CN117287209A - 大断面浅埋隧道软弱地层cd型双侧壁导坑施工工法 - Google Patents

Abstract

受交通地理位置影响，较多城市隧道埋深浅，同时因城市区域建构筑物密集，部分隧道不可避免会下穿居民小区、公共建构筑物等，隧道施工难度大、安全风险高。为解决目前隧道双侧壁导坑法施工中存在的上述难题，中交四航局第一工程有限公司依托万州区长江二桥北桥头至高铁片区连接道工程北山隧道施工实例，形成了一种适用于大断面、浅埋、软弱地层隧道的CD型双侧壁导坑施工工法，成功解决了双侧壁导坑法施工临时支撑干扰大、机械作业空间不足、开挖工效低等难题，并降低了施工安全风险，有效控制了隧道围岩变形，取得了良好的经济效益与社会效益，经总结提炼形成了本工法。

Description

大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法。

背景技术

随着我国经济的飞速发展和城市化进程的不断加快，为满足使用功能，越来越多的大跨度、大断面隧道开始修建。受交通地理位置影响，较多城市隧道埋深浅，同时因城市区域建构筑物密集，部分隧道不可避免会下穿居民小区、公共建构筑物等，隧道施工难度大、安全风险高。选择合理的开挖工法，对控制围岩变形和地表沉降极为关键，针对大断面、浅埋、软弱围岩、下穿建筑物隧道，现阶段国内以双侧壁导坑法为主，其对拱顶沉降、地表沉降及围岩稳定性等方面的控制均表现出良好的特性。但传统双侧壁导坑法将隧道断面分为左中右三个断面，侧壁导坑宽度一般不超过断面最大跨度的1/3，存在各部导坑开挖断面小、临时支撑干扰大、机械作业空间不足、开挖工效低等缺点，同时在软弱地层条件下，隧道中隔墙拱部一次开挖跨度大，施工安全风险较高。

发明内容

为解决目前隧道双侧壁导坑法施工中存在的上述难题，本发明形成了一种适用于大断面、浅埋、软弱地层隧道的CD型双侧壁导坑施工工法，成功解决了双侧壁导坑法施工临时支撑干扰大、机械作业空间不足、开挖工效低等难题，并降低了施工安全风险，有效控制了隧道围岩变形，取得了良好的经济效益与社会效益，经总结提炼形成了本工法。

