双侧壁导坑法适用于几车道隧道（双侧壁导坑法在浅埋隧道中的应用）

摘 要：双侧壁导坑法是一项边开挖边支护的施工技术。其原理是利用2个中隔壁把整个隧道大断面分成左中右3个小断面施工，左、右导洞先行，中间断面紧跟其后;初期支护仰拱成环后，拆除两侧导洞临时支撑，形成全断面。两侧导洞皆为倒鹅蛋形，有利于控制拱顶下沉。本文以定临高速公路胡麻岭隧道为依托工程，对双侧壁导坑法进行了研究。

关键词：隧道;双侧壁导坑法;工艺;

浅埋隧道采用常规开挖方法易引起坍塌，施工风险极大。一般采取将隧道大断面分为几个小断面的方法，双侧壁导坑法就是将隧道大断面分为左、右导坑和中导坑三个小断面，通过隧道的初期支护和临时侧壁支护联合支护，并步步成环，减小隧道一次开挖时的临空面，降低隧道施工风险，最后拆除临时侧壁，形成隧道大断面支护。

双侧壁导坑法保证了隧道施工的安全和质量，降低隧道施工风险。胡麻岭隧道进口段属于浅埋滑坡地段，使用双侧壁导坑法进洞有效的控制了地表沉降，保证了施工的安全。

双侧壁导坑法主要应用于大跨度浅埋暗挖法公路隧道和地铁中软弱围岩施工，主要工艺是将整个隧道断面分成若干个小断面施工，而且每个小断面要单独掘进，渐渐地使之最后形成一个大的隧道。

定临高速公路胡麻岭隧道，设计为双向四车道高速公路隧道，全长1684m，隧道开挖宽度11.75m，高度7.675m，设计行车速度80km/h。

本隧道进口段地表覆盖层主要以第四系冲洪积成因粉细砂及第四系风积成因黄土为主。隧道进口段洞身埋深3～5m，围岩为胶结均匀的泥质碳岩，地下水贫乏，开挖中地下水局部淋雨状出水，自稳能力较差。施工时，隧道进洞采用大管棚注浆超前支护，洞内采用小导管注浆超前支护，洞口段洞身开挖支护采用了双侧壁导坑法开挖，将隧道分成左侧导坑、右侧导坑、中导坑上下端面和拆除双侧隔壁、施工仰拱和二次衬砌等6个步骤完成一个断面施工。

图1 隧道横断面结构图 下载原图

图2 施工方案图 下载原图

大管棚施工是一项精度较高的施工工艺，管棚定位不准确或钻孔角度偏差以及钻孔质量均会影响大管棚的超前支护效果。管棚定位要求间距均匀，从开始位置至结束位置顺序编号，位置在开挖轮廓线以外且与开挖轮廓距离相等并同样圆顺，管棚钻孔外插角轴线与衬砌外缘夹角1～30，钻孔深度大于管棚长度50cm。

钻孔自下而上进行，先钻奇数号孔，并打入钢花管(钢花管由无缝钢管加工而成)，注浆凝固后再钻设偶数孔，偶数孔打入无孔钢管，偶数孔钻进过程中要检查钢花管的注浆质量，当注浆质量达到要求时，再安装无孔钢管，并注浆使管体周围浆液饱满，当注浆质量不能达到要求时，则在孔内安装钢花管并进行补充注浆。

管棚导向墙纵向长度2.0m，厚度60cm，腔内安装3榀I18型钢支撑钢架，在钢架上按管棚角度安装127孔口管，作为管棚的导向钢管。

管棚长度40m，管棚钢管采用108热轧无缝钢管，壁厚6mm，节长4m、6m，钢管接头处采用机械车丝，连接时采用外套114丝扣钢管，丝扣长15cm，钢管长短相接钻入，隧道同一断面处的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1m。

花管注浆采用水泥浆液，浆液水灰比0.5∶1，加早强剂，注浆压力1.5～2MPa，在注浆过程中压力逐步升高，达到设计终压并持续注浆15min以上，注浆量一般为25L以下。

超前小导管的作用和大管棚相似，主要是在隧道开挖前通过注浆使隧道围岩形成固结自稳圈，使围岩有一定的自稳支护能力，在隧道开挖时控制掉块，保证隧道的开挖轮廓线以及隧道的施工安全和开挖支护质量。

小导管采用42无缝钢管，管头做成尖锥状，尾部焊上6加劲箍，导管管身布置6mm左右小孔，但尾部1m不设孔，以方便打入和注浆。施工时，钢管与隧道中线平行以15°仰角从钢架之间穿过，打入拱部围岩，钢管环向间距40cm。钢管注浆时按奇偶数依次分开，先对编人奇数的管进行注浆，然后注偶数钢管，以保证注浆的充实。注浆采用水泥浆液，注浆压力0.5～1.0MPa。

小导管采用人工用风枪钻孔并推入，风枪钻头直径为50mm;注浆采用2～3台浆液搅拌机和注浆泵，用以水泥浆液生产和浆液注浆。

隧道施工前应进行超前地质预报，并作为工序纳入施工组织管理，成立专业超前地质预报室，配置物探、地质及试验专业工程师、测试技工，并配备先进的预测与预报设备和仪器，根据隧道的工程地质特点对施工安全的危害程度，进行地质灾害分级，采取不同的地质预报方案，预测开挖工作面前方一定范围内围岩的工程地质和水文地质状况，根据预报结果及时调整开挖方法，有效预防地质灾害的发生，以保证施工安全。

