大断面地铁暗挖车站双侧壁导坑法施工技术

何 伟

1 总体施工方案

该车站位于深圳市一丘陵地区，呈东西走向，设计为局部暗挖、局部明挖的10 m宽岛式站台车站，车站总长153.8 m，其中暗挖段105.5 m，宽20 m，最大开挖断面面积411.7 m3，采用双侧壁导坑法施工，明挖段施工完后开始进洞，洞口采用超前大管棚支护作为辅助进洞措施，初期支护采用型钢钢架支护，喷射混凝土采用湿喷工艺，二次衬砌采用整体钢模型衬砌台架分层浇筑施工。

2 双侧壁导坑法施工

2.1 大管棚施工

明暗交接处覆土深度仅4 m，埋深浅，岩层差，为覆盖土，进洞安全威胁较大，为确保洞口安全，采用超前大管棚进行辅助支护。

2.1.1 设计参数

管棚规格:外径159 mm，壁厚8 mm的无缝钢管;

管距:环向间距40 cm。

倾角:外插角1°～3°，根据实际情况调整;

注浆材料:M20水泥浆或水泥砂浆;

设置范围:拱部及边墙上部;

长度:单节长度为8 m和11 m，单根总长30 m。

2.1.2 施工工艺

管棚施工工艺流程:

施工导向墙→管棚钻机就位→钻进→安装第8 m管棚体→钻杆退回→接11 m管棚→继续顶进安装至设计长度→下一根11 m管棚钻进→固定管棚→注浆。

2.2 洞身开挖

由于断面施工面积大，跨度大，分为9部施工，每层采用双侧壁法施工，每部采用上下台阶法施工。

施工顺序为:①→②→③→④→⑤→⑥→⑦→⑧→⑨，侧导洞分上下两个台阶，上台阶土方采用人工配合小型机具开挖，并直接翻入下台阶，采用翻斗车外运，在分部开挖过程中采用临时中隔墙临时成环。中洞开挖作业方式同侧洞，并及时架设拱部拱架，使之与两侧洞及时连接成环，施工过程中初期支护采用C20的喷射混凝土+φ8的钢筋网+R25的中空注浆锚杆+Ⅰ25a的型钢拱架组合进行支护。

具体施工顺序见图1。

图1 洞身开挖施工顺序

2.3 注浆锚杆施工

2.3.1 锚杆施工

锚管采用φ42无缝钢管，长度为3 m，管前端加工成尖锥状，尾部加工螺纹以便连接闸阀，管壁按梅花形布置小孔，间隔为15 cm，眼孔直径8 mm，尾部置于钢架腹部并与钢架焊接，以增加共同支护能力，管尾外侧缠麻筋呈楔形与钻孔口间隙塞紧，防注浆时浆液外流。用凿岩风钻顶进锚管，偏差小于5 cm，插入长度不小于管长的90%。

锚管构造如图2所示。

2.3.2 锚杆注浆

采用水泥水玻璃双液注浆，注浆前，锚管与开挖面连接处喷初支厚度的止浆墙，防注浆时跑浆，施工后及时喷射初喷混凝土封闭工作面，以防漏浆。注浆压力为0.5 MPa～1.0 MPa，在孔口设置止浆塞，注浆时先注无水孔，后注有水孔，如遇窜浆或跑浆，则间隔一孔或几孔注浆。完成后检验注浆效果，不合格者进行补注。注浆达到需要强度后方可进行开挖作业。

图2 锚管构造图（单位：mm）

注浆参数如下:

1)水泥采用普通42.5 水泥;水灰比采用2∶1～1∶1。

2)水玻璃浓度30 Be'～35 Be'，模数2.8～3.4;水泥浆与水玻璃体积比为1∶1～1∶0.3。

3)凝胶时间根据需要在2 min～30 min之间，根据初步选定的配合比，测定凝胶时间，直到满足凝胶时间的要求，确定施工配合比。

4)初始注浆压力 0.5 MPa，注浆终止压力 0.5 MPa～1.0 MPa;浆液扩散半径0.2 m～0.3 m。

2.4 型钢钢架支护及湿喷混凝土施工

型钢钢架在加工棚设置的1∶1样台上，采用冷弯分段制作，按单元试拼后，运至现场进行安装。钢架是初期主要受力结构，是开挖过程中的安全保障，制作和安装严格按照规范要求进行施工。

