1、雙側壁導坑法施工工藝工法1 前言1.1 工藝工法概況雙側壁導坑法施工廣泛應用于大跨度隧道、地鐵、海底隧道、水底隧道和沉降要求特別嚴格的地下工程。雙側壁導坑法先開挖隧道兩側導坑，及時施作導坑四周初期支護及臨時支護，然后再分部開挖中部剩余土體的隧道開挖施工方法。一般將斷面分成四塊：左、右側壁導坑、上部核心土、下臺階。分部及時支護，形成支護整體，縮短作業循環時間，逐步向縱深推進的作業方法，形成開挖及施作初期支護，混凝土仰拱緊跟下臺階及時施作構成穩固的初期支護體系。1.2 工藝原理雙側壁導坑法是采用先開挖隧道兩側導坑，在開挖導坑時盡量減少對圍巖的擾動；并及時施作導坑四周初期支護及臨時支護，必要時施作邊

2、墻襯砌，控制圍巖變形；進行信息化施工管理，隨時掌握施工過程的動態變化，然后再根據地質條件、斷面大小，合理安排、調整施工工藝和設計參數，確保施工安全。2 工藝工法特點2.1以巖體力學為基礎，新奧法、信息化指導施工，采用監測信息化技術指導施工，使施工及成本始終處于受控狀態。充分發揮圍巖自承能力及支護能力，確保圍巖穩定。格柵支撐（鋼架支撐）與掛網、噴射混凝土相結合的柔性支護，能很好的適應圍巖的變化，而且支護剛度隨噴射混凝土強度的增長而增加，使支護結構與圍巖形成了一個整體，充分發揮圍巖的自承能力。2.2 能有效的控制圍巖變形和地表下沉量。由于采取分部開挖、分部支護封閉，支護體系能及時、充分發揮作用，減

3、少對圍巖的擾動，使圍巖的變形和地表下沉得到控制。2.3 作業安全可靠。本工法開挖斷面小，減少了圍巖的暴露范圍，初期支護及時施工，及時封閉成環，大大減少了垮塌的幾率，提高了施工安全。2.5 超前開挖的雙側壁導坑，還可以起到預報地質的作用。3 適用范圍本工藝工法適用于-級軟弱圍巖，主要用于大跨、淺埋、不良地質隧道工程。4 主要引用標準高速鐵路隧道工程施工技術指南（鐵建設【2010】241號）；鐵路隧道工程施工技術指南（TZ204）；鐵路隧道工程施工質量驗收標準（TB10417）；鐵路工程測量規范（TB10101）；公路隧道施工技術規范（JTG F60）；公路工程質量檢驗評定標準（JTG F80/1

4、）。5 施工方法雙側壁導坑法施工前必須先做超前地質預報，初步判斷前方圍巖后，一般將開挖斷面分成四塊：左、右側壁導坑、上部核心土、下臺階。首先開挖隧道的左右導坑，導坑尺寸側壁導坑尺寸應本著充分利用臺階的支撐作用，并考慮機械設備和施工條件而定。在開挖導坑時，盡量減少對圍巖的擾動，并及時施作導坑四周的初期支護及臨時支護，必要時施作邊墻襯砌，在開挖拱部時先做超前支護，待拱部超前下部35m后施工下部及仰拱開挖及初期支護，在澆筑仰拱及填充混凝土之前拆除中隔壁臨時支護。建立一整套圍巖支護結構監控量測系統，進行信息化施工管理，隨時掌握施工過程中的動態變化，合理安排，及時調整施工工藝和支護參數，確保施工安全。

5、6 工藝流程及操作要點6.1 施工工藝流程雙側壁導坑法開挖橫斷面示意圖1，施工工藝流程圖見圖2。圖1 雙側壁導坑法開挖橫斷面示意圖圖2 雙側壁導坑法施工工藝流程圖6.2 操作要點6.2.1 施工準備1風、水管、電線敷設、施工便道、施工場地布置，機械設備、人員配置、材料準備、修建防排水設施。2根據設計資料詳細分析了解工程地質、當地水文地質情況，制定合理的施工方案和施工措施，制定施工監控量測方案及沉降觀測計劃。6.2.2 施工步驟1前地質預報及導坑超前支護采用地質雷達、超前鉆孔和地質素描對前端圍巖情況進行初判，以指導開挖。超前鉆孔一般采用3個孔品字型布置，外插角控制在57，使前方鉆孔位于開挖輪廓線

