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中铁五局集团第一工程有限责任公司
摘要：随着我国国民经济的不断发展，在基础建设过程中出现了很多超大断面隧道。诸如市政工程四车道隧道、高速公路扩容三车道隧道、铁路工程三线、四线、车站隧道等。许多超大跨隧道位于软弱围岩地层，埋深浅、稳定性差成了施工重难点。传统的双侧壁导坑施工法已不能满足更大的软弱围岩超大断面隧道施工，需研究出一种新型的适用于软弱围岩大跨隧道的施工工法，本文根据赣龙复线铁路新考塘隧道实际施工中实际应用的大墙脚双侧壁导坑双层支护法进行总结。
关键词：大跨隧道；软弱围岩；施工工法；大墙脚双侧壁导坑
隧道施工涉及地域广泛，面临的地质环境也相对复杂，软弱围岩就是最为常见一种情况，也是令技术及施工人员颇为头疼的问题。这是因为软弱围岩会引发地基变形、塌方等地质问题的出现，影响工程质量埋下安全隐患，同时也会给隧洞工程造成极大的经济损失。因此，结合隧洞工程实际情况，制定出切实可行的施工方案、对施工工序进行严格把关，是确保隧道施工质量的前提与关键。
1 工程概述
改建赣州～龙岩铁路为客货共线时速200km铁路，其中新考塘隧道出口端205m与新建南龙铁路上行联络线道岔进隧道影响，形成三线共用超大跨断面隧道，最大宽度30.26m，最大开挖面积396.14m?，洞身围岩全部为全风化花岗岩，埋深浅，安全风险极高、施工难度极大。实际施工中将整个超大断面分割成不同的小导洞平行施工，底部导洞浇筑大体积靴型混凝土基础，拱部采用双层初期支护，取得良好的施工效果。
2 施工特点
2.1 断面大
将超大断面隧道优化成不同的小导洞开挖支护，导洞与导洞施工时平行作业，加快施工进度，减少干扰，能加快工序循环，确保节点工期目标。
2.2 靴型大拱脚
两侧底导洞开挖支护完成后，澆筑靴型大拱脚混凝土基础，并将拱部初期支护钢架设置在靴型大拱脚基础之上，能确保软弱围岩施工过程中拱脚的稳定性，有效地减少了沉降。
2.3 双层支护
拱部第一层采用型钢支护、第二层采用格式钢架支护，增强了整个初期支护体系的强度和刚度，使得临时竖撑及临时仰拱拆除后能减少沉降，保证施工安全。
3 适用范围
大墙脚双侧壁导坑法适用于s≥260m?（s为隧道断面面积）的软弱围岩超大断面隧道，经过工法简化适用于断面面积小于190m? 4 工艺原理
根据传统的双侧壁导坑法将隧道断面分割成不同的小导洞，形成小净距隧道施工，通过人为的相互连接，辅以临时支撑，减少各导洞同步施工时的相互影响。将拱部钢架与底部靴型大拱脚混凝土基础进行有效连接，解决了支护体系转换过程中拱脚失稳，造成沉降过大的施工难题。拱部双层初期支护，解决了应断面跨度大造成钢架强度不足，容易失稳的难点。
图1 大墙脚双侧壁导坑双层支护法示意图
5 施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程
大墙脚双侧壁导坑双层支护法施工工序多，为确保隧道施工安全及施工进度，必须严格按照其施工流程进行操作。大墙脚双侧壁导坑双层支护法施工工艺流程图如图2所示：
图 2 施工工艺流程图
5.2 施工步骤
1） 1#、2#底导洞
三台阶开挖1#、2#底导洞，超前支护为φ42超前小导管，钢架采用I18工字钢，钢架间距0.8m，湿喷C30混凝土封闭，每循环进尺一榀钢架距离。底导洞开挖支护完毕后，隧底φ89钢花管注浆加固。
2）3-1、4-1导洞和靴型大拱脚基础
