【2017年整理】双侧壁导坑法

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1、双侧壁导坑法双 侧 壁 导 坑 法 ， 又 称 眼 镜 工 法 。属 于 新 奥 法 的 一 个 分 支 ， 以 新 奥 法 基 本 原 理 为 依 据 。在 开 挖 导 坑 时 ， 尽 量 减 少 对 围 岩 的 扰 动 ， 导 坑 断 面 近 似 椭 园， 周 边 轮 廓 园 顺 ， 避 免 应 力 集 中 。 初 期 支 护 采 用 格 栅 钢 架 、 挂 网、 喷 混 凝 土 柔 性 支 护 体 系 ， 及 时 施 作 ， 使 断 面 及 早 闭 合 ， 以 充 分利 用 围 岩 的 自 承 能 力 ， 控 制 围 岩 变 形 。 建 立 一 整 套 围 岩 支 护 结 构监 控 量

2、测 系 统 ， 进 行 信 息 化 施 工 管 理 ， 随 时 掌 握 施 工 过 程 中 的 动态 变 化 ， 合 理 安 排 ， 调 整 施 工 工 艺 和 设 计 参 数 ， 确 保 施 工 安 全 。(1) 开 挖 面 分 部 形 式 ：一 般 将 断 面 分 成 四 块 ： 左 、 右 侧 壁 导 坑 1、 上 部 核 心 土 2、下 台 阶 (3) 。 导 坑 尺 寸 侧 壁 导 坑 尺 寸 应 本 着 充 分 利 用 台 阶 的 支 撑作 用 ， 并 考 虑 机 械 设 备 和 施 工 条 件 而 定 。 但 宽 度 不 宜 超 过 断 面 最大 跨 度 的 1/3。 高 度 以

3、 到 起 拱 线 为 宜 ， 这 样 ， 导 坑 可 分 二 次 开 挖和 支 护 ， 不 需 要 架 设 工 作 平 台 ， 人 工 架 立 钢 支 撑 也 较 方 便 。 导 坑与 台 阶 的 距 离 没 有 硬 性 规 定 ， 但 一 般 应 以 导 坑 施 工 和 台 阶 施 工 不发 生 干 扰 为 原 则 ， 所 以 在 短 隧 道 中 可 先 挖 通 导 坑 ， 而 后 再 开 挖 台阶 。 上 、 下 台 阶 的 距 离 则 视 围 岩 情 况 参 照 短 台 阶 法 或 超 短 台 阶 法拟 定 。 左 、 右 侧 导 坑 错 开 的 距 离 ， 应 根 据 开 挖 一 侧

4、导 坑 所 引 起 的围 岩 应 力 重 分 布 的 影 响 不 致 波 及 另 一 侧 已 成 导 坑 的 原 则 确 定 。 (2) 施 工 作 业 顺 序 为 ； 开 挖 一 侧 导 坑 ， 并 及 时 地 将 其 初 次 支 护 闭 合 。 相 隔 适 当 距 离 后 开 挖 另 一 侧 导 坑 ， 并 建 造 初 次 支 护 。 开 挖 上 部 核 心 土 ， 建 造 拱 部 初 次 支 护 ， 拱 脚 支 承 在 两 侧 壁导 坑 的 初 次 支 护 上 。 开 挖 下 台 阶 ， 建 造 底 部 的 初 次 支 护 ， 使 初 次 支 护 全 断 面 闭合 。 拆 除 导 坑 临

5、 空 部 分 的 初 次 支 护 。 建 造 内 层 衬 砌 。(3) 优 缺 点 及 适 用 条 件 ： 当 隧 道 跨 度 很 大 ， 地 表 沉 陷 要 求 严格 ， 围 岩 条 件 特 别 差 ， 单 侧 壁 导 坑 法 难 以 控 制 围 岩 变 形 时 ， 可 采用 双 侧 壁 导 坑 法 。 现 场 实 测 表 明 ， 双 侧 壁 导 坑 法 所 引 起 的 地 表 沉陷 仅 为 短 台 阶 法 的 1/2。 双 侧 壁 导 坑 法 虽 然 开 挖 断 面 分 块 多 ， 扰动 大 ， 初 次 支 护 全 断 面 闭 合 的 时 间 长 ， 但 每 个 分 块 都 是 在 开 挖

