大跨径隧道双侧壁导坑法施工技术

史智超

【期刊名称】《《西部交通科技》》 【年(卷),期】2019(000)006 【总页数】4页(P117-120)

【关键词】土质围岩; 双侧壁导坑; 临时支护 【作 者】史智超

【作者单位】中铁十六局集团第一工程有限公司 北京 101300 【正文语种】中 文 【中图分类】U455.4 0 引言

隧道工程作为跨越山岭的主要构造物，在越来越多的道路工程中占据了极其重要的地位。尤其是目前高速公路三车道隧道工程，开挖断面净宽16 m以上，净面积达150 m2，隧道工后沉降收敛易呈现较大变化，施工质量要求高，须结合地质情况采取相应处置措施，方可保证岩体稳定。文章以实际工程为例，对施工过程及工艺进行分析，并对施工过程技术控制要点进行讨论，以确保隧道施工安全，工程质量达到了设计及相关技术规范的要求。 1 工程概况

九峰隧道为新建高速公路双向六车道隧道，呈左右洞分离布设，其中左洞长2

796.44 m(ZK136+428～ZK139+224.44)，右洞长2 873 m(YK136+327～YK139+200)，属于特长隧道。隧道净宽14 m，采用0.75 m(检修道)+0.75 m(侧向宽度)+3×3.75 m(车行道)+0.5 m(侧向宽度)+0.75 m(检修道)型式布置，设计车速80 km/h。 2 施工过程及工艺

九峰隧道洞口段主要为坡积土，全-强风化花岗岩，呈散体状-碎裂状结构，围岩自稳能力较差，拱顶易出现滑塌、侧壁掉块等不利地质情况。经专家论证，该隧道进洞段50 m范围内及洞内遇土质围岩须采用双侧壁导坑法施工，主要开挖方式为挖掘机开挖，局部可以采用预裂爆破等弱爆破施工方法，应尽量减少对土体围岩的二次扰动；采用装载机配合自卸运输汽车出渣，通风采用压入式通风，隧道设计日常涌水量为9 501 m3/d，设计最大涌水量为19 131 m3/d，由于隧道均为下坡施工，因此采用抽水引排水。洞内采用电力灯光照明。 2.1 超前支护

在隧道洞口段浅埋、软弱土质地层中施工时，多采用超前注浆小导管，对前方岩体进行预注浆、预加固，以使土体达到自稳能力要求。小导管采用φ50 mm的热轧无缝钢管，单根长5 m，外插角为15°，环向间距为0.5 m，纵向间距为2.8 m，注浆压力为0.5～1.0 MPa，水灰比为1∶0.5。超前支护须在相应土方开挖前施工完毕，在浆液真正起到稳定土体的作用后方可实施下道工序[1]。 2.2 土方开挖及初期支护

根据专项施工方案要求，九峰隧道左洞进口段50 m范围内均为土质围岩，采用双侧壁导坑法施工，开挖支护工序过程见图1。 图1 Ⅴ级围岩双侧壁法施工工序立面图

(1)双侧壁导坑法一般是将全断面分成四个部分，即左侧导洞、右侧壁导洞、中部上台阶、中部下台阶。首先在超前支护形成一定强度后，开挖左侧导洞，适时施作

初期支护钢筋网、系统锚杆及喷射混凝土结构层；同时施工左导洞右侧侧壁临时支护钢支撑墙体，施工锁脚锚杆，喷射混凝土结构层，使左侧导洞洞身尽快形成闭合结构，保证支护结构整体稳固。

(2)在左侧导洞施工完成一定距离后，开挖右侧导洞，施工右导洞初期支护支护结构，完成右导洞左侧钢支撑墙体临时支护体系，使右侧导洞形成稳定闭合结构[2]。 (3)待左、右侧导洞施工间隔一定距离后，开挖中部上台阶，完成拱顶初期支护结构层，施工临时仰拱。施工过程中应注意，不要损坏两侧钢支撑临时支护墙体。 (4)开挖中部下台阶，施作初期支护结构层，使整个断面形成稳固的闭合结构。 2.3 监控量测

监控量测是利用现代化的测量仪器或工具对围岩稳固情况和支护结构的受力状态进行连续监测，为隧道掘进施工和后续二衬施工提供科学指导，是保证隧道施工安全的不可或缺的辅助措施。监控量测按其量测内容和重要程度可分为必测项目与选测项目，详见表1。 2.4 临时支护的拆除

待隧道同一断面内全部初期支护结构均已施工完毕，且各类监控量测数据均趋于稳定，满足相关技术标准要求以后，在二次衬砌施工前，应对临时支护工程进行拆除施工。拆除的主要内容为中部上台阶临时仰拱；左、右侧钢支撑临时支护侧墙；锚杆和钢筋网的切割清理等。

