雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在淺埋暗挖隧道中的應(yīng)用

王安祥

(貴陽市水利交通發(fā)展投資(集團(tuán))有限公司)

1 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工原理及適用范圍

1.1 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工藝原理

淺埋暗挖隧道施工中所應(yīng)用的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法即為一種邊開挖邊澆注、化整為零的施工技術(shù)。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法將隧道劃分成了很多個小斷面，每個斷面進(jìn)行獨立的掘進(jìn)施工，最后連接成一個整體。由于在開挖過程中，土層具有短時自穩(wěn)能力，因此可以使用中隔壁或是中隔板承力，通過網(wǎng)格狀支護(hù)，使得圍巖或是土層的表面組成一個密貼型的薄壁支護(hù)結(jié)構(gòu)。

1.2 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法適用范圍

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法主要適用于以下幾種情況:(1)各種尺寸以及斷面形式的隧道洞室;(2)大跨度雙線淺埋偏壓Ⅴ級圍巖地層，斷面處于40～120 m2;(3)水資源豐富的地層;(4)淺埋地下車庫、過街人行道以及城市道路隧道。總而言之，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在淺埋暗挖隧道中的應(yīng)用具有重要作用。

2 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工方法

因為在淺埋暗挖隧道施工過程中十分容易出現(xiàn)塌方問題，因此，必須做好其支護(hù)工作。隧道斷面的開挖主要分為兩側(cè)導(dǎo)洞、中間核心土。下文及對其開挖與支護(hù)工作做了具體的探討。

2.1 兩側(cè)導(dǎo)坑上部開挖、支護(hù)

2.1.1 上部開挖

在進(jìn)行兩側(cè)導(dǎo)坑上部開挖的過程中，必須采用超前大管棚或是超前小導(dǎo)管，對于底層進(jìn)行預(yù)注漿加固。施工人員應(yīng)做到不欠挖、不超挖，確保開挖輪廓線圓順，一側(cè)開挖落后于另一側(cè)3～5 m。

2.1.2 上部斷面初期養(yǎng)護(hù)

(1)初噴。在進(jìn)行兩側(cè)導(dǎo)坑上部開挖的過程中，必須及時進(jìn)行初噴(厚度35 cm)，從而盡可能快速地封閉拱頂暴露面。(2)格柵鋼架。格柵鋼架的制作必須嚴(yán)格按照相關(guān)的設(shè)計規(guī)范進(jìn)行，在安裝過程中注意做好浮土的清理工作，夯實拱腳、布設(shè)墊板。(3)掛網(wǎng)。在格柵鋼架背后，應(yīng)密貼圍巖進(jìn)行掛網(wǎng)施工，注意網(wǎng)片的規(guī)格應(yīng)為1.5 m×0.7 m，網(wǎng)格呈15 cm×15 cm。(4)復(fù)噴混凝土。在進(jìn)行混凝土復(fù)噴時，應(yīng)在其中加入一定量的速凝劑和1.2 kg/m 聚酯纖維，注意控制好表面平整度(小于等于100 mm)。

2.1.3 超前小導(dǎo)管作業(yè)

超前小導(dǎo)管施工中，應(yīng)通過風(fēng)鉆將小導(dǎo)管直接頂入，超前小導(dǎo)管的長度是3.5 m，每環(huán)40 根，環(huán)間距0.4 m 縱向每2.4 m 一環(huán)。在進(jìn)行高壓注漿前，應(yīng)做好清孔工作，并將注漿壓力控制在0.3～0.5 MPa 范圍內(nèi)。

2.2 兩側(cè)導(dǎo)坑中部開挖、支護(hù)

在進(jìn)行隧道兩側(cè)導(dǎo)坑中部開挖的過程中，應(yīng)注意好以下幾點:(1)每循環(huán)進(jìn)尺控制在0.8 m;(2)中部開挖應(yīng)落后上部3～5 m;(3)開挖與臨時支護(hù)工作同時進(jìn)行，從而做到及時同上部鋼架連接;(4)其他的措施與兩側(cè)導(dǎo)坑上部一致。

2.3 兩側(cè)遂底開挖、支護(hù)

(1)在進(jìn)行兩側(cè)遂底開挖、支護(hù)時，應(yīng)落后中部3～5 m，開挖與臨時支護(hù)工作同時進(jìn)行及時封閉成環(huán)。(2)隧底開挖每循環(huán)進(jìn)尺控制在0.8 m，初噴混凝土的厚度控制在4 cm，做好鋼架安裝、復(fù)噴等工作。

2.4 中間上部開挖、支護(hù)

兩側(cè)洞初支工作完成以后，應(yīng)進(jìn)中間土體的開挖施工，具體流程如下所示:超前小導(dǎo)管預(yù)注漿加固→開挖土石方→初噴混凝土(厚度控制在4～5 cm)→安裝鋼格柵、焊縱向聯(lián)接筋→掛網(wǎng)施工→復(fù)噴混凝土→進(jìn)入下一循環(huán)。

2.5 中間下部開挖、支護(hù)

