暗挖地鐵車站雙側壁導坑法施工技術

馬志民

中國電建集團鐵路有限公司，北京 100044

隨著時代的進步和科技的日益發展，大中型城市，地面可用空間被大量占用，導致城市內交通、生產、生活、商業等受到嚴重影響。地下敷設的軌道交通建設有效降低了地面的交通壓力，而地鐵車站是軌道交通的重要構成部分。近年來，隨著城市規模的不斷擴大，地鐵車站采用暗挖法施工的越來越多。雙側壁導坑法是暗挖施工中比較適用于埋深小、跨越大、地質劣等工況的一種工法，是暗挖施工中重要的施工技術。

1 工程概況

某城市地鐵車站為暗挖雙層島式車站，采用雙側壁導坑法施工，車站全長192.3m，標準段凈寬21.3m，車站拱頂覆土8.7m。洞室基本位于粉質黏土層中，局部處于粉砂層，該段地層無不良地質作用，圍巖缺少自穩性，土體易發生松散坍塌。含水層厚度大于30m，埋深約17～23m，穩定水位標高118～123m，略具承壓性，年水位變幅約3m 。

2 基本原理

雙側壁導坑法屬于新奧法的一個分支，以新奧法基本原理為依據。充分利用了圍巖的自穩能力和開挖面的空間約束作用，采用以小導管、錨桿和噴射混凝土為主要支護手段，及時對圍巖進行加固，約束圍巖的松弛和變形。雙側壁導坑法是一種邊施工邊澆筑的技術，其基本工序為：先用兩個中隔壁把車站全斷面分成左中右3個洞室施工，再用中隔板把洞室分隔成6個小洞室進行施工，中隔壁和中隔板承擔部分受力，利用土層開挖過程中短時間的自穩能力，每一個小洞室單獨施工，左、右側導洞先行，中間洞室緊跟其后；初期支護仰拱成環后，按照一定順序拆除中隔壁和中隔板支撐，再進行二次襯砌施工的一種方法。

3 施工工序

首先進行1部土體開挖初支；1部下臺階土體開挖初支進尺3～5m后進行3部土體開挖初支；3部下臺階土體開挖初支進尺3～5m后進行5部土體開挖初支；5部下臺階土體開挖初支進尺30～50m后進行2部土體開挖初支；2部下臺階土體開挖初支進尺3～5m后進行4部土體開挖初支；4部下臺階土體開挖初支進尺3～5m后進行6部土體開挖初支；然后分段拆除下部臨時支撐；施工仰拱二次襯砌；接長豎向支撐；施工下部側墻二次襯砌；分段拆除全部臨時支撐；施工上部二次襯砌，完成結構施工。雙側壁導坑法每個部位的間隔圖如圖1所示。

圖1 雙側壁導坑法每個部位的間隔圖

4 初期支護

首先采用A32×3.25，長2.0m的小導管注漿加固地層，導管縱向間距0.5m，環向間距0.3m，沿拱部布置。注漿采用普通水泥漿（如遇砂層采用水玻璃漿液注漿），注漿壓力0.2～0.5MPa。然后開挖土體，拼裝格柵鋼架，每榀格柵安裝時沿拱角部位設鎖腳錨管，格柵鋼架采用HRB400，A35、A14鋼筋，縱向間距0.5m。鎖腳錨管采用A32x3.25鋼管，錨管長3m，打設角度45°。在格柵鋼架上掛網噴射混凝土，鋼筋網采用HPB300鋼筋制作，A6@150×150，拱墻內外雙層布置。噴射混凝土采用C25混凝土，厚0.35m。每循環施工進尺0.5m，開挖一環支護一環。

4.1 小導管施工

小導管前端做成尖錐形，尾部焊接φ6mm鋼筋加勁箍，管壁上每隔15cm梅花型鉆眼，眼孔直徑為6～8mm，尾部長度不小于60cm，作為不鉆孔的止漿段。在格柵鋼架上采用紅油漆設計間距做好孔位標記，采用風槍鉆孔，孔徑較設計導管管徑大10mm，傾角根據設計位置確定。成孔后將小導管按照設計間距從格柵鋼架腹部打入，外露20cm并牢固焊接在格柵鋼架上。注漿前先沖洗管內沉積物，單孔注漿壓力達到設計要求值，持續注漿10min且進漿速度為開始進漿速度的1/4時注漿結束，進行下一導管的注漿。

