雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在地鐵大跨度隧道開挖中的應(yīng)用

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正文：

1. 工程概況

金安橋站～蘋果園站區(qū)間采用礦山法施工，區(qū)間右線中心里程右XK1+870.559～右XK2+012.414合141.855m，左線中心里程左XK1+853.806～左XK2+012.414合158.608m?？碧椒秶鷥?nèi)的土層劃分為人工堆積層、新近沉積層、第四紀(jì)晚更新世沖洪積層和三疊紀(jì)基巖四大層，隧道整個位于卵石⑦層與卵石⑨層之間，結(jié)構(gòu)頂拱主要位于卵石層⑦，底拱主要位于卵石層⑨。本段區(qū)間為存車線、單渡線及正線，共涉及13種斷面形式，受力轉(zhuǎn)換頻繁，施工工法復(fù)雜。其中右線最大斷面QYB開挖尺寸為15.9m×11.7m，采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法8導(dǎo)洞進(jìn)行施工。

圖1 金安橋站～蘋果園站區(qū)間結(jié)構(gòu)平面圖

圖2 QYB斷面剖面圖

2. 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

2.1. 工法原理

以“新奧法”為指導(dǎo)，采用錨噴初期支護(hù)，各自封閉成環(huán)，充分利用圍巖的自穩(wěn)能力，減少工后沉降，以保證施工的安全及質(zhì)量。以QYB斷面為例，具體為：將大斷面隧道分為8個斷面施工，每個斷面單獨掘進(jìn)，最后形成一個斷面的隧道，且利用土層在開挖過程中短時間的自穩(wěn)能力，采用網(wǎng)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)，且用側(cè)壁支護(hù)承擔(dān)中間部分圍巖的重力。

2.2. 淺埋暗挖法施工原則

淺埋暗挖法施工應(yīng)嚴(yán)格按照“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測”的十八字方針原則進(jìn)行。

3. 施工方案

3.1. QYB斷面雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工步序

圖3 QYB斷面雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工步序

（1）做拱部及側(cè)壁單排超前小導(dǎo)管注漿加固地層，臺階法開挖左上1號洞土體，上臺階預(yù)留核心土，施做初期支護(hù)，及時封閉臨時支護(hù)；待1號洞初支封閉進(jìn)尺6m后，臺階法開挖左下2號洞土體，施做初期支護(hù)及時封閉仰拱。

（2）對右上3號洞拱部及側(cè)壁超前小導(dǎo)管注漿加固地層，待左下2號洞土體進(jìn)尺6m后，臺階法開挖3號洞，上臺階預(yù)留核心土，施做初期支護(hù)，及時封閉臨時支護(hù)；待3號洞初支封閉進(jìn)尺6m后，開挖右下4號洞土體，施做初期支護(hù)及時封閉仰拱。

（3）施作5號洞室拱部及中隔壁超前小導(dǎo)管注漿加固地層，待4號洞土體開挖進(jìn)尺6m后，臺階法開挖5號洞，上臺階預(yù)留核心土，施做初期支護(hù)，及時封閉臨時支護(hù)，上臺階底部增設(shè)橫向型鋼支撐，每榀設(shè)置；施作6號洞室拱部超前小導(dǎo)管注漿加固地層，待5號洞初支封閉進(jìn)尺6m后，臺階法開挖6號洞，上臺階預(yù)留核心土，施做初期支護(hù)及時封閉臨時支護(hù)。

（4）待6號洞土體開挖進(jìn)尺6m后，臺階法開挖7號洞，施做初期支護(hù)及時封閉仰拱；待7號洞初支封閉進(jìn)尺6m后，臺階法開挖8號洞，施做初期支護(hù)及時封閉仰拱。

3.2. 主要施工工藝

（1）超前小導(dǎo)管注漿加固：區(qū)間隧道大斷面采用φ32mm，壁厚t=3.25mm鋼焊管，管長L=2m,拱部150°布設(shè),縱向仰角25°，在初支內(nèi)側(cè),相鄰管孔環(huán)向間距0.3m(中到中)，采用單液水泥漿，壓力不大于0.5Mpa。

（2）土方開挖與鋼筋格柵安裝：隧道導(dǎo)洞采用臺階法施工時，拱部導(dǎo)洞位置采用上臺階預(yù)留核心土法施工，非拱部導(dǎo)洞位置采用臺階法施工可視導(dǎo)洞情況選擇是否留置留核心土。核心土根據(jù)開挖斷面大小確定，一般距離拱頂高度約1.6～1.7m，兩側(cè)距邊墻為0.8～1.2m，核心土長度為2～3m，預(yù)留核心土土體必須是未經(jīng)擾動的原狀土，核心土應(yīng)留有坡度，并不得出現(xiàn)反坡，各層導(dǎo)洞掌子面前后距離不小于6m。鋼筋格柵縱向間距為0.45m，洞內(nèi)安裝允許偏差為橫向±30mm，縱向±50mm，高程±30mm。垂直度‰5，確保每片鋼筋格柵節(jié)點與相鄰格柵的連接節(jié)點準(zhǔn)確到位且連接安全可靠。