本发明通过下述技术方案实现：

大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法，实施以下施工工艺流程：

(1)先行侧导坑上台阶开挖I，施做初期支护、临时支护①；

(2)先行侧导坑下台阶开挖II，施做初期支护、临时支护②；

(3)先行侧导坑钢架封闭成环后拆除横向临时支撑①；

(4)后行侧导坑上台阶开挖III，施做初期支护、临时支护③；

(5)后行侧导坑下台阶开挖IV，施做初期支护、临时支护④；

(6)后行侧导坑钢架封闭成环后拆除横向临时支撑③；

(7)中隔墙拱部上台阶开挖V，施做主洞拱部初期支护⑤；

(8)拆除先行侧导坑竖向临时支撑①、②，一次开挖中隔墙中、下台阶VI、VII，施做主洞仰拱初期支护⑥；

(9)主洞全周钢架完成封闭成环，然后拆除后行侧导坑竖向临时支撑③、④；

(10)施做仰拱及仰拱回填⑦，最后全断面浇筑拱墙⑧。

作为优选方案，步骤(1)～(2)、(4)～(5)中：侧导洞开挖采用短台阶法。

作为优选方案，步骤(1)～(2)、(4)～(5)中：侧导洞上、下台阶掌子面间距不大于8m。

作为优选方案，步骤(1)～(2)、(4)～(5)中：循环进尺为1～2榀钢拱架长度。

作为优选方案，步骤(1)～(2)、(4)～(5)中：先行侧导洞上台阶掌子面应超前后行侧导洞上台阶掌子面15m。

作为优选方案，步骤(4)～(5)、(7)～(8)中：后行侧导洞上台阶掌子面应超前中隔墙拱部掌子面15m。

作为优选方案，步骤(1)～(9)中：初支封闭成环、仰拱及二衬施工安全步距，采用双侧壁导坑法施工的隧道围岩级别不低于V级。

作为优选方案，步骤(1)～(9)中：隧道全周初支封闭成环位置距离先行侧导洞上台阶掌子面不大于35m。

作为优选方案，步骤(10)中：仰拱距离中隔墙VI、VII部掌子面不大于10m。

作为优选方案，步骤(10)中：仰拱距离先行侧导坑上台阶掌子面不大于45m。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：利用双侧壁导坑法和CD法在沉降及围岩稳定性控制方面的类似效果，结合CD法开挖作业空间优势和双侧壁导坑法在围岩变形控制方面的良好特性，考虑隧道开挖过程中临时支护工序施工的便捷性和机械开挖的安全性，形成一种在双侧壁导坑法基础上，融合CD法特点和理念，能充分发挥两种方法优势的隧道开挖工法，定义为一种大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法，旨在有效控制围岩变形、保障施工安全、提升施工效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法施工图。

图2是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法工序图一。

图3是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法工序图二。

图4是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法工序图三。

图5是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法工序图四。

图6是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法工序图五。

图7是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法工序图六。

图8是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法工序图七。

图9是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法工序图八。

图10是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法工序图九。

图11是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法工序图十。

图12是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法工序图十一。

图13是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法工序图十二。

图14是实施例CD型双侧壁导坑开挖工法施工步距图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作的原理和特征等做进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明保护范围的限定。

本说明书中使用了流程图或文字来说明根据本申请的实施例所执行的操作步骤。应当理解的是，本申请实施例中的操作步骤不一定按照记载顺序来精确地执行。相反，根据需要，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

1.前言

随着我国经济的飞速发展和城市化进程的不断加快，为满足使用功能，越来越多的大跨度、大断面隧道开始修建。受交通地理位置影响，较多城市隧道埋深浅，同时因城市区域建构筑物密集，部分隧道不可避免会下穿居民小区、公共建构筑物等，隧道施工难度大、安全风险高。选择合理的开挖工法，对控制围岩变形和地表沉降极为关键，针对大断面、浅埋、软弱围岩、下穿建筑物隧道，现阶段国内以双侧壁导坑法为主，其对拱顶沉降、地表沉降及围岩稳定性等方面的控制均表现出良好的特性。但传统双侧壁导坑法将隧道断面分为左中右三个断面，侧壁导坑宽度一般不超过断面最大跨度的1/3，存在各部导坑开挖断面小、临时支撑干扰大、机械作业空间不足、开挖工效低等缺点，同时在软弱地层条件下，隧道中隔墙拱部一次开挖跨度大，施工安全风险较高。

为解决目前隧道双侧壁导坑法施工中存在的上述难题，中交四航局第一工程有限公司依托万州区长江二桥北桥头至高铁片区连接道工程北山隧道施工实例，形成了一种适用于大断面、浅埋、软弱地层隧道的CD型双侧壁导坑施工工法，成功解决了双侧壁导坑法施工临时支撑干扰大、机械作业空间不足、开挖工效低等难题，并降低了施工安全风险，有效控制了隧道围岩变形，取得了良好的经济效益与社会效益，经总结提炼形成了本工法。

2.工法特点

2.01增加双侧壁两侧导坑断面尺寸，将传统双侧壁导坑法两侧导坑断面宽度由隧道最大跨度的1/3调整至2/5，形成双CD型断面划分型式，为机械化开挖作业提供足够空间，提升导坑开挖效率，缩短导坑初支封闭成环时间。

2.02减小双侧壁中隔墙宽度，将传统双侧壁导坑法中隔墙宽度由隧道最大跨度的1/3调整至1/5，大幅减小中隔墙拱部一次开挖跨度，降低拱部软弱地层坍塌风险，同时拱部钢拱架节段长度减短可降低拱架安装难度，拱部开挖及初支封闭时间缩短。

2.03优化竖向临时支撑拆除顺序，两侧导坑初支封闭成环和中隔墙拱部初支完成后即拆除单侧竖向临时支撑，减少临时支撑干扰，开挖机械置于中隔墙端部快速完成中隔墙中下部开挖，大幅缩短隧道全周初支封闭成环时间，全周封闭成环后再拆除另侧竖向支撑，施工过程整体呈现出双CD型-CD型-全断面的过渡方式。