6、 后立 即 各 自 闭 合 的 ， 所 以 在 施 工 中 间 变 形 几 乎 不 发 展 。 双 侧 壁 导 坑法 施 工 安 全 ， 但 速 度 较 慢 ， 成 本 较 高 。导坑heading也称导洞。分部开挖隧道时，最先开挖的一个小断面坑道。矿山法施工的几种基本方案中均应用导坑。它的作用有: 作为进行扩大开挖时开展工作面的基地,又能为扩大开挖工序创造临空面，以提高其爆破效果。进一步查明前方的地质变化和地下水情况，以便预先制定相应的措施。利用导坑空间，可敷设出碴和进料的运输线路，布设供给压缩空气和通风、供水、供电的管线和排水沟。便于进行施工测量，以便向前测定隧道中线方向和高程，并可控制贯

7、通误差。按照矿山法中不同的施工方法，其导坑的部位也有所不同，常用的有下导坑、上导坑和侧导坑三种。下导坑位于隧道断面中线的底部，它是开挖前进的主要工作面，运输线和管线等都布设在这里，且有利于排水；上导坑位于隧道断面中线的顶部，它是扩大开挖拱部的基地；侧导坑位于隧道断面的两侧，由它开挖出隧道的边墙部分，多用于大断面的隧道施工。在高大的洞室断面上可布置成多层导坑；在大跨度洞室的拱部断面上，可自拱顶至拱脚布置 35 个导坑。导坑的断面形状多采用梯形，以承受两侧地层的水平推力。在较坚硬和整体的地层中，可用矩形或弧形断面。导坑是独头的坑道，施工较困难，费用较贵。因此它的断面尺寸应尽可能小；但高度应满足装碴

8、机翻斗的净空要求，也要考虑工人操作方便；宽度应满足单线或双线运输的要求，包括斗车间必要的间隙和行人所需的宽度及设置风管和排水沟的空间（见图导坑断面和支撑框架图） 。导坑较普遍地采用木框架支撑。框架由顶上的横梁和两侧的立柱构成，有时还加设底梁。横梁之上塞有纵向的顶背板，立柱外侧塞有侧背板，两者能挡住松碎的岩石掉落。在框架立柱间加设纵撑，使各排框架形成稳定的空间整体。在导坑中，也可使用钢支撑。顶部为弧形的导坑可用钢拱支撑，或用喷锚支护。导坑开挖时，可以采取直眼掏槽、深眼爆破，或采取斜眼掏槽、浅眼多循环等钻爆方法。导坑是隧道施工中领先的和控制施工进度的关键工序，要力求提高导坑掘进的速度，为整个隧道的

9、快速施工创造条件。 侧壁导坑法隧 道 及 地 下 工 程 的 施 工 方 法 之 一 。在 很 松 软 、 不 稳 定 地 层 中 修 筑 大 跨 度 隧 道 时 ， 为 了 施 工 安 全， 先 沿 坑 道 周 边 分 部 开 挖 ， 随 即 逐 步 由 边 墙 到 顶 拱 修 筑 衬 砌 ， 以防 止 地 层 坍 塌 。 开 挖 时 可 将 临 时 支 撑 和 拱 架 都 支 承 于 坑 道 中 间 未 被 开 挖 的 大块 核 心 地 层 上 ， 在 衬 砌 保 护 之 下 最 后 将 此 核 心 挖 除 ， 必 要 时 再 砌筑 仰 拱 。侧 导 坑 的 宽 度 较 大 ， 又 减 少

10、 施 工 干 扰 。 除 包 括 边 墙 以 外 ， 还须 有 通 行 出 土 斗 车 和 工 人 以 及 砌 筑 边 墙 的 工 作 位 置 ， 才 能 使 导 坑开 挖 和 边 墙 衬 砌 作 业 同 时 进 行 。 为 了 核 心 部 分 地 层 的 稳 定 ， 也 须保 持 足 够 的 宽 度 ， 且 其 宽 度 愈 大 ， 留 在 最 后 的 开 挖 量 愈 大 ， 开 挖费 用 就 愈 小 。此 法 通 常 适 用 于 围 岩 压 力 很 大 、 地 层 不 稳 定 的 大 跨 度 隧 道 （如 双 线 或 多 线 铁 路 隧 道 和 道 路 隧 道 、 运 河 隧 道 ） 。 在

11、 坚 硬 岩 层 中修 建 大 跨 度 洞 室 时 也 常 采 用 ， 利 用 其 核 心 部 分 作 为 支 承 顶 拱 和 边墙 模 板 的 基 础 ； 开 挖 时 临 时 支 撑 可 大 为 减 少 ， 甚 至 完 全 免 除 。 该法 在 外 文 文 献 中 至 今 还 称 德 国 法 。超前小导管在软弱浅埋隧道中的应用随 着 我 国 经 济 的 进 一 步 发 展 ， 公 路 建 设 日 新 月 异 。 尤 其 在 北 方山 区 ， 20 世 纪 七 八 十 年 代 建 设 的 低 等 级 公 路 中 隧 道 比 例 非 常 小 ，通 常 是 盘 山 绕 行 ， 这 种 弯 道 半

