双侧壁导坑法在某隧道右线S5b段的应用

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内容简介

　　一、概述　　在隧道施工中，根据地质条件和机械设备情况，隧道设计要求，已总结出许多不同开挖方式：如全断面开挖、台阶分部开挖，单侧壁开挖、CRD开挖、双侧壁导坑开挖等。　　**隧道右线在S5a段采用了CRD法进行暗洞开挖，但由于CRD法本身的问题和地质条件的限制，不得不改变施工方法，变为更为合理的双侧壁导坑法进行施工。　　1、CRD法本身暴露出的主要问题　　从安全上考虑，在无地下水或地下水不丰富的条件下，CRD法作为一种比较保守、劳动密集型的的施工方法，是有一定的优势的，安全能够保证。但是在地层富水，地压大增的条件下，事实证明，由于该方法自身结构和工艺的原因，在没有采取严格的注浆堵水工艺的前提下，该方法是失败的。这可从地表下沉和洞内支护变形中得到明示。　　除安全问题外，CRD法由于工作面所限，无法全面展开机械化作业，其效率一直得不到保证，施工速度已然受到严重制约。　　2、地质条件的限制　　所施工掌子面围岩仍为强风化花岗岩，隧道埋深为13.8m。我单位运用GPR地质雷达仪对YK6+786～YK6+901段地表进行了地质探测，根据处理成果剖面，发现大约在YK6+786～YK6+840段，地下2.5～17米范围内，电磁波反射较弱，为全、强风化的花岗岩地层。YK6+840～YK6+901段附近有房屋，雷达探测剖面中，反射波振幅较强，反射紊乱，同相轴连续性差，可能为回填土或扰动土。　　在隧道开挖施工过程中，业已证实YK6+840～YK6+901段岩层土体较松散，同时受近期雨水多影响，土体含水量大，自稳能力差，不能形成自然拱，隧道上方沿两侧的破裂面之间的土体全部压到初期支护上，基底土体承载力不够，造成隧道初期支护严重下沉。　　洞内由于受雨水影响，围岩稳定性差，收敛变形大，初期支护严重变形，中隔墙拱架受力变形严重，本来是圆顺的弧形现在已变为明显的折线，同时，临时仰拱有受挤压上拱的现象，这说明在现有地质情况下，原设计的中隔墙及临时仰拱的刚度和强度已不能满足初期支护。在YK6+890～YK6+895中隔墙拱架受Ⅲ部土体侧压力发生严重挤压变形，拱架连接处断开，主拱架一日下沉达到75㎜。　　事实证明，如不采取其它有效措施和方法，仅使用现在的工艺和方法已经无法向前掘进，因此将施工方法由CRD法变为双侧壁导坑法。　　二、双侧壁导坑法的适用范围及工艺特点　　适用范围：双侧壁导坑法开挖适用于围岩较差的Ⅴ级围岩条件下的行车隧道开挖，在浅埋大跨度隧道施工时，采用双侧壁导坑法能够控制地表下沉，保持掌子面的稳定，安全可靠，但速度较慢，造价较高。　　工艺特点：以岩体力学为基础，新奥法为指导，充分发挥围岩自承能力及支护能力，确保围岩稳定；采用多工序平行交叉作业，避免施工相互干扰；施工中各工序安排合理，加强洞内施工管理和围岩监控量测，当变形速率有增大趋势时，应立即采取有效措施，保证围岩和衬砌处于稳定状态。　　三、双侧壁导坑法的技术参数　　1、钢支撑：主拱和侧壁均采用I20b工字钢支撑，连接板改为2㎝厚，工字钢支撑间距为50㎝，在部分连接板处采用扩大连接板，增加钢板条。　　2、钢筋网片：主拱拱部、边墙、弯头为双层φ8钢筋网片，永久仰拱与两侧壁为单层φ8钢筋网片，网格为20×20㎝。　　3、喷射混凝土：喷射混凝土均为C25，主拱为30厘米厚，中隔壁和永久仰拱为20厘米厚。　　4、锁脚锚管：在每个台阶每榀工字钢底脚打两根锁脚锚管，与工字钢焊接在一起，防止工字钢下沉；主架拱与侧壁锁脚锚管均长3米，均为Φ42钢花管。　　5、卧木：在每个台阶、每榀工字底脚安放一段卧木，卧木要落放在原状土上，不得放在虚渣上，以增大受力面积控制工字钢下沉。　　6、超前锚管：超前锚管的间距为1m。主拱超前锚管的环向间距为30㎝，长度为3m长Φ42钢花管，侧壁超前锚管的环向间距为40㎝，长度为2.5m长Φ42钢花管。超前小导管注浆为普通水泥浆。在主拱的两侧边墙处设4m长D25中空注浆，每侧边墙4根，纵环向间距100（纵）×75（环），梅花形布置。　　7、补偿注浆：为更好的控制沉降，每2米增设一环补偿注浆管，进行补偿注浆。　　

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