雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技術(shù)在淺埋暗挖斷面軟巖隧道的應(yīng)用

王鑫

摘 要：隧道的斷面比較復(fù)雜多變，應(yīng)用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖可有效避免大面積松動(dòng)，從而確保施工安全。本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技術(shù)在淺埋暗挖斷面軟巖隧道的應(yīng)用進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：淺埋暗挖法;大斷面軟巖;雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

1 概況

大斷面-軟巖隧道斷面形式復(fù)雜：?jiǎn)尉€單洞加寬段、雙線單洞段、大跨度單洞段、三拱段。施工方法包括側(cè)洞法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、叉中隔壁法、短臺(tái)階法等，由于截面不斷變化，由于每種方法的施工參數(shù)不同，所采用的施工工藝也會(huì)隨之變化。同時(shí)，為了使施工過(guò)程中的應(yīng)力體系能夠順利轉(zhuǎn)換，增加了施工難度。為解決大斷面-軟巖隧道的開挖難題，通過(guò)方案比較，選擇了雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖方案。

2 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工特點(diǎn)

2.1 施工原理

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法建筑是一種同時(shí)切割和支撐的方法。其原理是將整個(gè)大斷面隧道分成10個(gè)小部分。每個(gè)小斷面分別開挖形成一個(gè)大隧道?；陂_挖過(guò)程中土層在短時(shí)間內(nèi)的自穩(wěn)性能變化，選擇格柵支護(hù)，在圍巖或土層表面形成薄壁支護(hù)結(jié)構(gòu)，中墻和橫隔梁承受部分應(yīng)力。

2.2 施工特點(diǎn)

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法淺埋偏壓隧道能較好地解決雙線大斷面隧道開挖施工的安全問(wèn)題，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆除方便，能夠較好地確保施工質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益顯著。該方法是在新奧法的一些理論基礎(chǔ)上，在工程施工設(shè)計(jì)中提出的一套隧道施工理論和操作工藝。該工藝的順利進(jìn)行，表明了該施工方法適用于松散土介質(zhì)的圍巖，且隧道的埋深小于隧道直徑，可修建地表沉降很小的隧道。

2.3 方案比選

2.3.1 原設(shè)計(jì)方案

該工程有2個(gè)豎井，從豎井進(jìn)入橫通道后，可按左右線東西方向開挖正線。三聯(lián)拱結(jié)構(gòu)位于1井和2井之間，三拱設(shè)計(jì)采用中間隧道法，即先進(jìn)行中間隧道的開挖和支護(hù)，然后在二次襯砌施工后在施工進(jìn)行隧道兩側(cè)的施工。當(dāng)然，中洞的施工也是施工完二襯后再進(jìn)行施工。這樣就約束了三拱的施工時(shí)間，影響了整體工期。

2.3.2 調(diào)整實(shí)施方案

經(jīng)過(guò)了用心的探討分析，因?yàn)槿?lián)拱不在1、2井同時(shí)到達(dá)的位置，必須導(dǎo)致一方先到達(dá)，待另外一方施工到達(dá)目標(biāo)時(shí)，再進(jìn)行第三聯(lián)施工。為了更好地處理第三聯(lián)拱的工序不受其它因素影響，縮短該段總工期，從技術(shù)、安全、經(jīng)濟(jì)等方面考慮，第三聯(lián)拱采取側(cè)洞法工藝。也就是從2號(hào)井向三聯(lián)拱的方向進(jìn)行施工，直至完畢。接著開挖三聯(lián)拱左側(cè)，開挖完成后，進(jìn)行二次襯砌施工，再向1號(hào)井方向開挖，1號(hào)井開挖至三聯(lián)拱時(shí)，便可以右側(cè)施工，二襯砼施工完成后，可向中洞施工，這樣不僅能夠節(jié)省工期及投資成本，還能提升工程質(zhì)量。

