双侧壁导坑法在地铁大跨度隧道开挖中的应用

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1. 工程概况

金安桥站～苹果园站区间采用矿山法施工，区间右线中心里程右XK1+870.559～右XK2+012.414合141.855m，左线中心里程左XK1+853.806～左XK2+012.414合158.608m。勘探范围内的土层划分为人工堆积层、新近沉积层、第四纪晚更新世冲洪积层和三叠纪基岩四大层，隧道整个位于卵石⑦层与卵石⑨层之间，结构顶拱主要位于卵石层⑦，底拱主要位于卵石层⑨。本段区间为存车线、单渡线及正线，共涉及13种断面形式，受力转换频繁，施工工法复杂。其中右线最大断面QYB开挖尺寸为15.9m×11.7m，采用双侧壁导坑法8导洞进行施工。

图1 金安桥站～苹果园站区间结构平面图

图2 QYB断面剖面图

2. 双侧壁导坑法

2.1. 工法原理

以“新奥法”为指导，采用锚喷初期支护，各自封闭成环，充分利用围岩的自稳能力，减少工后沉降，以保证施工的安全及质量。以QYB断面为例，具体为：将大断面隧道分为8个断面施工，每个断面单独掘进，最后形成一个断面的隧道，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，且用侧壁支护承担中间部分围岩的重力。

2.2. 浅埋暗挖法施工原则

浅埋暗挖法施工应严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的十八字方针原则进行。

3. 施工方案

3.1. QYB断面双侧壁导坑法施工步序

图3 QYB断面双侧壁导坑法施工步序

（1）做拱部及侧壁单排超前小导管注浆加固地层，台阶法开挖左上1号洞土体，上台阶预留核心土，施做初期支护，及时封闭临时支护；待1号洞初支封闭进尺6m后，台阶法开挖左下2号洞土体，施做初期支护及时封闭仰拱。

（2）对右上3号洞拱部及侧壁超前小导管注浆加固地层，待左下2号洞土体进尺6m后，台阶法开挖3号洞，上台阶预留核心土，施做初期支护，及时封闭临时支护；待3号洞初支封闭进尺6m后，开挖右下4号洞土体，施做初期支护及时封闭仰拱。

（3）施作5号洞室拱部及中隔壁超前小导管注浆加固地层，待4号洞土体开挖进尺6m后，台阶法开挖5号洞，上台阶预留核心土，施做初期支护，及时封闭临时支护，上台阶底部增设横向型钢支撑，每榀设置；施作6号洞室拱部超前小导管注浆加固地层，待5号洞初支封闭进尺6m后，台阶法开挖6号洞，上台阶预留核心土，施做初期支护及时封闭临时支护。

（4）待6号洞土体开挖进尺6m后，台阶法开挖7号洞，施做初期支护及时封闭仰拱；待7号洞初支封闭进尺6m后，台阶法开挖8号洞，施做初期支护及时封闭仰拱。

3.2. 主要施工工艺

（1）超前小导管注浆加固：区间隧道大断面采用φ32mm，壁厚t=3.25mm钢焊管，管长L=2m,拱部150°布设,纵向仰角25°，在初支内侧,相邻管孔环向间距0.3m(中到中)，采用单液水泥浆，压力不大于0.5Mpa。

（2）土方开挖与钢筋格栅安装：隧道导洞采用台阶法施工时，拱部导洞位置采用上台阶预留核心土法施工，非拱部导洞位置采用台阶法施工可视导洞情况选择是否留置留核心土。核心土根据开挖断面大小确定，一般距离拱顶高度约1.6～1.7m，两侧距边墙为0.8～1.2m，核心土长度为2～3m，预留核心土土体必须是未经扰动的原状土，核心土应留有坡度，并不得出现反坡，各层导洞掌子面前后距离不小于6m。钢筋格栅纵向间距为0.45m，洞内安装允许偏差为横向±30mm，纵向±50mm，高程±30mm。垂直度‰5，确保每片钢筋格栅节点与相邻格栅的连接节点准确到位且连接安全可靠。

（3）喷射混凝土：采用C20喷射混凝土，为了降低粉尘，减少回弹量，提高喷射砼的质量，喷射砼采用潮喷法。混合料应随拌随喷，喷射作业分段、分片、分层，喷射时依次自下而上进行，并先喷钢筋格栅与开挖面间混凝土，然后再喷两榀格栅间混凝土。喷射混凝土2小时后应进行养护，养护时间不小于14小时。

（4）初支背后回填注浆：注浆管采用φ32mm，壁厚t=2.75mm钢焊管，初支内露100mm，初支外400mm。初支背后注浆孔沿隧道拱部及边墙布置，环向间距为起拱线以上为2.0m，边墙为3.0m；纵向间距为3.0m，梅花型布置。注浆浆液采用单液水泥浆，注浆压力不大于0.5Mpa。初支封闭成环后5m后，应及时进行初支背后回填注浆。

3.3. 施工要点

（1）大断面施工要严格遵循各导洞的破除顺序及进尺要求，并按规范和设计要求采取错距施工；开挖前采取超前预支护和预加固措施，做到预加固、开挖、支护三环节紧密衔接。

（2）超前注浆预加固前方土体后，采用导洞分部开挖，先开挖左上、左下、右上、右下，再开挖中上中下，各导洞均采用台阶法施工，上、下断面台阶长度宜控制在3-5m左右。

（3）开挖轮廓线充分考虑施工误差、预留变形和超挖等因素的影响；区间隧道不得欠挖，对意外出现的超挖或塌方应采用喷砼回填密实，并及时进行背后回填注浆。

（4）开挖过程中，上半断面宜采用环形开挖，保留核心土；下半断面开挖时，边墙宜采用单侧或双侧交错开挖，仰拱尽快开挖，缩短全断面封闭时间。

（5）为防止拱脚下沉，拱脚处设置锁脚锚杆。各分部格栅架设完成后，及时格栅的整体封闭，并喷射混凝土。循环进行初支施工，直至贯通。

（6）开挖过程中必须加强监控量测，应尽可能快的施工临时支撑或仰拱，形成封闭环，控制位移和变形；作好开挖的施工记录和地质断面描述，加强对洞内外的观察。

3.4. 针对处于砂卵石地层的大断面暗挖施工措施

（1）严格控制超前小导管加固注浆，使开挖轮廓外土体注浆饱满密实、稳定，同时发挥小导管的棚护作用；结构主要位于卵石层，在以不扰动地层，且地层有较好的自稳性的前提下，采取合理的注浆方式保证超前预注浆效果，必要时可以根据现场情况改变注浆方式，保证注浆加固效果。

（2）遇到不良地层或是异常情况时，应挂钢筋网喷射混凝土封闭掌子面，及时进行初支背后注浆，严格控制注浆压力，必要时进行多次补浆，并采取对拱部进行深孔注浆的方式，加固土体，保证作业面及上方道路及管线的安全。

（3）施工时严格遵循双侧壁导坑法各导洞的施工步骤。由于隧道导洞较多，施工时应严格控制各导洞施工距离，各导洞之间的开挖错距满足设计要求。重点控制各导洞开挖时格栅钢架的节点连接质量和强度、纵向连接筋连接可靠、钢筋网挂靠牢固，并做到及时封闭。

4. 结语

金安桥站～苹果园站区间采用双侧壁导坑法施工大跨度断面，保证了施工过程中初期支护安全稳定，有效地控制地表沉降，取得良好的施工效果，为今后类似工程和工法的施工提供借鉴和参考。