淺埋隧道建設中雙側壁導坑法的應用

陳升油

中交第四航務工程局有限公司，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，危險系數大，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、機械通風，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壁導坑法。

2 雙側壁導坑法施工原理

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

3 雙側壁導坑法施工方法

施工遵循“管超前、嚴注漿、短步距、強支護、快封閉、勤測量”的原則，規范完成各部分的工作。作業時一定要處理好積水問題，對于雨水的情況做到檢測及時、未雨綢繆、應對快速、反饋準確[2]。

3.1 土方開挖

（1）開挖步序。在1號導洞作業時，保證已做好相關支護工作。1號導洞超前2號導洞5m，再組織2號導洞的開挖作業，根據設計要求及時設置初期支護以及中隔壁，起到維持結構穩定的作用。1號導洞超前3號導洞15m，依然設置初支以及中隔壁，且此處還需增設中隔板，全面加強安全防護。3號導洞超前4號導洞5m，組織4號導洞的開挖并設初支和中隔壁。3號導洞超前5號導洞15m，進入5號導洞開挖環節時，應適時設置初支和中隔板。5號導洞超前6號導洞5m，有序地完成6號導洞的開挖作業，依然需設仰拱初期支護。可見，雙側壁導坑法開挖施工將整個范圍劃分為多個區域，有序推進施工進程。

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

圖1 雙側壁導坑法縱向施工步驟

（2）開挖導洞劃分。在開挖洞室劃分時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，并且做好防護支撐。遇土層較薄弱的區域時，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行密實處理，還要開展注漿作業，以保證其固實穩定。

（3）土方開挖方法。上導洞每榀開挖前要做加固穩定作業，然后對核心土以環形的方式進行挖掘，并將其放置于臺階處，然后運往提升架處。對下導洞進行作業時，是否需要注漿加固可依據實際需要和地層情況來決定。土方開挖期間加強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和穩定性等方面的要求。每循環開挖進尺按0.5m控制，對開挖成型的臺階做刷坡處理，以免坍塌。施工現場地層的承載能力不足時，為了確保開挖臺階以及掌子面核心土的穩定性，需采取行之有效的加固措施。

3.2 錨噴支護

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

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

（2）鋼架。鋼架一定要達到標準規定，每節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。對鋼架進行組裝時，要保證已經做好清潔工作且墊板放置到位，其縱向組裝間隔要嚴格遵循標準距離，并做到每個洞統一。鋼架間距確認無誤后，可使用?22mm鋼管做焊接，并且做好焊接接頭的后續處理工作[4]。

（3）掛網。雙層鋪設，采用?6.5@150mm×150mm鋼筋網片，網片裁切寬度為0.7m。掛網工序，先將外網捆扎在鋼架拱背部位，然后進行鋼架安裝作業，鋼架組裝完畢后再進行內網捆扎。掛網鋪設時，保證網片與鋼架緊密堅固。

（4）超前導管。鋼架組裝成型后，在中間穿入超前導管，導管長度控制在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范圍內予以保留，即該處不設溢漿孔。沿拱部、側導洞中隔壁輪廓線有序將制作完成的超前導管設置到位，隨后用棉紗封堵孔口，保證嚴密性，啟用高壓注漿泵，用該裝置完成注漿作業，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的噴護工具KS-7Z，其厚度和強度也要嚴格達到標準規范。在正式噴射混凝土前，對接茬部位做詳細的清理，避免雜物附著。其作業時從下面展開，一層噴射完成后再往上噴射，不要漏噴，盡量做到嚴密緊實。下臺階作業不要忘記對前一臺階采取修護復噴，使其達到足夠的整潔平滑。

4 土方開挖施工控制要點

（1）分步開挖，施工期間嚴格控制安全間隔。兩個導洞的上下、左右間隔分別需達到5m以上、15m以上。做好每日施工統計，記錄要明確詳盡。分步施工要嚴格按照要求進行，保證每個洞的作業情況都達到設計規定。

（2）每個導洞作業都要使用臺階法循序漸進，避免一次作業過高影響地層穩定。

（3）注意把握每循環開挖進尺，開挖一榀支護一榀，使整個作業循環起來，減少土層外露時間，避免土體臨空較長[5]。

（4）環形開挖要尤其注意掌子面的穩定情況，一定要預留核心土，并且保證其的高品質，一般核心土的預留大小都有規定，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。如作業時還發現土質疏松問題，其核心土還要做堅固工序，以此提高土質的質量，最終起到保護效果。

（5）合理規劃，有序地將各部分的土方開挖工作落實到位，盡可能縮短土層的暴露時間。上層邊導洞作業由下向上，先從拱腳開展，作業一段后要及時使用固沙劑，作業到拱頂后使用鋼架做安全防護。上層中導洞作業一般會由外到內，兩側作業完畢清潔后再到拱頂，同時要注意避免兩側位置的過長暴露。

（6）土方開挖完畢做好面紗層的防護，使用固沙劑加固面紗層地層，使其穩定性得到進一步保障。

（7）及時注意開挖揭露地層的變化，發現問題及時處理，如若需要可對掌子面采取措施。每次循環作業時，都要進行注漿檢查，并結合地質土層做出后續施工作業計劃。

5 安全控制措施

（1）充分遵循“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤測量”的原則，做到規范化施工，及時加強防護。

（2）以施工機具的性能、施工隊伍的工作能力等為立足點，合理控制導坑開挖孔徑以及臺階高度，形成相協調的作業關系。

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

（4）側邊開挖工作完成后，中央部分呈懸空的狀態，且受開挖的擾動性影響，該部分缺乏穩定性，若未加強控制，則容易導致臨時壁墻受損。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，避免超欠挖。只有圍巖達到穩定狀態后，方可拆除臨時側壁墻。

（6）隧底兩隅與側墻聯結處較為薄弱，該處應做到平順開挖，不可出現應力集中的情況。部分膨脹性圍巖的變形能力較強，容易出現大幅度的變形，此時可在兩隅預先打入錨桿，起到加固的作用。

6 結束語

雙側壁導坑法在工程施工中一般會從6個面展開作業，因而其穩定性尤為重要，在實際施工中需要加強檢測與控制，創設安全的施工環境，在安全的前提下高效完成隧道的建設工作。文章圍繞雙側壁導坑法在隧道工程中的應用要點展開了探討，旨在給類似工程提供參考。