大斷面地鐵暗挖車站雙側壁導坑法施工技術

何 偉

1 總體施工方案

該車站位于深圳市一丘陵地區，呈東西走向，設計為局部暗挖、局部明挖的10 m寬島式站臺車站，車站總長153.8 m，其中暗挖段105.5 m，寬20 m，最大開挖斷面面積411.7 m3，采用雙側壁導坑法施工，明挖段施工完后開始進洞，洞口采用超前大管棚支護作為輔助進洞措施，初期支護采用型鋼鋼架支護，噴射混凝土采用濕噴工藝，二次襯砌采用整體鋼模型襯砌臺架分層澆筑施工。

2 雙側壁導坑法施工

2.1 大管棚施工

明暗交接處覆土深度僅4 m，埋深淺，巖層差，為覆蓋土，進洞安全威脅較大，為確保洞口安全，采用超前大管棚進行輔助支護。

2.1.1 設計參數

管棚規格:外徑159 mm，壁厚8 mm的無縫鋼管;

管距:環向間距40 cm。

傾角:外插角1°～3°，根據實際情況調整;

注漿材料:M20水泥漿或水泥砂漿;

設置范圍:拱部及邊墻上部;

長度:單節長度為8 m和11 m，單根總長30 m。

2.1.2 施工工藝

管棚施工工藝流程:

施工導向墻→管棚鉆機就位→鉆進→安裝第8 m管棚體→鉆桿退回→接11 m管棚→繼續頂進安裝至設計長度→下一根11 m管棚鉆進→固定管棚→注漿。

2.2 洞身開挖

由于斷面施工面積大，跨度大，分為9部施工，每層采用雙側壁法施工，每部采用上下臺階法施工。

施工順序為:①→②→③→④→⑤→⑥→⑦→⑧→⑨，側導洞分上下兩個臺階，上臺階土方采用人工配合小型機具開挖，并直接翻入下臺階，采用翻斗車外運，在分部開挖過程中采用臨時中隔墻臨時成環。中洞開挖作業方式同側洞，并及時架設拱部拱架，使之與兩側洞及時連接成環，施工過程中初期支護采用C20的噴射混凝土+φ8的鋼筋網+R25的中空注漿錨桿+Ⅰ25a的型鋼拱架組合進行支護。

具體施工順序見圖1。

圖1 洞身開挖施工順序

2.3 注漿錨桿施工

2.3.1 錨桿施工

錨管采用φ42無縫鋼管，長度為3 m，管前端加工成尖錐狀，尾部加工螺紋以便連接閘閥，管壁按梅花形布置小孔，間隔為15 cm，眼孔直徑8 mm，尾部置于鋼架腹部并與鋼架焊接，以增加共同支護能力，管尾外側纏麻筋呈楔形與鉆孔口間隙塞緊，防注漿時漿液外流。用鑿巖風鉆頂進錨管，偏差小于5 cm，插入長度不小于管長的90%。

錨管構造如圖2所示。

2.3.2 錨桿注漿

采用水泥水玻璃雙液注漿，注漿前，錨管與開挖面連接處噴初支厚度的止漿墻，防注漿時跑漿，施工后及時噴射初噴混凝土封閉工作面，以防漏漿。注漿壓力為0.5 MPa～1.0 MPa，在孔口設置止漿塞，注漿時先注無水孔，后注有水孔，如遇竄漿或跑漿，則間隔一孔或幾孔注漿。完成后檢驗注漿效果，不合格者進行補注。注漿達到需要強度后方可進行開挖作業。

圖2 錨管構造圖（單位：mm）

注漿參數如下:

1)水泥采用普通42.5 水泥;水灰比采用2∶1～1∶1。

2)水玻璃濃度30 Be'～35 Be'，模數2.8～3.4;水泥漿與水玻璃體積比為1∶1～1∶0.3。

3)凝膠時間根據需要在2 min～30 min之間，根據初步選定的配合比，測定凝膠時間，直到滿足凝膠時間的要求，確定施工配合比。

4)初始注漿壓力 0.5 MPa，注漿終止壓力 0.5 MPa～1.0 MPa;漿液擴散半徑0.2 m～0.3 m。

2.4 型鋼鋼架支護及濕噴混凝土施工

型鋼鋼架在加工棚設置的1∶1樣臺上，采用冷彎分段制作，按單元試拼后，運至現場進行安裝。鋼架是初期主要受力結構，是開挖過程中的安全保障，制作和安裝嚴格按照規范要求進行施工。

