雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在地鐵淺埋暗挖隧道中的應(yīng)用

蔡啟章

（中鐵十五局，河南 洛陽 471000）

1 前言

現(xiàn)在的地鐵線路大部分是地下淺埋的，所以雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在地鐵淺埋暗挖隧道施工中就顯得尤為重要。淺埋的區(qū)間隧道，有的采用盾構(gòu)法施工；有的采用礦山法暗挖；還有的采用礦山法。礦山法施工主要是運(yùn)用“新奧法”的基本原理，采用錨噴初期支護(hù)，充分利用圍巖的自承能力，從而保證隧道的施工安全。地鐵淺埋暗挖隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工為礦山法中的其中一種。在城市中采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法，既可以保證施工地表不陷、不坍，而且還可以做到保護(hù)群眾的利益，從而有利于維護(hù)城市的交通秩序。

2 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工特點(diǎn)及適用范圍

2.1 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工特點(diǎn)

（1）地鐵淺埋暗挖隧道采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，不僅順利的解決了雙線大斷面隧道開挖施工的安全問題，而且由于其結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便，所以很容易保證施工質(zhì)量和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，從而取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

（2）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法是在借鑒“新奧法”的某些理論基礎(chǔ)上經(jīng)過進(jìn)一步的改進(jìn)提出的一套隧道修建理論和操作方法。許多隧道施工的成功案例證明了該隧道施工方法是適合于松散土介質(zhì)圍巖條件下，隧道埋深小于隧道直徑，以很小的地表沉降修筑隧道的技術(shù)方法。

2.2 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的適用范圍

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的適用范圍主要有以下3種：

（1）適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。

（2）適用于客運(yùn)專線鐵路大跨度雙線淺埋偏壓Ⅴ級圍巖地層，開挖斷面在40 m2～120 m2的隧道。

（3）由于雙側(cè)壁導(dǎo)坑法適合在水資源豐富的地層中廣泛運(yùn)用，加之我國勞動(dòng)力資源豐富，所以，該施工方法在北京、廣州、深圳等勞動(dòng)力資源豐富的地鐵區(qū)間隧道修建中廣泛應(yīng)用。此外，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法也廣泛應(yīng)用于淺埋地下車庫、過街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。這項(xiàng)新技術(shù)的運(yùn)用，不僅結(jié)束了我國城市修建地鐵大開挖的歷史，還開創(chuàng)了我國在大城市松軟地層內(nèi)修建地鐵的新途徑。

3 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工藝原理

地鐵淺埋暗挖隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在本質(zhì)上是一種邊開挖邊澆注、化整為零的施工技術(shù)。其原理是把整個(gè)隧道大斷面分為左右上下若干個(gè)小斷面施工，而且每一個(gè)小斷面要單獨(dú)掘進(jìn)，漸漸地使之最后形成一個(gè)大的隧道。該土層在開挖過程短時(shí)間內(nèi)具有自穩(wěn)能力，可用中隔壁及中隔板承擔(dān)部分受力，采用網(wǎng)格狀支護(hù)形式，使圍巖或土層表面形成密貼型薄壁支護(hù)結(jié)構(gòu)。

4 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工方法

由于淺埋暗挖段易塌方，所以，在開挖前應(yīng)用大管棚進(jìn)行防護(hù)。斷面開挖分兩側(cè)導(dǎo)洞和中間核心土三部分。側(cè)導(dǎo)洞分上中下3個(gè)臺(tái)階，需要開挖臺(tái)階長度3 m～5 m，初期支護(hù)分別進(jìn)行，兩洞之間的中間核心土部分開挖作業(yè)自上而下分4個(gè)臺(tái)階，部分開挖作業(yè)由上至下分4個(gè)臺(tái)階，并及時(shí)施作拱頂鋼架和臨時(shí)橫撐及仰拱的鋼架，使之與兩側(cè)鋼架及時(shí)聯(lián)接成環(huán)。在施工過程中，我們要加強(qiáng)監(jiān)控量測，信息化施工，施工時(shí)兩側(cè)導(dǎo)坑錯(cuò)開施工，一側(cè)導(dǎo)坑落后于另一側(cè)導(dǎo)坑3 m～5 m，核心土部分開挖初期支護(hù)落后于前面兩側(cè)導(dǎo)坑開挖面6 m～10 m。

4.1 兩側(cè)導(dǎo)坑上部開挖及支護(hù)

4.1.1 上部開挖

上部開挖時(shí)用超前大管棚或超前小導(dǎo)管預(yù)注漿對底層進(jìn)行加固后，由測量人員控制中線水平，施工時(shí)確保不欠挖，控制超挖，但是開挖輪廓線要圓順，減少應(yīng)力集中，另一側(cè)上部開挖落后3 m～5 m。

4.1.2 上部斷面初期養(yǎng)護(hù)

