CN109057801B - 双侧墙导坑复合台阶式大断面隧道开挖支护的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双侧墙导坑复合台阶式大断面隧道开挖支护的施工方法，包括在进行导坑开挖时，沿隧道纵向使导坑横截面与隧道断面部分重叠，在导坑内设置侧墙，并使侧墙与隧道断面外轮廓贴合，在隧道主洞开挖前，对导坑及隧道核部进行洞渣反压回填，并在进行主洞开挖过程中，根据主洞开挖进度同步拆除相应的导坑支护结构。该施工方法具有能防止隧道侧向变形、底部隆起变形，保证隧道后期衬砌质量，且能够有效控制大跨段、大断面隧道施工中的安全风险的优点。

Description

双侧墙导坑复合台阶式大断面隧道开挖支护的施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体地说，是涉及一种双侧墙复合台阶式大断面隧道开挖支护的施工方法。

背景技术

在隧道建设中，对于隧道所处高地应力、软弱破碎围岩等不良地质段常采用CRD法和双侧壁导坑法进行隧道施工，但是，传统的双侧壁工法对断层破碎带等高地应力软弱地层而言，其一次支护结构受力的合理形式、开挖工序分割的施工效率以及初支撤换的风险控制等方面存在较多的局限性，有待进一步改进和完善。

此外，对于埋深较大的山岭隧道在断层破碎带等软弱围岩而言，特别是水平应力较大的情况下，如何防止侧向变形、尤其是底部隆起变形等方面，目前的施工方法均缺乏明确有效的针对措施，且可借鉴的施工经验也很有限，相应的施工技术措施也基本处于空白状态，尤其是涉及到地震带断裂影响的高地应力地质条件下的隧道施工方法几乎没有，施工和技术措施难度的极大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种能防止隧道侧向变形、底部隆起变形，保证隧道后期衬砌质量，且能够有效控制大跨段、大断面隧道施工中的安全风险的双侧墙导坑复合台阶式大断面隧道开挖支护的施工方法。

为了实现本发明的主要目的，本发明提供一种双侧墙导坑复合台阶式大断面隧道开挖支护的施工方法，其中，包括第一导坑开挖支护：沿隧道纵向，第一导坑横截面与隧道断面部分重叠，设置第一导坑预支护结构，对第一导坑的上台阶进行开挖、初期支护，对第一导坑的下台阶进行开挖、初期支护，下台阶开挖滞后于上台阶3米至5米，下台阶进行初期支护时，预留第一侧墙的第一基础钢架的位置；第一导坑底部锚杆及第一侧墙的基础施工：第一导坑底部施工滞后于上台阶30米至50米，在下台阶底部朝外设置锚杆并进行管内注浆，安装第一基础钢架并进行第一侧墙的基础浇筑；第二导坑开挖支护、第二导坑底部锚杆及第二侧墙的基础施工：按照第一导坑开挖支护步骤进行第二导坑开挖支护，按照第一导坑底部锚杆及第一侧墙的基础施工步骤进行第二导坑底部锚杆及第二侧墙的基础施工，第二导坑开挖滞后于第一导坑12米至18米；第一侧墙的墙体施工：第一侧墙的墙体施工滞后于第一侧墙的基础施工9米至15米，安装第一侧墙的墙体钢架并进行第一侧墙的墙体浇筑，第一侧墙的墙体位于第一导坑内且第一侧墙贴合于隧道断面的外轮廓；第二侧墙的墙体施工：按照第一侧墙的墙体施工步骤进行第二侧墙的墙体施工；主洞上部施工：设置主洞拱部预支护结构，同时采用洞渣对第一导坑、第二导坑进行反压回填，若当前施工段为非首段时，对相邻段已开挖出的隧道核部进行局部洞渣反压回填，形成施工坡道，采用预留核心土对主洞上部上台阶进行开挖、初期支护，主洞上部上台阶进尺4米至6米后，对主洞上部中台阶第一侧进行开挖，在开挖完成后拆除第一导坑顶部相应的支护结构并进行主洞上部中台阶第一侧的初期支护，对主洞上部中台阶第二侧进行开挖，在开挖完成后拆除第二导坑顶部相应的支护结构并进行主洞上部中台阶第二侧的初期支护，主洞上部中台阶两侧开挖错开2米以上，滞后于主洞上、中台阶施工5米至10米，开挖主洞上部预留核心土部分，并在开挖完成后拆除第一导坑、第二导坑顶部剩余的相应的支护结构；主洞中部施工：滞后于主洞上部施工5米至10米，开挖主洞中部并同步开挖第一导坑、第二导坑内的回填土，并在开挖完成后拆除第一导坑、第二导坑相应的支护结构；主洞下部施工：滞后于主洞中部施工5米至10米，开挖主洞下部并同步开挖第一导坑、第二导坑内的回填土，在开挖完成后拆除第一导坑、第二导坑相应的支护结构，并进行隧道隧底初期支护。