3.适用范围

本工法适用于大断面(如三车道)、浅埋、V～VI级软弱地层分离式隧道，特别是下穿建构筑等爆破作业受限需进行机械开挖施工的隧道工程。

4.工法原理

双侧壁导坑法是一种隧道开挖常用工法，其在沉降及围岩稳定性控制方面表现出良好的特性，通过近似椭圆的导坑断面开挖，能尽早闭合断面、充分利用围岩的自承能力，来减少对围岩的扰动和避免应力集中；但由于开挖断面分块多、临时支护工序繁杂和各分块在开挖后各自闭合导致整体闭合时间久，具有施工速度慢和成本大的缺点。

CD法也是一种隧道开挖常用的工法，适用于地层较差和不稳定岩体，在沉降及围岩稳定性控制方面与双侧壁导坑法具有一定程度的类似效果，但CD法是将隧道分为左右两大部分进行开挖，临时支护工序相对较少，施工空间较双侧壁导坑法大。

随着科学技术快速发展，在隧道工程中，机械开挖方法和相应设备也得到了快速发展，因机械开挖效率高、降低人员安全风险、可有效降低施工周期和成本等优势，在隧道施工中应用越来越普遍。

利用双侧壁导坑法和CD法在沉降及围岩稳定性控制方面的类似效果，结合CD法开挖作业空间优势和双侧壁导坑法在围岩变形控制方面的良好特性，考虑隧道开挖过程中临时支护工序施工的便捷性和机械开挖的安全性，形成一种在双侧壁导坑法基础上，融合CD法特点和理念，能充分发挥两种方法优势的隧道开挖工法，定义为一种大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法，旨在有效控制围岩变形、保障施工安全、提升施工效率。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

如图1所示，隧道CD型双侧壁导坑法施工工艺流程如下：

(1)如图2所示，先行侧导坑上台阶开挖I，施做初期支护、临时支护①。

(2)如图3所示，先行侧导坑下台阶开挖II，施做初期支护、临时支护②。

(3)如图4所示，先行侧导坑钢架封闭成环后拆除横向临时支撑①。

(4)如图5所示，后行侧导坑上台阶开挖III，施做初期支护、临时支护③。

(5)如图6所示，后行侧导坑下台阶开挖IV，施做初期支护、临时支护④。

(6)如图7所示，后行侧导坑钢架封闭成环后拆除横向临时支撑③。

(7)如图8所示，中隔墙拱部上台阶开挖V，施做主洞拱部初期支护⑤。

(8)如图9～10所示，拆除先行侧导坑竖向临时支撑①、②，一次开挖中隔墙中、下台阶VI、VII，施做主洞仰拱初期支护⑥。

(9)如图11所示，主洞全周钢架完成封闭成环，然后拆除后行侧导坑竖向临时支撑③、④。

(10)如图12～13所示，施做仰拱及仰拱回填⑦，最后全断面浇筑拱墙⑧。

5.2操作要点

5.2.1开挖进尺

(1)先行侧导坑上台阶I开挖，循环进尺为1～2榀钢拱架长度。

(2)先行侧导坑下台阶II开挖，循环进尺为1～2榀钢拱架长度；导坑封闭成环后拆除除横向临时支撑①，一次拆除长度与循环进尺一致。

(3)后行侧导坑上台阶III开挖，循环进尺为1～2榀钢拱架长度。

(4)后行侧导坑下台阶IV开挖，循环进尺为1～2榀钢拱架长度；导坑封闭成环后拆除横向临时支撑③，一次拆除长度与循环进尺一致。

(5)中隔墙拱部上台阶V开挖，循环进尺为1榀钢拱架长度；拱部初期支护完成1～2榀后，即拆除先行侧导坑对应的1～2榀竖向临时支撑①、②。

(6)同步开挖中隔墙中下台阶VI、VII，施做主洞仰拱初期支护⑥，循环进尺1～2榀钢拱架长度，与竖向临时支撑①、②拆除长度一致。

(7)主洞全周钢架完成封闭成环后，拆除内侧导坑竖向临时支撑③、④，一次拆除长度为1～2榀钢拱架长度，与中隔墙中下台阶循环进尺一致。

5.2.2开挖步距控制

(1)侧导洞开挖采用短台阶法，侧导洞上、下台阶掌子面间距不大于8m。

(2)为减小隧道开挖对相邻洞室围岩产生的二次扰动，同时便于施工组织作业，先行侧导洞上台阶掌子面应超前后行侧导洞上台阶掌子面15m左右，后行侧导洞上台阶掌子面应超前中隔墙拱部掌子面15m左右。