12、径 小 、 车 道 窄 的 公 路 己 经 不 能 适应 当 今 经 济 的 发 展 。 所 以 ， 当 前 改 扩 建 和 在 建 的 公 路 主 要 以 保证 安 全 、 提 高 车 速 和 缩 短 距 离 为 首 要 目 的 ， 从 而 修 建 隧 道 成 为首 选 。 本 文 将 从 鹫 岭 沟 隧 道 在 软 弱 围 岩 中 利 用 小 导 管 控 制 超 挖 ，加 固 围 岩 的 经 验 及 理 论 ， 施 工 过 程 和 控 制 效 果 等 方 面 进 行 论 述 。 一 、 概 况鹫 岭 沟 隧 道 是 丰 宁 至 多 伦 线 黄 旗 至 苏 家 店 段 上 的 一 座 地 方

13、公 路 隧 道 ， 全 长 1130m。 最 大 埋 深 177.9m， 净 跨 9.27m， 净高 6.435m,中 心 里 程 k3+815， 进 口 为 1.857%的 升 坡 ， 出 口 为3%的 降 坡 。隧 道 所 在 的 山 体 岩 性 主 要 为 花 岗 岩 。 K3+250K3+470和 K4+180K4+380， 岩 石 风 化 严 重 ， 风 化 层 厚 度 达 46m 左右 ， 节 理 裂 缝 发 育 ， 岩 石 强 度 偏 低 ， 洞 口 开 挖 后 岩 石 破 碎 、 碎块 状 松 散 结 构 ， 易 崩 塌 ， 处 理 不 当 会 出 现 大 崩 塌 ， 侧 壁

14、经 常 小崩 塌 ， 围 岩 类 别 为 V 级 ， 开 挖 时 ， 采 用 超 前 小 导 管 注 浆 加 强 支护 ， 随 挖 随 支 ， 锚 喷 、 系 统 锚 杆 加 钢 筋 网 及 格 栅 支 撑 支 护 。K3+470K4+180 段 岩 石 为 石 英 正 常 斑 岩 ， 进 口 方 向 有 部 分花 岗 岩 ， 洞 体 距 风 化 层 距 离 较 远 ， 岩 石 节 理 裂 缝 少 发 育 ， 岩 石整 体 强 度 稍 高 ， 洞 体 开 挖 后 岩 石 呈 块 状 结 构 ， 拱 部 无 支 护 时 产生 塌 方 掉 块 ， 侧 壁 基 本 稳 定 ， 爆 破 震 动 过 大

15、 易 坍 塌 。 围 岩 级 别为 III 级 ， 开 挖 时 采 用 喷 浆 支 护 、 加 钢 筋 网 和 锚 杆 支 护 。二 、 经 验 及 理 论小 导 管 注 浆 超 前 支 护 是 施 工 中 较 为 常 用 方 法 ， 小 导 管 通 常采 用 38mm 50mm 的 焊 接 钢 管 制 成 ， 导 管 沿 上 半 断 面 周 围轮 廓 线 布 置 ， 间 距 0.20.3m， 仰 角 控 制 在 1015 度 。注 浆 小 导 管 管 头 为 25 30 度 的 锥 体 ， 管 长 3m5m， 其中 端 头 花 管 长 2.0m2.5m， 花 管 部 分 钻 有 6mm 10

16、mm的 孔 眼 ， 每 排 4 个 孔 ， 交 叉 排 列 ， 间 距 10cm20cm 左 右 。注 浆 小 导 管 用 风 钻 打 入 。注 浆 材 料 及 配 合 比 应 根 据 地 质 条 件 和 施 工 要 求 ， 通 过 现 场实 验 确 定 。 水 泥 浆 或 水 泥 水 玻 璃 浆 液 ， 主 要 适 用 渗 透 系 数 大 于10 4cm/s 的 填 土 层 、 砂 土 层 和 夹 砂 的 粘 土 层 ； 对 于 大 于10 5cm/s 的 细 砂 层 可 采 用 化 学 浆 液 (聚 氨 醋 类 、 丙 烯 酞 胺 类 )。注 浆 K 量 应 根 据 地 层 孔 隙 率 确 定 ， 一 般 可 按 照 下 列 公 式 计算 ：Q=R Hn 式 中Q浆 液 注 浆 量R浆 液 有 效 扩 散 半 径 (m)；H注 浆 段 长 度 (m)；n土 体 孔 隙 率 (或 岩 石 裂 隙 率