淺埋暗挖隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技術(shù)

王春學(xué)

摘要：采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖淺埋段隧道，工法簡單，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，初期支護拆裝便捷，施工安全系數(shù)高，能夠達到安全、經(jīng)濟的施工要求，并且對以后淺埋段大跨度隧道施工有很好的借鑒作用。本文將結(jié)合某隧道工程施工過程，對該工法進行具體闡述。

Abstract： Using double side drift method in shallow-buried tunnel excavation， the construction method is easy and the structure is stable. The assembly and disassembly of preliminary bracing is convenient， the construction safety coefficient is high， so it can meet the safe and economical construction requirements， and also provide reference for the large span tunnel construction in shallow-buried section in the future. This paper expounds the construction method based on the construction process of a project.

關(guān)鍵詞：雙側(cè)壁導(dǎo)坑法；施工技術(shù)；對比

Key words： double side drift method；construction technology；contrast

中圖分類號：U455 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）06-0140-02

0 引言

近些年，我國的公路建設(shè)不斷向山區(qū)發(fā)展，公路隧道逐漸增多，隧道施工技術(shù)日臻成熟，許多工程隊都有了建設(shè)大跨度隧道的技術(shù)能力。與一般的公路工程相比，大跨度隧道的施工難度較高，必須選對施工方法和技術(shù)方案，才有可能達到預(yù)期的經(jīng)濟效益。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法把整個隧道大斷面分為若干個小斷面分開施工，最后組建成一個貫通的大隧道，既保證了斷面的施工質(zhì)量，又提高了施工的安全系數(shù)，故本文將針對該工法進行詳細論述。

1 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工特點

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法是針對軟弱圍巖和松散土質(zhì)圍巖施工條件，在新奧法施工理論的基礎(chǔ)上提出的一套全新的隧道施工工法。該工法的隧道埋深小于或等于隧道直徑，修筑所引起的地表沉降非常小，圍堰穩(wěn)定性較高，因此施工效果比較好。

2 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工藝原理

采用淺埋暗挖雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施作大跨度隧道時，開挖與澆筑需要同步進行。實際上，它是將一整個隧道斷面分為6個獨立的斷面分別掘進，最后貫通形成一個整體的隧道。土層在斷面開挖時能維持自身的穩(wěn)定性，可在現(xiàn)場緊貼巖壁、土層安裝網(wǎng)狀支護網(wǎng)形成薄壁支護結(jié)構(gòu)，讓中隔壁和中隔板受力。砂層、砂卵層或粘性土層都可以使用這套工法。若采用明挖法施作隧道，前期必須報批審核、動遷，有的還需要掘路，淺埋暗挖雙側(cè)壁導(dǎo)坑法不需要這些程序，簡單又方便。

3 雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法

側(cè)導(dǎo)洞分上下兩個臺階分別開挖。采用人工風(fēng)鎬開挖上臺階，挖出的土方翻入下臺階，用翻斗車運至垂直提升臺，在桁架電動葫蘆的驅(qū)動下垂直提升到指定位置。當(dāng)挖出的上臺階長度達到兩三米時安裝初期支護結(jié)構(gòu)，在兩側(cè)洞安裝鋼架橫撐作為臨時支撐，最后封閉成環(huán)。兩洞之間的部分也按側(cè)洞的方式開挖，開挖后在拱部安裝鋼架支撐，使側(cè)洞與拱部連成一環(huán)向支撐體系。用輸送泵澆筑二次襯砌，按照從底部到兩側(cè)再到中部的順序依次澆筑隧道仰拱，使之形成仰拱圈。用自制仰拱底模施作二次襯砌仰拱，用襯砌臺架安裝鋼模形成邊墻和拱圈，泵送混凝土。施作仰拱時在初支背后同步注漿，以免地表產(chǎn)生嚴重的沉降現(xiàn)象。澆筑時要不定時的檢查監(jiān)督，運用信息手段實時監(jiān)測現(xiàn)場情況，施工完畢后盡快轉(zhuǎn)移格柵支撐，施作該段二次襯砌。兩側(cè)導(dǎo)坑宜錯開3～5m進行澆筑，中間土體（如5部）開挖初期支護與最前面?zhèn)葘?dǎo)坑開挖面錯開6～10m。具體的工法和操作順序詳見圖1。

3.1 兩側(cè)導(dǎo)坑上部開挖及支護

①上部開挖。采用超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固地層后，人工開挖翻碴至下臺階，再通過翻斗車運到提升架下，用電動葫蘆垂直吊運到指定位置。開挖循環(huán)進尺0.5m，現(xiàn)場控制中線水平，以防超挖、欠挖。在開挖過程中，為了避免產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)保持一個圓順的輪廓線，且兩側(cè)必須錯開三五米。

②上部斷面初期支護。1）初噴砂層段：開挖斷面后盡快初噴4～5cm厚的砂層封閉拱頂，再根據(jù)圍巖的穩(wěn)定性噴射粘土層段。2）格柵鋼架：按設(shè)計、施工要求制作格柵鋼架。安裝鋼架前先徹底清理浮土，夯實拱腳，必要時加墊墊板，每隔0.5m縱向設(shè)一鋼格柵和一？準(zhǔn)22連接筋，環(huán)向間距設(shè)成1m，交錯布置。3）掛網(wǎng)：按照15×15cm的網(wǎng)格間距用Φ8鋼筋制作成一1.5m×0.7m的單層掛網(wǎng)，緊貼圍巖鋪在格柵鋼架背后。4）噴射混凝土：采用TK-961型濕噴機噴射混凝土。砂層段初噴3～5cm厚，安裝格柵鋼架，將一超前管棚循環(huán)打入鋼架腹部，封閉管口，復(fù)噴至設(shè)計厚度。5）鎖腳錨管：將2根Φ42錨管錨固在拱腳部位，用焊接的方式連接錨管尾和格柵鋼架。噴射混凝土?xí)r不要破壞管口，噴完后壓漿。