(3)为确保隧道施工安全，应严格控制初支封闭成环、仰拱及二衬施工安全步距，采用双侧壁导坑法施工的隧道围岩级别基本不低于V级，如图14所示，安全步距控制要求为：隧道全周初支封闭成环位置距离先行侧导洞上台阶掌子面不大于35m；仰拱距离中隔墙VI、VII部掌子面不大于10m，仰拱距离先行侧导坑上台阶掌子面不大于45m；二衬距离先行侧导坑上台阶掌子面不大于70m；另外针对小净距、超小净距隧道，后行洞先行侧导坑上台阶掌子面宜滞后于先行洞二衬，在先行洞二衬浇筑完成且强度不低于设计强度90％后方可开挖施工。

5.2.3开挖方式

目前国内隧道机械开挖常用设备主要包括全断面掘进机(TBM或盾构机)、悬臂式掘进机、挖掘机(配破碎锤)等，但全断面掘进机(TBM或盾构机)存在能耗大、断面单一、对岩层变化的适应性差，一次购买投资高，主机重量大、运输不方便、安装工作量大等缺点，短隧道不能发挥其经济性；悬臂式掘进机存在能耗较大、成本较高，设备移动速度慢，大断面多导坑隧道需要多次移机，影响实际工效，硬岩、完整性好的较硬岩开挖效率低，泥岩等遇水易软化岩层因设备用水量大易造成行驶困难等缺点。针对具有大断面、浅埋、软弱地层、下穿建构筑物等特点的隧道，结合各类型开挖设备优缺点，选择挖掘机(配破碎锤)作为开挖设备的机械开挖方式。

5.3劳动力组织

以万州北山隧道单洞(三车道)机械开挖及初期支护施工为例，隧道各工序24h循环作业，劳动力组织情况如表1所示。

表1劳动力组织情况表

6.材料与设备

6.1材料

本工法施工投入的材料与常规隧道施工相同，无特殊要求。

6.2设备

以万州北山隧道单洞(三车道)机械开挖及初期支护施工为例，本工法投入的主要机械设备见表2。

表2主要机械设备表

7.质量控制

7.1质量控制标准

隧道双侧壁导坑施工质量应符合《公路工程隧道施工技术规范》(JTG-T 3660—2020)、《公路工程质量检验评定标准第一册(土建工程)》(JTG F80/1-2017)。