6、以外3m。在開挖導坑之前，必須先施工導坑超前支護，超前支護一般采用423.5mm無縫小導管，小導管外插角控制在510，并注1：1水泥漿。2壁導坑開挖側壁導坑采用微臺階法開挖，上半斷面超前2.53.0m，配備小型挖掘機裝碴，自卸汽車運輸。1) 先行側壁導坑開挖上臺階開挖作業高度為一般控制1.52.0m，使用34臺氣腿式鑿巖機鉆眼，弱爆破，或人工配合機械開挖，每循環進尺控制在1.0m內或按照設計鋼架的間距確定。下臺階開挖一次到仰拱，也使用34臺氣腿式鑿巖機鉆眼，弱爆破，或人工配合機械開挖，每循環進尺控制在1.0m內或按照設計鋼架的間距確定。初支及時成環。2) 后行側壁導坑開挖為了避免應力疊加，先行

7、導坑超前22.5倍的中部厚度，一般控制在1020m內。當先行導坑超前距離滿足時，兩側導坑可同時開挖。后行導坑開挖、支護方式與先行導坑相同。3中央部分開挖在不影響兩側壁導坑開挖時可進行中央部分開挖，中央開挖也采用微臺階法，配備小型挖掘機裝碴，自卸汽車運輸。1) 上臺階開挖在開挖3拱部部位之前，必須先施工拱部超前支護，超前支護一般采用423.5mm無縫小導管，小導管外插角控制在510，并注1：1水泥漿。上部臺階高一般控制在2.53m，預留核心土，根據地質情況采用35臺氣腿式鑿巖機鉆眼，弱爆破，或人工配合機械開挖，每循環進尺控制在1.0m內或按照設計鋼架的間距確定。開挖后及時初噴混凝土，安裝鋼筋網片

8、，然后安裝鋼支撐，鋼支撐相互采用縱向鋼筋焊接，鋼架腳趾處設置鎖腳錨桿或者錨管，鋼支撐腳板必須與兩側導坑鋼架連接牢固。復噴噴混凝土，及時封閉成環。2) 下臺階開挖下臺階開挖一次到仰拱，根據地質情況也使用46臺氣腿式鑿巖機鉆眼，弱爆破，或人工配合機械開挖，每循環進尺控制在1.0m內或按照設計鋼架的間距確定。開挖后及時初噴掌子面混凝土，安裝仰拱鋼支撐，然后安裝鋼筋網片，鋼支撐相互采用縱向鋼筋焊接，鋼架腳趾處設置鎖腳錨桿或者錨管，鋼支撐腳板必須與兩側導坑鋼架連接牢固。復噴混凝土，及時封閉成環。3）監控量測及時收集及整理分析拱頂和邊墻圍巖監控量測數據，量測數據在允許范圍內后進行下道工序施工。4壁墻拆除根

9、據施工進度及施工需要，為確保二次襯砌能夠及時跟進，行車隧道初期支護的臨時支撐需要拆除，但是，為了施工和隧道結構安全，臨時支撐必須滿足以下幾個條件方能進行拆除作業。1) 拆除條件 支護拆除前必須保證拆除段的臨時支護已經封閉完成，且結構符合規范和設計要求。 拆除的判定標準規定如下：支護拆除前該拆除段沉降和收斂量測結果都滿足穩定條件，沉降收斂達到穩定的標準為收斂不超過0.2mm/d。拱頂下沉量控制在7d時間的增量2mm；凈空位移量控制在7d間的增量4mm。 拆除臨時支護作業點離最近的中部開挖掌子面距離不得小于50m，臨時支護拆除后及時進行二次襯砌支護。2) 拆除順序在拆除中隔壁臨時支護后必須及時施作

