淺埋隧道建設(shè)中雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的應(yīng)用

陳升油

中交第四航務(wù)工程局有限公司，廣東 廣州 510290

1 工程概況

某地隧道（左線816m、右線860m、最小凈距18m）選址的地質(zhì)情況以第四系孔隙水為主，基巖裂隙水，圍巖分級為Ⅳ-Ⅴ級圍巖，出口段淺埋、偏壓，由此可見，施工中所遇問題多，危險(xiǎn)系數(shù)大，此工程需做好安全防范。隧道采用分離式，其中左洞建筑限界（寬×高）為1500cm×500cm，右洞建筑限界（寬×高）為1500cm×500cm。采用燈光照明、機(jī)械通風(fēng)，屬淺埋中隧道。此地隧道右線暗洞K51+455～K51+475段隧道頂最小覆土厚度約3m，此段施工方法為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。

2 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工原理

隧道淺埋雙側(cè)壁導(dǎo)坑法常規(guī)操作為在開挖的同時(shí)進(jìn)行澆筑作業(yè)，通常會把隧道的施工面切為6個小斷面，從各個方向進(jìn)行作業(yè)，使其匯合成為完整的隧道。在作業(yè)間斷可以暫時(shí)利用土層的自穩(wěn)能力保持一定的穩(wěn)定持重，也要及時(shí)利用鋼架等做好防護(hù)，一定要注意中部的受力能力。如遇砂層等類似的地質(zhì)，在施工中都可使用此法[1]。

3 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工方法

施工遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短步距、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤測量”的原則，規(guī)范完成各部分的工作。作業(yè)時(shí)一定要處理好積水問題，對于雨水的情況做到檢測及時(shí)、未雨綢繆、應(yīng)對快速、反饋準(zhǔn)確[2]。

3.1 土方開挖

（1）開挖步序。在1號導(dǎo)洞作業(yè)時(shí)，保證已做好相關(guān)支護(hù)工作。1號導(dǎo)洞超前2號導(dǎo)洞5m，再組織2號導(dǎo)洞的開挖作業(yè)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求及時(shí)設(shè)置初期支護(hù)以及中隔壁，起到維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用。1號導(dǎo)洞超前3號導(dǎo)洞15m，依然設(shè)置初支以及中隔壁，且此處還需增設(shè)中隔板，全面加強(qiáng)安全防護(hù)。3號導(dǎo)洞超前4號導(dǎo)洞5m，組織4號導(dǎo)洞的開挖并設(shè)初支和中隔壁。3號導(dǎo)洞超前5號導(dǎo)洞15m，進(jìn)入5號導(dǎo)洞開挖環(huán)節(jié)時(shí)，應(yīng)適時(shí)設(shè)置初支和中隔板。5號導(dǎo)洞超前6號導(dǎo)洞5m，有序地完成6號導(dǎo)洞的開挖作業(yè)，依然需設(shè)仰拱初期支護(hù)。可見，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖施工將整個范圍劃分為多個區(qū)域，有序推進(jìn)施工進(jìn)程。

各導(dǎo)洞及上下左右處均要有足夠的安全間隔，目的在于給后續(xù)的鋪墊工作提供充足的空間。按流程施工隧道，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法縱向施工步驟具體如圖1所示。

圖1 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法縱向施工步驟

（2）開挖導(dǎo)洞劃分。在開挖洞室劃分時(shí)要保證每個斷面的大小差不多，每個洞室的面積控制在18m2左右，并且做好防護(hù)支撐。遇土層較薄弱的區(qū)域時(shí)，若采取的是臺階式開挖的方法，則需注重對臺階高度的控制，以2.5m為宜。拱腳處依靠方木及其他進(jìn)行密實(shí)處理，還要開展注漿作業(yè)，以保證其固實(shí)穩(wěn)定。

