铁路隧道双侧壁导坑法施工技术研究

摘要：随着城市交通建设的飞速发展，城市地铁的建设也已经成为市政建设的主流，隧道工程质量是地铁能否安全行驶的前提。但是由于许多城市的地质条件比较差，而且大部分地铁线路埋于地下，因此，在隧道的施工过程中，根据地质条件、机械设备情况的设计要求，对于一些浅埋大跨度、地质条件非常差的隧道而言，双侧壁导坑法作为一种较为理想的开发方法，被广泛应用于这类隧道的施工中。本文首先介绍双侧壁导坑法的施工特点及其适用范围，在此基础上简单介绍了双侧壁导坑法的施工工艺，对铁路隧道的施工起到一定的基础作用。

关键词：铁路隧道；双侧导坑法；施工技术中图分类号：U45文献标识码：A

引言

双侧壁导坑法，又称眼镜工法。属于新奥法的一个分支，以新奥法基本原理为依据。在开挖导坑时，尽量减少对围岩的扰动，导坑断面近似椭园，周边轮廓园顺，避免应力集中。初期支护采用格栅钢架、挂网、喷混凝土柔性支护体系，及时施作，使断面及早闭合，以充分利用围岩的自承能力，控制围岩变形。建立一整套围岩支护结构监控量测系统，进行信息化施工管理，随时掌握施工过程中的动态变化，合理安排，调整施工工艺和设计参数，确保施工安全。

双侧壁导坑法的施工特点及其使用范围

（一）双侧壁导坑法的特点

（1）地铁浅埋隧道采用双侧壁导坑法施工，很好的解决了大断面隧道开挖的安全性问题，且结构简单，安全可靠，拆装方便、灵活，经济效益显著。

（2）该法是在借鉴新奥法的某些理论基础上，在深圳地铁工程施工中总结出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法。与新奥法的不同之处在于，它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于或等于隧道直径，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。

（二）双侧壁导坑法的适用范围

（1）适用于 V-VI 级围岩地层，开挖断面在 40～120m2 的隧道。

（2）它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下的浅埋隧道，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。

（3）由于该施工方法在有水条件的地层中可广泛运用，加之国内丰富的劳动力资源，在北京、广州、深圳、南京等地的地铁区间隧道修建中得到推广，已成功建成许多各具特点的地铁区间隧道，而且在大跨度车站的修筑中也有有相当的应用。此外，该方法也广泛应用于浅埋地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。这项技术的采用，结束了我国城市修建地铁大开挖的历史，开创了我国在大城市松软地层内修建地铁的新途径，同时标志着我国地铁建设已达到国际水平。

（三）双侧壁导坑法施工技术的基本原理是：就是把整个隧道大断面分成左右上下 6 个小断面施工,每一小断面单独掘进，最后形成一个大的隧道,且利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采用网状支护形式，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构，且用中隔壁及中隔板承担部分受力。该方法主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。由于浅埋暗挖双侧壁导坑法省去了许多明挖法施工需要的报批、拆迁、掘路等程序，现在深圳地铁被施工单位普遍采纳。

双侧壁导坑施工方法

侧导洞分上下两个台阶，上台阶土方采用人工风镐开挖土方，并直接翻入下台阶，采用翻斗车外运至垂直提升处，桁架电动葫芦垂直提升。开挖台阶长度 2～3m，初期支护分别进行，两侧洞均设临时钢架横撑，做到步步封闭成环。两洞之间的中间部分开挖作业方式同侧洞，并及时架设拱部和临时横撑及仰拱的拱架，使之与两侧洞及时联接成环。

（一）两侧导坑上部开挖及支护

（1）上部开挖。超前小导管预注浆对地层进行加固后，采用人工开挖直接开挖翻碴至下台阶，用翻斗车转运至提升架处，采用电动葫芦垂直起吊外运。每一开挖循环进尺为 0.5m，由测量人员控制中线水平，施工时保证不欠挖，控制超挖。开挖轮廓线尽可能圆顺，以减小应力集中，另一侧上部开挖落后 3～5m。

