浅析双侧壁导坑工法变化为留大核心土槽挖法在隧道施工中的应用 双侧壁导坑法
时间：2019-04-18 03:15:40 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：本文从横龙山隧道施工实际出发，详细的阐述了洞口段Ⅱ类围岩双侧壁导坑工法变化为留大核心土槽挖法的施工技术与施工工艺，供参考借鉴。 关键词：隧道; 留大核心土槽挖法;施工技术;施工工艺
Abstract: this article from the horizontal longshan tunnel construction practice, were described in detail the hole section of surrounding rock Ⅱ meshshotcreting firstly methods for big changes for the core of the soil bin WaFa construction technique and construction technology for for reference.
Keywords: tunnel; Leave big core soil bin WaFa; Construction technology; Construction technology
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
横龙山隧道是福龙路市政工程的控制性工程，全长2275m。隧道主要为标准三车道、局部地段四车道断面。
洞口段Ⅱ类围岩长40m，设计为ф108长管棚支护进洞，双侧壁导坑施工工法，开挖断面尺为宽16.945m，高11.923m。围岩为第四系坡残积层及不同风化程度花岗岩，岩体结构碎块状镶嵌结构或松散结构。滴水或渗水为主，围岩开挖后易坍塌。
2双侧壁导坑施工工艺
本工程Ⅱ类围岩双侧壁导坑施工支护参数为：拱部120°范围超前小导管注浆,φ32×3.25L=3.0m，环距0.3m，纵距1.5m；边墙φ25中空注浆锚杆L=4.0m，环纵间距1.0×0.75m；格栅钢架纵向间距0.75m；双层φ8钢筋网＠150×150mm；喷射C20混凝土厚30cm。临时支护采用I20a工字钢支撑、φ32×3.25小导管注浆、φ25中空注浆锚杆联合支护。如右图所示。
其施工工艺流程为：
3双侧壁导坑施工工艺在本工程中运用存在的问题
采用双侧壁导坑法施工，从受力状况上考虑较为合理，安全度较好。但在本工程实际施工中存在一些问题:
3.1双侧壁支撑顶面连接垫板与顶部钢架支撑底垫板对位十分困难，且难以保证两垫板连接紧密，而导致钢支撑结构受力不好；
3.2拆除内侧临时支撑、小导管十分困难，对喷砼、钢筋网、钢架的破坏拆除也较困难。在拆除过程中出现应力重分配变形量、沉降量也很大，同样存在着结构安全问题。
3.3经过多断面转换开挖，导致拆除临时支护的工作量非常大，费工费时，对于雨季来临前完成洞口段施工的工期压力非常大。
3.4因分隔断面较多，防水效果较差。
基于隧道洞口段Ⅱ类围岩设计采用了ф108mm长管棚支护，加强了洞口管棚结构的刚度、强度和整体性，减轻了洞口软弱围岩复杂应力对支护受力的影响，其稳定性大增加，故采用稳妥谨慎施工的留大核心槽挖的施工方法可行。
4留大核心土槽挖法施工工艺
留大核心土槽挖法施工工艺如下图所示：
4.1施工工艺及顺序
4.1.1槽挖"1"部、"1′"部，架立钢支撑；拱部施作双层φ50小导管支护,L=4.5m，环向间距40cm，a=6°；
4.1.2锚喷网"Ⅱ"形成顶部管棚支护；
4.1.3开挖"3"部两侧壁小导坑，作"Ⅳ"部初期支护；施工作小导管及护并延续钢架支撑。拱脚施作ф22锁脚锚杆，L=4.0m，并与钢架焊接牢固。
4.1.4用挖掘机槽挖"5"部至边墙底，一榀格栅间距一循环，架设钢架支撑。随即开挖大核心"5′"、清挖"6"至仰拱底，连接两侧钢架，2m一循环作隧底初期支护（Ⅵ部），形成闭合环；
4.1.56m一回头，施作仰拱砼。当闭合初期支护长度达40~60m时，及时进行二次衬砌，使隧道成型。