10、仰拱。拆除時采用破碎錘破除噴射混凝土，用氧炔焰割除連接，局部采用風鎬破碎。臨時支護拆除時一次性拆除長度以不大于5m為宜。拆除順序為：破除先行導坑壁墻混凝土割除先行導坑壁墻工字鋼破除后行壁墻混凝土割除后行導坑壁墻工字鋼。5仰拱，施工仰拱初支。每循環開挖23m，一次安裝46榀型鋼，仰拱鋼支撐和墻下部鋼支撐通過焊接牢固，仰拱施工期間采用棧橋保持通行。6.2.3 監控量測主要施工監測項目見表1。表1 監控量測項目表序號量測項目量測方法和儀器測點布置測量頻率測量精度2水平收斂量測收斂計、反射膜片配合全站儀每1030m一個斷面，上下2條基線4個點5mm（01B）2次/d；15（12B）1次/d；0.51

11、（12B）1次/23d；0.20.5 （25B）1次/3d；0.2 （5B）1次/7d。0.1mm3拱頂下沉水準測量的方法，水準儀、鋼尺等每1030m一個斷面，1個點1mm注：B隧道開挖寬度，變形速速7 勞動力組織由于采用雙側壁導坑施工的隧道，一般地質條件很差，施工進尺短，而且采用雙側壁導坑施工，將開挖斷面分割成3部分，大型機械基本用不上，因此人員配置很關鍵。人員安排多則浪費，安排少則不能正常工作。通過實踐，總結出一個工作面比較理想的人員配置，某單個工作面勞動力配置見表2（供參考）。表2 單工作面作業勞動組織表（2班）序號工作項目作業內容人數1開挖鉆孔或風鎬手14挖掘機司機2自卸車司機62初期

12、支護型鋼加工4鋼筋網片加工2鋼架安裝8噴射混凝土12混凝土攪拌運輸罐車司機43混凝土生產混凝土攪拌機司機2裝載機司機2機械修理工14測量技術員2測工45其它現場管理人員6施工配合人員（電工、修理工、空壓機司機158 主要機具設備雙側壁導坑法將開挖施工作業面分成3部分，機械配套的合理與否，對施工影響較大。配套機械多，造成機械浪費，否則將功效低。因此施工時合理安排機械不但可以加快施工進度同時還可以節約施工成本。根據機械工作能力和實際工作量，單個工作面主要機械配備如表3，供參考。表3 單個開挖面機械設備配備表序號作業機具設備名稱規格型號單位數量備注1施工通風軸流式通風機SDF（c）-NO110臺1通

13、風2施工照明低壓變壓器24v,10kw臺4掌子面及二襯施工平臺3施工用電發電機250kw臺1備用變壓器500kw臺1施工及生活用電4開挖挖掘機PC-300-6臺1開挖挖掘機PC50-7MR臺1開挖東風（斯太爾）自卸車15t輛3出碴空壓機4L-20/8臺3高壓供風空壓機L2-10/8臺1高壓供風氣腿式鑿巖機YT-28臺12礦用電鉆50臺5掘進打錨管、錨桿5初期支護工字鋼彎曲機GW1-200臺1型鋼加工鋼筋彎曲機GW臺1鋼筋加工鋼筋切斷調直機GQ臺1鋼筋加工等離子切割機GW臺1鋼板切割交流電焊機BX1-500臺6鋼架、網片加工及安裝臺式鉆床24025臺1鋼板加工壓漿機臺1錨桿注漿混凝土濕噴機TK-

14、500臺3噴漿6量測及測量儀器全站儀萊卡402臺1方向控制水準儀萊卡N2臺1標高控制塔尺5m個2標高控制精密水準儀萊卡N2臺1沉降觀測因瓦尺個2收斂儀JSS30A個2量測錨桿拉拔儀BL150B個1錨桿拉拔應力測試儀套1應力測試9 質量控制9.1易出現的質量問題9.1.1采用雙側壁導坑法施工的隧道，一般情況下，地質條件特別差富水等地段容易發生坍塌掉塊，變形大。9.1.2格柵（鋼支撐）安裝，連接質量不牢靠、鎖腳質量差、設計凈空尺寸不能保證。分部施工,增加了對支護的擾動頻率，鋼支撐易產生下沉。9.1.3開挖步距過大，閉環時間過長，鋼架發生變形。9.1.4臨時壁墻拆除不當，初期支護可能發生變形，甚至發