隧道开挖支护时需预埋监控量测点，测点不在隧道中部、拱腰和边墙部位，中部测点用来检测初期支护的拱部下沉状况，拱腰和边墙部位测点用来检测初期支护的收敛变形状况。测点布设后要及时施测，收集各点的原始数据，并根据量测的变形速率和距离开挖面的距离在施工过程中把握量测频率，根据量测结果调整开挖方法和支护参数。

根据围岩状况，胡麻岭隧道从进洞面开始5m范围为坡积粉质粘土和残积砂质粘性土，采用挖掘机掘进，5m后为全风化凝灰熔岩，较破碎，采用弱爆破配合机械开挖。

开挖时将隧道分为左导坑、右导坑、中导坑上下断面、仰拱等进行开挖。先开挖左导坑，然后开挖右导坑，左右导坑掌子面间距3～5m，开挖长度每循环50cm(钢架间距50cm)，开挖后隧道初支采用I22型钢钢架支撑，与侧壁I18临时支撑封闭成环;中导坑在右导坑开挖支护3～5m后，先开挖支护上半断面，开挖长度每循环50cm，开挖后拱部采用I22型钢钢架连接左右导坑初期支护钢架;下半断面在上部开挖支护5m后进行，以方便机械上下，每循环开挖长度50cm，开挖后底部用I22型钢钢架连接左右导坑钢架，使支护形成一个大的封闭圈。

采用双侧壁导坑法施工后，造成导坑宽度较小，在用挖掘机扒渣后，装载机正向装渣，然后倒出洞外，卸至20t自卸汽车，然后拉至弃渣场。

钢架、钢筋网均采用钢筋场集中制作，现场安装。钢架安装时，要根据隧道地质围岩情况和围岩监控量测的结果留足预留变形量，防止出现侵限现象。侧壁导坑与中导坑钢架连接处要用编制袋包头，以防止喷射混凝土后，混凝土将钢架喷实封闭，不方便下部钢架之间连接。钢筋网安装时要注意钢筋网的搭接尺寸和与钢架的连接，安装完毕后喷射混凝土至设计厚度。

导坑开挖后，为有效抑制围岩变形和开挖面掉块，必须立即进行初喷混凝土施工，以封闭岩面，初喷厚度5cm。喷射混凝土采用湿喷工艺，要严格按照设计配合比配料、拌合，混凝土在运输过程中要严防停滞，以防止混凝土初凝影响初期支护质量，装入喷料机前要过筛，严格按设计配合比加入速凝剂。

喷射作业要按分段、分片、自上而下进行、先墙后拱进行，喷射时要使喷嘴垂直受喷面做反复缓慢螺旋形运动，螺旋直径20～30cm，同时与受喷面保持0.8～1.0m间距。受喷面在钢架、钢筋之后时，可将喷头稍微倾斜，以保证喷射混凝土的密实和钢架后填满混凝土。

胡麻岭隧道施工时，锁脚锚杆采用42无缝钢管，加在锁脚锚杆加在钢架底脚处，锁脚锚杆一般与水平面呈400角打入，钢管头用U型卡扣住初支或临时支撑钢架并注浆。其与钢架连接后，可更好的起到锁脚作用，使钢架与围岩一体，钢架承载能力加强。

临时侧壁采用I18型钢钢架，与初支钢架连接处设在离初支钢架头20cm位置，采用钢板螺栓连接。

初期支护全环封闭后，围岩变形已基本稳定，根据围岩的监控量测收敛结果(每天变形量小于0.5mm)，临时支撑可拆除。拆除时采用大型挖掘机配液压破碎锤先凿除临时支撑喷射混凝土，然后逐榀拆除临时支撑钢架。

大断面隧道施工仰拱初期支护为受力的薄弱点，在临时侧壁拆除后要及时施工仰拱及填充混凝土，以增加支护的稳定性，确保工程主体安全。

胡麻岭隧道进口段采用双侧壁导坑法施工，使工程施工安全、顺利的通过了洞口浅埋、围岩软弱等因素地段，为该隧道的顺利施工开了一个好头，同时也为参建各单位在三车道大断面隧道施工积累了经验。

(1)隧道施工中必须重视超前预报和监控量测，前者可探明隧道开挖前洞身的围岩状况，后者为开挖方法的确定和支护参数提供了依据。

(2)超前支护是减少坍塌和掉块以及控制软弱围岩超挖的有效手段，注浆使洞身围岩形成固结圈，可有效的提高围岩的自稳能力和荷载能力，可直接影响隧道开挖的安全性以及隧道支护的质量。

(3)要严格隧道开挖的进尺，双侧壁导坑施工时，开挖进尺以每循环进尺可以支立一榀钢架为宜，这样既可满足隧道施工“短进尺、快封闭”的原理，同时也保证了施工的安全。

(4)双侧壁导坑法施工相对台阶法或全断面法施工，工序交叉增多，在施工管理时要进一步加强工序衔接，合理安排工序和控制开挖面之间的间距，方可保证施工的安全、质量和快速、有序。

[1] 陈成仕．大跨浅埋偏压软弱围岩公路隧道进洞工艺．中国新技术新产品，2013.

[2] 翟振树．浅埋隧道双侧壁导坑法施工技术．科教导刊，2010.

[3] 薛满．隧道大断面初期支护．山东工业技术，2017.

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