摘要：文章以秦岭隧道为例，对双侧壁导坑法和三台阶七步流水施工法进行了比较，从施工进度、经济效果和施工安全质量等方面进行了对比分析，为今后类似条件下的公路大断面隧道施工提供参考与借鉴。
　　关键词：公路大断面隧道；双侧壁导坑法；三台阶七步流水施工法；隧道施工
　　一、前言
　　随着我国经济的飞速发展，公路交通量也在逐年递增，高速公路也从传统的四车道更多的向六车道、八车道发展，相应的，山区高速公路的大断面隧道也就越来越多。隧道施工，尤其是洞口浅埋段（软弱围岩地段）施工，选择合理的施工方案和确定正确的施工方法成了决定施工成败的关键。因此，根据工程特点量体裁衣，确定正确的施工方法至关重要。六车道高速公路隧道与我国近几年大规模建设的高速铁路隧道断面大小相近，铁路建设单位在高铁隧道的施工中总结了许多大断面隧道浅埋段（软弱围岩段）施工方法，但在公路隧道施工领域，这方面的总结不是很多。本文依托国家高速沪陕线西安至商州高速公路秦岭特长隧道的施工，对在浅埋段应用的双侧壁导坑法和三台阶七步流水施工法两种施工方法从施工进度、经济效果和施工安全质量等方面进行了比较，希望对同类工程施工有所借鉴。
　　二、工程概况
　　西安至商州高速公路（第二通道）秦岭隧道位于陕西省蓝田县灞源乡境内，全长5440米，为全线的控制性工程，隧道为上下行分离的六车道高速公路特长隧道。隧道围岩以风化细碧岩为主，最大埋深512.262米，节理裂隙发育，整体性差，由工程地质引发的工期风险较大。其中，单洞V级围岩浅埋段（软弱围岩段）长547.5米，埋深0～61.532米，单洞Ⅳ级围岩浅埋段（软弱围岩段）长1033.47米，埋深33.973～99.026米。洞室围岩为强风化或中风化细碧岩，裂隙较发育，岩体呈碎石状结构，开挖后拱部无支护可产生较大的坍塌，侧壁有时失稳，开挖过程中有滴水现象。
　　三、双侧壁导坑法与三台阶七步流水施工法的比较
　　秦岭隧道进洞伊始，洞口山势较缓，隧道埋深浅，由于线路平面展线的原因，隧道两洞间距只有16m，属于小间距隧道，施工难度大。根据设计，左线首先采用双侧壁导坑法先行进洞。双侧壁导坑法是以新奥法基本原理为依据，先开挖两侧导坑，再对中部核心土分层开挖的施工方法，适用于浅埋大跨度隧道及地表下沉量要求严格而围岩条件很差的情况。
　　右线在左线掘进100m后，后续进洞。由于从前一阶段采用双侧壁导坑法施工的情况来看，施工进度太慢，而秦岭隧道合同工期只有18个月，工期压力非常大。经过和业主、设计院、监理的积极沟通，在对围岩量测和支护应力、应变及位移等信息的分析归纳基础上，在保证施工阶段的支护体系有足够的安全性的前提下，决定右线施工优化设计施工方案，采用三台阶七步流水施工法进行施工。三台阶七步流水施工法也是以新奥法基本原理为依据，对隧道断面先进行上部开挖，再进行中部和下部开挖的施工方法。适用于较软或节理发育的围岩。
　　在使用两种方法进行开挖的过程中，应用效果差异较为明显，主要表现在以下三个方面：
　　1、施工进度上
　　在使用双侧壁导坑法施工时，共分为九步：先行导坑上部开挖→先行导坑下部开挖→先行导坑支护，中壁墙临时支撑导坑初期支护封闭→后行导坑上部开挖→后行导坑下部开挖→后行导坑支护，中壁墙临时支撑导坑初期支护封闭→中部核心土分上、中、下三台阶开挖→主洞锚喷支护，初支封闭→拆除中壁墙。（如图一所示）
　　图一