7.2质量保证措施

7.2.1隧道开挖质量保证措施

(1)严格实行施工测量控制，按照规程要求及时进行测量复核。

(2)隧道开挖轮廓应根据设计要求预留围岩变形量，并根据监控量测反馈信息及时进行调整。

(3)开挖断面尺寸必须符合设计要求，开挖轮廓线力求圆顺，严格控制超挖现象，超挖部分必须按要求回填密实。

(4)开挖断面严格控制欠挖，防止出现净空不足的情况，拱脚、墙脚以上1m范围内严禁欠挖。

(5)机械开挖特别是导坑轮廓修整时，应注意对已完初支结构的保护，避免造成初支结构破坏影响初支结构质量。

7.2.2拱架加工制作质量保证措施

(1)拱架材料应按要求进行取样送检，确保原材料质量满足要求。

(2)拱架分段制作加工应在工作台进行1：1精确放样，避免放样误差过大影响加工精度。

(3)采用外弧长和内、外弧弦长3个指标控制拱架尺寸，增加拱架切割精度。

(4)拱架连接钢板宜采用机械定位切割和钻孔，控制钢板加工尺寸和精度，钢板四周及螺栓孔口边沿的毛刺、钢渣等应进行打磨，确保拱架连接时钢板紧贴。

(5)工字钢与钢板焊接时应采取定位措施，确保拱架中心线与连接钢板螺栓孔相对位置准确。

(6)拱架焊缝质量应满足设计和规范要求，饱满密实，无假焊、漏焊。

(7)不同型号拱架首榀加工完成后，进行试拼，验收合格后方可成批加工。

7.2.3拱架安装与拆除质量保证措施

(1)严格进行测量控制，确保拱架间距、垂直度、法线位置满足要求。

(2)钢架紧靠初喷面，其与初喷面的间隙不得用片石等回填，应采用同等级的喷射混凝土填实。

(3)拱架必须置于稳固基础上，基础高度不足时，不得采用石块、石渣砌垫，应设置钢板或强度等级不小于C20的混凝土垫块，必要时应对基础进行预加固或增加锁脚锚杆。

(4)每榀拱架节点及相邻拱架纵向必须分别连接牢固，连接钢板紧贴，螺栓满上拧紧，纵向连接筋设置等符合设计要求，同时还应特别注意临时钢支撑拱架与永久拱架间的连接质量控制。

(5)超前锚杆、系统锚杆、锁脚锚杆等施工质量如数量、长度、位置、角度、垫板设置、注浆等应满足设计和规范要求，超前锚杆及锁脚锚杆尾端与拱架焊接牢固，钢筋网与系统锚杆连接牢固。

(6)CD型双侧壁导坑法中隔墙仅为隧道最大跨度的1/5左右，应特别注意控制中隔墙两侧竖向临时钢支撑间的对拉措施施工质量，确保对拉锚杆与竖向临时钢支撑焊接牢固。

(7)临时支撑拆除时应先人工采用风镐、电钻等小型工具将拱架接头部位喷射混凝土凿除，拆除连接螺栓后方可采用大型机械拆除临时支撑，严禁直接采用挖掘机等大型机械凿打拆除拱架，防止破坏初支结构。

7.2.4混凝土喷射质量保证措施

(1)洞身开挖完成并清除浮石后应及时进行初喷支护。

(2)喷射混凝土所使用的水泥、砂石料、外掺剂等材料应按要求进行取样送检，确保原材料质量满足要求。

(3)喷射混凝土应做配合比验证，确保强度满足设计要求。

(4)采用湿喷工艺，喷射混凝土支护与岩面紧密粘接，结合牢固，喷层厚度符合设计要求，不得有空洞；喷层内严禁添加片石等杂物；严禁挂模喷射，受喷面必须是原岩面，特别是双侧壁导坑法两侧导坑顶部和中隔墙拱部位置，因软弱围岩容易出现掉块造成超挖，必须分层多次喷填密实，必要时还应预留注浆管，喷射混凝土达到设计强度后进行注浆加固。

(5)喷射混凝土表面平整度应符合规范要求，表面应无漏喷、离鼓、钢筋网和钢架无外露。

8.安全措施

8.1安全保证体系

认真贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，根据国家现行的有关法律、规定、条例，建立健全安全生产管理组织机构和管理体系，配置专职安全人员，明确各级人员安全职责，加强全员安全教育培训和现场安全监管，做好施工安全技术交底，抓好安全生产管理。

8.2安全保证措施

8.2.1结合工程实际编制专项施工方案(包含安全应急预案)，逐级审批完成后方可施工；施工前编制针对性强的施工安全技术交底，认真组织三级安全技术交底，确保现场管理人员和作业工人切实理解各工序施工要求及重点、安全注意事项。

8.2.2加强安全意识教育，全员参与安全管理工作，齐抓共管做好风险预控。加强现场巡查监督，危险性较大工序施工实行现场旁站制度。

8.2.3严格实行施工设备机具进场验收制度，机具设备经安全、机电等部门验收合格后方能使用，过程中加强设备维修保养及定检。

8.2.4加强高空、临边作业安全管理，支护台车需有牢固可靠的上下爬梯及临边护栏；高处作业人员必须戴好安全帽，并按规定配戴劳动保护用品和安全带等安全工具。小型机具随时放入工具袋内，上下传递工具时不得抛掷。

8.2.5做好隧道超前地质预报，并每循环对掌子面围岩进行研判，确保开挖及支护方式与围岩等级吻合。

8.2.6严格控制隧道开挖循环进尺及初支封闭成环、仰拱、二衬施工安全步距。

8.2.7加强日常检查，重点检查掌子面及初支仰拱未成环地段；经常观察掌子面围岩变化及出水量情况，防止塌方及突涌水发生；仔细检查喷射混凝土表面是否产生裂隙剥离和剪切破坏等现象，发现裂缝，及时分析原因、制定措施。