(1)做好中隔板、中隔壁支撐的檢查工作;(2)對開挖支護(hù)變形情況進(jìn)行分析;(3)上述工作均完成后，進(jìn)行中間下部土體的開挖施工，要求其應(yīng)落后上部30～50 m，其具體流程如下縮回:土體開挖→鋼架安裝→噴射混凝土，封閉底部仰拱→進(jìn)入下一循環(huán)。

3 工程實例

3.1 工程概況

貴陽市南埡路(1.5 環(huán)北段)道路工程二標(biāo)段2 號隧道設(shè)計行車速度60 km/h，為雙向8 車道城市主干道隧道(雙洞分離)。左線暗挖隧道起訖里程LK2 +120～LK2 +620，長500 m，右線隧道起訖里程RK2 + 180－ RK2 + 560，長380 m。隧道內(nèi)輪廓采用三心圓，拱部半徑為10.5 m，邊墻半徑為6.25 m，仰拱半徑為20 m，隅角半徑為1.5 m。隧道建筑限界凈寬為18.75 m=0.75(檢修道)+0.5(左側(cè)路緣寬)+3 ×3.5(車行道)+3.75(車行道)+0.75(右側(cè)路緣寬)+2.5(人行道)。隧道建筑限界凈高:5.0 m。

3.2 施工方案

本隧道隧道開挖跨度非常大，因此施工中堅持采用信息化、按照新奧法原理進(jìn)行。施工應(yīng)遵循“弱爆破、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早閉合、勤量測、襯砌緊跟”的原則，結(jié)合反饋信息及時優(yōu)化調(diào)整設(shè)計參數(shù)，防止巖體坍塌。

爆破作業(yè)時采用光面爆破或預(yù)裂爆破等控制爆破技術(shù)，應(yīng)盡量控制藥量，避免放大炮，減小對圍巖的擾動，嚴(yán)格控制超挖，杜絕欠挖，以最大限度地保護(hù)周邊巖體的完整性，提高初期支護(hù)的承載能力。

Ⅴ級和Ⅳ級圍巖施工采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖，兩側(cè)導(dǎo)坑分上下臺階開挖，臺階長度控制在10 m，上臺階開挖后應(yīng)打設(shè)鎖腳小導(dǎo)管，中壁巖柱臺階長度控制在5 m，保證初期支護(hù)及時落底封閉，以確保初期支護(hù)的承載能力，二次襯砌緊跟開挖面，在初期支護(hù)落底后應(yīng)及時施作二次襯砌仰拱和仰拱回填層，然后施作二次襯砌。

3.2.1 施工步驟

施工準(zhǔn)備→洞口掌子面預(yù)加固→開挖平臺就位→斷面測量、放樣→施做超前支護(hù)→按分步順序開挖→噴8 cm 封閉掌子面，并初噴4 cm 混凝土封閉巖面(C25混凝土)→出碴→找頂→架立鋼架、掛網(wǎng)、打設(shè)錨桿→分層噴射混凝土直至設(shè)計厚度(C25噴射混凝土)→開挖平臺就位→施工下一循環(huán)。

3.2.2 施工工藝

隧道以新奧法為施工原理，洞身開挖采用“雙側(cè)壁導(dǎo)坑法”，初期支護(hù)全環(huán)采用型鋼鋼架，錨噴掛網(wǎng)支護(hù)，臨時鋼架采用I18b 工字鋼。

3.2.3 洞身開挖“雙側(cè)壁導(dǎo)坑法”即沿隧道兩側(cè)對稱設(shè)置兩處導(dǎo)坑，先開挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，每處導(dǎo)坑分上下臺階進(jìn)行開挖，同時對導(dǎo)坑靠中線部位用I18b 工字鋼支護(hù)，同洞身主鋼架螺栓連接牢固。側(cè)壁導(dǎo)坑、中槽部位采用短臺階法開挖，各部開挖后應(yīng)及時進(jìn)行初期支護(hù)及臨時支護(hù)，并盡早封閉成環(huán);兩側(cè)壁導(dǎo)坑超前中槽部位10 m，可獨立同步開挖和支護(hù)，中槽部位采用臺階開挖，并保持平行作業(yè);臨時支護(hù)拆除完成后，應(yīng)及時施作仰拱及二次襯砌。施工時主要以機(jī)械開挖人工輔助為主，孤石及局部硬巖段采用“弱爆破、放小炮”，主要以松動巖石為主，施做時嚴(yán)格控制藥量。開挖平臺一律使用自制整體移動式操作平臺。爆破孔采用風(fēng)動YT－28 風(fēng)動鑿巖機(jī)，一字形合金鉆頭，孔徑φ40 mm，爆破采用二號巖石乳化炸藥，起爆方式均采用非電毫秒雷管分段起爆。出碴用側(cè)翻式裝載機(jī)或小型扒碴機(jī)裝車，15 t 自卸汽車運至棄碴場，鑿頂及危石排除用反鏟挖掘機(jī)施作。

4 結(jié) 語

淺埋暗挖隧道中應(yīng)用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，是對于新奧法施工的一個重要補(bǔ)充，其實現(xiàn)了開挖面的有效支護(hù)，避免圍巖惡化、破壞，有利于確保復(fù)雜地段隧道施工安全，成功解決隧道施工中的地表沉降問題。

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