（3）土方開挖方法。上導(dǎo)洞每榀開挖前要做加固穩(wěn)定作業(yè)，然后對核心土以環(huán)形的方式進(jìn)行挖掘，并將其放置于臺階處，然后運(yùn)往提升架處。對下導(dǎo)洞進(jìn)行作業(yè)時(shí)，是否需要注漿加固可依據(jù)實(shí)際需要和地層情況來決定。土方開挖期間加強(qiáng)對單次開挖量的控制，避免超挖或欠挖的情況，使成型的輪廓可以滿足形態(tài)和穩(wěn)定性等方面的要求。每循環(huán)開挖進(jìn)尺按0.5m控制，對開挖成型的臺階做刷坡處理，以免坍塌。施工現(xiàn)場地層的承載能力不足時(shí)，為了確保開挖臺階以及掌子面核心土的穩(wěn)定性，需采取行之有效的加固措施。

3.2 錨噴支護(hù)

（1）初噴掃面。拱部開挖后要立刻做掃面處理及時(shí)封頂，以免長時(shí)間的外露引發(fā)損害。

首次噴射時(shí)要按照水泥和雙液漿一樣的比例配置液漿作業(yè)。使用高壓風(fēng)噴射作業(yè)檢測好砂層的穩(wěn)定性，如若需要，可在其表面加厚4cm左右[3]。

（2）鋼架。鋼架一定要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每節(jié)長度和重量也必須符合使用要求，一般長度控制在2.5m左右，重量控制在100kg，這樣方便后期作業(yè)。對鋼架進(jìn)行組裝時(shí)，要保證已經(jīng)做好清潔工作且墊板放置到位，其縱向組裝間隔要嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)距離，并做到每個洞統(tǒng)一。鋼架間距確認(rèn)無誤后，可使用?22mm鋼管做焊接，并且做好焊接接頭的后續(xù)處理工作[4]。

（3）掛網(wǎng)。雙層鋪設(shè)，采用?6.5@150mm×150mm鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片裁切寬度為0.7m。掛網(wǎng)工序，先將外網(wǎng)捆扎在鋼架拱背部位，然后進(jìn)行鋼架安裝作業(yè)，鋼架組裝完畢后再進(jìn)行內(nèi)網(wǎng)捆扎。掛網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)，保證網(wǎng)片與鋼架緊密堅(jiān)固。

（4）超前導(dǎo)管。鋼架組裝成型后，在中間穿入超前導(dǎo)管，導(dǎo)管長度控制在2～3m，用?32mm×3.25mm焊接鋼管制成，在其頂部做切削處理，形成尖形并予以封口。打孔，但尾部500mm范圍內(nèi)予以保留，即該處不設(shè)溢漿孔。沿拱部、側(cè)導(dǎo)洞中隔壁輪廓線有序?qū)⒅谱魍瓿傻某皩?dǎo)管設(shè)置到位，隨后用棉紗封堵孔口，保證嚴(yán)密性，啟用高壓注漿泵，用該裝置完成注漿作業(yè)，材料選用的是水泥、水玻璃雙液漿。

（5）噴射混凝土。噴射混凝土要使用專業(yè)的噴護(hù)工具KS-7Z，其厚度和強(qiáng)度也要嚴(yán)格達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。在正式噴射混凝土前，對接茬部位做詳細(xì)的清理，避免雜物附著。其作業(yè)時(shí)從下面展開，一層噴射完成后再往上噴射，不要漏噴，盡量做到嚴(yán)密緊實(shí)。下臺階作業(yè)不要忘記對前一臺階采取修護(hù)復(fù)噴，使其達(dá)到足夠的整潔平滑。

4 土方開挖施工控制要點(diǎn)

（1）分步開挖，施工期間嚴(yán)格控制安全間隔。兩個導(dǎo)洞的上下、左右間隔分別需達(dá)到5m以上、15m以上。做好每日施工統(tǒng)計(jì)，記錄要明確詳盡。分步施工要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行，保證每個洞的作業(yè)情況都達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定。