（3）噴射混凝土：采用C20噴射混凝土，為了降低粉塵，減少回彈量，提高噴射砼的質(zhì)量，噴射砼采用潮噴法?；旌狭蠎?yīng)隨拌隨噴，噴射作業(yè)分段、分片、分層，噴射時依次自下而上進(jìn)行，并先噴鋼筋格柵與開挖面間混凝土，然后再噴兩榀格柵間混凝土。噴射混凝土2小時后應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不小于14小時。

（4）初支背后回填注漿：注漿管采用φ32mm，壁厚t=2.75mm鋼焊管，初支內(nèi)露100mm，初支外400mm。初支背后注漿孔沿隧道拱部及邊墻布置，環(huán)向間距為起拱線以上為2.0m，邊墻為3.0m；縱向間距為3.0m，梅花型布置。注漿漿液采用單液水泥漿，注漿壓力不大于0.5Mpa。初支封閉成環(huán)后5m后，應(yīng)及時進(jìn)行初支背后回填注漿。

3.3. 施工要點

（1）大斷面施工要嚴(yán)格遵循各導(dǎo)洞的破除順序及進(jìn)尺要求，并按規(guī)范和設(shè)計要求采取錯距施工；開挖前采取超前預(yù)支護(hù)和預(yù)加固措施，做到預(yù)加固、開挖、支護(hù)三環(huán)節(jié)緊密銜接。

（2）超前注漿預(yù)加固前方土體后，采用導(dǎo)洞分部開挖，先開挖左上、左下、右上、右下，再開挖中上中下，各導(dǎo)洞均采用臺階法施工，上、下斷面臺階長度宜控制在3-5m左右。

（3）開挖輪廓線充分考慮施工誤差、預(yù)留變形和超挖等因素的影響；區(qū)間隧道不得欠挖，對意外出現(xiàn)的超挖或塌方應(yīng)采用噴砼回填密實，并及時進(jìn)行背后回填注漿。

（4）開挖過程中，上半斷面宜采用環(huán)形開挖，保留核心土；下半斷面開挖時，邊墻宜采用單側(cè)或雙側(cè)交錯開挖，仰拱盡快開挖，縮短全斷面封閉時間。

（5）為防止拱腳下沉，拱腳處設(shè)置鎖腳錨桿。各分部格柵架設(shè)完成后，及時格柵的整體封閉，并噴射混凝土。循環(huán)進(jìn)行初支施工，直至貫通。

（6）開挖過程中必須加強(qiáng)監(jiān)控量測，應(yīng)盡可能快的施工臨時支撐或仰拱，形成封閉環(huán)，控制位移和變形；作好開挖的施工記錄和地質(zhì)斷面描述，加強(qiáng)對洞內(nèi)外的觀察。

3.4. 針對處于砂卵石地層的大斷面暗挖施工措施

（1）嚴(yán)格控制超前小導(dǎo)管加固注漿，使開挖輪廓外土體注漿飽滿密實、穩(wěn)定，同時發(fā)揮小導(dǎo)管的棚護(hù)作用；結(jié)構(gòu)主要位于卵石層，在以不擾動地層，且地層有較好的自穩(wěn)性的前提下，采取合理的注漿方式保證超前預(yù)注漿效果，必要時可以根據(jù)現(xiàn)場情況改變注漿方式，保證注漿加固效果。

（2）遇到不良地層或是異常情況時，應(yīng)掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土封閉掌子面，及時進(jìn)行初支背后注漿，嚴(yán)格控制注漿壓力，必要時進(jìn)行多次補(bǔ)漿，并采取對拱部進(jìn)行深孔注漿的方式，加固土體，保證作業(yè)面及上方道路及管線的安全。

（3）施工時嚴(yán)格遵循雙側(cè)壁導(dǎo)坑法各導(dǎo)洞的施工步驟。由于隧道導(dǎo)洞較多，施工時應(yīng)嚴(yán)格控制各導(dǎo)洞施工距離，各導(dǎo)洞之間的開挖錯距滿足設(shè)計要求。重點控制各導(dǎo)洞開挖時格柵鋼架的節(jié)點連接質(zhì)量和強(qiáng)度、縱向連接筋連接可靠、鋼筋網(wǎng)掛靠牢固，并做到及時封閉。

4. 結(jié)語

金安橋站～蘋果園站區(qū)間采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工大跨度斷面，保證了施工過程中初期支護(hù)安全穩(wěn)定，有效地控制地表沉降，取得良好的施工效果，為今后類似工程和工法的施工提供借鑒和參考。