初噴：砂層段在開挖后馬上進(jìn)行，以便盡早封閉拱頂暴露面，噴射混凝土厚度為 35 cm。格柵鋼架：格柵鋼架制作要符合規(guī)范化的要求，并且要滿足施工要求，安設(shè)時(shí)清除浮土，拱腳夯實(shí)或設(shè)置墊板。掛網(wǎng)：網(wǎng)格15 cm×15 cm，成1.5 m×0.7 m的網(wǎng)片，鋪設(shè)在格柵鋼架的背后位置，注意要密貼圍巖。復(fù)噴混凝土滿足設(shè)計(jì)厚度：為保證施工質(zhì)量，噴射混凝土中摻入1·2 kg/m聚酯纖維，并加入適量速凝劑，噴射混凝土表面平整度要控制在100 mm內(nèi)，以保證防水板的鋪設(shè)質(zhì)量。

4.1.3 超前小導(dǎo)管作業(yè)

超前小導(dǎo)管采用風(fēng)鉆直接頂入，注意壓漿前用高壓風(fēng)清孔。超前小導(dǎo)管每環(huán)40根，規(guī)格是長度為3.5 m，環(huán)間距是0.4 m，縱向每2.4 m每環(huán)，注漿采用高壓注漿泵注入水泥漿液，為了保證漿液擴(kuò)散互相咬接，以提高圍巖的穩(wěn)定性，壓力控制在0.3 MPa～0.5 MPa。

4.2 兩側(cè)導(dǎo)坑中部開挖及支護(hù)

兩側(cè)中部開挖時(shí)應(yīng)遵循一定的原則：每循環(huán)進(jìn)尺0.8 m，中部開挖時(shí)要滯后于上部3 m～5 m，同時(shí)保證與臨時(shí)支護(hù)同時(shí)施工，做到及時(shí)與上部鋼架連為一體。其余的措施與上部開挖與支護(hù)的相同。

4.3 兩側(cè)遂底開挖及支護(hù)

滯后于中部3 m～5 m，保持與臨時(shí)初期支護(hù)同時(shí)施工合作，并做到立即封閉成環(huán)。兩側(cè)隧底開挖，保證每循環(huán)進(jìn)尺0.8 m，初噴混凝土4 cm，同時(shí)做到安鋼架、焊連接筋，二次復(fù)噴混凝土達(dá)設(shè)計(jì)厚度，進(jìn)入下一循環(huán)。

4.4 中間上部開挖及支護(hù)

待兩側(cè)洞初支作好一段時(shí)間后，開挖中間土體。中間上部施工工藝流程：施作超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固——開挖土石方—— 初噴混凝土4 cm～5 cm——安設(shè)鋼格柵，焊縱向聯(lián)接筋——鋼架之間安設(shè)鋼筋網(wǎng)——復(fù)噴混凝土達(dá)設(shè)計(jì)厚度——進(jìn)入下一循環(huán)。

4.5 中間下部開挖及支護(hù)

首先，認(rèn)真、仔細(xì)的檢查中隔板、中隔壁支撐；其次，仔細(xì)分析上述各部開挖支護(hù)后的變形狀況；最后，待所有狀況基本穩(wěn)定后，開始開挖中間下部土體。下部開挖應(yīng)遵循落后于上部30 m～50 m的原則進(jìn)行，施工工藝流程為：中間下部土體開挖，中間底部鋼架安裝閉合成環(huán)，噴混凝土封閉底部仰拱，進(jìn)入下一循環(huán)。

5 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的認(rèn)識(shí)

（1）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法能夠適應(yīng)巖溶、破碎、斷層、膨脹巖為一體的特別復(fù)雜的大斷面隧道，而且其施工過程易控制，從總體上說，這是一種安全可靠的施工方法，這種施工方法，為我們今后在復(fù)雜的底層修建大斷面地下工程開辟了新的途徑。

（2）“新奧法”施工初期支護(hù)是其重要組成部分，其中，支護(hù)剛度在整個(gè)施工過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，如果剛度過大，則容易造成浪費(fèi)，而且也不符合它的基本原理；反之，如果剛度過小，則因不能提供足夠的支護(hù)阻力造成塌方，因此，我們必須遵循剛度“適度”的原則，防止有關(guān)事故的發(fā)生。

（3）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的成功運(yùn)用，絕不是說“新奧法”的基本原理已經(jīng)不適用于復(fù)雜地段的軟弱圍巖，它對“新奧法”有了進(jìn)一步的深入和了解。盡管地質(zhì)條件復(fù)雜，但我們可以對開挖地面實(shí)施及時(shí)有效的支護(hù)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)施工監(jiān)測，有利于避免圍巖條件的惡化、破壞，而且有利于保護(hù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

6 結(jié)束語

地鐵淺埋暗挖隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，將大斷面隧道開挖分成幾個(gè)小斷面開挖，將大斷面隧道襯砌分成幾個(gè)小部分，施工過程中做到“短進(jìn)尺、早支護(hù)、勤量測、速反饋”，保證了其結(jié)構(gòu)安全，成功解決了地鐵隧道的工期緊張、工藝復(fù)雜、相互干擾大、地表沉降等難題，施工中量測信息的反饋對循環(huán)進(jìn)尺、支護(hù)形式及二次襯砌均有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用。對以后大跨度隧道尤其是城市地鐵大跨度隧道和軟弱圍巖的洞口施工起到很好的借鑒作用。