大断面暗挖地铁车站双侧壁导坑法施工优化

岳保虎/YUE Baohu

（中铁十二局集团有限公司，山西 太原 030024）

随着我国经济建设及城市建设的快速发展，为缓解城市交通压力，地铁建设正在全面快速发展建设。在早期的地铁车站建设中，明挖法由于施工简单、工期短、造价低等特点被广泛采用，但明挖法对地表交通及环境影响极大，且不适用于埋深较深的地铁线路，因此暗挖地铁隧道的数量正逐年增多，各种浅埋暗挖大跨隧道的出现也对设计和施工提出了新的挑战。

双侧壁导坑法常被应用于浅埋暗挖大跨隧道的开挖，但随着隧道结构形式、地质条件、周边环境的复杂多变，传统的双侧壁导坑法并非为最优的施工方法，且不合理的开挖顺序易引发掌子面坍塌甚至地表塌陷等事故[1-3]。故此，针对不同的工程实际情况，合理的对双侧壁导坑法进行工法优化，选定符合工程实际的导洞开挖顺序，对暗挖大断面隧道施工的结构质量、安全和进度控制有着至关重要的作用。

相关人员对大跨隧道的双侧壁导坑法做了大量研究[4-6]，总结了许多优化的工法，但不同地区，不同实际工程的工法的优化结果不尽相同。因此，本文以重庆地铁24 号线暗挖车站地龙湾站为依托工程，对双侧壁导坑法进行施工优化，总结出合理的开挖工法及顺序。

1 地龙湾站暗挖车站概况

1.1 车站概况

重庆地铁24 号线地龙湾站为地下二层的单柱暗挖车站，车站总长为253.5m，站内净宽度为21m，站台宽为12m，车站有效长度为122m。暗挖车站断面开挖宽度23.44m，开挖高度20.78m，开挖面积417.2m2。地龙湾站下穿规划市政道路东广路，市政道路场坪工作已完成，场坪后暗挖车站拱顶覆岩约14.20～17.20m，其中车站小里程端部岩体厚度约14.20m，车站大里程端部岩体厚度约17.20m，为常见的浅埋暗挖大跨隧道。车站设置2 组风亭组，4 个出入口，车站大小里程端均接矿山法区间。车站设置一主一支施工通道，主施工通道连接站厅层，支施工通道接站台层。

1.2 工程地质条件

如图1 所示，地龙湾站穿越构造剥蚀丘陵地貌，位于广佛寺向斜西翼，岩层单斜产出，岩层倾向122°，倾角10°。地层由上而下主要为第四系全新统人工填土层（Q4ml）、残坡积层粉质黏土（Q4el+dl）和侏罗系上统遂宁组（J3s）。车站开挖围岩主要为中厚层砂质泥岩和砂岩，岩体呈中等风化状态、节理裂隙不发育，岩体较完整，围岩修订后定级为IV 级。地下水为基岩裂隙水，呈滴状或线状排出，地下水具有补给条件单一、短途径流、就近排泄、无一定的方向性的特点。暗挖车站整体位于中风化基岩中，岩体较完整，其强度较高，力学性能稳定。

图1 地龙湾车站纵断面

2 原双侧壁导坑法施工情况

如图2 所示，传统双侧壁导坑法施工顺序为：①开挖左部导洞1a，施工该导洞初期支护（包括支护临时中隔墙I）；支撑临时型钢a；②开挖左部导洞2a，施工该导洞初期支护（包括支护临时中隔墙II）；支撑临时型钢b；③开挖左部导洞3a，施工该导洞初期支护（包括支护临时中隔墙III）；④开挖右部导洞1b，施工该导洞初期支（包括护临时中隔墙支护IV），临时型钢支撑c；⑤开挖右部导洞2b，施工该部初期支护（包括支护临时中隔墙V），支撑临时型钢d；⑥开挖右部导洞3b，施工该导洞初期支护（包括支护临时中隔墙VI）；⑦开挖核心土上部导洞4，施工该部初期支护；⑧开挖核心土中部导洞5；⑨开挖核心土下部导洞6；⑩分阶段拆除临时支撑（横撑和竖撑），及时施作仰拱钢筋混凝土浇筑；①1 及时施工侧墙和拱顶的二次衬砌。