底导洞注浆完成后，分段、分层浇筑C35靴型大拱脚基础，并在靴型大拱脚基础顶部预埋钢板。上部导坑3-1导洞、4-1导洞与底导洞同步施工，其中4-1导洞滞后3-1导洞5m以上，环形台阶法开挖。HW200型钢支护，间距0.8m，打设Φ32自钻式锚杆，湿喷C30钢纤维混凝土封闭。临时竖撑和临时仰拱及时闭合成环，采用I20工字钢。
3） 4-2导洞开挖支护
滞后3-1和4-1一段距离，待1#、2#底导洞靴型大拱脚混凝土基础强度达到70%以后，人工风镐开挖3-2导洞和4-2导洞，将第一层初期支护HW200钢架接长并与靴型大拱脚预埋钢板满焊加固，湿喷C35钢纤维混凝土封闭。
4） 5-1导洞开挖支护
待3-2导洞和4-2导洞开挖支护一段距离后，进行5-2导洞开挖支护，将HW200钢架与两侧3#、4#导洞通过螺栓连接，拱部打设φ32自钻式锚杆，湿喷C30钢纤维混凝土封闭。
5） 第二层初期支护
利用5-1导洞为作业平台，将临时竖撑之间的混凝土凿穿，全环架设180格栅钢架，钢架脚趾与靴型大拱脚预埋钢板进行满焊加固，湿喷C30钢纤维混凝土封闭。
6） 5-2步
第二层格栅钢架支护完毕后，机械开挖5-2步。
7） 临时钢架拆除和开挖6步、7步。
根据监控量测数据分析，逐榀拆除3#和4#导洞临时竖撑和临时仰拱。分台阶逐步开挖6步、7步，仰拱初期支护与两侧靴型大拱脚混凝土连接，湿喷混凝土封闭。
8） 浇筑仰拱混凝土
仰拱初期支护长度达到6m以后，绑扎仰拱钢筋，架设仰拱弧形模板，浇筑C35仰拱混凝土。
9） 浇筑填充混凝土
仰拱混凝土强度达到70%以后，架设填充模板，浇筑C20填充混凝土。
10） 浇筑拱墙混凝土
利用全断面液压式多功能衬砌台车，挂设土工布、防水板，绑扎衬砌钢筋，浇筑C35钢筋混凝土。
5.3 施工作业控制要点
1）隧道开挖前，应先做好洞口边仰坡防护和超前支护，超前支护可采用φ180洞口长管棚+内套φ22钢筋笼，全风化花岗岩、黄土、砂性土地层可打设φ500双层高压水平旋喷桩，可以防止拱部掉块、塌方。
2）两侧底导洞可以延长15～20米，便于上部导坑具有操作场地，方便进行机械化施工。
3）底导洞进行钢花管注浆加固时，应保证注浆压力不得小于2Mpa，钢花管间距采用梅花形布置，间距1.2×1.5m。
4）底导洞I18工字钢钢架与正洞HW200钢架、180格栅钢架间距一致，实际施工时，底导洞钢架与正洞第一层、第二层初期支护钢架应严格错开，保证正洞初期支护的钢架从底导洞两榀钢架中心位置落底至靴型大拱脚基础之上。
5） HW200钢架和180格栅钢架应采用专业化工厂统一制作，确保钢架加工质量。钢架运至施工现场后，应进行技术验收，预拼装。
6）钢架架设过程中，严格进行测量定位，确保钢架左右两侧均在同一法线上。钢架与钢架之间利用高强螺栓连接，并拧紧加固。
7）各导洞在开挖过程中主要采用挖掘机带破碎头逐榀掘进，人工修整轮廓线。开挖完成后，及时进行初喷，防止掉块造成人身伤害。
8）导洞临时钢架拆除体系转换时，应加强监控量测频率，现场进行实时监控，保障钢架拆除安全。
9）靴型大拱脚基础顶部预埋钢板位置要准确，平顺，保证上部初期支护钢架焊接时能饱满，稳固。
6 结束语
综上所述，随着隧道跨度越来越大，传统双侧壁导坑法的弊端凸显出来，拱顶下沉大、周边收敛大、施工进度慢等问题都成为困扰隧道施工的因素。在此基础上，改进后的大墙脚双侧壁导坑双层支护法很好的弥补了不足，实例证明了该新型大跨隧道施工方法的可行性。大墙脚双侧壁导坑双层支护法施工工序较为繁复，因此在实际过程中，施工人员必须严格依照施工工艺流程进行操作，每一个环节的质量都影响着隧道整体质量，从细节入手，才能建设出质量过硬的工程。