（2）上部断面初期支护。

1、初喷：砂层段，在开挖后立即进行，以便尽早封闭拱顶暴露面，喷射混凝土厚 4～5cm。粘土层段视开挖后围岩的稳定情况而定。

2、格栅钢架：格栅钢架制作符合设计规范，满足施工要求；安设时清除浮土，拱脚夯实或设置垫板，钢格栅纵向间距按设计要求每榀 0.5m，纵向设 φ22 连接筋，其环向间距为 1m，交错布置。

3、挂网：单层铺设，采用 Φ8钢筋，网格 15×15cm，作成 1.5m×0.7m 的网片，铺设在格栅钢架的背后位置，密贴围岩，并与格栅钢架连接牢固。

4、喷射混凝土：采用 TK-961 型湿喷机喷护，砂层段第一次喷射厚度 3～5cm，架立好格栅钢架后，从钢架腹部打入下一循环的超前管棚，封好管口，复喷至设计厚度。

5、锁脚锚管：在拱脚处打设两根 Φ42 锚管，其尾部与格栅钢架焊接牢固。喷砼时注意保护好管口，喷砼结束后，及时压浆。

（3）超前小导管作业。

1、钻孔：超前小导管采用风钻直接顶入，压浆前用高压风清孔。超前小导管选用普通φ42×4mm 钢管加工而成，顶部切削成尖靴，尾部焊接垫圈，长度为 2.5m或 3。超前小导管按设计范围沿拱部周边轮廓线设置，超前小导管从钢架腹部空间穿过，外插角在 20°左右，尾部与钢架焊连接成一体。

2、注浆：为保证注浆质量，注浆前孔口处喷 20cm 混凝土封堵。采用高压注浆泵注水泥、水玻璃浆液，压力控制在 0.3～0.5Mpa，浆液配合比视地质情况及现场试验确定，保证浆液扩散互相咬接，以提高围岩的稳定性。

（二）两侧下部开挖及支护

在进行两侧下部开挖时，每循环进尺 1.0m，下部落后上部 3m。反坡开挖时，在掌子面设集水坑抽排水，集水坑内抽至竖井集水井后排出洞外。永久与临时初期支护同时施作，并及时封闭环状。其余与上部同。

两侧的下部施工工艺流程为：一侧侧洞下部开挖落后,另一侧侧洞下部开挖 5m两侧下部开挖（ 含两侧仰拱）、每循环进尺 1.0m初喷混凝土 4～5c（m 包括隧底及中间土体侧面）安钢架、挂钢筋网、焊联接筋（ 包括中间临时钢架等）二次复喷混凝土达设计厚度进入下一循环。

（三）中间上部开挖及支护

在进行中间上部开挖的施工时，待两侧洞初支作好一定时间后，开挖中间土体，落后一侧侧洞开挖初支 3～5m。中间上部施工工艺流程图：施作超前小导管预注浆加固开挖土石方初喷混凝土 4～5cm安设钢格栅，焊纵向联接筋钢架之间安设钢筋网复喷混凝土达设计厚度进入到下一循环。

（四）中间下部开挖及支护

检查中隔板、中隔壁支撑，分析各部开挖支护后的变形收敛情况，处于基本稳定后，开挖中间下部土体，下部开挖落后上部 30～50m。施工工艺流程图为：中间下部土体开挖中间底部钢格栅和钢筋网的安装喷混凝土封闭底部仰拱进入到下一循环。

结束语

采用双侧壁导坑法施工,将大断面隧道开挖分成 6 个小断面开挖；将大断面隧道衬砌分成几部分衬砌。施工中一定要做到“ 短进尺、早支护、勤量测、速反馈”，才能保证结构安全。在采用双侧壁导坑法施工时,作业面较多,只有合理地安排各道施工工序,减少各道工序衔接时间,并最大程度地利用施工机械挖运一条龙的施工方式,才能达到快速施工的目的。

参考文献:

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