李俊峰

(貴州路橋集團有限公司，貴州貴陽550000)

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法對山區(qū)高速公路寬拱隧道施工優(yōu)缺點思考與探索

李俊峰

(貴州路橋集團有限公司，貴州貴陽550000)

針對山區(qū)高速公路寬拱隧道施工中使用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的優(yōu)缺點進行了分析，并提出了針對雙側(cè)壁導(dǎo)坑法工藝速度慢、成本高等缺點的優(yōu)化方案。

隧道;雙側(cè)壁導(dǎo)坑法;工藝優(yōu)化

1 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，又叫眼鏡工法，是新奧義的分支。該工藝即是通過在主體隧道兩側(cè)進行先行側(cè)壁導(dǎo)坑的施工建設(shè)，使先行側(cè)壁導(dǎo)坑提前進洞，此時側(cè)壁導(dǎo)坑之間未開挖的土體就可成為兩道側(cè)壁間的橫撐，起到對隧道的支護和加固作用，使得形成一個隧道的“地下基坑”圍護結(jié)構(gòu)，使得進行主體隧道的開挖時產(chǎn)生的土體側(cè)向壓力能夠很好的被承受，同時也能很好的限制工程施工時圍巖土體豎向變形現(xiàn)象的出現(xiàn)。另外，該法還可以對富水地層進行洞內(nèi)水平降水，保障公路隧道工程的順利開展。

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的具體施工工藝是以新奧法為依托，通過導(dǎo)洞臨時側(cè)壁的支護，對工程施工的全過程進行監(jiān)控測量，實時監(jiān)視土體及其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并采用加密超前管棚、加強超前注漿、初支背后注漿加固支護等方法，結(jié)合工程施工的實際情況及時調(diào)整支護參數(shù)，從而實現(xiàn)有效控制地表下沉、促使隧道主體結(jié)構(gòu)安全順利的建成。

2 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的優(yōu)缺點分析

(1)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法基于“新奧法”基本原理，采用錨噴支護等手段，能夠充分利用圍巖的自承能力實現(xiàn)對隧道主體結(jié)構(gòu)的有效支撐，并保證對原狀土體最小程度的擾動，同時該方法還能運用數(shù)據(jù)信息處理反饋技術(shù)對實際施工進行指導(dǎo)，保證施工安全順利的進行。

(2)與其他隧道施工方法相比，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法能以較為簡單的結(jié)構(gòu)使工程施工對原狀土體的影響降到最低，從而更好的保證圍巖極易坍塌變形段開挖的安全性，同時該方法還具備拆裝方便、靈活等特點，有利于減少施工工作量。

(3)根據(jù)實際驗證表明，與短臺階法相比，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法所引起的地表沉陷僅為短臺階法的1/2。與單側(cè)壁導(dǎo)坑法相比，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在應(yīng)對較大的隧道跨度、較差的圍巖條件時，在控制圍巖變形方面表現(xiàn)出了更明顯的優(yōu)勢，在控制地表沉陷方面也表現(xiàn)突出。

(4)雖然雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的開挖斷面分塊多、擾動大，而且初次支護全斷面閉合的時間長，但每個分塊在開挖后都可以實現(xiàn)各自的立即閉合，因此在施工中幾乎不會出現(xiàn)變形發(fā)展。這也是雙側(cè)壁導(dǎo)坑法能有效保證施工安全的原因所在。然而由此也帶來了雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工速度較慢、成本較高的缺點。在實際施工中，針對雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工方案優(yōu)化也主要集中在提高施工速度、降低成本投入方面。

3 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法對山區(qū)高速公路寬拱隧道施工中的應(yīng)用

3.1 工程概況

龍頭山隧道是廣州東二環(huán)高速公路上的一座雙向分離式八車道高速公路隧道，最大開挖寬度達21.47m。隧道位于廣州龍頭山公園，地貌單元為殘丘區(qū)，地勢起伏大，植被茂盛。工程地質(zhì)勘察報告顯示，隧道兩線左右出口表層為第四系全新統(tǒng)殘坡積礫質(zhì)亞粘土，半干硬狀態(tài)，下臥燕山晚期全、強風(fēng)化二長花崗巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，結(jié)構(gòu)松散，穩(wěn)定性差。地下水主要為松散巖類孔隙潛水和基巖裂隙水。