摘要：随着我国国民经济的不断发展，在基础建设过程中出现了很多超大断面隧道。诸如市政工程四车道隧道、高速公路扩容三车道隧道、铁路工程三线、四线、车站隧道等。许多超大跨隧道位于软弱围岩地层，埋深浅、稳定性差成了施工重难点。传统的双侧壁导坑施工法已不能满足更大的软弱围岩超大断面隧道施工，需研究出一种新型的适用于软弱围岩大跨隧道的施工工法，本文根据赣龙复线铁路新考塘隧道实际施工中实际应用的大墙脚双侧壁导坑双层支护法进行总结。
关键词：大跨隧道；软弱围岩；施工工法；大墙脚双侧壁导坑
隧道施工涉及地域广泛，面临的地质环境也相对复杂，软弱围岩就是最为常见一种情况，也是令技术及施工人员颇为头疼的问题。这是因为软弱围岩会引发地基变形、塌方等地质问题的出现，影响工程质量埋下安全隐患，同时也会给隧洞工程造成极大的经济损失。因此，结合隧洞工程实际情况，制定出切实可行的施工方案、对施工工序进行严格把关，是确保隧道施工质量的前提与关键。
1 工程概述
改建赣州～龙岩铁路为客货共线时速200km铁路，其中新考塘隧道出口端205m与新建南龙铁路上行联络线道岔进隧道影响，形成三线共用超大跨断面隧道，最大宽度30.26m，最大开挖面积396.14m?，洞身围岩全部为全风化花岗岩，埋深浅，安全风险极高、施工难度极大。实际施工中将整个超大断面分割成不同的小导洞平行施工，底部导洞浇筑大体积靴型混凝土基础，拱部采用双层初期支护，取得良好的施工效果。
2 施工特点
2.1 断面大
将超大断面隧道优化成不同的小导洞开挖支护，导洞与导洞施工时平行作业，加快施工进度，减少干扰，能加快工序循环，确保节点工期目标。
2.2 靴型大拱脚
两侧底导洞开挖支护完成后，澆筑靴型大拱脚混凝土基础，并将拱部初期支护钢架设置在靴型大拱脚基础之上，能确保软弱围岩施工过程中拱脚的稳定性，有效地减少了沉降。
2.3 双层支护
拱部第一层采用型钢支护、第二层采用格式钢架支护，增强了整个初期支护体系的强度和刚度，使得临时竖撑及临时仰拱拆除后能减少沉降，保证施工安全。
3 适用范围
大墙脚双侧壁导坑法适用于s≥260m?（s为隧道断面面积）的软弱围岩超大断面隧道，经过工法简化适用于断面面积小于190m?
根据传统的双侧壁导坑法将隧道断面分割成不同的小导洞，形成小净距隧道施工，通过人为的相互连接，辅以临时支撑，减少各导洞同步施工时的相互影响。将拱部钢架与底部靴型大拱脚混凝土基础进行有效连接，解决了支护体系转换过程中拱脚失稳，造成沉降过大的施工难题。拱部双层初期支护，解决了应断面跨度大造成钢架强度不足，容易失稳的难点。
图1 大墙脚双侧壁导坑双层支护法示意图
5 施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程
大墙脚双侧壁导坑双层支护法施工工序多，为确保隧道施工安全及施工进度，必须严格按照其施工流程进行操作。大墙脚双侧壁导坑双层支护法施工工艺流程图如图2所示：
图 2 施工工艺流程图
5.2 施工步骤
1） 1#、2#底导洞
三台阶开挖1#、2#底导洞，超前支护为φ42超前小导管，钢架采用I18工字钢，钢架间距0.8m，湿喷C30混凝土封闭，每循环进尺一榀钢架距离。底导洞开挖支护完毕后，隧底φ89钢花管注浆加固。
2）3-1、4-1导洞和靴型大拱脚基础