8.2.8隧道开挖安全保证措施

(1)严格按照设计图纸要求施做超前支护，并进行注浆固结，保证开挖作业面稳定。

(2)机械开挖设置专人指挥、警戒，作业人员与机械作业半径保持安全距离；过程中若需进行检查、测量等工作时，机械必须停止作业。

(3)严格按照规范和设计要求控制双侧壁各步骤循环进尺，严禁超榀开挖。

(4)双侧壁各导坑开挖完成后应采用机械彻底清理岩面浮石，并及时施做初期支护和临时支护，尽早封闭成环。

(5)隧道洞内空间狭小，洞渣装运设置专人指挥，作业人员与装载机、运输车等机械车辆保持安全距离。

(6)运渣车辆应状态完好、制动有效，不得载人，不得超载、超宽、超高运输。装渣、卸渣及运输作业场地的照明应满足作业人员安全的需要，隧道内停电或无照明时，不得作业。

8.2.8隧道支护安全保证措施

(1)随时观察支护各部位，支护变形或损坏时，作业人员应及时撤离现场。

(2)拱架底脚基础应坚实、牢固，相邻的拱架应连接成整体。

(3)已安装的拱架发生扭曲变形时，应及时逐榀更换，不得同时更换相邻拱架。

(4)各导坑下台阶开挖后，拱架及时接长、落底，拱架底脚不得左右同时开挖。

(5)拱脚开挖后应立即安装拱架、施作锁脚锚杆，锁脚锚杆数量、长度、角度应符合设计要求。

(6)拱脚不得脱空，不得有积水浸泡。

(7)临时支撑拱架应在满足设计要求后拆除，拆除过程中采取临时固定措施，防止拱架倾倒造成人员伤害或机械设备损坏。

(8)加强对隧道中隔墙部位的监控量测，特别是临时支撑拆除前后，若拆除过程中变形数据异常，应立即暂停拆除并分析原因、制定处理措施。

8.2.9超前地质预报作业

(1)地质预报工作应在隧道找顶排险作业结束后进行，软弱地层或高应力隧道应待工作面支护完成后进行。工作前应观察操作空间上方、周围、开挖工作面附近安全状态。

(2)区域地质条件复杂的隧道，应根据区域地质勘测资料，选择以钻探法为主，结合物探法、地质调查法的多种预测预报方法综合分析；若对地表沉降和围岩扰动控制要求高、地下水位变化对地表沉降影响较大时，选择以物探法、地质调查法等方法为主，尽量减少钻探和地震波发射法。

(3)应按动态设计原则，并根据地质复杂程度确定预报方案。

(4)作业区域照明的光照度应满足数据采集和预报作业人员安全操作的需要。

8.2.10监控量测作业

(1)应对观测点周围环境状态进行观察判断，随时观察工作环境及周边安全状态。

(2)监控量测过程中应保证作业平台稳定牢固、安全防护到位，作业时应照明充足。

(3)在富水区隧道安装量测仪器或进行钻孔时，发现岩壁松软、掉块或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异常情况时，应停止钻进，并监测水情。当发现情况危急时，应立即撤出所有危险区域的人员，并采取处理措施。

(4)隧道附近有重要建(构)筑物、设施设备和其他保护对象时，应对建(构)筑物进行变形和沉降观测。

8.3应急措施

8.3.1隧道施工应配备应急救援机械设备、监测仪器、堵漏和清洗消毒材料、交通工具、个体防护设备、医疗设备和药品、生活保障和救援物资等，应进行定期检查、维护和更新。不得挪用救援物资及救援设备。