4.2 土方開挖

土方開挖采用人工開挖，風鎬配合堅硬的土層，均采用臺階法開挖，臺階縱向長度控制在3m左右。掌子面按1：4放坡，環形開挖中間預留臺狀核心土，核心土高度由洞室高度確定，距左右初支0.8m，沿導洞掘進方向長度為1.5m，面積不得小于斷面的1/2，核心土的形狀在保證維持掌子面穩定的前提下，兼作為工作平臺，以便于進行格柵安裝、噴射混凝土操作。開挖過程中用激光指向儀控制開挖中線及水平標高，確保開挖斷面圓順，開挖輪廓線應充分考慮施工誤差、預留變形和超挖等因素的影響，開挖一環支護一環，嚴禁超挖、欠挖。土方采用三輪車集中拉運至豎井底堆放，由豎井提升系統將土方運至地表渣池，由裝載機裝車、自卸汽車運送至指定地點排放。

4.3 格柵鋼架及鋼筋網施工

格柵鋼架采用定型模具加工，模具根據尺寸現場制作。加工應做到尺寸準確，弧形圓順，鋼筋焊接長度滿足設計要求，鋼架主筋中心與軸線重合，接頭處連接孔位準確。允許偏差為：拱架矢高及弧長為±20mm，架長為±20mm。加工完的鋼架應放在水泥地面上試拼。組裝后在同一個平面內，斷面尺寸允許偏差為±20mm，扭曲為±20mm。

安設前進行斷面尺寸檢查，及時處理欠挖部分，并將松碴清理干凈，保證鋼架正確安設，格柵鋼架下部墊上木板，防止鋼架下沉或失穩。鋼架與掌子面土體之間緊貼，兩榀鋼架間沿周邊設縱向連接筋，環形間距1m，沿主筋內外雙層交錯布置，形成縱向連接體系，然后掛設鋼筋網片，鋼筋網片綁扎在鋼架的設計位置，并與格柵鋼架牢固連接，然后施作初期支護混凝土。

鋼筋網也在地面加工場地分段制作，運至現場安裝。用φ6盤條調直并除銹后，點焊成150×150mm網片。鋼筋網片與格柵鋼架連接牢固，網片搭接20cm，并緊貼支護面并保持30mm的保護層。

4.4 噴射混凝土施工

噴射混凝土采用濕噴工藝。混合料采用強制式攪拌機拌和，攪拌時間不少于2min，出料坍落度控制在10～14cm，并在保證連續供料。噴射施工前先進行試噴，試噴合格后再投入噴射施工。噴頭距受噴面的距離0.6～1.0m，噴頭與受噴面保持垂直，如遇受噴面被鋼筋網片、格柵覆蓋時，將噴頭稍微偏斜。采用分層噴射，一次噴射厚度為7～10cm。后一層噴射在前一層砼終凝后進行，若終凝后1h以上再次噴射砼時，采用風、水清洗受噴面。每次噴砼完畢后，即時檢查厚度，若厚度不夠需進行補噴達到設計厚度。

4.5 初支背后注漿施工

初期支護完成后為了增強混凝土與圍巖的共同承載力，應及時進行充填注漿，充填注漿宜緊跟開挖工作面、并距開挖工作面5m的地方進行。背后充填注漿孔應沿車站拱部和邊墻布設。環向間距：起拱線以上為2.0m，邊墻為3.0m；縱向間距為3.0m，呈梅花形布置，且拱頂位置需確保有1根注漿管；注漿深度為初期支護背后0.5m。漿液采用質量比位1：1水泥漿，如遇砂層采用水泥水玻璃雙液漿，注漿壓力0.2～0.5MPa。

5 二次襯砌

初支完成后約100m，進行二砌混凝土施工。二砌利用地泵澆筑，先分段拆除下部臨時支撐，進行基面處理；鋪設仰拱防水板；施工混凝土保護層；綁扎鋼筋澆筑仰拱混凝土；接長豎向支撐；接長邊墻防水板；綁扎側墻鋼筋；搭設模板支架；澆筑側墻混凝土；分拆除臨時支撐，基面處理；接長邊墻及拱部防水板；綁扎上部鋼筋；搭設模板支架；澆筑上部混凝土，完成結構施工。

先澆筑6m同時作為實驗段，根據監測結果確定后續每倉長度，若沉降滿足要求后續長度，按8m進行施工，采用C35P10的商品混凝土。側墻及上部結構利用襯砌臺架及鋼模施工。

在實際施工中，應建立一整套圍巖支護結構監控量測系統，進行信息化施工管理，隨時掌握施工過程中的動態變化，合理安排，調整施工工藝和設計參數，并結合監測情況，及時拆掉中隔壁和中隔板，進行二次襯砌施工，確保施工安全。

6 結語

施工過程堅持“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”十八字方針，建立信息化監控量測系統來指導施工，確保本暗挖車站順利和安全的建設。本案例充分體現了雙側壁導坑法施工車站的優勢，即不影響城市地面交通。隨著城市交通壓力的進一步增大，會有越來越多的地下車站采用暗挖方式施工，雙側壁導坑法應用將會越來越廣泛，研究雙側壁導坑法施工技術，必定會為城市車站施工帶來更安全的保障。