底导洞注浆完成后，分段、分层浇筑C35靴型大拱脚基础，并在靴型大拱脚基础顶部预埋钢板。上部导坑3-1导洞、4-1导洞与底导洞同步施工，其中4-1导洞滞后3-1导洞5m以上，环形台阶法开挖。HW200型钢支护，间距0.8m，打设Φ32自钻式锚杆，湿喷C30钢纤维混凝土封闭。临时竖撑和临时仰拱及时闭合成环，采用I20工字钢。
3） 4-2导洞开挖支护
滞后3-1和4-1一段距离，待1#、2#底导洞靴型大拱脚混凝土基础强度达到70%以后，人工风镐开挖3-2导洞和4-2导洞，将第一层初期支护HW200钢架接长并与靴型大拱脚预埋钢板满焊加固，湿喷C35钢纤维混凝土封闭。
4） 5-1导洞开挖支护
待3-2导洞和4-2导洞开挖支护一段距离后，进行5-2导洞开挖支护，将HW200钢架与两侧3#、4#导洞通过螺栓连接，拱部打设φ32自钻式锚杆，湿喷C30钢纤维混凝土封闭。
5） 第二层初期支护
利用5-1导洞为作业平台，将临时竖撑之间的混凝土凿穿，全环架设180格栅钢架，钢架脚趾与靴型大拱脚预埋钢板进行满焊加固，湿喷C30钢纤维混凝土封闭。
6） 5-2步
第二层格栅钢架支护完毕后，机械开挖5-2步。
7） 临时钢架拆除和开挖6步、7步。
根据监控量测数据分析，逐榀拆除3#和4#导洞临时竖撑和临时仰拱。分台阶逐步开挖6步、7步，仰拱初期支护与两侧靴型大拱脚混凝土连接，湿喷混凝土封闭。
8） 浇筑仰拱混凝土
仰拱初期支护长度达到6m以后，绑扎仰拱钢筋，架设仰拱弧形模板，浇筑C35仰拱混凝土。
9） 浇筑填充混凝土
仰拱混凝土强度达到70%以后，架设填充模板，浇筑C20填充混凝土。
10） 浇筑拱墙混凝土
利用全断面液压式多功能衬砌台车，挂设土工布、防水板，绑扎衬砌钢筋，浇筑C35钢筋混凝土。
5.3 施工作业控制要点
1）隧道开挖前，应先做好洞口边仰坡防护和超前支护，超前支护可采用φ180洞口长管棚+内套φ22钢筋笼，全风化花岗岩、黄土、砂性土地层可打设φ500双层高压水平旋喷桩，可以防止拱部掉块、塌方。
2）两侧底导洞可以延长15～20米，便于上部导坑具有操作场地，方便进行机械化施工。
3）底导洞进行钢花管注浆加固时，应保证注浆压力不得小于2Mpa，钢花管间距采用梅花形布置，间距1.2×1.5m。
4）底导洞I18工字钢钢架与正洞HW200钢架、180格栅钢架间距一致，实际施工时，底导洞钢架与正洞第一层、第二层初期支护钢架应严格错开，保证正洞初期支护的钢架从底导洞两榀钢架中心位置落底至靴型大拱脚基础之上。
5） HW200钢架和180格栅钢架应采用专业化工厂统一制作，确保钢架加工质量。钢架运至施工现场后，应进行技术验收，预拼装。
6）钢架架设过程中，严格进行测量定位，确保钢架左右两侧均在同一法线上。钢架与钢架之间利用高强螺栓连接，并拧紧加固。
7）各导洞在开挖过程中主要采用挖掘机带破碎头逐榀掘进，人工修整轮廓线。开挖完成后，及时进行初喷，防止掉块造成人身伤害。
8）导洞临时钢架拆除体系转换时，应加强监控量测频率，现场进行实时监控，保障钢架拆除安全。
9）靴型大拱脚基础顶部预埋钢板位置要准确，平顺，保证上部初期支护钢架焊接时能饱满，稳固。
6 结束语
综上所述，随着隧道跨度越来越大，传统双侧壁导坑法的弊端凸显出来，拱顶下沉大、周边收敛大、施工进度慢等问题都成为困扰隧道施工的因素。在此基础上，改进后的大墙脚双侧壁导坑双层支护法很好的弥补了不足，实例证明了该新型大跨隧道施工方法的可行性。大墙脚双侧壁导坑双层支护法施工工序较为繁复，因此在实际过程中，施工人员必须严格依照施工工艺流程进行操作，每一个环节的质量都影响着隧道整体质量，从细节入手，才能建设出质量过硬的工程。