鄭建嶺

(中鐵十八局集團隧道工程有限公司, 重慶 400039)

雙側(cè)壁導坑施工法在鳳凰地鐵站的應用研究

結(jié)合重慶市鳳凰站工程實例，從雙側(cè)壁導坑法的設計及施工工藝著手，分析了雙側(cè)壁導坑法開挖、爆破、鋼架安裝等施工中的問題及注意事項，希望有所借鑒。

雙側(cè)壁導坑法；大斷面；施工技術

隨著城市人口大量增加，地鐵對緩解城市人口出行壓力有很大的影響。但是我國地鐵施工技術起步比較晚，和很多發(fā)達國家相比還存在很大差距，由于我國地質(zhì)環(huán)境比較復雜經(jīng)常需要在軟巖層中施工，大大增加了施工過程中的安全隱患。雙側(cè)壁導坑法具有安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、便捷的特性被廣泛應用在開挖大斷面地鐵施工技術中，本文結(jié)合重慶市九龍坡區(qū)的鳳凰站地鐵施工方案和相關文獻的參考，著重對雙側(cè)壁導坑法的施工原理、施工工藝這兩個方面進行分析，希望對我國地鐵施工技術有一定幫助。

1 工程概述

鳳凰站位于重慶市九龍坡區(qū)，距離西南側(cè)的二郎立交約1.0km，該站北側(cè)為寓樂圈小區(qū)和同心家園小區(qū)，南側(cè)為的恒基兆業(yè)小區(qū)，站址上方為成渝高速公路及綠化帶，主體隧道拱頂覆蓋層厚度約14.247m～17.816m，其中中風化巖層4.58m～14.96m。車站設計起訖里程：YDK46+398.071～YDK46+618.071，全長220m。采用12m島式站臺，有效站臺長140m，設計為單拱雙層，局部三層結(jié)構，采用暗挖施工(最大開挖寬度23.44m，高度21.14m)，復合式襯砌，全包防水，結(jié)構內(nèi)凈空21m。車站設一座施工通道作為施工期間主要出渣進料通道，通道采用一主一輔雙通道形式，主通道連接車站上半斷面，交點里程YDK46+444.271，主要用于車站上半斷面施工。輔通道連接車站下半斷面，交點里程YDK46+510，主要用于車站下半斷面施工。鳳凰站地鐵施工平面圖如圖1所示。

圖1 鳳凰站平面圖

通常情況下，地質(zhì)巖層有六種級別，通過調(diào)查鳳凰站周圍的土質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)其屬于Ⅴ級中軟巖，巖質(zhì)比較差，各個巖層之間有的地下滲水比較多，在地鐵施工過程中，大斷面的面積超過100平方米，普通的開挖方法很容易造成拱頂暴露，甚至坍塌，所以在這樣的情況下，只能選擇雙側(cè)壁導坑法，來保證使用施工的安全性和穩(wěn)定性。

2 雙側(cè)壁導坑法的設計原理

雙側(cè)壁導坑法設計的原理就是把一個大斷面分割成兩個對稱的導坑進行施工，或者分成多個獨立的小斷面。其施工步驟如圖2所示。

圖2 雙側(cè)壁導坑法施工步驟圖

從圖中可以看出，雙側(cè)壁導坑法在施工過程中，導坑的斷面近似橢圓，導坑的輪廓比較園順，能夠很好的減少應力集中，而避免發(fā)生坍塌的事故的發(fā)生。在雙側(cè)壁導坑法施工過程中初期使用掛網(wǎng)、鋼架、噴混混凝土等方式進行支護，然后通過其他的一些輔助措施，從而提高大斷面的施工效率，減少拱頂?shù)牡淖冃巍?/p>

3 雙側(cè)壁導坑法的施工工藝

3.1 開挖過程中的施工工藝

在開挖過程中，如果遇到特殊的巖層，通常情況下選擇人工預裂爆破的方式對側(cè)壁導坑進行掏槽，在爆破過程中一定要選擇從周邊向里爆破的方式，保證斷面能夠產(chǎn)生貫通的裂隙，然后采用機械設備進行開挖。如果在開挖過程中遇到較大的石頭，限制機械設備的開挖的進度，可以通過風鎬把大型石塊擊碎，或者通過松動爆破的方式，把大型石塊擊碎，然后再采用機械設備進行清除。在機械設備開挖的過程中，盡量減少機械設備重擊巖石，防止機械對拱頂產(chǎn)生破壞，如果有些部位機械不能到達，要采用人工輔助的方式進行破碎開挖。

3.2 爆破過程中的相關工藝參數(shù)