由于工程所處地區(qū)的自然條件復(fù)雜、且隧道的跨徑和開挖斷面較大，為有效控制隧道開挖后的應(yīng)力應(yīng)變及沉降，確保施工安全性，決定采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進行隧道洞口段軟弱圍巖的施工。

3.2 施工方案分析

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于大斷面大跨度隧道的施工，可以較好的保證施工的安全性和適用性，但則于其施工工序較為復(fù)雜、受干擾程度大，開挖方法、人員配置、機械設(shè)備等因素都可能影響到開挖和初期支護的工程進度，為滿足工期需求，具體施工方案的確定需要解決工序復(fù)雜、施工干擾大、循環(huán)時間長、機械設(shè)備優(yōu)選等問題。

3.3 施工方案優(yōu)化

優(yōu)化后的施工方案確定了在具體施工中各導(dǎo)洞每開挖初支26 m，將架設(shè)4 m的臨時中隔墻鋼格柵拱，并且無需噴射混凝土。從安全角度出發(fā)，在施工期間適當(dāng)加密橫通道段的鋼格柵拱架的布置，直至隧道初期支護全面封閉成環(huán)后，再拆除掉中隔墻的加密段的鋼格柵。同時保證左右兩導(dǎo)洞每30 m形成一個4 m多寬的聯(lián)絡(luò)通道。

3.4 進一步優(yōu)化方案

首先，加強初期支護，以對拉錨桿代替中間核心土錨桿。在側(cè)壁開挖后施工臨時橫撐，在側(cè)壁鋼架底部上0.5 m處打設(shè)長度為6.0 m的對拉Φ25錨桿，錨桿打設(shè)需穿透核心土，并焊接錨桿與鋼架內(nèi)側(cè)壁背［14槽鋼架，使其形成牢固的整體連接，通過對側(cè)壁鋼架的有效銷定，提高核心土的穩(wěn)定性。

其次，以小導(dǎo)管代替徑向中空錨桿，達到增加摩擦、提高圍巖承載力的目的。

最后，采用三步臺階法，將上臺階的高度和長度控制在4.0 m、3.0～5.0 m，下臺階的高度和長度控制在4.65 m、10～15 m，仰拱部分臺階高度為3.5 m，采用棧橋施工進行仰拱的施工，仰拱施工與下臺階掌子面的距離為10～20 m。

3.5 實施效果評價

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在該工程項目中的應(yīng)用提高了圍巖的自承能力，并延長了圍巖的自穩(wěn)時間，為后續(xù)的支護奠定了良好的施工基礎(chǔ)。經(jīng)過工序優(yōu)化后的施工方案雖然增加了橫通道部分鋼格柵的數(shù)量，但是通過將原來的2路改為1路，減少了風(fēng)水管路和洞內(nèi)照明線路的鋪設(shè)，使管路材料的使用量降低了300多m。同時則于橫通道可作會車之用，節(jié)省了2處避車洞的設(shè)置，使工程費用降低了10萬余元。

4 結(jié)語

(1)在寬拱隧道施工中，應(yīng)對支護結(jié)構(gòu)和強度進行設(shè)計，以此提高支護剛度，從而實現(xiàn)對圍巖變形的有效控制。在施工中，應(yīng)保證錨桿與型鋼鋼架連成整體，這樣才能使支護發(fā)揮應(yīng)有的作用。

(2)將監(jiān)控量測工作納入施工工序管理，使其為施工提供如圍巖穩(wěn)定性、支護可靠性等相關(guān)的參數(shù)調(diào)整信息和依據(jù)，以此保證隧道施工的安全和施工的合理進度。

［1］李浩，韓立軍，孟慶彬，等.V級圍巖二車道隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法優(yōu)化分析［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2015，(6):118－125.

［2］郭永平.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在高速公路王北凹隧道施工中的應(yīng)用［J］.福建交通科技，2014，(6):30－32，36.

［3］王文學(xué)，胡帥軍.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法在西渴馬2號隧道開挖中的應(yīng)用［J］.四川水力發(fā)電，2011，(S2):15－17.

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