1单洞双层隧道浅埋暗挖施工工法工法编号：GZSJGF 07-03-03xx 隧道集团 一、前言XX 地铁一期工程 3C 标 XX～XX 区间北段因建筑物空间所限引发隧道重叠而形成一段单洞双层采用矿山法施工穿越建筑物桩基群比采用盾构法具有灵活性和可行性然而，由于施工缺乏经验和工程本身的技术复杂性，特别是隧道要穿越 XX 广场 1800T 大轴力托换桩基和 F4、 F4′二条断层，工程环境与地质条件极差，需研究解决几个关键技术难题中铁隧道集团在 XX 地铁一期工程 3C 标XX～XX 区间浅埋暗挖单洞双层隧道的成功实践，为这一课题的圆满解决开创了先例，现将该工程项目的全部经验总结整理形成本工法二、工法特点1、单洞双层最大塑性区在下洞的边墙部位，利用多道临时钢支撑，将高边墙结构分为 4 个单元，增强了隧道的安全可靠稳定性，达到分多层开挖的目的2、各台阶形成独立的作业平台平行作业，减少同时施工的相互干扰，施工进度成倍加快3、环境影响小，能确保周围建筑物的安全隧道施工影响范围内的建筑物（地下管线、隧道穿过的 XX 广场 1800T 大轴力托换桩基群、XX 东路、XX 酒店断层破碎带及桩基托换段等）在施工完成后的影响均非常小，其中托换桩上部水平位移变化较小，桩身下部位移较大，但也未超过 4mm。
三、适用范围本工法适用于各种地层（尤其是软弱地层、浅埋地层、上软下硬的地层） 、周边环境复杂以及地下工程周边建筑物密集或为避开桩基群不能采用双洞平行，只能采用双层重叠的地下结构工程四、施工工艺1、工艺流程（见图 1）2、施工顺序本双层隧道开挖自上而下分四个台阶进行，各台阶间设临时横向钢支撑，相邻台阶间相互相距5-8m二次衬砌也自下而上分四步进行3、施工方法3.1 洞门施工明挖竖井内部结构完成后搭设工作平台先沿拱顶外侧施工隧道洞门拱部二排超前小导管，开挖拱部弧形导坑，中间预留岩土做作业平台，沿开挖轮廓架立格栅钢架，拱脚用锁脚锚杆固定小导管尾部与格栅架焊在一起完成洞口初支后，按弧形导坑法进洞3.2 隧道开挖施工3.2.1 施工原则⑴、采用城市浅埋暗挖法“十八字”方针进行施工洞外以注浆、止水、加固地层、控制地表沉降为重点，洞内以防塌、防过度变形为重点，并以此选择可靠施工方法，使洞内洞外各保护设施的变形控制在允许范围内⑵、隧道开挖掘进采用正台阶法，自上而下划分成四个台阶各台阶掘进施工根据其作业空间和所处地层地质条件的不同采用——人工预留核心土分部开挖、小型液压反铲全断面开挖和微震光面爆破技术辅助开挖三种方式。
台阶法分部开挖支护施工流程如图 2 所示⑶、台阶划分根据隧道结构尺寸来定，横向支撑与台阶分界相对应在充分考虑各工序的开展及后部二衬工作能够及时顺利开展这些条件后进行台阶划分，使划分的台阶能有效地防止高边墙隧道的开裂本隧道划分的四个台阶即左、右线隧道分别采用两个台阶进行开挖，其台阶长度及高度2详见图 3⑷、每个台阶均采用预留核心土⑸、第一台阶采用小型液压振动锤或风镐进行开挖，二、三、四台阶采用人工配备风镐进行开挖⑹、拱部采用 φ76 注浆管棚进行支护，必要时增设短注浆管棚（长 3.5m、φ42 管棚）进行加强支护；侧墙前方采用 φ42 超前注浆小导管支护，径向采用 R25 中空注浆锚杆加固初期支护为4φ28 格栅钢架和 30cm 厚的 C20 喷混凝土⑺、遇到中风化岩层必须爆破时，采用微振控制爆破进行开挖最大循环进尺做到不超过0.5～0.75m侧墙采用预留光面层光爆技术⑻、横向支撑采用 I20 工字钢，每道均设置横向连接钢筋，并喷 20cm 厚 C20 混凝土，起到临时横向支撑及临时仰拱作用图 1 工艺流程图软弱地段地表注浆加固明挖段（竖井）施工至井底超前小导管支护、第一台阶进洞施工 10m第二、三、四台阶依次开口，相邻台阶间距 