喷射混凝土采用潮喷工艺，严格按设计配合比配料、拌和，混合料装入喷射机前过筛。喷射作业应分段、分片、自下而上、先墙后拱顺序实施，每段长度不宜超过6 m。喷射作业时，喷嘴垂直受喷面做反复缓慢螺旋形运动，螺旋直径约20 cm～30 cm，同时与受喷面保持一定的距离，一般可取0.8 m～1.0 m。由于受喷面被钢筋网或格栅钢架覆盖，将喷头稍加倾斜，但不小于70°，以保证混凝土喷射密实，保证钢支撑背面填满混凝土，粘结良好。喷混凝土分二次施喷完成，第一层钢筋网安装后进行第一次喷射混凝土施工，待第二层钢筋网安装好后再复喷至设计厚度。后一层在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1 h后再喷射时，先用水清洗喷层面。

2.5 车站主体工程施工

车站主体施工中拆除临时钢架按照以下施工顺序拆除并施工主体结构:

1)中部底板、柱、中板施工，在中梁上设置临时竖撑，拆除底层临时钢架。2)侧墙及两侧底板、中板施工，设置临时竖撑，拆除中层临时横撑。3)中柱及中部站厅层底板施工，设置临时竖撑并拆除中层临时钢架。4)侧墙及站厅层两侧底板施工，设置临时竖撑并拆除顶层临时横撑。5)站厅层侧墙及部分拱部施工拆除顶层临时钢架，拱顶二次衬砌模筑施工及内部结构施工。

3 施工中控制要点

3.1 施工监测

施工监测作为工程施工中一个十分重要的环节，可以及时、准确的发现工程中所出现的各种情况，并及时采取相应的应急处理措施。同时，通过对监测数据的科学分析，可以预知工程未来的发展趋势，并采取积极的预防措施，提前做好应急处理准备，进而使整个工程施工完全处于信息化管理之中，确保工程施工安全和工程的顺利进行。

根据设计要求及工程实际情况，车站暗挖段隧道的施工监测项目有:洞内观察、地表沉降、临近地下管线和建筑物沉降及变形、隧道拱顶沉降、隧道净空变形和钢拱架应力等。

3.2 隧道开挖

1)左右导洞开挖循环进尺小于1 m为宜，中导洞的拱部、仰拱的掘进、初期支护循环进尺1.5 m～2.0 m为宜，根据现场的地质情况确定各步距以形成平行作业、减少干扰为原则。掘进时由开挖面向后依次开挖，形成平行作业。各部的间距5 m为宜。

2)左右导洞作业相对独立，施工作业对土体的扰动对称实施过程中根据监控量测的信息反馈，及时对左右导洞的步距进行调整。中导洞与左右导洞之间步距以不影响左右导洞的开挖为宜，其拱部掘进应在左右导洞的仰拱封闭成环后进行。

3)两侧导洞施工要十分重视保护围岩，隧道左右两侧导坑交错开挖前进，严禁同时开挖;开挖后及时进行混凝土初喷，当初期支护设计为两层钢筋网时，喷射混凝土须分层施工，以使其密实。

3.3 临时支撑钢架

临时支撑钢架系统是开挖过程中主要受力构件，要严格控制临时支撑钢构件的施工质量，尤其是焊接连接质量，是受力的薄弱点。初期支护全环封闭后，围岩变形已基本稳定，依据围岩量测结果(每天变形量小于0.5 mm)，临时支撑可拆除。

4 结语

采用双侧壁导坑法施工，将大断面隧道开挖分成9个小断面开挖，解决了开挖过程中沉降问题。施工中做到“短进尺、早支护、勤量测、速反馈”，保证了结构安全，成功解决了地铁大断面暗挖车站工期紧张、工艺复杂、地表沉降控制等难题。施工中采用的跟管法大管棚方向性较好，是保证洞口安全的有效辅助措施，同时，施工监测在施工过程中起到了很好的指导和预警作用，对以后城市地铁大断面暗挖车站和软弱围岩的洞口施工有很好的借鉴作用。

[1]苗润前.城市地铁大断面隧道中洞法、双侧壁导坑法施工技术[J].科技与经济，2006(2):98-99.

[2]梁晓东.地铁浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法施工技术[J].建设信息，2006(8):50-51.