4、双侧壁导坑法施工工艺工法

双侧壁导坑法施工工艺工法

QB/ZTYJGYGF-SD-0104-2011

第五工程有限公司刘强

1 前言

1.1 工艺工法概况

双侧壁导坑法施工广泛应用于大跨度隧道、地铁、海底隧道、水底隧道和沉降要求特别严格的地下工程。双侧壁导坑法先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初期支护及临时支护，然后再分部开挖中部剩余土体的隧道开挖施工方法。一般将断面分成四块：左、右侧壁导坑、上部核心土、下台阶。分部及时支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法，形成开挖及施作初期支护，混凝土仰拱紧跟下台阶及时施作构成稳固的初期支护体系。

1.2 工艺原理

双侧壁导坑法是采用先开挖隧道两侧导坑，在开挖导坑时尽量减少对围岩的扰动；并及时施作导坑四周初期支护及临时支护，必要时施作边墙衬砌，控制围岩变形；进行信息化施工管理，随时掌握施工过程的动态变化，然后再根据地质条件、断面大小，合理安排、调整施工工艺和设计参数，确保施工安全。

2 工艺工法特点

2.1以岩体力学为基础，新奥法、信息化指导施工，采用监测信息化技术指导施工，使施工及成本始终处于受控状态。充分发挥围岩自承能力及支护能力，确保围岩稳定。格栅支撑（钢架支撑）与挂网、喷射混凝土相结合的柔性支护，能很好的适应围岩的变化，而且支护刚度随喷射混凝土强度的增长而增加，使支护结构与围岩形成了一个整体，充分发挥围岩的自承能力。

2.2 能有效的控制围岩变形和地表下沉量。由于采取分部开挖、分部支护封闭，支护体系能及时、充分发挥作用，减少对围岩的扰动，使围岩的变形和地表下沉得到控制。

2.3 作业安全可靠。本工法开挖断面小，减少了围岩的暴露范围，初期支护及时施工，及时封闭成环，大大减少了垮塌的几率，提高了施工安全。

2.5 超前开挖的双侧壁导坑，还可以起到预报地质的作用。

3 适用范围

本工艺工法适用于Ⅴ-Ⅵ级软弱围岩，主要用于大跨、浅埋、不良地质隧道工程。

4 主要引用标准

4.1《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）、《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204）、《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417）、《铁路工程测量规范》（TB10101）、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1）。

4.2设计图纸、合同文件。

5 施工方法

双侧壁导坑法施工前必须先做超前地质预报，初步判断前方围岩后，一般将开挖断面分成四块：左、右侧壁导坑、上部核心土、下台阶。首先开挖隧道的左右导坑，导坑尺寸侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用，并考虑机械设备和施工条件而定。在开挖导坑时，尽量减少对围岩的扰动，并及时施作导坑四周的初期支护及临时支护，必要时施作边墙衬砌，在开挖拱部时先做超前支护，待拱部超前下部3～5m后施工下部及仰拱开挖及初期支护，在浇筑仰拱及填充混凝土之前拆除中隔壁临时支护。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，及时调整施工工艺和支护参数，确保施工安全。

6 工艺流程及操作要点

6.1 施工工艺流程

双侧壁导坑法开挖横断面示意图1，施工工艺流程图见图2。

图2 双侧壁导坑法施工工艺流程图6.2 操作要点

6.2.1 施工准备

1．风、水管、电线敷设、施工便道、施工场地布置，机械设备、人员配置、材料准备、修建防排水设施。

2．根据设计资料详细分析了解工程地质、当地水文地质情况，制定合理的施工方案和施工措施，制定施工监控量测方案及沉降观测计划。

6.2.2 施工步骤

1前地质预报及导坑超前支护

采用地质雷达、超前钻孔和地质素描对前端围岩情况进行初判，以指导开挖。超前钻孔一般采用3个孔品字型布置，外插角控制在5～7°，使前方钻孔位于开挖轮廓线以外3m。

在开挖导坑之前，必须先施工导坑超前支护，超前支护一般采用ф42×3.5mm 无缝小导管，小导管外插角控制在5～10°，并注1：1水泥浆。

2壁导坑开挖

侧壁导坑采用微台阶法开挖，上半断面超前2.5～3.0m，配备小型挖掘机装碴，自卸汽车运输。

1) 先行侧壁导坑开挖

上台阶开挖作业高度为一般控制1.5～2.0m，使用3～4台气腿式凿岩机钻眼，弱爆破，或人工配合机械开挖，每循环进尺控制在1.0m内或按照设计钢架的间距确定。下台阶开挖一次到仰拱，也使用3～4台气腿式凿岩机钻眼，弱爆破，或人工配合机械开挖，每循环进尺控制在1.0m内或按照设计钢架的间距确定。初支及时成环。

2) 后行侧壁导坑开挖

为了避免应力叠加，先行导坑超前2～2.5倍的中部厚度，一般控制在10～20m 内。当先行导坑超前距离满足时，两侧导坑可同时开挖。后行导坑开挖、支护方式与先行导坑相同。

3中央部分开挖

在不影响两侧壁导坑开挖时可进行中央部分开挖，中央开挖也采用微台阶法，，配备小型挖掘机装碴，自卸汽车运输。

1) 上台阶开挖

在开挖《3拱部》部位之前，必须先施工拱部超前支护，超前支护一般采用ф42×3.5mm无缝小导管，小导管外插角控制在5～10°，并注1：1水泥浆。

上部台阶高一般控制在2.5～3m，预留核心土，根据地质情况采用3～5台气腿式凿岩机钻眼，弱爆破，或人工配合机械开挖，每循环进尺控制在1.0m内或按照设计钢架的间距确定。开挖后及时初喷混凝土，安装钢筋网片，然后安装钢支撑，钢支撑相互采用纵向钢筋焊接，钢架脚趾处设置锁脚锚杆或者锚管，钢支撑脚板必须与两侧导坑钢架连接牢固。复喷喷混凝土，及时封闭成环。

2) 下台阶开挖

下台阶开挖一次到仰拱，根据地质情况也使用4～6台气腿式凿岩机钻眼，弱爆破，或人工配合机械开挖，每循环进尺控制在1.0m内或按照设计钢架的间距确定。开挖后及时初喷掌子面混凝土，安装仰拱钢支撑，然后安装钢筋网片，钢支撑相互采用纵向钢筋焊接，钢架脚趾处设置锁脚锚杆或者锚管，钢支撑脚板必须与两侧导坑钢架连接牢固。复喷混凝土，及时封闭成环。

3）监控量测

及时收集及整理分析拱顶和边墙围岩监控量测数据，量测数据在允许范围内后进行下道工序施工。

4壁墙拆除

根据施工进度及施工需要，为确保二次衬砌能够及时跟进，行车隧道初期支护的临时支撑需要拆除，但是，为了施工和隧道结构安全，临时支撑必须满足以下几个条件方能进行拆除作业。

1) 拆除条件

①支护拆除前必须保证拆除段的临时支护已经封闭完成，且结构符合规范和设计要求。

②拆除的判定标准规定如下：支护拆除前该拆除段沉降和收敛量测结果都满足稳定条件，沉降收敛达到稳定的标准为收敛不超过0.2mm/d。拱顶下沉量控制在7d时间的增量≤2mm；净空位移量控制在7d间的增量≤4mm。

③拆除临时支护作业点离最近的中部开挖掌子面距离不得小于50m，临时支护拆除后及时进行二次衬砌支护。

2) 拆除顺序