15、生回頭塌。9.2保證措施9.2.1必須在開挖之前，在掌子面進行“品”字形超前地質預報，根據鉆孔情況分析地質條件，及時調整施工方案，施工中對有縫隙水出露地段，應加強引排，絕不允許浸泡基底。9.2.2超前支護必須嚴格按照設計施工，外插角和搭接長度必須滿足設計和規范要求。9.2.3鋼架連接采用焊接連接，鎖腳錨桿（管）采用加設、增長、盡量徑向打設，尾部與鋼架焊接，鋼架腳板處設置混凝土基礎。控制量測數據視情況通過采用放大拱腳、墻腳，增加沉降預留量等來保證凈空尺寸滿足設計要求。錯臺開挖時，鋼架腳板位置，盡量采用人工處理，避免機械碰撞擾動。9.2.4施工中除加強縱向連接、及時封閉成環和增強基底承載力等措施，

16、同時應切實做好監控量測工作，及時進行數據分析，動態調整支護參數和預留變形量。9.2.5嚴格施工技術交底制,對作業人員定期進行質量教育和考核, 教育作業隊人員嚴格按設計及規范要求施工,確保施工工程質量。9.2.6上臺階開挖進尺為1榀型鋼的間距，下臺階開挖進尺為2榀型鋼的間距。9.2.7加強監控量測，及時反饋信息，依量測數據為依據，及時調整開挖工序及進尺。9.2.8鋼架、錨噴網支護要緊跟開挖進行，以利于發揮圍巖的自承能力，保證施工安全。9.2.9鋼架安裝間距誤差要求在10cm內，錨桿間距誤差在15cm內，錨桿長度誤差在5cm內，鋼筋網片搭接寬度不小于1個網格尺寸，誤差在5cm內，鋼架安裝垂直度誤差

17、在2內，型鋼、網片、連接管之間焊接焊縫應飽滿，不應有假焊漏焊現象。9.2.10掌子面與仰拱之間距離不大于20m，仰拱與襯砌之間距離不大于30m。9.2.11材料采購前對分供方進行評定，選擇合格的分供方廠家購料。所購材料必須附有說明書、合格證、技術檢驗證等質量證件，并滿足工程要求。9.2.12進入工地的主要材料嚴格按規定和設計要求把關，所有廠制材料須有出廠合格證和必要的檢驗、試驗單。對進場料、設備按技術質量標準、樣品進行嚴格檢驗，并事先確定重點檢驗料。9.2.13嚴格按配合比施工，控制好水灰比，控制和使用各種添加劑。10 安全措施10.1主要安全風險分析采用雙側壁導坑法施工的隧道開挖要注重塌方、

18、突水（泥、石）、大變形等安全風險的評估，提出相應的風險處理措施，編制施工應急預案。10.2 保證措施10.2.1每次開挖后應派專人進行檢查，處理危石、懸石，并設人監護。確認安全后，其他人員方準進入作業面。施工作業期間必須有專職安全員輪流值班。10.2.2施工中應嚴格控制循環進尺和施工步距，掌子面到仰拱距離保持不超過20m，仰拱到二襯距離保持不超過30m。10.2.3施工時應嚴格按照設計要求挖大拱腳并安裝好鎖腳錨桿（管），在拱部拱腳處加大開挖尺寸，拱架拱腳處設置三角形狀，增加支撐點以提高拱架抗壓能力，在每榀拱架拱腳處設置2根不小于3.5m鎖腳錨桿（錨管），一根錨桿（錨管）垂直巖面打設，一根下插3050，以確保鋼架下沉。10.2.4施工時應做好防水和引排水工作，防止鋼架腳板被水軟化，引起過大下沉。1