5-10m各台阶开挖施工完成底板处理、铺防水板、绑扎钢筋、灌注仰拱架设第一、二、三道横向支撑洞门施工及洞口加固从洞内向洞外衬砌下洞灌注中隔板混凝土从洞口向洞内衬砌上洞地表监控、管线监测、建筑物监测、隧道变形监测及振动监测、支护受力监测、桩基受力监测、衬砌受力监测内部装修 竣工交验3预留核心土分部开挖一步距初喷混凝土 4cm 封闭围岩初支第一次复喷混凝土 15cm安装格栅钢架安装钢筋网及连接筋超前预支护核心土开挖跟进一步距横联钢架安装安装钢筋网及连接筋喷混凝土封闭形成临时仰拱系统及锁脚锚管注浆进入下一开挖步距循环安设系统及锁脚锚管初支第二次复喷混凝土 10cm图 2 分部开挖支护施工流程框图图 3 隧道开挖、支护步骤横断面 图ⅩⅪⅩⅨXVXVIIX①ⅩⅦXⅡⅩⅣⅦ⑥Ⅸ⑧Ⅴ④ ⅡⅢⅩⅪⅩⅣⅨ ⑧⑥Ⅴ④ⅡⅢ5°①6m4m 1-3m 3m8-10m6m43.2.2 施工方法⑴、第一台阶施工：采用弧形导坑预留核心土法开挖，核心土顶宽 2.5m,高 1～2m。
超前小导管预支护，一次开挖长度 0.5m挖好后立即喷射混凝土支护，然后立拱架，临时仰拱（第一道钢支撑）一并架设，并喷射混凝土使第一台阶封闭成环第一台阶出碴用人工推斗车，推至竖井口利用溜槽弃碴至井底通过吊斗提升至地面外运弃碴⑵、第二、三台阶施工：待第一台阶掘进 30m 后，自竖井向前掘进，同时安装第二、三道钢支撑，挖好后立即喷射混凝土支护，架立格栅架，临时仰拱（钢支撑）架设好后，并喷射混凝土使各台阶封闭成环各台阶出碴用人工推斗车，推至竖井口利用溜槽弃碴至井底通过吊斗提升至地面外运弃碴⑶、第四台阶（仰拱）施工：待第三台阶掘进 10m 后，自竖井向前掘进，挖好后立即架立仰拱格栅架、喷射混凝土支护封闭成环出碴用人工推斗车或小型拖拉机，运至竖井井底通过吊斗提升至地面外运弃碴仰拱开挖过程中要做好排水的工作，保证喷射混凝土的质量⑷、光面爆破开挖施工：隧道穿越地层局部有中等风化程度的花岗片麻岩、凝灰岩及花岗岩侵入体，此类围岩掘进施工采用微震光面爆破技术开挖隧道所处地段为地表建筑物及公用设施密集的繁华商贸区，环境复杂且重要，隧道上部覆盖层浅，爆破作业产生的爆破地震、噪声等危害必须严格控a.爆破振动速度的控制标准为确保路面建（构）筑物及地面行车道路的安全，爆破时必须严格控制其振动速度。
隧道爆破作业之地面环境中人民南人行天桥为浅基础结构，XX 国际酒店建筑物桩基为摩擦桩，宜按一般楼房抗震要求考虑，因此，参照《爆破安全规程》 ，建筑物地面质点垂直震动速度[V]2.5cm/sb.严格控制单段最大起爆药量根据经验结合本隧道周围的地质条件,取 k=200, а=2，一台阶隧道埋深为 15m 左右,当[V]=2.5cm/s 时，单段最大起爆药量为: Q max=4.72kg单段起爆装药量最大的炮眼在掏槽部位，隧道爆破采用中孔直眼掏槽方式，掏槽眼的单段起爆药量一般控制在 4kg 以内c.合理控制爆破循环进尺为了减小爆破震动对围岩的破坏，确保围岩稳定，实现快速开挖、快速支护，必须尽量缩短循环进尺，控制最大装药量根据地质情况，掏槽眼钻眼深度一般为 0.7～1.2m，其它炮眼的钻眼深度为 0.6～1.1m，爆破循环进尺一般控制在 0.5～1.0md.爆破器材针对城市工程爆破作业的环境特点，施工选用的爆破器材主要为：炸药：选用抗水、爆破性能及安全性较好的 2 号岩石乳胶炸药，药卷直径 32㎜起爆元件：采用 1～15 段微差非电毫秒延期雷管传爆元件：采用非电瞬发雷管击发元件：采用导爆管激发笔。
