大跨度软岩隧道双侧壁导坑法施工工法（中铁十二局）

大跨度软岩隧道双侧壁导坑大跨度软岩隧道双侧壁导坑法施工工法法施工工法中铁十二局集团中铁十二局集团 1、前 言n n随着高等级公路的飞速发展，大跨度软岩公路隧道的施随着高等级公路的飞速发展，大跨度软岩公路隧道的施工方法也不断的发展，主要有台阶法和双侧壁导坑法、工方法也不断的发展，主要有台阶法和双侧壁导坑法、中隔壁法。但在工程实践中，采用台阶法对围岩的扰动中隔壁法。但在工程实践中，采用台阶法对围岩的扰动较大，容易破坏围岩的整体结构，在初期支护之前围岩较大，容易破坏围岩的整体结构，在初期支护之前围岩基本丧失稳定，以至工后沉降量较大，部分超过了规范基本丧失稳定，以至工后沉降量较大，部分超过了规范及设计要求。而在大跨度隧道施工中采取双侧壁导坑法，及设计要求。而在大跨度隧道施工中采取双侧壁导坑法，解决了工后沉降较大的难题，克服了工后沉降过大而造解决了工后沉降较大的难题，克服了工后沉降过大而造成的返工浪费；同时可多工作面平行交叉作业，提高了成的返工浪费；同时可多工作面平行交叉作业，提高了施工进度。在隧道施工中，对于浅埋大跨度及地质条件施工进度。在隧道施工中，对于浅埋大跨度及地质条件很差的隧道，双侧壁开挖是一种较为理想的开挖法。很差的隧道，双侧壁开挖是一种较为理想的开挖法。2、工艺原理n n以“新奥法”为指导，采用锚喷初期支护，各自封闭成环，充分利用围岩的自稳能力，减少工后沉降，以保证施工的安全及质量。具体为：将大断面的隧道分为6个断面施工，每个小断面单独掘进，最后形成一个断面的隧道,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，且用侧壁支护承担中间部分围岩的重力。3、工法特点n n双侧壁导坑法是在双侧壁导坑法是在“新奥法新奥法”施工原理基础上，改良的施工原理基础上，改良的一种施工方法。有以下几个特点。一种施工方法。有以下几个特点。3.13.1、浅埋软岩隧道采用双侧壁导坑法施工，以岩体力学、浅埋软岩隧道采用双侧壁导坑法施工，以岩体力学为基础，新奥法为指导充分发挥围岩的自稳能力，确保围为基础，新奥法为指导充分发挥围岩的自稳能力，确保围岩稳定。此法很好的解决了大断面隧道开挖的安全性问题。岩稳定。此法很好的解决了大断面隧道开挖的安全性问题。n n3.2、该法在开挖过程中减小了开挖跨度，且各自封闭成环，使拱顶沉降和收敛减至最低，有效地控制了工后沉降。n n3.3、采用多工序平行交叉作业，避免施工相互干扰。n n3.43.4、侧壁导坑先、侧壁导坑先行开挖，对于拱部行开挖，对于拱部起疏导排水作用，起疏导排水作用，使围岩的特性得到使围岩的特性得到改善，有效地改善改善，有效地改善作业环境。作业环境。4、适用范围n n4.1、该方法主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质，以很小的地表沉降修筑采用新奥法指导施工的大跨度软弱围岩地下通道及洞室隧道的技术方法。n n4.2本工法适用于各种埋深，级围岩的大跨度隧道、城市地铁、地下停车场等各种洞室。n n5.15.1、编制施工组织方、编制施工组织方案案,开工报告开工报告,技术交底技术交底,进度安排进度安排,确定质量和确定质量和安全双控指标。安全双控指标。n n5.25.2、提供材料计划、提供材料计划,组织设备进场组织设备进场,确保施确保施工材料及设备需求。工材料及设备需求。n n5.35.3、根据实际地质情况、根据实际地质情况和设计图纸、施工规范要和设计图纸、施工规范要求求,制定具体施工方案制定具体施工方案,循循环进尺。环进尺。n n5.45.4、地表布置监测桩点，、地表布置监测桩点，并进行原始数据测量。并进行原始数据测量。n n5.55.5、测量放样、测量放样:通知测量通知测量班放出设计开挖轮廓线、班放出设计开挖轮廓线、控制点、方向点。控制点、方向点。6、施工工艺n n6.16.1、开挖支护工艺流程：、开挖支护工艺流程：n n施工准备施工准备测量放样测量放样拆除侧壁支撑拆除侧壁支撑(见图见图6-1-1)6-1-1)。