8.3.2隧道施工应建立兼职救援队伍。

8.3.3隧道通风、供水及供电设备应纳入正常工序管理，设专人负责管理。施工过程中应加强通风效果检测，供水供电管道、线路应通畅，同时应设置备用设备和备用电源。

8.3.4隧道内交通道路及开挖作业等重要场所应设置安全应急照明和应急逃生标志，应急照明应有备用电源并保证光照度符合要求。

8.3.5软弱围岩隧道开挖掌子面至二次衬砌之间应按照规范要求设置逃生通道，随开挖进尺不断前移。逃生通道的刚度、强度及抗冲击能力应满足安全要求。

8.3.6长、特长及高风险隧道应设报警系统及逃生设备、临时急救器械和应急生活保障品等。

8.3.7隧道施工期间各施工作业面应安装有应急照明装置的报警系统装置。

8.3.8隧道施工过程中，可能会发生掌子面前方围岩突变(如遇水、软弱结构面等)，导致掌子面不稳定，出现围岩严重剥落、掉块，潜在滑移时，应立即停止掌子面开挖并进行喷射混凝土封闭，必要时采用挂网喷射砼临时支护，将人员撤离掌子面后，对掌子面采用回填碎石或岩渣进行反压。

8.3.9隧道开挖支护后，可能会因为围岩应力较大，导致支护结构沉降或收敛变形过大，严重时初支结构开裂，潜在失稳。出现该情况，应暂停洞内开挖、人员撤离，且不得进行临近的临时支撑拆除；并对既有初支结构钢拱架增设锁脚锚杆、加强监控量测，及时跟进仰拱封闭成环；严重时对支护结构增设横向或竖向临时支撑进行加固。

8.3.10施工过程中发生坍塌后，坚持“以人为本、安全第一”的原则，所有人员撤离不稳定区域，控制事故扩大化；立即清点人员伤亡，按事故报告程序要求逐级上报，并启动应急预案。

9.环保措施

9.1严格遵守国家《环境保护法》、《水土保持法》等相关法律条文规定，贯彻“预防为主、保护优先、防治结合、强化管理”的方针，坚持“谁污染谁治理，谁破坏谁恢复”的原则，做到预防污染、持续改进，环境保护与工程建设同步进行。

9.2提高工程施工质量，减少或杜绝工程返工，避免产生固体废弃物污染。现场固体废弃物的运输应采取分类、密封、覆盖，避免泄露、散撒，并送到政府批准的单位或场所进行处理。

9.3洞内施工废水必须集中引排，经三级沉淀池处理符合排放标准后，才能外排。

9.4运输车辆的车箱必须密闭，出入工地时通过洗车槽对车轮、车身上附着的泥土进行冲洗，避免渣土掉落损害污染环境。

9.5洞内运输道路应配备专人每天进行清扫保洁，掌子面附近设水幕降尘。

9.6采用低噪声设备和工艺来代替高噪声设备和工艺，降低噪声。

9.7现场存放油料的库房进行防渗漏处理，储存和使用都采取措施，防止跑、冒、滴、漏，污染水体。

9.8机械维修产生的废油布、棉纱等不得随意弃置，应收集集中销毁。采取措施防止油制品污染土壤或水源，已造成局部污染的应采取收集、处理措施。

10.效益分析

10.1经济效益分析

采用CD型双侧壁导坑施工工法，隧道两侧导坑和中隔墙可进行同步平行开挖、支护作业，降低双侧壁导坑法各导坑间的相互干扰，大幅提升施工效率。在万州北山隧道地质条件下，采用不同大小型号的挖掘机组合破碎开挖，单洞平均每日进尺从原来的0.5m增加至1.5m，施工工效提升了2倍。

10.2社会效益分析

(1)CD型双侧壁导坑施工工法优化了各导坑断面尺寸和临时支撑拆除顺序，为机械化开挖作业提供足够空间，减少临时支撑干扰，开挖工效提升，缩短了两侧导坑和隧道全周拱架封闭成环时间，降低了隧道施工安全风险。

(2)万州北山隧道采用CD型双侧壁导坑施工工法施工，监控量测数据显示，洞内拱顶沉降累计最大值仅为5.5mm，水平收敛累计最大值仅为6.1mm，有效控制了隧道围岩变形，减小了对地表建构筑物的影响。

11.应用实例

11.1万州区长江二桥北桥头至高铁片区连接道工程北山隧道右洞

万州区长江二桥北桥头至高铁片区连接道工程北山隧道右洞，单洞三车道，为大断面浅埋软弱地层隧道，最大开挖跨度17.43m，其中K0+097.83～K0+660段埋深11.0～43.0m，开挖断面面积为164.1m²，隧道穿越地层拱腰以上为块石土软弱层，拱腰以下为砂岩、泥岩互层，其中块石土层较松散，具中等压缩性，易产生沉降，围岩等级为V级，同时该段隧道下穿城区老旧建筑群。