图2 传统双侧壁导坑法施工步骤示意图

按照传统的双侧壁导坑法施工地龙湾车站时，临时侧壁的施工将隧道分割为了两个相对独立的全封闭导洞，如此将造成以下施工困扰。

1）掘进机或者装载机的进料出渣，必须正面进料，倒车出渣，而且必须保证一进一出，随着开挖掘进的不断深入，势必会影响每循环的施工时间，给施工组织带来不便。

2）地龙湾车站中部设置一主施工通道接站厅层，至施工通道接站台层。按照传统双侧壁导坑法施工工艺施工完左右上中导洞后再进行剩余部分施工时，导致主施工通道因标高较高问题无法正常使用，此时2 号支通道位于站台层也未能充分发挥进料出渣的作用，整体施工组织不合理。

3）用于初期支护混凝土喷射的湿喷机等大型设备，施工过程中，需原路来回地开出开进，随着隧道掘进的深入，进出调运的周期变长影响工序的斜街，极大的影响施工效率。

4）左右独立的导洞增加了大跨隧道施工时的风水管路、通风及临时用电等设施的数量和布设难度。

3 工程施工优化措施

基于地龙湾车站位于整体较为完整的基岩中，周边无重要构筑物，结合地龙湾车站施工通道的布置形式（图3），对传统的双侧壁导坑法进行优化。

图3 地龙湾站施工通道布置平面示意图

1）首先通过主施工通道，开挖贯通整个车站范围内的左上导洞和右上导洞并完成支护，保持左右导洞错开开挖，掌子面的间距不小于15m。

2）通过主施工通道开挖贯通支施工通道小里程方向的左中导洞和右中导洞，并及时架设临时横撑。为便于车站端头的施工出渣及材料运输，提前开挖完成车站小里程端头15m 范围内的核心土上部导洞。

3）为充分利用支施工通道进料出渣，并便于后期开挖核心土上部导洞，完成支施工通道断面宽度及左右各15m，即37m 范围内核心土上部导洞。

4）利用支施工通道，开挖贯通支施工通道小里程方向的左下导洞和右下导洞，保持左右导洞错开开挖，掌子面的间距不小于15m。

5）利用支施工通道，以在左中导洞或右中导洞垫渣做操作平台的方式，依次开挖支施工通道小里程方向剩余的核心土中上导洞，中中导洞和中下导洞，开挖台阶平台宽度为3～5m，并拆除相应位置的临时支撑。

6）施作支施工通道小里程方向车站的仰拱及二衬。

7）待支通道小里程方向衬砌施工完成30m以上后，交替开挖支施工通道大里程方向剩余的左中导洞、右中导洞，保持左右导洞错开开挖，掌子面的间距不小于15m。

8）利用支施工通道，以在左中导洞或右中导洞垫渣做操作平台的方式，依次开挖支施工通道大里程方向剩余的核心土中上导洞，中中导洞和中下导洞，开挖台阶平台宽度为3～5m，并拆除相应位置的临时支撑。

9）施作支施工通道大里程方向车站剩余的仰拱及二衬。

地龙湾站采用优化的双侧壁导坑法，现场施工情况如图4 所示。进洞以后，现场监测到拱顶沉降最大值为7mm，水平收敛最大值5mm，均处于可控范围内。优化后的双侧壁导坑法，在本工程中产生的主要经济效益是缩短工期，同时也节约了人、机、材料的投入以及项目的管理成本。

图4 利用主施工通道贯通左中、右中导洞现场施工图

4 结论与建议

1）结合地龙湾站施工通道的布置形式，改变双侧壁导坑法的施工顺序，提前贯通左上、左中以及右上、右中导洞，并提前贯通车站端头和施工通道断面内的核心土上导洞，可在保证施工安全的前提下，便于挖机、装载机等大型机械作业，加快施工功效，缩短施工工期。

2）地龙湾车站地下水不发育，围岩较为完整，根据现场监控量测数据分析，采用优化后的双侧壁导坑法施工，监测数据均在可控范围内，可为类似工程的施工优化提供参考。