③超前小導(dǎo)管作業(yè)。用？準(zhǔn)42×4mm普通鋼管制作成長2.5m～3m的超前小導(dǎo)管，管頂削尖，管尾焊上墊圈。鉆孔：用風(fēng)鉆將超前小導(dǎo)管頂入孔內(nèi)，清孔后壓漿。沿拱部周邊輪廓線布置超前小導(dǎo)管，使其穿過鋼架腹部，形成約20°的外插角，管尾焊在鋼架上。注漿：為保證注漿質(zhì)量，注漿前孔口處噴20cm混凝土封堵。用0.3～0.5MPa的高壓注漿泵將水泥、水玻璃漿液注入孔內(nèi)（根據(jù)現(xiàn)場條件設(shè)定漿液配合比），使?jié){液擴散相互咬接，對圍巖起到加固作用。

3.2 兩側(cè)下部開挖及支護

開挖到兩側(cè)下部時，每循環(huán)進尺1m，下部就與上部錯開3m。反坡開挖注意排水，需要在掌子面挖一集水坑，通過集水坑將水抽排至洞外。同步施作永久支護和臨時初期支護，完工后盡快封閉環(huán)狀。其余與上部同。

施作兩側(cè)下部時，按照以下流程逐步開展施工活動：

開挖兩側(cè)洞下部（一側(cè)與另一側(cè)錯開5m）→開挖兩側(cè)下部及仰拱部分（循環(huán)進尺1.0m）→初噴4～5cm厚的混凝土→安裝鋼架和鋼筋網(wǎng)，焊聯(lián)接筋→按設(shè)計厚度二次復(fù)噴混凝土→進入下一循環(huán)。

3.3 中間上部開挖及支護

兩側(cè)洞初期支護結(jié)構(gòu)施作完畢后開挖中間土體，兩側(cè)初支開挖錯開3～5m。中間上部按以下流程施工：

安裝超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固→開挖土石方→初噴4～5cm厚的混凝土→安裝鋼格柵，焊接縱向聯(lián)接筋→安裝鋼筋網(wǎng)→復(fù)噴混凝土→進入下一循環(huán)。

3.4 中間下部開挖及支護

待中隔板、中隔壁支撐等開挖支護結(jié)構(gòu)的變形基本穩(wěn)定后，即可開挖中下部。先開挖中間下部土體，再在中間底部安裝鋼格柵、鋼筋網(wǎng)，最后噴射底部混凝土封閉仰拱。開挖時，下部與上部應(yīng)錯開30～50m，以防兩道工序之間相互干擾。

4 施工事項和控制要點

①圍巖較差段，每循環(huán)縱向進尺長度以50cm為宜，圍巖稍好段，每循環(huán)縱向進尺長度以100cm為宜，但不宜大于100cm施工。②側(cè)壁開挖后，中間圍巖實際是懸空的，巖體受擾動后易松動脫落，因此不宜采用爆破的方式進行開挖，否則會破壞壁墻。③由于分多次開挖，巖體易受擾動，因此開挖時應(yīng)不定時對巖壁進行量測，并根據(jù)出渣情況進行斷面監(jiān)測，嚴防高超挖、欠挖。④臨時側(cè)壁墻的拆除，必須等圍巖穩(wěn)定后進行。⑤由于工程一般位于洞口淺埋段，應(yīng)加強地表穩(wěn)定性及圍巖穩(wěn)性的判別，并根據(jù)變形情況及時采取相應(yīng)措施。⑥施工中及時處理和分析監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，當(dāng)位移-時間曲線大幅度波動，說明圍巖或支護體系極不穩(wěn)定，此時必須立即停止進尺，加固處理不穩(wěn)定的巖體或支護結(jié)構(gòu)，以防發(fā)生支架垮塌或冒落等安全事故。

5 案例分析

京珠復(fù)線長（沙）湘（潭）高速龍洞隧道為一左線長605m，右線長658m的分離式雙向六車道龍洞隧道，其位于長沙市岳麓區(qū)蓮花鎮(zhèn)。隧道進口右洞出露的地層表面碎石土，上部為第四系粉質(zhì)粘土，下伏基巖主要為變質(zhì)砂巖、泥巖、泥質(zhì)板巖等，地質(zhì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。隧道進口Ⅴ級圍巖地段開挖跨度為18.03m，高12.31m，洞口段Ⅴ級圍巖支護結(jié)構(gòu)，左洞為三臺階法施工，右洞洞口采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，兩種工法對比分析見表1。

6 結(jié)束語

采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，將大斷面隧道開挖分成6個小斷面開挖；將大斷面隧道襯砌分成幾部分襯砌。按照“短進尺、早支護、勤量測、速反饋”的設(shè)計要求逐步開挖，確保了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時解決了城市道路隧道的工期緊張，工藝流程繁瑣，各工序相互干擾，不易進行地表沉降控制等難題。施工中量測信息的反饋對循環(huán)進尺、支護形式及二次襯砌均有很強的指導(dǎo)作用。對以后大跨度隧道尤其是城市道路大跨度隧道和軟弱圍巖的洞口施工有很好的借鑒作用。

參考文獻：

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