n n6.26.2、施工要点、施工要点:n n开挖支护由开挖支护由4 4部分组成部分组成,分分别为别为:左侧导坑、右侧导坑、左侧导坑、右侧导坑、拱部、仰拱。左右侧导坑拱部、仰拱。左右侧导坑分上下两台阶开挖支护分上下两台阶开挖支护,左左右侧导坑交错开挖右侧导坑交错开挖,错距错距37m,37m,左右侧导坑初期支左右侧导坑初期支护封闭成环后进行拱部开护封闭成环后进行拱部开挖支护，其掌子面与侧导挖支护，其掌子面与侧导坑距离坑距离58m,58m,然后进行仰然后进行仰拱开挖支护拱开挖支护,形成整体封闭形成整体封闭成环成环,待围岩稳定后拆除侧待围岩稳定后拆除侧壁支护壁支护,距离掌子面距离掌子面610m(610m(施工流程图见图施工流程图见图6-2-1)6-2-1)。6.2.1、两侧导坑开挖及支护n n1 1、开挖、开挖n n采用人工辅助挖掘机开挖采用人工辅助挖掘机开挖,直接翻碴至下台阶，因直接翻碴至下台阶，因工作空间较小工作空间较小,采用侧卸式装载机运至洞外，用自采用侧卸式装载机运至洞外，用自卸汽车运走。每开挖循环进尺为卸汽车运走。每开挖循环进尺为0.651.3m0.651.3m，由测量人员控制方向和高程，并放样出开挖轮廓由测量人员控制方向和高程，并放样出开挖轮廓线，施工时沿开挖轮廓线开挖，开挖面应尽可能线，施工时沿开挖轮廓线开挖，开挖面应尽可能圆顺，以减小应力集中，严格按施工规范控制超圆顺，以减小应力集中，严格按施工规范控制超欠挖。开挖完成后，应及时进行初期支护。两侧欠挖。开挖完成后，应及时进行初期支护。两侧导坑上台阶应错开导坑上台阶应错开37m37m交替开挖。交替开挖。n n2 2、初期支护、初期支护n n1)1)开挖后立即进行初喷，以便尽早封闭围岩暴露面，喷射开挖后立即进行初喷，以便尽早封闭围岩暴露面，喷射混凝土厚混凝土厚4 46cm6cm。n n2)2)按按设计设计要求架设钢拱架，架设时应保证拱脚坐落在密实要求架设钢拱架，架设时应保证拱脚坐落在密实的基础上，施作锁脚锚杆，拱架单元间连接应牢固，纵向的基础上，施作锁脚锚杆，拱架单元间连接应牢固，纵向连接筋焊接牢固，使拱架之间形成整体。连接筋焊接牢固，使拱架之间形成整体。n n3)3)铺设双层钢筋网片，采用铺设双层钢筋网片，采用88钢筋网片，网格钢筋网片，网格2020cm2020cm，制作成，制作成1.2m0.85m1.2m0.85m（挂拱架外缘）和（挂拱架外缘）和1.2m0.65m1.2m0.65m（挂拱架之间）两种规格的网片，按设计（挂拱架之间）两种规格的网片，按设计及施工规范要求挂设，并与钢架及锚杆连接牢固。及施工规范要求挂设，并与钢架及锚杆连接牢固。n n4)4)系统锚杆按设计垂直岩面打入，其尾部与工字钢钢架焊系统锚杆按设计垂直岩面打入，其尾部与工字钢钢架焊接牢固。接牢固。n n5)5)采用采用SPJ-SPJ-型湿喷机喷射混凝土，第一次喷射厚度型湿喷机喷射混凝土，第一次喷射厚度46cm46cm，架立好钢拱架后，从钢拱架腹部打入下一循环，架立好钢拱架后，从钢拱架腹部打入下一循环的超前小导管（锚杆），复喷至设计厚度。拱架背后必须的超前小导管（锚杆），复喷至设计厚度。拱架背后必须喷实，不得有空洞。喷实，不得有空洞。6.2.2、拱部开挖及支护n n待两侧导坑封闭成环待两侧导坑封闭成环一定时间后，并落后一定时间后，并落后侧导坑掌子面侧导坑掌子面58m58m，开挖中间土体，初，开挖中间土体，初期支护施工方法与侧期支护施工方法与侧导坑相同，并且拱架导坑相同，并且拱架与两侧导坑上部连接。与两侧导坑上部连接。6.2.3、仰拱开挖及支护n n检查侧壁支撑，分析各部开挖支护后的变形收敛检查侧壁支撑，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，仰情况，处于基本稳定后，开挖中间下部土体，仰拱开挖落后拱部拱开挖落后拱部610m610m，仰拱拱架与两侧导坑，仰拱拱架与两侧导坑下部连接，使整个洞身初期支护成环。