　　导坑上部台阶长度一般为2～3米，下部台阶长度一般为6～10米，上行和下行导坑错开距离一般6～10米为宜。双侧壁导坑法每循环进尺最大2米，每天最多0.8～1个循环，日平均进尺1～2米。左、右导坑及中部核心土开挖互相影响较大。
　　在使用三台阶七步流水施工法时，共分为七步：上台阶开挖→上台阶初期支护→中台阶跳马口开挖→中台阶初期支护→下台阶跳马口开挖→下台阶初期支护→仰拱开挖。（如图二所示）
　　图二
　　上导每循环进尺2～3米，中、下导也是如此，台阶长度以3～5米为宜。围岩较好时，中、下导可先拉中槽，再进行跳马口施工。每天最多1.5～2个循环，日平均进尺3～5米。上、中、下导可同时施工，工序之间相互影响较小。
　　从以上数据不难看出，三台阶七步流水法在加快施工进度上的优势较为明显。且实际施工中，双侧壁临时拱架拆除较为困难，中部核心土开挖时又使其破坏扭曲，工人难于施工，不利于挖掘机及装载机等大型设备展开，限制了大型施工机械的使用，工效较低，出渣缓慢，难以满足工期要求，且经常发生各分部开挖面循环相互干扰情况，衔接性较差，施工质量也得不到充分保证。
　　而使用三台阶七步流水施工法时，上、中台阶在出渣时可利用挖掘机扒渣至下台阶，下台阶可用装载机装渣，用自卸汽车运至指定弃渣场，出渣较快，能较大限度地发挥大型施工机械的优势，提高工作效率。
　　2、经济效果上
　　双侧壁导坑法施工时，临时支撑的拱架及锚杆在中部核心土开挖时易被破坏，难以重复利用。与三台阶七步流水施工法相比，每延米最终要多产生近1吨的钢材损耗。在三台阶七步流水施工法施工中，大型设备容易展开，可明显减弱工人的劳动强度，每个班可比双侧壁导坑法少用工7～10个，在目前劳动力市场价格逐年攀升的现实情况下，这也是一笔不小的开支，无形中节省了隧道开挖的投资。
　　此外，由于三台阶七步流水施工法在进度上的明显优势，也可大大提前隧道投入运营的时间，使其较早产生经济收益，早日收回投资，提高资金的循环利用率。
　　3、施工安全质量上
　　在秦岭隧道施工中，由于是三车道的大断面隧道，安全质量因素至关重要。遇到较差围岩时，双侧壁导坑法施工可通过将大断面分成七个小断面开挖保证结构安全，使复杂的受力得到了较强的支护，避免了大的坍塌与掉块。但无形中也增多了对围岩的扰动次数，反而使局部区域的围岩减弱了自稳能力，且拆除临时支护时，正洞初期支护会因突然卸载而出现大的变形，存在安全质量风险。
　　而三台阶七步流水施工法在围岩不好的情况下，现场技术人员可通过在上、中、下导留取核心土的方法使围岩保留有更多的自稳能力，同样也避免了大的坍塌与掉块，且对围岩的扰动次数减少，能够适应地质变化而迅速向其他施工方法过渡。另一方面，三台阶七步流水施工法由于工序较简单，开挖出渣较快，可更及时的对围岩进行初期支护施工及二次衬砌施工，真正做到了“早支护”。
　　四、结束语
　　虽然双侧壁导坑法的施工技术较三台阶七步流水施工法的施工技术出现的较早，更为成熟。但在秦岭隧道施工中，由于工期紧张，以弧形导坑留核心土为基础模式的三台阶七步流水施工法，可使各部位的开挖与支护在隧道纵向错开，平行推进，施工空间加大，方便了机械化施工，节约了大量劳动力，加快了作业进度，真正做到了“多快、好省、又安全”。但此结论只是基于秦岭隧道的特定施工条件得出的，对同类工程只有参考、指导作用，对于其他工程地质工程类似的施工情况，还需要同行去探索、总结。