料采用强制式搅拌机拌和，搅拌时间不少于2min，出料坍落度控制在10～14cm，并在保证连续供料。喷射施工前先进行试喷，试喷合格后再投入喷射施工。喷头距受喷面的距离0.6～1.0m，喷头与受喷面保持垂直，如遇受喷面被钢筋网片、格栅覆盖时，将喷头稍微偏斜。采用分层喷射，一次喷射厚度为7～10cm。后一层喷射在前一层砼终凝后进行，若终凝后1h以上再次喷射砼时，采用风、水清洗受喷面。每次喷砼完毕后，即时检查厚度，若厚度不够需进行补喷达到设计厚度。

4.5 初支背后注浆施工

初期支护完成后为了增强混凝土与围岩的共同承载力，应及时进行充填注浆，充填注浆宜紧跟开挖工作面、并距开挖工作面5m的地方进行。背后充填注浆孔应沿车站拱部和边墙布设。环向间距：起拱线以上为2.0m，边墙为3.0m；纵向间距为3.0m，呈梅花形布置，且拱顶位置需确保有1根注浆管；注浆深度为初期支护背后0.5m。浆液采用质量比位1：1水泥浆，如遇砂层采用水泥水玻璃双液浆，注浆压力0.2～0.5MPa。

5 二次衬砌

初支完成后约100m，进行二砌混凝土施工。二砌利用地泵浇筑，先分段拆除下部临时支撑，进行基面处理；铺设仰拱防水板；施工混凝土保护层；绑扎钢筋浇筑仰拱混凝土；接长竖向支撑；接长边墙防水板；绑扎侧墙钢筋；搭设模板支架；浇筑侧墙混凝土；分拆除临时支撑，基面处理；接长边墙及拱部防水板；绑扎上部钢筋；搭设模板支架；浇筑上部混凝土，完成结构施工。

先浇筑6m同时作为实验段，根据监测结果确定后续每仓长度，若沉降满足要求后续长度，按8m进行施工，采用C35P10的商品混凝土。侧墙及上部结构利用衬砌台架及钢模施工。

在实际施工中，应建立一整套围岩支护结构监控量测系统，进行信息化施工管理，随时掌握施工过程中的动态变化，合理安排，调整施工工艺和设计参数，并结合监测情况，及时拆掉中隔壁和中隔板，进行二次衬砌施工，确保施工安全。

6 结语

施工过程坚持“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”十八字方针，建立信息化监控量测系统来指导施工，确保本暗挖车站顺利和安全的建设。本案例充分体现了双侧壁导坑法施工车站的优势，即不影响城市地面交通。随着城市交通压力的进一步增大，会有越来越多的地下车站采用暗挖方式施工，双侧壁导坑法应用将会越来越广泛，研究双侧壁导坑法施工技术，必定会为城市车站施工带来更安全的保障。