大跨徑隧道雙側壁導坑法施工技術

史智超

摘要：文章以實際工程為例，分析了大跨徑隧道雙側壁導坑法施工過程及工藝，并探討了施工過程技術控制要點，以保證隧道施工安全，達到設計及相關技術規范要求。

關鍵詞：土質圍巖;雙側壁導坑;臨時支護

Taking the actual engineering as the example，this article analyzes the construction process and technology of double sidewall guiding pit method for largespan tunnels，and discusses the technical control points of construction process to ensure the safety of tunnel construction and meet the requirements of design and related technical specifications.

Soil surrounding rock;Double sidewall guiding pit;Temporary support

0 引言

隧道工程作為跨越山嶺的主要構造物，在越來越多的道路工程中占據了極其重要的地位。尤其是目前高速公路三車道隧道工程，開挖斷面凈寬16 m以上，凈面積達150 m2，隧道工后沉降收斂易呈現較大變化，施工質量要求高，須結合地質情況采取相應處置措施，方可保證巖體穩定。文章以實際工程為例，對施工過程及工藝進行分析，并對施工過程技術控制要點進行討論，以確保隧道施工安全，工程質量達到了設計及相關技術規范的要求。

1 工程概況

九峰隧道為新建高速公路雙向六車道隧道，呈左右洞分離布設，其中左洞長2 796.44 m（ZK136+428～ZK139+224.44），右洞長2 873 m（YK136+327～YK139+200），屬于特長隧道。隧道凈寬14 m，采用0.75 m（檢修道）+0.75 m（側向寬度）+3×3.75 m（車行道）+0.5 m（側向寬度）+0.75 m（檢修道）型式布置，設計車速80 km/h。

2 施工過程及工藝

九峰隧道洞口段主要為坡積土，全-強風化花崗巖，呈散體狀-碎裂狀結構，圍巖自穩能力較差，拱頂易出現滑塌、側壁掉塊等不利地質情況。經專家論證，該隧道進洞段50 m范圍內及洞內遇土質圍巖須采用雙側壁導坑法施工，主要開挖方式為挖掘機開挖，局部可以采用預裂爆破等弱爆破施工方法，應盡量減少對土體圍巖的二次擾動;采用裝載機配合自卸運輸汽車出渣，通風采用壓入式通風，隧道設計日常涌水量為9 501 m3/d，設計最大涌水量為19 131 m3/d，由于隧道均為下坡施工，因此采用抽水引排水。洞內采用電力燈光照明。

2.1 超前支護

在隧道洞口段淺埋、軟弱土質地層中施工時，多采用超前注漿小導管，對前方巖體進行預注漿、預加固，以使土體達到自穩能力要求。小導管采用50 mm的熱軋無縫鋼管，單根長5 m，外插角為15°，環向間距為0.5 m，縱向間距為2.8 m，注漿壓力為0.5～1.0 MPa，水灰比為1∶0.5。超前支護須在相應土方開挖前施工完畢，在漿液真正起到穩定土體的作用后方可實施下道工序[1]。

2.2 土方開挖及初期支護

根據專項施工方案要求，九峰隧道左洞進口段50 m范圍內均為土質圍巖，采用雙側壁導坑法施工，開挖支護工序過程見圖1。

（1）雙側壁導坑法一般是將全斷面分成四個部分，即左側導洞、右側壁導洞、中部上臺階、中部下臺階。首先在超前支護形成一定強度后，開挖左側導洞，適時施作初期支護鋼筋網、系統錨桿及噴射混凝土結構層;同時施工左導洞右側側壁臨時支護鋼支撐墻體，施工鎖腳錨桿，噴射混凝土結構層，使左側導洞洞身盡快形成閉合結構，保證支護結構整體穩固。

（2）在左側導洞施工完成一定距離后，開挖右側導洞，施工右導洞初期支護支護結構，完成右導洞左側鋼支撐墻體臨時支護體系，使右側導洞形成穩定閉合結構[2]。

（3）待左、右側導洞施工間隔一定距離后，開挖中部上臺階，完成拱頂初期支護結構層，施工臨時仰拱。施工過程中應注意，不要損壞兩側鋼支撐臨時支護墻體。

（4）開挖中部下臺階，施作初期支護結構層，使整個斷面形成穩固的閉合結構。

2.3 監控量測

監控量測是利用現代化的測量儀器或工具對圍巖穩固情況和支護結構的受力狀態進行連續監測，為隧道掘進施工和后續二襯施工提供科學指導，是保證隧道施工安全的不可或缺的輔助措施。監控量測按其量測內容和重要程度可分為必測項目與選測項目，詳見表1。

2.4 臨時支護的拆除

待隧道同一斷面內全部初期支護結構均已施工完畢，且各類監控量測數據均趨于穩定，滿足相關技術標準要求以后，在二次襯砌施工前，應對臨時支護工程進行拆除施工。拆除的主要內容為中部上臺階臨時仰拱;左、右側鋼支撐臨時支護側墻;錨桿和鋼筋網的切割清理等。

（1）在拆除工程施工前，應合理布設拆除監控量測點，其多位于拱頂兩側，通過監測隧道支護結構的變形大小來判斷隧道巖體的穩固程度，從而指導施工，保證施工安全。

（2）拆除工作從中間臨時仰拱拆除開始，拆除過程中切忌造成大幅震動，防止對已施工初期支護結構造成嚴重損害[3]。

（3）拆除右側壁臨時支護墻，首先應鑿除噴射混凝土，采用電弧焊或氫氧焰對鋼筋網片及錨桿進行切割清理，對鋼拱架進行臨時防護，防止拆除過程中傾倒，然后對鋼拱架連接板進行切割，從而拆除鋼拱架。