（2）每個導(dǎo)洞作業(yè)都要使用臺階法循序漸進(jìn)，避免一次作業(yè)過高影響地層穩(wěn)定。

（3）注意把握每循環(huán)開挖進(jìn)尺，開挖一榀支護(hù)一榀，使整個作業(yè)循環(huán)起來，減少土層外露時(shí)間，避免土體臨空較長[5]。

（4）環(huán)形開挖要尤其注意掌子面的穩(wěn)定情況，一定要預(yù)留核心土，并且保證其的高品質(zhì)，一般核心土的預(yù)留大小都有規(guī)定，都要超過1m，這樣才能起到有效的支撐作用，從而對掌子面形成保護(hù)。如作業(yè)時(shí)還發(fā)現(xiàn)土質(zhì)疏松問題，其核心土還要做堅(jiān)固工序，以此提高土質(zhì)的質(zhì)量，最終起到保護(hù)效果。

（5）合理規(guī)劃，有序地將各部分的土方開挖工作落實(shí)到位，盡可能縮短土層的暴露時(shí)間。上層邊導(dǎo)洞作業(yè)由下向上，先從拱腳開展，作業(yè)一段后要及時(shí)使用固沙劑，作業(yè)到拱頂后使用鋼架做安全防護(hù)。上層中導(dǎo)洞作業(yè)一般會由外到內(nèi)，兩側(cè)作業(yè)完畢清潔后再到拱頂，同時(shí)要注意避免兩側(cè)位置的過長暴露。

（6）土方開挖完畢做好面紗層的防護(hù)，使用固沙劑加固面紗層地層，使其穩(wěn)定性得到進(jìn)一步保障。

（7）及時(shí)注意開挖揭露地層的變化，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，如若需要可對掌子面采取措施。每次循環(huán)作業(yè)時(shí)，都要進(jìn)行注漿檢查，并結(jié)合地質(zhì)土層做出后續(xù)施工作業(yè)計(jì)劃。

5 安全控制措施

（1）充分遵循“弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤測量”的原則，做到規(guī)范化施工，及時(shí)加強(qiáng)防護(hù)。

（2）以施工機(jī)具的性能、施工隊(duì)伍的工作能力等為立足點(diǎn)，合理控制導(dǎo)坑開挖孔徑以及臺階高度，形成相協(xié)調(diào)的作業(yè)關(guān)系。

（3）在圍巖性質(zhì)較差地段施工時(shí)，每循環(huán)縱向進(jìn)尺以50cm為宜，其恰好等同于一榀工字鋼的長度；在圍巖性質(zhì)較佳地段施工時(shí)，可以將該值調(diào)整為100cm，即對應(yīng)的是二榀工字鋼的長度。

（4）側(cè)邊開挖工作完成后，中央部分呈懸空的狀態(tài)，且受開挖的擾動性影響，該部分缺乏穩(wěn)定性，若未加強(qiáng)控制，則容易導(dǎo)致臨時(shí)壁墻受損。對此，不宜采取爆破開挖的方法，且需要有效測量與控制。

（5）分多次逐步完成開挖作業(yè)，避免超欠挖。只有圍巖達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，方可拆除臨時(shí)側(cè)壁墻。

（6）隧底兩隅與側(cè)墻聯(lián)結(jié)處較為薄弱，該處應(yīng)做到平順開挖，不可出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況。部分膨脹性圍巖的變形能力較強(qiáng)，容易出現(xiàn)大幅度的變形，此時(shí)可在兩隅預(yù)先打入錨桿，起到加固的作用。

6 結(jié)束語

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在工程施工中一般會從6個面展開作業(yè)，因而其穩(wěn)定性尤為重要，在實(shí)際施工中需要加強(qiáng)檢測與控制，創(chuàng)設(shè)安全的施工環(huán)境，在安全的前提下高效完成隧道的建設(shè)工作。文章圍繞雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在隧道工程中的應(yīng)用要點(diǎn)展開了探討，旨在給類似工程提供參考。