由上可见，通过在导坑内设置侧墙，并使侧墙与隧道断面的外轮廓贴合，使得侧墙能够接收隧道断面传递的应力荷载，使应力荷载向侧墙的墙体和基础转移，以确保隧道上部施工的安全，并达到抵抗水平高地应力的效果。此外，在隧道断面开挖过程中，通过对导坑以及隧道的核部进行洞渣反压回填处理，并结合开挖过程中形成的短台阶快速封闭技术措施，能够快速将隧道断面拱部支护落在导坑侧墙顶部并与其形成整体封闭式初期支护结构，实现应力荷载的传递、转移。再者，洞渣反压回填能够确保中隔墙开挖时应力向两侧导坑分散，使洞渣反压回填部分与中隔墙形成整体稳定结构，大大降低了导坑内侧临时支护钢架拆除时的安全风险。另外，下部仰拱开挖支护采用短台阶施工，实现快速开挖、快速封闭，结合侧墙结构起到抑制仰拱发生隆起变形，解决隧道断面在不良地质中的技术难题。

进一步的方案是，第一侧墙的墙体施工还包括第一侧墙的墙体浇筑完成后，对第一侧墙的墙体顶部进行混凝土复喷封闭；第二侧墙的墙体施工还包括：第二侧墙的墙体浇筑完成后，对第二侧墙的墙体顶部进行混凝土复喷封闭。

由上可见，对第一侧墙的墙体顶部、第二侧墙的墙体顶部进行混凝土复喷封闭，进行消除侧墙顶部与隧道断面外轮廓的空间间隙，提高第一侧墙、第二侧墙的受力性能。

更进一步的方案是，采用洞渣对第一导坑、第二导坑、已开挖出的隧道核部进行反压回填时，反压回填长度大于或等于5米。

更进一步的方案是，第二导坑开挖滞后于第一导坑15米。

更进一步的方案是，主洞上部上台阶进尺5米后，进行主洞上部

由上可见，通过对个施工参数的设置，使得隧道施工过程中各施工参数能够处于较优的状态，保证隧道的施工效果和施工质量。

更进一步的方案是，主洞上部施工还包括：主洞上部上台阶进行初期支护时，在主洞上部上台阶的支护钢架的两侧分别设置大拱脚结构。

由上可见，大拱脚结构能够增大主洞上部上台阶的支护钢架的端部的受力面积，进而避免主洞上部上台阶的支护钢架由于受到岩面压力而发生翘曲变形。

更进一步的方案是，第一导坑底部锚杆及第一侧墙的基础施工还包括：在进行第一侧墙的基础浇筑时，预留第一基础钢架的连接板；第二导坑开挖支护、第二导坑底部锚杆及第二侧墙的基础施工还包括：在进行第二侧墙的基础浇筑时，预留第二侧墙的第二基础钢架的连接板。