2.4 側(cè)壁導(dǎo)坑施工方法

針對(duì)本標(biāo)段結(jié)構(gòu)復(fù)雜、周邊環(huán)境復(fù)雜的特點(diǎn)，專項(xiàng)施工方案需要通過(guò)科學(xué)合理的組織設(shè)計(jì)及高危施工方案編制，而且通過(guò)專家評(píng)審其可行性、可靠性、可操作性。

2.4.1 施工總體原則

完成橫通道施工后，再進(jìn)行正線施工。先開挖正線標(biāo)準(zhǔn)段，提前15 m以上的距離，以免發(fā)生連鎖反應(yīng)，造成影響。正線、橫通道兩方面的受力比較復(fù)雜，需要采取相應(yīng)有效的加固措施，避免發(fā)生安全事故。如在一次襯砌后注漿加固、設(shè)置足夠的支護(hù)等。對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)查研究，采取有效的預(yù)防措施。

2.4.2 施工步驟

（1）在1號(hào)導(dǎo)洞拱部和中墻上部修建超前小導(dǎo)管，并進(jìn)行灌漿加固。1號(hào)導(dǎo)洞開挖按環(huán)向開挖、為減少開挖時(shí)間，保持掌子面穩(wěn)定，應(yīng)逐步貫徹預(yù)留心墻土的原則。搭設(shè)網(wǎng)格，埋設(shè)回填灌漿管，噴混凝土。下臺(tái)階開挖應(yīng)盡快進(jìn)行，使1號(hào)導(dǎo)洞封閉成環(huán)，并在拱腳處增設(shè)鎖腳螺栓。當(dāng)1號(hào)導(dǎo)洞封閉成4 m環(huán)形時(shí)，可進(jìn)行2號(hào)導(dǎo)洞的開挖和支護(hù)。必須保證上、下導(dǎo)洞間距緊跟，一般宜控制在4 m左右。1號(hào)、2號(hào)上、下導(dǎo)洞成環(huán)后，在初期支護(hù)有一定強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行回填灌漿。注漿材料可以用水泥漿回填，有時(shí)用砂漿回填。

（2）為了避免導(dǎo)洞之間形成群洞效應(yīng)，1導(dǎo)洞開挖進(jìn)尺15 m時(shí)方可開挖3號(hào)導(dǎo)洞。而且兩個(gè)導(dǎo)洞前后相差不能小于15 m，以保證3號(hào)導(dǎo)洞施工前1導(dǎo)洞的相對(duì)穩(wěn)定性。4號(hào)導(dǎo)洞的施工相似于2號(hào)隧道。

（3）3號(hào)導(dǎo)洞的開挖進(jìn)尺超過(guò)10 m時(shí)，可以進(jìn)行5號(hào)隧道的開挖和支護(hù)?？刂频年P(guān)鍵是保證頂板網(wǎng)架與兩側(cè)隧道網(wǎng)架的可靠連接。6號(hào)導(dǎo)洞也需要遵循數(shù)字，并且嚴(yán)格禁止一次挖掘多個(gè)桁架。

（4）待初支護(hù)變形趨于穩(wěn)定后，方可進(jìn)行混凝土施工。二次襯砌施工必須保證一次支護(hù)體系的安全穩(wěn)定，需要嚴(yán)格按照專項(xiàng)施工方案進(jìn)行實(shí)施。臺(tái)車也用于本標(biāo)段大斷面的二次襯砌施工。因此，小車已經(jīng)確定了施工順序，但為了保證施工安全，初次支護(hù)系統(tǒng)的破壞時(shí)間應(yīng)盡可能短。因此，仰拱施工前，應(yīng)盡量少拆除下部臨時(shí)中隔壁，如有車進(jìn)來(lái)，應(yīng)控制車輛長(zhǎng)度，只夠一輛小車，但破斷也要按順序進(jìn)行，先破中隔墻，再破中隔墻，破斷過(guò)程中要先破少量連接件，向順洞方向，以條形進(jìn)行，并保留網(wǎng)格鋼筋。經(jīng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，破碎過(guò)程中無(wú)異常情況，其余臺(tái)車混凝土均可破碎。

