大斷面暗挖地鐵車站雙側壁導坑法施工優化

岳保虎/YUE Baohu

（中鐵十二局集團有限公司，山西 太原 030024）

隨著我國經濟建設及城市建設的快速發展，為緩解城市交通壓力，地鐵建設正在全面快速發展建設。在早期的地鐵車站建設中，明挖法由于施工簡單、工期短、造價低等特點被廣泛采用，但明挖法對地表交通及環境影響極大，且不適用于埋深較深的地鐵線路，因此暗挖地鐵隧道的數量正逐年增多，各種淺埋暗挖大跨隧道的出現也對設計和施工提出了新的挑戰。

雙側壁導坑法常被應用于淺埋暗挖大跨隧道的開挖，但隨著隧道結構形式、地質條件、周邊環境的復雜多變，傳統的雙側壁導坑法并非為最優的施工方法，且不合理的開挖順序易引發掌子面坍塌甚至地表塌陷等事故[1-3]。故此，針對不同的工程實際情況，合理的對雙側壁導坑法進行工法優化，選定符合工程實際的導洞開挖順序，對暗挖大斷面隧道施工的結構質量、安全和進度控制有著至關重要的作用。

相關人員對大跨隧道的雙側壁導坑法做了大量研究[4-6]，總結了許多優化的工法，但不同地區，不同實際工程的工法的優化結果不盡相同。因此，本文以重慶地鐵24 號線暗挖車站地龍灣站為依托工程，對雙側壁導坑法進行施工優化，總結出合理的開挖工法及順序。

1 地龍灣站暗挖車站概況

1.1 車站概況

重慶地鐵24 號線地龍灣站為地下二層的單柱暗挖車站，車站總長為253.5m，站內凈寬度為21m，站臺寬為12m，車站有效長度為122m。暗挖車站斷面開挖寬度23.44m，開挖高度20.78m，開挖面積417.2m2。地龍灣站下穿規劃市政道路東廣路，市政道路場坪工作已完成，場坪后暗挖車站拱頂覆巖約14.20～17.20m，其中車站小里程端部巖體厚度約14.20m，車站大里程端部巖體厚度約17.20m，為常見的淺埋暗挖大跨隧道。車站設置2 組風亭組，4 個出入口，車站大小里程端均接礦山法區間。車站設置一主一支施工通道，主施工通道連接站廳層，支施工通道接站臺層。

1.2 工程地質條件

如圖1 所示，地龍灣站穿越構造剝蝕丘陵地貌，位于廣佛寺向斜西翼，巖層單斜產出，巖層傾向122°，傾角10°。地層由上而下主要為第四系全新統人工填土層（Q4ml）、殘坡積層粉質黏土（Q4el+dl）和侏羅系上統遂寧組（J3s）。車站開挖圍巖主要為中厚層砂質泥巖和砂巖，巖體呈中等風化狀態、節理裂隙不發育，巖體較完整，圍巖修訂后定級為IV 級。地下水為基巖裂隙水，呈滴狀或線狀排出，地下水具有補給條件單一、短途徑流、就近排泄、無一定的方向性的特點。暗挖車站整體位于中風化基巖中，巖體較完整，其強度較高，力學性能穩定。

圖1 地龍灣車站縱斷面

2 原雙側壁導坑法施工情況

如圖2 所示，傳統雙側壁導坑法施工順序為：①開挖左部導洞1a，施工該導洞初期支護（包括支護臨時中隔墻I）；支撐臨時型鋼a；②開挖左部導洞2a，施工該導洞初期支護（包括支護臨時中隔墻II）；支撐臨時型鋼b；③開挖左部導洞3a，施工該導洞初期支護（包括支護臨時中隔墻III）；④開挖右部導洞1b，施工該導洞初期支（包括護臨時中隔墻支護IV），臨時型鋼支撐c；⑤開挖右部導洞2b，施工該部初期支護（包括支護臨時中隔墻V），支撐臨時型鋼d；⑥開挖右部導洞3b，施工該導洞初期支護（包括支護臨時中隔墻VI）；⑦開挖核心土上部導洞4，施工該部初期支護；⑧開挖核心土中部導洞5；⑨開挖核心土下部導洞6；⑩分階段拆除臨時支撐（橫撐和豎撐），及時施作仰拱鋼筋混凝土澆筑；①1 及時施工側墻和拱頂的二次襯砌。