北山隧道右洞K0+097.83～K0+660段采用CD型双侧壁导坑施工工法进行机械开挖，从2021年1月开始施工，至今已累计完成隧道洞身开挖约400m，成功解决了双侧壁导坑法施工临时支撑干扰大、机械作业空间不足、开挖工效低等难题，有效控制了隧道围岩变形，在工程质量、安全生产、施工工期、成本控制等方面都圆满完成各项指标，实现了较高的经济与社会效益。

11.2万州区长江二桥北桥头至高铁片区连接道工程北山隧道左洞

万州区长江二桥北桥头至高铁片区连接道工程北山隧道左洞，单洞三车道，为大断面浅埋软弱地层隧道，最大开挖跨度17.43m，其中K0+096.68～K0+660段埋深11.0～43.0m，开挖断面面积为164.1m²，隧道穿越地层拱腰以上为块石土软弱层，拱腰以下为砂岩、泥岩互层，其中块石土层较松散，具中等压缩性，易产生沉降，围岩等级为V级，同时该段隧道下穿城区老旧建筑群。

北山隧道左洞K0+096.68～K0+660段采用CD型双侧壁导坑施工工法进行机械开挖，从2021年4月开始施工，至今已累计完成隧道洞身开挖约300m，成功解决了双侧壁导坑法施工临时支撑干扰大、机械作业空间不足、开挖工效低等难题，有效控制了隧道围岩变形，在工程质量、安全生产、施工工期、成本控制等方面都圆满完成各项指标，实现了较高的经济与社会效益。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法，其特征在于，实施以下施工工艺流程：

(1)先行侧导坑上台阶开挖I，施做初期支护、临时支护①；

(2)先行侧导坑下台阶开挖II，施做初期支护、临时支护②；

(3)先行侧导坑钢架封闭成环后拆除横向临时支撑①；

(4)后行侧导坑上台阶开挖III，施做初期支护、临时支护③；

(5)后行侧导坑下台阶开挖IV，施做初期支护、临时支护④；

(6)后行侧导坑钢架封闭成环后拆除横向临时支撑③；

(7)中隔墙拱部上台阶开挖V，施做主洞拱部初期支护⑤；

(8)拆除先行侧导坑竖向临时支撑①、②，一次开挖中隔墙中、下台阶VI、VII，施做主洞仰拱初期支护⑥；

(9)主洞全周钢架完成封闭成环，然后拆除后行侧导坑竖向临时支撑③、④；

(10)施做仰拱及仰拱回填⑦，最后全断面浇筑拱墙⑧。

2.根据权利要求1所述的大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法，其特征在于，步骤(1)～(2)、(4)～(5)中：侧导洞开挖采用短台阶法。

3.根据权利要求1或2所述的大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法，其特征在于，步骤(1)～(2)、(4)～(5)中：侧导洞上、下台阶掌子面间距不大于8m。

4.根据权利要求1所述的大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法，其特征在于，步骤(1)～(2)、(4)～(5)中：循环进尺为1～2榀钢拱架长度。

5.根据权利要求1所述的大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法，其特征在于，步骤(1)～(2)、(4)～(5)中：先行侧导洞上台阶掌子面应超前后行侧导洞上台阶掌子面15m。

6.根据权利要求1或5所述的大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法，其特征在于，步骤(4)～(5)、(7)～(8)中：后行侧导洞上台阶掌子面应超前中隔墙拱部掌子面15m。

7.根据权利要求1所述的大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法，其特征在于，步骤(1)～(9)中：初支封闭成环、仰拱及二衬施工安全步距，采用双侧壁导坑法施工的隧道围岩级别不低于V级。

8.根据权利要求1或7所述的大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法，其特征在于，步骤(1)～(9)中：隧道全周初支封闭成环位置距离先行侧导洞上台阶掌子面不大于35m。

9.根据权利要求1所述的大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法，其特征在于，步骤(10)中：仰拱距离中隔墙VI、VII部掌子面不大于10m。

10.根据权利要求1或9所述的大断面浅埋隧道软弱地层CD型双侧壁导坑施工工法，其特征在于，步骤(10)中：仰拱距离先行侧导坑上台阶掌子面不大于45m。