(1)在拆除工程施工前，应合理布设拆除监控量测点，其多位于拱顶两侧，通过监测隧道支护结构的变形大小来判断隧道岩体的稳固程度，从而指导施工，保证施工安全。

(2)拆除工作从中间临时仰拱拆除开始，拆除过程中切忌造成大幅震动，防止对已施工初期支护结构造成严重损害[3]。

(3)拆除右侧壁临时支护墙，首先应凿除喷射混凝土，采用电弧焊或氢氧焰对钢筋

网片及锚杆进行切割清理，对钢拱架进行临时防护，防止拆除过程中倾倒，然后对钢拱架连接板进行切割，从而拆除钢拱架。 (4)拆除左侧临时支护墙体。

(5)清理施工现场，对初期支护损坏部位进行二次喷射混凝土找平，为下道工序施工提供良好作业面。 2.5 二次衬砌

(1)按设计要求，铺设防水板，做好防水板搭接处理，防止发生渗漏水现象。 (2)按设计图纸进行钢筋绑扎，二次衬砌台车就位，进行止水带安装及台车端头处理。

(3)二衬混凝土的拌合、运输、浇筑、振捣及养护施工。 (4)台车移位，进行顺序施工。

表1 监控量测要求表序号类别名称方法监测频率1必测项目地质及支护情况观察周边收敛收敛计拱顶下沉精密水准仪、钢挂尺仰拱隆沉水准仪、水准尺每次开挖完成后进行开挖后24 h内进行,0～18 m,1～2次/d;18～36 m,1次/d;36～90 m,1次/2 d;>90 m,1次/周开挖后12 h内进行,1～15 d,1次/d;16～30 d,1次/2 d;1～3个月,1～2次/周;>3个月,1～3次/月2选测项目锚杆抗拔力/内力电测锚杆、锚杆拉拔器等同《必测项目-周边收敛》围岩内部位移洞内钻孔安设多点杆式位移计同《必测项目-周边收敛》喷射混凝土应力表面应力解除法二次衬砌施作前二次衬砌压应力各类型压力盒同《必须项目-仰拱隆沉》钢支撑内应力表面应变计及VW-1型收敛仪同《必测项目-周边收敛》 3 施工过程技术控制要点

(1)导洞宽度设置原则：导洞横线宽度尺寸设置可以充分利用钢支撑的临时支护作用，同时考虑机械设备运转空间和现场施工作业条件而定。一般单侧导坑的宽度不宜大于断面最大跨度的1/3。

(2)步距设置原则：左、右侧导坑及中部上、下台阶每工序作业面前后交错的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的施工扰动不致造成另一侧导坑支护结构松动、损坏以及围岩内应力重分布不致影响到另一侧导坑稳定性的原则来确定。根据现场实践经验总结，导洞之间一般步距控制在3～5 m为宜。同时要求二衬至已完成初期支护段步距≤2倍的洞身跨度为宜。各施工工序作业面的步距对隧道施工安全具有十分重要的作用[4]。

(3)严格执行施工顺序：①开挖一侧导坑，快速完成初期支护、临时支护结构，形成小范围闭合结构；②开挖另一侧导坑，建造初期支护、临时支护，形成另一侧闭合的稳固结构；③开挖中部上台阶，建造拱顶初期支护；④开挖中部下台阶，建造底部的初期支护，使整个初期支护结构形成全断面闭合结构；⑤拆除导坑内临时支护工程，待围岩自稳性合格后施作二次衬砌工程。

(4)注重临时支撑拆除时的监控量测及安全防护工作，要求监控量测按要求跟踪作业，全体施工作业人员都均应佩戴安全帽，穿绝缘胶底鞋，戴防尘口罩，局部高空作业还应佩戴安全绳，设置安全防护栏。现场听从专职人员统一指挥，严禁上、下部同时作业，严禁采用大型机械暴力拆除。待拆除作业施工完毕后，需对初期支护损坏、缺漏部分进行二次补喷找平。

(5)注重对监控量测的数据的采集、汇总、编辑整理与动态分析，可采用作图法，对各项监测数据值的大小、变化规律、动态走向，绘制测点时间-位移曲线图，见图2。

图2 时间-位移曲线图

如果位移的变化随着时间的增长而趋于减小，说明该处围岩处于基本稳定状态，支护系统是可靠而有效的，如图2中的正常曲线。如果曲线出现了向上的反弯，变化速率趋于变大，则说明该监测点岩体位移出现了非正常的加速变形变位现象，该段落支护体系已出现了不稳定状况。首先应分析查找原因，如因非人为因素影响，

则该段落应立即采取加强支护措施[5]。一般认为，如观测值收敛速度<0.2 mm/d时，则说明此处围岩基本达到稳定状态，可以进行后续施工；如观测值收敛速度>5 mm/d，说明此处岩体仍处于急剧变化状态，应加强支护，同时增加观测频率。 4 结语

(1)双侧壁导坑法施工优点：①当隧道跨度较大，采用台阶法、CD法等难以控制岩体变形时，可优先选用双侧壁导坑法；②双侧壁导坑法主要适合采用机械开挖的土质围岩地段，尤其适合进口浅埋段隧道开挖施工作业，安全系数更高；③每个分隔块体都在开挖后立即形成各自闭合结构，且在施工期间岩体变形几乎不会发展，更加有利于施工安全生产管理工作的开展。

(2)不足之处：①双侧壁导坑法由于断面开挖分割块体多，施工相互扰动大，初期支护形成全断面闭合结构耗用时间长，后期施工段落易对前期已完成的初期支护工程造成二次损坏；②双侧壁导坑法施工速度相对较慢，临时支撑拆除工程量大，拆除风险高，对施工管理要求高，由此造成施工成本较高；③正是由于断面分割块较多，块体间施工接头一旦处理不好，易造成隧道渗漏水。

因此，现场实际施工过程中应针对其优缺点进行合理规划与设置，扬长避短，在保证隧道施工安全的同时，确保已完工的工程质量能够达到设计及相关技术规范的要求。 参考文献

【相关文献】

[1]JTG/T F60-2009，公路隧道施工技术细则[S].

[2]崔 锴，呼明明，曹 勃.浅析单侧壁导坑法在大跨径黄土隧道施工中的应用[J].公路交通科技(应用

技术版)，2017(7)：88-89.

[3]亓长君.复杂地质条件下大跨径地铁浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法施工技术[J].铁道建筑技术，2016(3)：10-13.

[4]李昊鹏.复杂地质条件下大跨径地铁隧道双侧壁导坑法施工技术[J].山东工业技术，2014(20)：91. [5]肖 营，胡伦炜.大跨径隧道双上侧壁导坑法施工技术[J].施工技术，2011，40(7)：61-63.