1 前言
京九线赣南段塘背1#隧道为双线隧道，中心里程dk429+279，隧道长290 m，最大埋深约150 m。dk429+155～dk249+181段为ⅱ类围岩，因受断层带影响，围岩呈破碎状。开挖后未及施设锚杆、喷射混凝土，毛洞周边就有坍滑现象。围岩风化极快，暴露1 d后，原来的片状、小块状围岩可风化为砂土颗粒状，施工处于危险环境中。为确保施工的安全和质量，顺利渡过该断层地段，经研究分析，采用双侧壁导洞法进行施工，施工进展顺利。但以往由于该方法施工速度较慢，造价较高，其应用受到一定制约，现将该段隧道的施工情况作一总结，以期在断层破碎带的隧道施工中推广应用。
2 施工方案的选定
隧道开挖后在一定的支护阻力作用下，将形成一定的塑性区域，塑性区半径r可用下式计算：
(1)
式中：r—塑性区半径；
r—坑道开挖半径；
p0—围岩初始应力；
pi—坑道周边的径向支护阻力；
c—围岩粘聚力；
φ—围岩内摩擦角。
(2)
式中：e—围岩变形系数；
u—泊松比。
由(1)、(2)式所知，在其它条件一定的情况下，ur随着r减小而减小。
隧道施工中须采用一定的支护手段控制围岩的壁面位移。减小坑道开挖半径，可有效减小壁面位移。双侧壁导洞施工法，具备围岩开挖半径小，临空面积小，初期支护施设迅速，围岩面能及时形成闭合环，围岩变形位移便于控制等优点。故在施工该段隧道时采用双侧壁导洞法施工。
3 施工设计及检算
3.1 开挖及支护设计
考虑拱顶下沉量及围岩壁面位移，拟定毛洞开挖尺寸高10.5 m，跨度12.5 m，将毛洞分为4块开挖，开挖后及时进行初期支护，如图1所示。施工顺序如下：
图1 双侧壁导洞断面(单位：cm)
开挖左导洞→施设左导洞初次支护→开挖右导洞→施设右导洞初次支护→开挖上部核心土→建造拱部初次支护→开挖下台阶→封闭仰拱。
左、右导洞的外侧墙及隧道拱部的初次支护，采用注浆锚杆、挂网、格栅钢架及喷射混凝土支护。锚杆长度3.5 m，间距1 m×1 m；格栅截面尺寸12 cm×12 cm；锚杆、格栅主筋分别采用 25和 22螺纹钢筋；格栅间距1 m；挂网每片按面积1.5 m×1.0 m制作，网格尺寸20 cm×20 cm；喷射混凝土为c20级，厚度为15 cm。
导洞靠隧道中线侧墙的初次支护，采用格栅喷射混凝土，格栅截面尺寸为10 cm×10 cm，间距1 m，喷射混凝土厚度12 cm。
1.2 检算
该断层处于ⅱ类围岩地段，参照《铁路隧道锚喷构筑法技术规范》(tbj 10892)和ⅱ类围岩计算指标的下限值对各分块围岩初次支护后壁面位移值进行检算，取γ=20 kn/m3，c=0.025 mpa，φ=25°，e=0.04×104mpa，u=0.35。
3.2.1 导洞检算
因内外侧墙支护不同，按内墙检算。r值取洞高与洞宽平均值的一半，即r=2.5 m。施设12 cm喷射混凝土及格栅等提供支护阻力为0.515 mpa，不计围岩所提供支护阻力，根据(1)、(2)式计算得，塑性半径r=5.2 m，围岩壁面变形位移ur=4.5 cm，满足壁面位移值＜7 cm的施工要求。
3.2.2 上拱部检算
拱形直墙或曲墙洞室柔性支护结构的破坏形态与圆形洞室基本相似，上拱部的支护结构拱脚支 承在两导洞顶部，未形成洞室，在检算时，取拱高3.8 m作为开挖半径计算拱顶位移，计算值可能偏小，可作为现场施工时参考。经计算，各部分支护结构提供的支护阻力为1.43 mpa。根据(1)、(2)式计算得r=4.12 m，ur=1.9 cm，而拱部施工要求的拱顶位移＜15 cm，所以满足施工需要。实际施工中由于开挖至支护需一段时间，加上上拱部实际未封闭而按圆形结构考虑，故位移可能大于1.9 cm。