5）在臨時(shí)中間隔墻損壞之前，應(yīng)對(duì)每個(gè)洞室的基礎(chǔ)表面進(jìn)行處理，以滿足建筑防水的要求。同時(shí)，要加強(qiáng)各工序之間的銜接，盡可能地降低危險(xiǎn)源暴露時(shí)間，盡快完成施工，保證結(jié)構(gòu)安全。

2.4.3 特殊部位施工

渡線處的橫截面有很多變化，有許多小截面過(guò)渡到大斷面。當(dāng)過(guò)渡尺寸相同時(shí)，可以直接進(jìn)行過(guò)渡。截面尺寸如果不一樣時(shí)，需要采取相應(yīng)措施進(jìn)行過(guò)渡，在變斷面前的5 m處抬高，并按比例開挖到大斷面寬度。必要時(shí)，可在過(guò)渡輪廓周圍搭設(shè)大型管棚，開挖時(shí)輔以超前小導(dǎo)管灌漿，確保安全。

相對(duì)而言，斷面從大到小并不困難。傳統(tǒng)的方法是待施工完畢后，將端頭調(diào)至設(shè)計(jì)位置，然后通過(guò)斷點(diǎn)進(jìn)入到小斷面進(jìn)行施工。大斷面開挖至設(shè)計(jì)位置時(shí)，應(yīng)緊密布置兩個(gè)格柵。同時(shí)，最后一個(gè)豎立好后，端蓋格柵與之牢固連接。

同時(shí)，加固小截面的第一個(gè)，并將其嵌入端部封閉格柵中。小斷面可噴8 cm厚混凝土，減少鑿毛麻煩。同時(shí)要注意的是，除了密封端面的錨桿外，還應(yīng)在小截面外設(shè)置大管棚，以加強(qiáng)受力較差的情況。當(dāng)端墻后為砂層時(shí)，也可設(shè)置雙層小導(dǎo)管，并進(jìn)行有效灌漿，在開孔小斷面時(shí)非常安全有效。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）在實(shí)施眼鏡法的過(guò)程中，一定要注意控制每個(gè)導(dǎo)洞的前后臺(tái)階之間的距離，平行孔之間的距離不宜太近，容易造成群洞效應(yīng)。拱頂覆土干撓度較大，對(duì)初期襯砌結(jié)構(gòu)體系與圍巖的平衡影響較大，不利于結(jié)構(gòu)的安全。同時(shí)，為了避免后續(xù)施工影響已建成的導(dǎo)洞，應(yīng)合理安排各導(dǎo)洞的施工順序，既能安全順利地完成施工，又能節(jié)約資源，具有十分重要的意義。比如，回灌應(yīng)該有所反映，但有時(shí)回灌已經(jīng)完成，但導(dǎo)洞建成后對(duì)其有一定影響，因此有必要進(jìn)行二次回灌回填，這有利于控制沉降，特別是在重要部門。

（2）在實(shí)施玻璃法的過(guò)程中，5號(hào)隧道頂網(wǎng)的架設(shè)存在一定的困難。1、3號(hào)導(dǎo)洞連接設(shè)計(jì)，網(wǎng)架為楔形，頂大底小，這樣施工必然達(dá)不到恰到好處的效果。另外，操作空間小也會(huì)導(dǎo)致連接速度過(guò)慢，從而形成超挖現(xiàn)象，質(zhì)量無(wú)法得到保證。因此，經(jīng)過(guò)各種試驗(yàn)后，在中心線偏差1 m處加設(shè)連接板。兩端固定后焊接連接板，效果顯著。

（3）施工時(shí)會(huì)有部分殘留水或頂部有少量泄漏現(xiàn)象，這部分水的處理非常重要，不僅影響初期襯砌的質(zhì)量，而且后期的防水施工也會(huì)受到影響，止水的施工方法主要是普遍注水泥漿，如若注漿堵不住時(shí)選用埋管引排處理。

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