e.起爆网络采用簇并联连接方式，双发瞬发雷管作为连接传爆装置，每处传爆雷管起爆的导爆管根数控制在 20 根以内，起爆雷管安装在孔底药卷，实施反向起爆4、结构防排水 4.1 结构防水本区间隧道防水设计等级为二级防水，即主体结构不得有漏水，结构表面可有少量偶见的湿渍，结构防水遵循“以防为主、防排结合、多道设防、因地制宜、综合治理”的原则，按照《地下工程防水技术规范》要求进行设计和施工隧道防水系统主要设有三道：第一道为初期支护喷射混凝土刚性防水层；第二道为 PVC 防水板＋无纺布组成的柔性防水层；第三道为二次衬砌 C25S8 钢筋混凝土结构刚性防水层二次衬砌结构施工缝均采用缓膨型遇水膨胀止水条及混凝土表面凿毛处理防水，变形缝处采用中置式橡塑止水带止水4.2 区间隧道排水系统设置在二衬与防水板间沿线路纵向边墙角两侧各设置一条透水盲管，并每隔 45m 用 Φ40PVC 管与透水盲管横向连接，作为泄水孔以引排渗漏到防水板与二衬之间的地下水55．防排水结构施工5.1 柔性防水层施工5.1.1 初期支护喷混凝土基面处理⑴、铺贴柔性防水卷材的基面（初支表面）应坚实、平整，不得有突出表面的尖角、凹坑及表面起砂现象，基面局部凹凸处用 1：3 的水泥砂浆抹成 R≥250mm 的阴、阳角，即应做成圆弧形或钝角后才能铺设防水层。
基面平整度要求： D/L≤1/8（D 为凹面深度，L 为凹面范围） ⑵、基面外露的钢筋、铁丝等尖锐杂物，在施作防水层前应将杂物予以割除，外露锚管应在喷混凝土表面凿槽（深度不小于 5cm）后将其割除，并用 1：3 水泥砂浆填平、抹实⑶、为确保 PVC 板的防水效果，防水层施工前应保证基面无明显渗漏水，若渗漏水较大则须进行初支背后注水泥－水玻璃双液浆，渗水较小则用堵漏灵表面封堵，对于局部渗漏水较大且封漏效φ10M不2m不不1.52不03不不不20302m不不 0不不3不30不不 20图 4 暗挖重叠隧道防排水横断面图6果不明显，则暂埋管引排，待二衬施工完成后再注浆封堵⑷、砂浆找平层要求具有足够的强度5.1.2 柔性防水层施工技术要点⑴、防水卷材必须有原材料产品合格证及经复检合格后才能进场⑵、底板仰拱、侧墙、拱顶采用射钉固定无纺布缓冲层，以防止无纺布移动定点横向间距为0.8m，纵向间距为 1.0m，无纺布搭接宽度为 100mm⑶、在铺设完毕的无纺布缓冲层上固定 PVC 垫片，拱顶一般按 500mm×500mm，侧墙一般按800mm×800mm 间距布置，底板一般为空铺⑷、施工时，把 PVC 卷材按标准线铺设在无纺布上，保证 PVC 卷材自然平直、松紧适度。
PVC防水卷材的搭接宽度必须≥100mm⑸、防水卷材搭接边均采用双焊缝焊机进行焊接，焊接缝的接合面应保证順直、无水、油污及其它附着物，施工时对每条焊缝进行边施工、边检测、边记录、边标识⑹、防水板局部补焊处理采用手持焊枪进行焊接，焊接完毕，立即用橡胶辊对焊接部位压实，并作机械检测⑺、防水板沿隧道方向（或环向分层）一次铺挂长度要比该循环衬砌段长 1.5m（或高出钢筋搭接位置） ，以便与下一循环的防水板相接，同时，将防水板与施工缝错开一定距离，有利于防止施工缝处渗漏⑻、施工检测方法:双焊缝机焊缝（俗称双焊缝）采用充气检验充气检验时，充气压力保证0.15MPa 以上，持续 2 分钟，以压力值不减少时为合格，如有不合格则应作好标识、记录，并及时进行修补，修补后再进行充气检测，直至符合要求;手持焊枪焊缝（俗称手工焊缝）采用目测及机械检测,机械检测时使用平头螺丝刀对焊缝接头进行检测，观察有无脱焊、漏焊若无脱、漏焊即为合格，否则做好标识，立即安排专业人员进行修补并进行检测，直至合格⑼、防水板的拼接、铺设必须严把质量关，铺设一次到位，不能出现搭接宽度及焊缝宽度不够、漏焊、假焊及烧穿现象6、二衬施工隧道二次衬砌结构施工自下而上逐层顺筑，配合结构顺筑逐步拆除第三、二、一道横向支撑结构（临时仰拱） ，其施工顺序依次为：隧底仰拱→拆除第三道横撑→左洞侧墙→左洞侧墙安装型钢横撑→拆除第二道横撑→中隔板→拆除第一道横撑→右洞墙拱。
从以上施工流程可以看到，在左洞侧墙至中隔板结构施工阶段，是通过支撑的拆除替换措施来保证隧道高边墙部位的结构稳定，同时需考虑避免一次性拆换支撑的距离过长，导致隧道产生较大的纵向空间效应而出现结构失稳现象；进入右洞墙拱结构施工阶段，隧道在拆除第一道横撑后处于了受力条件相对较好状态（相。