噴射混凝土采用潮噴工藝，嚴格按設計配合比配料、拌和，混合料裝入噴射機前過篩。噴射作業應分段、分片、自下而上、先墻后拱順序實施，每段長度不宜超過6 m。噴射作業時，噴嘴垂直受噴面做反復緩慢螺旋形運動，螺旋直徑約20 cm～30 cm，同時與受噴面保持一定的距離，一般可取0.8 m～1.0 m。由于受噴面被鋼筋網或格柵鋼架覆蓋，將噴頭稍加傾斜，但不小于70°，以保證混凝土噴射密實，保證鋼支撐背面填滿混凝土，粘結良好。噴混凝土分二次施噴完成，第一層鋼筋網安裝后進行第一次噴射混凝土施工，待第二層鋼筋網安裝好后再復噴至設計厚度。后一層在前一層混凝土終凝后進行，若終凝1 h后再噴射時，先用水清洗噴層面。

2.5 車站主體工程施工

車站主體施工中拆除臨時鋼架按照以下施工順序拆除并施工主體結構:

1)中部底板、柱、中板施工，在中梁上設置臨時豎撐，拆除底層臨時鋼架。2)側墻及兩側底板、中板施工，設置臨時豎撐，拆除中層臨時橫撐。3)中柱及中部站廳層底板施工，設置臨時豎撐并拆除中層臨時鋼架。4)側墻及站廳層兩側底板施工，設置臨時豎撐并拆除頂層臨時橫撐。5)站廳層側墻及部分拱部施工拆除頂層臨時鋼架，拱頂二次襯砌模筑施工及內部結構施工。

3 施工中控制要點

3.1 施工監測

施工監測作為工程施工中一個十分重要的環節，可以及時、準確的發現工程中所出現的各種情況，并及時采取相應的應急處理措施。同時，通過對監測數據的科學分析，可以預知工程未來的發展趨勢，并采取積極的預防措施，提前做好應急處理準備，進而使整個工程施工完全處于信息化管理之中，確保工程施工安全和工程的順利進行。

根據設計要求及工程實際情況，車站暗挖段隧道的施工監測項目有:洞內觀察、地表沉降、臨近地下管線和建筑物沉降及變形、隧道拱頂沉降、隧道凈空變形和鋼拱架應力等。

3.2 隧道開挖

1)左右導洞開挖循環進尺小于1 m為宜，中導洞的拱部、仰拱的掘進、初期支護循環進尺1.5 m～2.0 m為宜，根據現場的地質情況確定各步距以形成平行作業、減少干擾為原則。掘進時由開挖面向后依次開挖，形成平行作業。各部的間距5 m為宜。

2)左右導洞作業相對獨立，施工作業對土體的擾動對稱實施過程中根據監控量測的信息反饋，及時對左右導洞的步距進行調整。中導洞與左右導洞之間步距以不影響左右導洞的開挖為宜，其拱部掘進應在左右導洞的仰拱封閉成環后進行。

3)兩側導洞施工要十分重視保護圍巖，隧道左右兩側導坑交錯開挖前進，嚴禁同時開挖;開挖后及時進行混凝土初噴，當初期支護設計為兩層鋼筋網時，噴射混凝土須分層施工，以使其密實。

3.3 臨時支撐鋼架

臨時支撐鋼架系統是開挖過程中主要受力構件，要嚴格控制臨時支撐鋼構件的施工質量，尤其是焊接連接質量，是受力的薄弱點。初期支護全環封閉后，圍巖變形已基本穩定，依據圍巖量測結果(每天變形量小于0.5 mm)，臨時支撐可拆除。

4 結語

采用雙側壁導坑法施工，將大斷面隧道開挖分成9個小斷面開挖，解決了開挖過程中沉降問題。施工中做到“短進尺、早支護、勤量測、速反饋”，保證了結構安全，成功解決了地鐵大斷面暗挖車站工期緊張、工藝復雜、地表沉降控制等難題。施工中采用的跟管法大管棚方向性較好，是保證洞口安全的有效輔助措施，同時，施工監測在施工過程中起到了很好的指導和預警作用，對以后城市地鐵大斷面暗挖車站和軟弱圍巖的洞口施工有很好的借鑒作用。

[1]苗潤前.城市地鐵大斷面隧道中洞法、雙側壁導坑法施工技術[J].科技與經濟，2006(2):98-99.

[2]梁曉東.地鐵淺埋暗挖隧道雙側壁導坑法施工技術[J].建設信息，2006(8):50-51.