（4）拆除左側臨時支護墻體。

（5）清理施工現場，對初期支護損壞部位進行二次噴射混凝土找平，為下道工序施工提供良好作業面。

2.5 二次襯砌

（1）按設計要求，鋪設防水板，做好防水板搭接處理，防止發生滲漏水現象。

（2）按設計圖紙進行鋼筋綁扎，二次襯砌臺車就位，進行止水帶安裝及臺車端頭處理。

（3）二襯混凝土的拌合、運輸、澆筑、振搗及養護施工。

（4）臺車移位，進行順序施工。

3 施工過程技術控制要點

（1）導洞寬度設置原則：導洞橫線寬度尺寸設置可以充分利用鋼支撐的臨時支護作用，同時考慮機械設備運轉空間和現場施工作業條件而定。一般單側導坑的寬度不宜大于斷面最大跨度的1/3。

（2）步距設置原則：左、右側導坑及中部上、下臺階每工序作業面前后交錯的距離，應根據開挖一側導坑所引起的施工擾動不致造成另一側導坑支護結構松動、損壞以及圍巖內應力重分布不致影響到另一側導坑穩定性的原則來確定。根據現場實踐經驗總結，導洞之間一般步距控制在3～5 m為宜。同時要求二襯至已完成初期支護段步距≤2倍的洞身跨度為宜。各施工工序作業面的步距對隧道施工安全具有十分重要的作用[4]。

（3）嚴格執行施工順序：①開挖一側導坑，快速完成初期支護、臨時支護結構，形成小范圍閉合結構;②開挖另一側導坑，建造初期支護、臨時支護，形成另一側閉合的穩固結構;③開挖中部上臺階，建造拱頂初期支護;④開挖中部下臺階，建造底部的初期支護，使整個初期支護結構形成全斷面閉合結構;⑤拆除導坑內臨時支護工程，待圍巖自穩性合格后施作二次襯砌工程。

（4）注重臨時支撐拆除時的監控量測及安全防護工作，要求監控量測按要求跟蹤作業，全體施工作業人員都均應佩戴安全帽，穿絕緣膠底鞋，戴防塵口罩，局部高空作業還應佩戴安全繩，設置安全防護欄。現場聽從專職人員統一指揮，嚴禁上、下部同時作業，嚴禁采用大型機械暴力拆除。待拆除作業施工完畢后，需對初期支護損壞、缺漏部分進行二次補噴找平。

（5）注重對監控量測的數據的采集、匯總、編輯整理與動態分析，可采用作圖法，對各項監測數據值的大小、變化規律、動態走向，繪制測點時間-位移曲線圖，見圖2。

如果位移的變化隨著時間的增長而趨于減小，說明該處圍巖處于基本穩定狀態，支護系統是可靠而有效的，如圖2中的正常曲線。如果曲線出現了向上的反彎，變化速率趨于變大，則說明該監測點巖體位移出現了非正常的加速變形變位現象，該段落支護體系已出現了不穩定狀況。首先應分析查找原因，如因非人為因素影響，則該段落應立即采取加強支護措施[5]。一般認為，如觀測值收斂速度<0.2 mm/d時，則說明此處圍巖基本達到穩定狀態，可以進行后續施工;如觀測值收斂速度>5 mm/d，說明此處巖體仍處于急劇變化狀態，應加強支護，同時增加觀測頻率。

4 結語

（1）雙側壁導坑法施工優點：①當隧道跨度較大，采用臺階法、CD法等難以控制巖體變形時，可優先選用雙側壁導坑法;②雙側壁導坑法主要適合采用機械

開挖的土質圍巖地段，尤其適合進口淺埋段隧道開挖施工作業，安全系數更高;③每個分隔塊體都在開挖后立即形成各自閉合結構，且在施工期間巖體變形幾乎不會發展，更加有利于施工安全生產管理工作的開展。

（2）不足之處：①雙側壁導坑法由于斷面開挖分割塊體多，施工相互擾動大，初期支護形成全斷面閉合結構耗用時間長，后期施工段落易對前期已完成的初期支護工程造成二次損壞;②雙側壁導坑法施工速度相對較慢，臨時支撐拆除工程量大，拆除風險高，對施工管理要求高，由此造成施工成本較高;③正是由于斷面分割塊較多，塊體間施工接頭一旦處理不好，易造成隧道滲漏水。

因此，現場實際施工過程中應針對其優缺點進行合理規劃與設置，揚長避短，在保證隧道施工安全的同時，確保已完工的工程質量能夠達到設計及相關技術規范的要求。

參考文獻：

[1]JTG/T F60-2009，公路隧道施工技術細則[S].

[2]崔 鍇，呼明明，曹 勃.淺析單側壁導坑法在大跨徑黃土隧道施工中的應用[J].公路交通科技（應用技術版），2017（7）：88-89.

[3]亓長君.復雜地質條件下大跨徑地鐵淺埋暗挖隧道雙側壁導坑法施工技術[J].鐵道建筑技術，2016（3）：10-13.

[4]李昊鵬.復雜地質條件下大跨徑地鐵隧道雙側壁導坑法施工技術[J].山東工業技術，2014（20）：91.

[5]肖 營，胡倫煒.大跨徑隧道雙上側壁導坑法施工技術[J].施工技術，2011，40（7）：61-63.