雙側壁導坑法對山區(qū)高速公路寬拱隧道施工優(yōu)缺點思考與探索

李俊峰

(貴州路橋集團有限公司，貴州貴陽550000)

雙側壁導坑法對山區(qū)高速公路寬拱隧道施工優(yōu)缺點思考與探索

李俊峰

(貴州路橋集團有限公司，貴州貴陽550000)

針對山區(qū)高速公路寬拱隧道施工中使用雙側壁導坑法的優(yōu)缺點進行了分析，并提出了針對雙側壁導坑法工藝速度慢、成本高等缺點的優(yōu)化方案。

隧道;雙側壁導坑法;工藝優(yōu)化

1 雙側壁導坑法

雙側壁導坑法，又叫眼鏡工法，是新奧義的分支。該工藝即是通過在主體隧道兩側進行先行側壁導坑的施工建設，使先行側壁導坑提前進洞，此時側壁導坑之間未開挖的土體就可成為兩道側壁間的橫撐，起到對隧道的支護和加固作用，使得形成一個隧道的“地下基坑”圍護結構，使得進行主體隧道的開挖時產生的土體側向壓力能夠很好的被承受，同時也能很好的限制工程施工時圍巖土體豎向變形現象的出現。另外，該法還可以對富水地層進行洞內水平降水，保障公路隧道工程的順利開展。

雙側壁導坑法的具體施工工藝是以新奧法為依托，通過導洞臨時側壁的支護，對工程施工的全過程進行監(jiān)控測量，實時監(jiān)視土體及其結構的穩(wěn)定性，并采用加密超前管棚、加強超前注漿、初支背后注漿加固支護等方法，結合工程施工的實際情況及時調整支護參數，從而實現有效控制地表下沉、促使隧道主體結構安全順利的建成。

2 雙側壁導坑法的優(yōu)缺點分析

(1)雙側壁導坑法基于“新奧法”基本原理，采用錨噴支護等手段，能夠充分利用圍巖的自承能力實現對隧道主體結構的有效支撐，并保證對原狀土體最小程度的擾動，同時該方法還能運用數據信息處理反饋技術對實際施工進行指導，保證施工安全順利的進行。

(2)與其他隧道施工方法相比，雙側壁導坑法能以較為簡單的結構使工程施工對原狀土體的影響降到最低，從而更好的保證圍巖極易坍塌變形段開挖的安全性，同時該方法還具備拆裝方便、靈活等特點，有利于減少施工工作量。

(3)根據實際驗證表明，與短臺階法相比，雙側壁導坑法所引起的地表沉陷僅為短臺階法的1/2。與單側壁導坑法相比，雙側壁導坑法在應對較大的隧道跨度、較差的圍巖條件時，在控制圍巖變形方面表現出了更明顯的優(yōu)勢，在控制地表沉陷方面也表現突出。

(4)雖然雙側壁導坑法的開挖斷面分塊多、擾動大，而且初次支護全斷面閉合的時間長，但每個分塊在開挖后都可以實現各自的立即閉合，因此在施工中幾乎不會出現變形發(fā)展。這也是雙側壁導坑法能有效保證施工安全的原因所在。然而由此也帶來了雙側壁導坑法施工速度較慢、成本較高的缺點。在實際施工中，針對雙側壁導坑法的施工方案優(yōu)化也主要集中在提高施工速度、降低成本投入方面。

3 雙側壁導坑法對山區(qū)高速公路寬拱隧道施工中的應用

3.1 工程概況

龍頭山隧道是廣州東二環(huán)高速公路上的一座雙向分離式八車道高速公路隧道，最大開挖寬度達21.47m。隧道位于廣州龍頭山公園，地貌單元為殘丘區(qū)，地勢起伏大，植被茂盛。工程地質勘察報告顯示，隧道兩線左右出口表層為第四系全新統(tǒng)殘坡積礫質亞粘土，半干硬狀態(tài)，下臥燕山晚期全、強風化二長花崗巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，結構松散，穩(wěn)定性差。地下水主要為松散巖類孔隙潛水和基巖裂隙水。

由于工程所處地區(qū)的自然條件復雜、且隧道的跨徑和開挖斷面較大，為有效控制隧道開挖后的應力應變及沉降，確保施工安全性，決定采用雙側壁導坑法進行隧道洞口段軟弱圍巖的施工。

3.2 施工方案分析

雙側壁導坑法適用于大斷面大跨度隧道的施工，可以較好的保證施工的安全性和適用性，但則于其施工工序較為復雜、受干擾程度大，開挖方法、人員配置、機械設備等因素都可能影響到開挖和初期支護的工程進度，為滿足工期需求，具體施工方案的確定需要解決工序復雜、施工干擾大、循環(huán)時間長、機械設備優(yōu)選等問題。

3.3 施工方案優(yōu)化

優(yōu)化后的施工方案確定了在具體施工中各導洞每開挖初支26 m，將架設4 m的臨時中隔墻鋼格柵拱，并且無需噴射混凝土。從安全角度出發(fā)，在施工期間適當加密橫通道段的鋼格柵拱架的布置，直至隧道初期支護全面封閉成環(huán)后，再拆除掉中隔墻的加密段的鋼格柵。同時保證左右兩導洞每30 m形成一個4 m多寬的聯絡通道。

3.4 進一步優(yōu)化方案

首先，加強初期支護，以對拉錨桿代替中間核心土錨桿。在側壁開挖后施工臨時橫撐，在側壁鋼架底部上0.5 m處打設長度為6.0 m的對拉Φ25錨桿，錨桿打設需穿透核心土，并焊接錨桿與鋼架內側壁背［14槽鋼架，使其形成牢固的整體連接，通過對側壁鋼架的有效銷定，提高核心土的穩(wěn)定性。

其次，以小導管代替徑向中空錨桿，達到增加摩擦、提高圍巖承載力的目的。

最后，采用三步臺階法，將上臺階的高度和長度控制在4.0 m、3.0～5.0 m，下臺階的高度和長度控制在4.65 m、10～15 m，仰拱部分臺階高度為3.5 m，采用棧橋施工進行仰拱的施工，仰拱施工與下臺階掌子面的距離為10～20 m。

3.5 實施效果評價

雙側壁導坑法在該工程項目中的應用提高了圍巖的自承能力，并延長了圍巖的自穩(wěn)時間，為后續(xù)的支護奠定了良好的施工基礎。經過工序優(yōu)化后的施工方案雖然增加了橫通道部分鋼格柵的數量，但是通過將原來的2路改為1路，減少了風水管路和洞內照明線路的鋪設，使管路材料的使用量降低了300多m。同時則于橫通道可作會車之用，節(jié)省了2處避車洞的設置，使工程費用降低了10萬余元。

4 結語

(1)在寬拱隧道施工中，應對支護結構和強度進行設計，以此提高支護剛度，從而實現對圍巖變形的有效控制。在施工中，應保證錨桿與型鋼鋼架連成整體，這樣才能使支護發(fā)揮應有的作用。

(2)將監(jiān)控量測工作納入施工工序管理，使其為施工提供如圍巖穩(wěn)定性、支護可靠性等相關的參數調整信息和依據，以此保證隧道施工的安全和施工的合理進度。

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