随着高速公路事业的不断发展，近年来高速公路施工中涌现越来越多的大断面隧道，隧道开挖的方法显 得尤其重要。文章介绍了双侧壁导坑开挖法和三台阶开挖法在大王顶隧道中的应用，并对2种办法在施工进度、 安全性、经济性等方面进行比较，选择最佳开挖方法。

关键词：大断面；双侧壁；三台阶；开挖

近年来，在我国南方的高速公路建设中，因地区发展和通 车量要求，建设路线在往3车道及以上发展。山岭区的隧道建 设也由以前的两车道隧道往3车道、4车道隧道发展，隧道净宽 和净高都在加大，这给隧道开挖施工带来了新的难点。如何做 到既能保证大断面隧道开挖施工安全又能保证开挖进度，是广 大隧道施工人员越来越荚注的问题。 

本文以大王顶隧道为例，分别介绍双侧壁导坑开挖法和三 台阶开挖法在大王顶隧道中的应用，并对2种办法进行比较分 析，以选择最具经济意义的开挖方法。

大王顶隧道位于广东省佛山市高明区，起于杨梅镇，止于 人和镇大坑，所处地区重峦叠嶂，沟谷发育，多呈“V”字形， 山坡坡度为15。~35° ,山区植被茂盛，隧址区高程27.00 ~ 244.00 m,相对高差约217.00 m,属侵蚀低山地貌。隧道最大埋 深约198.77 m。隧道左、右线分离，左线隧道进口桩号K41 + 700,出口桩号K43 + 900,隧道长2 200 m,而右线隧道进口桩 号K41 +725,出口桩号K43 + 884,隧道长2 159 m,均属长隧 道。隧道按高速公路双向六车道标准设计，开挖净宽15.31 m, 净高8.05 m。图1为内轮廓及建筑限界设计图，表1为内轮廓 参数表。

大王顶隧道左洞出口端洞口段K43 + 887 ~ K43 + 795原 设计为V级围岩浅埋加强段，隧道围岩状况为：强风化砂岩, 节理、裂隙发育，岩体破碎，松散结构。围岩稳定性差。原 设计开挖方法为双侧壁导坑开挖法（即眼镜工法）。根据以往 施工经验及现场围岩情况，研究决定先用双侧壁导坑法开挖， 再用三台阶开挖法开挖，并对比2种施工方法后选择最佳施 工方法。

2.1.1 支护参数（见表2）

2.1.2双侧壁导坑法开挖顺序及说明

（1） 开挖面分布形式。一般将断面分成4块：左、右侧壁 导坑和中核心土上台阶、下台阶。侧壁导坑尺寸宽度不宜超过 断面最大跨度的1/3。高度以到起拱线为宜，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。两侧导坑均釆用正台阶法施工，内侧导洞开挖后，通过 中空注浆锚杆加固中间岩柱部分。开挖侧导坑时，为满足机具 正常作业，待上断面开挖5~10m后开始开挖下断面；一侧导 坑滞后另一侧导坑5~10m;核心土滞后侧导坑10 ~ 20 m开 挖，其中中台阶滞后上台阶3 ~ 5 m,下台阶滞后中台阶3 ~ 5 m; 一侧主洞的侧导坑应滞后另一侧主洞的侧导洞，滞后距离 约 30 ~ 40 m （见图 2）。

（2） 各分步开挖断面尺寸说明：①编号1、5和3、7断面 宽度约5.5 m,高度约6 m,面积约28 m2o②编号2、6和4、 8断面宽度约5.5 m,高度约4 m,面积约20 m2o③编号9和 12断面宽度约6 m,高度约2.5 m,面积约20 m20④编号10 和13断面宽度约5 m,高度约4.8 m,面积约28 m20⑤编号 11和14断面宽度约6 m,高度约5 m,面积约28 n?。

（3） 施工作业顺序为：1（3）内侧壁导坑上台阶开挖初支及 临时支护一>2（4）、内侧壁导坑下台阶开挖初支及临时支护—5 （7）、外侧壁导坑上台阶开挖初支及临时支护->6 （8）、外侧壁 导坑下台阶开挖初支临时支护-9 （12）、核心土上台阶开挖初 支-10（13）、核心土中台阶开挖-11（14）、核心土下台阶开挖 初支—15（17）、浇筑主洞仰拱及回填—16（18）、模筑二次衬砌 混凝土。

2.2.2 三台阶法开挖顺序及说明

（1） 开挖面分布形式。一般将断面分成3块：上台阶内外 侧、中台阶内外侧、下台阶内外侧。为方便机械施工和支护及时跟进，上台阶设计长度为5 m,中台阶长度为 10 m,下台阶长度为10 ~ 15 m。当岩体开挖遇到 富水及稳定性较差的围岩，上台阶留核心土，核 心土高1.9 m,宽4 m,长2 m。为防止掌子面坍 塌，量测变形量大时增加上台阶修筑临时仰拱的 方法，釆用118工字钢作临时仰拱进行封闭，控 制拱顶下沉及变形。中台阶、下台阶开挖分左右 两侧进行，马口错开长度约5 m左右（见图3）。

（2） 各分步开挖断面尺寸说明：①上台阶宽度约14.6 m, 高度约3.4m,面积约34 n?。②中台阶宽度约17.4 m,高度约 3.5 m,面积约60m2o③下台阶宽度约17 m,高度约3.5 m, 面积约80 m2

（3） 施工作业顺序：坑上台阶开挖初支-拉开距离后开挖 中台阶内侧及支护T中台阶外侧开挖及支护一>拉开距离后开挖 下台阶内侧及支护T下台阶外侧开挖及支护。

双侧壁导坑法断面分块多，同时施工会互相干扰，扰动 大，对施工安全不利，且双侧壁导坑场地狭窄（最宽处为5.5 m,宽度为4.3 ~ 5.5 m）,出渣及施作4 m、5 m系统锚杆很困 难，很难达到设计要求。侧壁导坑上缘尖而窄，成形困难，很 容易超挖。另外，双侧壁导坑法需对侧壁导坑靠核心土一侧进 行临时支护，支护采用0>22砂浆锚杆、116工字钢和4>50超 前注浆小导管，工序多，繁杂，进度缓慢，临时支护待监控量 测证明围岩稳定后需拆除，拆除难度大，易造成材料浪费（拆 除后的材料都不能重复利用），而且对已稳定围岩进行第二次 扰动，有一定安全隐患。

三台阶开挖法分块少，上、中、下台阶同时进行施工互不 干扰，施工空间大，施作方便，系统锚杆的施工质量得到保 证，超、欠挖较容易控制。三台阶法没有侧壁导坑，不需要临 时支护，既省材料又省工时，具有明显的经济优势。施工时， 下台阶和中台阶拉开10 m,下台阶对中台阶能起到核心土作 用；中台阶和上台阶拉开10m,中台阶对上台阶起到核心土 作用，安全上得到保证。

隧道进洞时，我们分别用2种开挖方法进行开挖对比试 验。其中，双侧壁导坑法共开挖9 d及支护9棉钢拱架，共进 尺4.8 m,平均每天进尺0.53 m;三台阶法平均每天开挖及支 护4棉钢拱架，进尺2.4 m。

通过对2种开挖方法对比试验，得出结论：三台阶法在经 济、进度、安全上都优于双侧壁导坑法。因此，选择三台阶法 进行施工，每月平均开挖进尺达到80m。在开挖的同时，测 量组每10 m作一个断面布设监控量测点，收集拱顶下沉和周 边收敛数据。监测数据证明，三台阶法开挖是安全的。