在雙側(cè)壁導坑法開挖大斷面地鐵站施工技術中，爆破技術是最關鍵的技術，對地鐵站的質(zhì)量和施工人員的安全有很大影響。所以在爆破過程中一定要控制好相關的工藝參數(shù)。首先要規(guī)定炮眼的深度，炮眼的深度主要受到爆破過程中地面震動的影響，根據(jù)實際的情況設計出科學、合理、規(guī)范的炮眼深度。在鳳凰站地鐵中，由于其周圍的土質(zhì)情況屬于Ⅴ級中軟巖，所以根據(jù)國家制定的《危險性較大分部分項工程管理辦法》(建質(zhì)〔2009〕87號)文中有明確規(guī)定，Ⅴ級中軟巖炮眼的深度通常情況下為0.5m～0.8m之間。其次要控制好炮眼的數(shù)目，根據(jù)《爆破施工計算書》中的規(guī)定，每次開挖的面積為12平方米，通常情況下炮眼的數(shù)目為1.5個。其次是炮眼的布置，在炮眼布置過程中要根據(jù)斷面的輪廓設備炮眼的位置，炮眼的直徑通常情況下為8m～12cm,那么每個炮眼在之間的距離就是規(guī)定為40cm～50cm之間，根據(jù)有關試驗資料表明，經(jīng)測定對脆性堅硬巖石爆破來說，巖石從炸藥爆轟開始到移動的時間t為8ms～22ms；中硬巖達到100ms，從有利于后段炮眼的爆破出發(fā)，后段的起爆應在前段爆破卸載后開始，即每段起爆的間隔時間應大于巖石從炸藥爆轟到開始移動這一段時間。但是，每段起爆間隔不宜太長，間隔時間太長，炸藥爆炸能量不能互相利用，后爆段不能起到補充前爆段的破碎作用和拋擲作用。試驗結(jié)果表明，掏槽爆破段時間間隔以50ms～75ms為宜，后續(xù)炮眼的間隔段時間受爆破器材條件限制，只能逐段進行安排。

3.3 鳳凰站鋼架的施工工藝

在鳳凰站鋼架施工中選擇的是I22b型鋼加工，其主要的施工工藝流程圖如圖3所示：

圖3 鋼架施工工藝流程圖

3.3.1 鋼架的加工工藝

鋼架加工要根據(jù)鳳凰站地鐵隧道的情況根據(jù)斷面的曲率，分段進行鋼架加工，保證鋼架加工能滿足實際的設計要求。首先要在施工現(xiàn)場進進行測量和嘗試組拼，根據(jù)測量的結(jié)果制定合理的尺寸要求，在鋼架加工過程中一定要把誤差控制在3cm作用，并且要保證鋼架的平整度，把平面翹曲控制在2cm左右，等設計好全部尺寸以后，就可以開始批量生產(chǎn)。在鋼架加工中還要注意焊接的質(zhì)量，不能有裂紋、焊渣等缺陷存在，同時控制好焊縫的厚度，焊接完成以后要通過超聲波檢測技術對焊接的質(zhì)量進行檢測，保證沒有缺陷以后再進行鋼架安裝。

3.3.2 鋼架安裝工藝

在鋼架安裝過程中，首先要噴射2cm厚的砼，立即安裝鋼架。在鋼架安裝前要把鋼架基地內(nèi)的雜質(zhì)全部清理干凈，從圖3中可以看出，鋼架總共有7個部分組成，每個部分的底部都要打設2根錨桿，在這一過程中要在保證錨桿和巖面垂直，盡量保證鋼架和初噴面緊密接觸，并保證錨桿焊接的質(zhì)量。當鋼架架立完成以后，要第一時間進行噴砼作業(yè)，保證復噴砼能把鋼架全面覆蓋。

4 雙側(cè)壁導坑法施工工程中的注意事項

4.1 提高方案的的評審力度

當?shù)罔F站的施工圖紙完成以后，要組織相關的技術人員和權威人士對圖紙進行詳細的審查，由工程管理的人員對施工過程主要注意的安全事項進行完善，在保證施工人員安全的情況下，保證施工順利進行。并根據(jù)現(xiàn)場實際情況制定出具有科學性、合理性、實用性的施工方案。

4.2 加強關鍵部位的施工技術

地鐵工程不同與其他建筑工程，在后期投入運行過程中，如果出現(xiàn)質(zhì)量問題，不但會影響地鐵的正常運行，而且會對人員造成人身安全威脅，所以一定好重視關鍵部位的施工，比如主通道和車站斷面之間的轉(zhuǎn)換、車站附屬結(jié)構接口部位、地表附著物保護等都需要加強管理，從而提高地鐵工程的質(zhì)量和使用壽命。

5 結(jié)論

綜上所述，隨著我國城市化進程不斷加快，地鐵事業(yè)的快速發(fā)展很大程度了緩解了我國城市人口出現(xiàn)的壓力，本文通過分析重慶市九龍坡區(qū)的鳳凰站地鐵施工方案和相關文獻的參考，著重分析了雙側(cè)壁導坑法開挖大斷面地鐵站施工技術的原理和施工工藝，從中可以看出在地鐵施工過程中，應用大斷面地鐵站雙側(cè)壁導坑法開挖施工技術不但能很大程度上提高地鐵工程的質(zhì)量和使用壽命，提高施工效率，降低施工成本。希望通過本文的分析對我國地鐵事業(yè)的發(fā)展有一定幫助。

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[2]田執(zhí)祥. 雙側(cè)壁導坑法開挖大斷面軟巖隧道施工技術. 價值工程,2012,(6):73.

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[編校：楊 琴]

Application of Double Sidewall Drift Method in the Phoenix Metro Station

ZHENG Jianling

(TunnelEngineeringCompany,ChinaRailway18BureauGroupCo.,LTD,Chongqing400039)

This article unifies the Chongqing City Phoenix Station as an example, and starting from the design and construction technology of double side drift method, analyzes the problems in the construction of excavation, blasting, steel frame installation with the method of double sidewall drift method and the matters needing attention, and lastly hopes it will be helpful.

double side drift method; large section; construction technology

2016-11-05

鄭建嶺(1981- )，男，河北邢臺人，工程師，研究方向為施工技術。

鄭建嶺

(中鐵十八局集團隧道工程有限公司, 重慶 400039)

U455.4

A

1671-9654(2016)04-068-04