圖2 傳統雙側壁導坑法施工步驟示意圖

按照傳統的雙側壁導坑法施工地龍灣車站時，臨時側壁的施工將隧道分割為了兩個相對獨立的全封閉導洞，如此將造成以下施工困擾。

1）掘進機或者裝載機的進料出渣，必須正面進料，倒車出渣，而且必須保證一進一出，隨著開挖掘進的不斷深入，勢必會影響每循環的施工時間，給施工組織帶來不便。

2）地龍灣車站中部設置一主施工通道接站廳層，至施工通道接站臺層。按照傳統雙側壁導坑法施工工藝施工完左右上中導洞后再進行剩余部分施工時，導致主施工通道因標高較高問題無法正常使用，此時2 號支通道位于站臺層也未能充分發揮進料出渣的作用，整體施工組織不合理。

3）用于初期支護混凝土噴射的濕噴機等大型設備，施工過程中，需原路來回地開出開進，隨著隧道掘進的深入，進出調運的周期變長影響工序的斜街，極大的影響施工效率。

4）左右獨立的導洞增加了大跨隧道施工時的風水管路、通風及臨時用電等設施的數量和布設難度。

3 工程施工優化措施

基于地龍灣車站位于整體較為完整的基巖中，周邊無重要構筑物，結合地龍灣車站施工通道的布置形式（圖3），對傳統的雙側壁導坑法進行優化。

圖3 地龍灣站施工通道布置平面示意圖

1）首先通過主施工通道，開挖貫通整個車站范圍內的左上導洞和右上導洞并完成支護，保持左右導洞錯開開挖，掌子面的間距不小于15m。

2）通過主施工通道開挖貫通支施工通道小里程方向的左中導洞和右中導洞，并及時架設臨時橫撐。為便于車站端頭的施工出渣及材料運輸，提前開挖完成車站小里程端頭15m 范圍內的核心土上部導洞。

3）為充分利用支施工通道進料出渣，并便于后期開挖核心土上部導洞，完成支施工通道斷面寬度及左右各15m，即37m 范圍內核心土上部導洞。

4）利用支施工通道，開挖貫通支施工通道小里程方向的左下導洞和右下導洞，保持左右導洞錯開開挖，掌子面的間距不小于15m。

5）利用支施工通道，以在左中導洞或右中導洞墊渣做操作平臺的方式，依次開挖支施工通道小里程方向剩余的核心土中上導洞，中中導洞和中下導洞，開挖臺階平臺寬度為3～5m，并拆除相應位置的臨時支撐。

6）施作支施工通道小里程方向車站的仰拱及二襯。

7）待支通道小里程方向襯砌施工完成30m以上后，交替開挖支施工通道大里程方向剩余的左中導洞、右中導洞，保持左右導洞錯開開挖，掌子面的間距不小于15m。

8）利用支施工通道，以在左中導洞或右中導洞墊渣做操作平臺的方式，依次開挖支施工通道大里程方向剩余的核心土中上導洞，中中導洞和中下導洞，開挖臺階平臺寬度為3～5m，并拆除相應位置的臨時支撐。

9）施作支施工通道大里程方向車站剩余的仰拱及二襯。

地龍灣站采用優化的雙側壁導坑法，現場施工情況如圖4 所示。進洞以后，現場監測到拱頂沉降最大值為7mm，水平收斂最大值5mm，均處于可控范圍內。優化后的雙側壁導坑法，在本工程中產生的主要經濟效益是縮短工期，同時也節約了人、機、材料的投入以及項目的管理成本。

圖4 利用主施工通道貫通左中、右中導洞現場施工圖

4 結論與建議

1）結合地龍灣站施工通道的布置形式，改變雙側壁導坑法的施工順序，提前貫通左上、左中以及右上、右中導洞，并提前貫通車站端頭和施工通道斷面內的核心土上導洞，可在保證施工安全的前提下，便于挖機、裝載機等大型機械作業，加快施工功效，縮短施工工期。

2）地龍灣車站地下水不發育，圍巖較為完整，根據現場監控量測數據分析，采用優化后的雙側壁導坑法施工，監測數據均在可控范圍內，可為類似工程的施工優化提供參考。