留大核心土槽挖法施工现场图
4.2施工方法
4.2.1洞口仰坡不宜大量破坏植被，在能简单处理洞口仰坡土方保持植被的情况下，施工拱顶套拱及ф108mm注浆管管，使仰坡稳定，实现提前进洞。一方面可以明洞暗作；另一方面可以在当洞口位置不恰当的情况下，可延长隧道，“早进晚出”使隧道稳定安全，确保洞口施工安全。
4.2.2以长管棚支护作为依托，准确架设首轮格栅钢架支撑，对隧道支护轮廓定位（格栅钢架与ф108mm管焊接固定），进行小导管首轮周边注浆加固。
4.2.3人工稳妥谨慎施工两侧格栅钢架支撑下延接脚，采用挖小槽局部背板支顶等常规简易方法处理好洞口。
4.2.4顶部按一榀格栅钢架间距掏小槽（小槽一般高度约1.0m）架设第二榀格栅钢架支撑，加设连接筋稳定，及时挂网喷砼，使拱部形成管棚支护雏形。
4.2.5在一下轮拱部槽挖时，清挖顶部操作空间，核心土顶面至槽挖顶高度一般为2.5m，开挖至掘进面钢架端头，为使掘进面稳定，一般保持约1:0.5的坡率。此操作空间随顶部槽挖平行推进、延伸。
4.2.6延续以上方法，使拱部管棚支护纵向长度达3.0m时，可开展下部两侧小侧壁槽挖。断面尺寸：底宽2.0m，高度2.5m，侧面坡约为1:0.75，掘进面临时坡约1:0.5，人力手推车施工，每循环施工一榀，钢架支撑底扩大拱脚，结构宽度50cm，改善其拱脚地基承载力受力状况，以策结构稳定安全。钢架支撑顶垫板与顶部拱脚垫板帮螺栓连接紧密挂网喷砼，设锁脚锚杆，使管棚支护向下部延续。
4.2.7当两侧小侧壁槽挖延续施工纵向长度达3.0m时，可采用挖掘机，一榀一循环，槽挖大核心土两侧轮廓线，人工清面，立侧壁钢架至底。
4.2.8挖掘机续挖一榀一循环大核心土至底部，人工清挖仰拱底，连接两侧钢架支撑成闭合环，喷砼封闭，构成稳定的受力结构。其隧底施工原则为“2m一成环，6m一回头”，紧凑施工钢架成环喷砼和仰拱砼。如收敛变形值大，可及时施作隧底填充，使支护变形及时稳定。
4.2.9隧底初期支护及仰拱砼，要求早强受力，并用土体履盖至少30cm。重型设备通过时必须加设大垫板分散受力，以保护隧底砼结构。
4.2.10做好地表及洞内的监控量测工作，及时反馈指导施工。
4.3应注意的问题
采用留大核心土槽挖法施工必须注意的几个问题：
4.3.1拱脚地基层的承载力必须大于0.2MPa。
4.3.2隧道土体无水或排水干燥。
4.3.3施工人员工艺娴熟，责任心强，一丝不苟，高度负责。
4.3.4拱脚必须设扩大拱脚、砂浆锚杆锁定。
4.3.5拱背喷砼必须与围岩密贴，不得有空洞和松散体存在。拱脚地基层必须硬实，不得有虚渣。
4.3.6量测紧跟，及时反馈。每层槽挖工序引起的下沉变形在10mm以内，成环后的总下沉量在35mm内。
4.3.7拱顶槽挖掘进面至隧底钢架支撑喷砼成环间的纵向长度控制在0.75~0.8B以内（B为隧道洞径宽度），此隧道一般为10m，以保证隧道初期支护结构的纵向稳定。
4.3.8当钢架支撑喷砼成环纵向长度达40~60m时，及时紧跟二次衬砌，使隧道尽早成型，构成永久结构。
5结论
通过留大核心土槽挖法在横龙山隧道施工中的成功运用，地表沉降、周边收敛及拱顶下沉等各项指标均在容许范围内；二次衬砌表面无渗漏水现象；并在雨季前顺利完成了洞口段的施工，节省工期一个月，保证的施工进度及工程质量。实施工体会如下：
5.1留大核心土槽挖法适应围岩多变，工序转换快，适应性强。特别在Ⅱ~Ⅴ类围岩间交替变化时，很能适应。
5.2转换工序少，可利用大机械配合作业，工期较短，利于洞口段不良地质段的快速完成；
5.3减少了对周边围岩的多次重复扰动，地表沉降量较小，对周边环境影响小；
5.4形成断面后整体施作防水层，防水效果好。
5.5大量减少了临时支护与周转材料的使用，合理有效的降低了工程成本。
但在施工中有一定的风险，其施工的综合素质应变能力要高，技术质量标准控制严密，监控手段强劲，地质超前预报及监控量测反馈及时，自始至终把工程安全、施工人身安全放在首位，以保其施工成功。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