下部连接，使整个洞身初期支护成环。6.2.4 侧壁支护拆除n n根据量测资料，确定拱顶沉降稳定后,拆除侧壁支撑，拆除过程中两侧壁应错开,防止因应力突变引起初期支护变形。7、劳动力组织及进度n n7.17.1、劳动力组织、劳动力组织n n由于双侧壁是由一个由于双侧壁是由一个工作面作业（先行导工作面作业（先行导坑开挖）到多个工作坑开挖）到多个工作面平行交叉作业，劳面平行交叉作业，劳动力也由单循环布置动力也由单循环布置向多循环布置，整个向多循环布置，整个开挖可由单工作面作开挖可由单工作面作业人员完成。业人员完成。n n双侧壁导坑开挖劳动双侧壁导坑开挖劳动力布置力布置工序工序人人数数工序工序人人数数1 1、技术主管、技术主管、技术主管、技术主管 1 17 7、喷锚班、喷锚班（含锚杆注浆）含锚杆注浆）11112 2、测量员、测量员、测量员、测量员 4 48 8、拱架、网、拱架、网片加工片加工6 63 3、领工员、领工员3 39 9、出渣、出渣（含司机）含司机）6 64 4、安全员、安全员2 21010、电焊工、电焊工3 35 5、开挖班、开挖班（含爆破施工）含爆破施工）12121111、修理工、修理工3 36 6、立架班、立架班（含锚杆安装）含锚杆安装）12121212、杂工、杂工5 5开挖劳动力数量合计：开挖劳动力数量合计：6868人人n n7.2、施工进度n n由于该法工序较多，施工时应优化施工组织，各工种密切配合，搞好工序衔接。平均成洞每循环约需15小时，平均循环进尺0.65米,则每月进度约32.5米。8、机械设备配置n n双侧壁导坑开挖主要机械设备双侧壁导坑开挖主要机械设备序号序号类别类别机具机具名称名称规格规格及型及型号号单单位位数数量量序号序号类别类别机具机具名称名称规格及规格及型号型号单单位位数量数量1 1开挖开挖气腿气腿式凿式凿岩机岩机YT-YT-2828台台8 86 6支护支护电焊电焊机机DXDX1.5001.500台台3 32 2挖掘挖掘机机PCPC200200台台1 17 7注浆注浆机机台台1 13 3自制自制钢架钢架台台1 18 8锚喷锚喷机机SPJ-SPJ-型型台台2 24 4装碴装碴侧卸侧卸式装式装载机载机2LC2LC50B50B台台2 29 9自制自制钢架钢架台台1 15 5运输运输自卸自卸汽车汽车斯太斯太尔尔台台2 21010电动电动空压空压机机4L-4L-20/820/8台台2 29、工程质量要求n n双侧壁导坑施工过程中应严格遵循隧道施工质量、双侧壁导坑施工过程中应严格遵循隧道施工质量、验收规范，施工具体要求如下验收规范，施工具体要求如下:n n9.19.1、严格控制侧壁导坑线路精度、严格控制侧壁导坑线路精度,确保导坑与主洞确保导坑与主洞的结构关系的结构关系;n n9.29.2、施工中严禁欠挖，严格控制超挖、施工中严禁欠挖，严格控制超挖,当超挖过大当超挖过大时，必须喷填密实时，必须喷填密实,严禁有空洞；严禁有空洞；n n9.39.3、超前小导管钻孔严格控制间距和外插角，注、超前小导管钻孔严格控制间距和外插角，注浆应饱满，保证搭接长度不小于浆应饱满，保证搭接长度不小于1m1m；n n9.49.4、钢支撑应严格测量检查，准确定位，连接良、钢支撑应严格测量检查，准确定位，连接良好，拱脚不悬空；好，拱脚不悬空；n n9.59.5、锚杆应确保质量和长度符合设计及规范要求，、锚杆应确保质量和长度符合设计及规范要求，注浆饱满，抗拔力达到设计要求。注浆饱满，抗拔力达到设计要求。10、工程安全要求n n双侧壁导坑施工过程中应严格遵循隧道施工安全双侧壁导坑施工过程中应严格遵循隧道施工安全技术规则，同时应注意以下几点：技术规则，同时应注意以下几点：n n10.110.1、设专职工程技术人员做好地质描述和超前、设专职工程技术人员做好地质描述和超前地质预报，并根据监控量测结果，调整支护参数，地质预报，并根据监控量测结果，调整支护参数，确保施工安全；确保施工安全；n n10.210.2、开挖完成