3.2.3 检算全断面隧道
开挖下台阶后，及时对仰拱进行封闭，拆除左、右导洞的内侧支护，整个隧道半径r取隧道毛洞高宽平均值的1/2，即r=5.7 m，各部分支护结构所提供的总支护阻力为0.382 mpa，此时围岩塑性区半径r=9.53 m，壁面位移值为6.6 cm，小于允许位移值7 cm，故满足施工需要。
4 双侧壁导洞法施工工艺
4.1 导洞
开挖左导洞，进尺约2.5 m，出碴后及时施设初次支护，同时在边墙2.0 m高处及拱脚埋设位移计2个。挂网钢筋与部分锚杆端部点焊。
为减少喷射混凝土回弹量，需掺加stc粘稠剂，c20级喷射混凝土的配合比为：水泥∶砂∶石子∶速凝剂∶粘稠剂=1∶2∶1.8∶0.04∶0.02，导洞喷射混凝土前，应将洞底清理干净，回弹的混凝土拌上砂浆捣固密实后，作为仰拱混凝土的一部分。砂浆的配比为水泥∶砂∶速凝剂=1∶1∶0.02。两导洞的位移计埋设位置须对称，以便于数据量测。
4.2 拱部
拱部开挖后，首先喷射2～3 cm混凝土，及早封闭围岩暴露面，预埋拱顶量测钢筋。拱部锚杆安装程序为：钻孔→吹孔→注浆→插锚杆。钻孔直径宜大于锚杆直径20 mm，砂浆的水灰比为0.43，按水泥质量的3%掺加速凝剂，注浆应注满，停止注浆后应停歇15～20 s后再将注浆嘴拨出，然后用锤配合将锚杆插入至孔底。拱部挂网、安置格栅方法与导洞相同，但喷射混凝土中粘稠剂量加大到水泥质量的4%，应由技术过硬的喷射手操作，以降低拱部混凝土回弹量。
4.3 下台阶
开挖下台阶时，不得破坏导洞的内墙，开挖至仰拱底及时用掺加4%速凝剂的c20级混凝土封闭仰拱。
4.4 拆除导洞内侧支护，施作二次衬砌
4.4.1 拆除导洞内侧支护
仰拱达到一定强度后，拆除导洞内侧格栅及喷射混凝土。拆除时不得破坏隧道周边支护。内墙拆除方法为分块自上而下逐渐拆除。喷射混凝土可用凿子凿除，钢筋用乙炔焰切割，拆除工作要注意安全。为便于二次衬砌施工，立模前可施工部分隧底填充混凝土，强度等级为c15，填充高度与两导洞底部的混凝土面基本一致。
4.4.2 量测
量测工作要贯穿自开挖导洞开始的整个施工过程。特别在拆除内墙支护结构后，应及时进行拱顶下沉、边墙位移的量测。施工中我们采用预埋拱顶钢筋及位移计进行量测，量测结果均满足施工需要，每循环自开挖至衬砌完毕约用时3 d，拱顶总下沉量平均在2.3 cm，比检算值1.9 cm大0.4 cm。从埋设位移计到衬砌至预埋位移计部位时的平均位移总量约为6.1 cm，略小于检算值6.6 cm。
4.4.3 施工二次衬砌混凝土
二次衬砌的立模、衬砌要及时，模板应加固牢靠，混凝土振捣要密实，且严格按配合比要求施工。混凝土强度达设计强度的70%以上方可拆模。
5 几点体会
(1)双侧壁导洞法支护虽然开挖断面分块多，扰动大，初次支护全断面闭合时间长，但每个分块都是在开挖后各自闭合的，所以在施工中间变形不大。
(2)以往遇到较差地质条件，我单位往往采用注浆加固或单侧壁导洞法施工，双侧壁导洞法用得较少。通过双侧壁导洞法的施工实践，我们认为该法比注浆加固更节省，比单侧壁导洞法更易控制围岩变形，值得推广。
(3)该法速度较慢，部分支护材料被浪费掉，所以成本较高，但施工较安全。笔者认为，在特殊条件下，这种施工方法具有良好的综合经济效果。
(4)使用粘稠剂减小了喷射混凝土回弹量，且部分回弹混凝土用于隧底填充，提高了经济效益。
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