更进一步的方案是，第一侧墙的墙体施工还包括：在对第一侧墙的墙体顶部进行混凝土复喷封闭时，预留第一侧墙的墙体钢架的连接板；第二侧墙的墙体施工还包括：在对第二侧墙的墙体顶部进行混凝土复喷封闭时，预留第二侧墙的墙体钢架的连接板；主洞上部施工还包括：在主洞上部上台阶初期支护时，预留主洞上部上台阶的支护钢架的两侧的连接板。

由上可见，由于隧道各部位的支护结构的支护钢架是分开施工，通过对钢架预留连接板的形式，保证隧道各部位的支护结构的支护钢架之间连接的稳固性和可靠性。

更进一步的方案是，第一侧墙、第二侧墙均为反脚趾直立型重力式挡墙。

由上可见，通过对第一侧墙、第二侧墙的结构设置，使得第一侧墙、第二侧墙均达到抵抗水平高地应力的效果。

更进一步的方案是，施工方法还包括：隧道仰拱施工:进行衬砌钢筋绑扎，在对衬砌钢筋和仰拱进行安装后进行混凝土浇筑；隧道仰拱填充施工：隧道仰拱施工完成后，安装仰拱填充模板，并进行仰拱填充混凝土浇筑；隧道二衬施工：隧道仰拱填充施工完成后，进行二衬模板安装，并进行隧道二衬混凝土浇筑。

由上可见，隧道仰拱施工能够实现对仰拱进行施工进隧道底部二次衬砌的同时，对侧墙基础与隧道底部之间的空隙进行浇筑封闭，而通过隧道仰拱填充施工能够实现对隧道路面结构的施工，并通过隧道二衬施工完成对隧道剩余初期支护面的二次衬砌。

附图说明

图1是本发明施工方法实施例的第一导坑的上台阶的施工示意图。

图2是本发明施工方法实施例的第一导坑的下台阶的施工示意图。

图3是本发明施工方法实施例的第一侧墙的基础的施工示意图。

图4是本发明施工方法实施例的第二导坑的上台阶的施工示意图。

图5是本发明施工方法实施例的第二导坑的下台阶的施工示意图。

图6是本发明施工方法实施例的第二侧墙的基础的施工示意图。

图7是本发明施工方法实施例的第一侧墙的墙体、第二侧墙的墙体的施工示意图。

图8是本发明施工方法实施例的第一导坑、第二导坑及隧道核部的反压回填示意图。

图9是本发明施工方法实施例的主洞上部上台阶的施工示意图。

图10是本发明施工方法实施例的主洞上部中台阶的第一侧的施工示意图。

图11是本发明施工方法实施例的主洞上部中台阶的第二侧的施工示意图。

图12是本发明施工方法实施例的主洞上部预留核心土开挖的施工示意图。

图13是本发明施工方法实施例的主洞中部施工的示意图。

图14是本发明施工方法实施例的主洞下部施工的示意图。

图15是本发明施工方法实施例的隧道仰拱施工的示意图。

图16是本发明施工方法实施例的隧道二衬施工的示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明提供的双侧墙导坑复合台阶式大断面隧道开挖支护的施工方法可用于对处于高地应力、破碎软弱围岩等不良地质段的隧道进行施工，以防止隧道施工过程中发生侧向变形、底部隆起变形等问题，保证后期衬砌质量，并能够有效控制大跨段、大断面隧道施工中的安全风险。以下对本发明的施工方法进行说明，其主要包括：第一导坑开挖支护步骤，第一导坑底部锚杆及第一侧墙的基础施工步骤，第二导坑开挖支护、第二导坑底部锚杆及第二侧墙的基础施工步骤，第一侧墙的墙体施工步骤，第二侧墙的墙体施工步骤，主洞上部施工步骤，主洞中部施工步骤，主洞下部施工步骤，隧道仰拱施工步骤，隧道仰拱填充施工步骤，隧道二衬施工步骤等。

参照图1至图2，第一导坑开挖支护包括:

进行第一导坑1施工时，保证沿隧道纵向，第一导坑1的横截面与隧道断面保持部分重叠。设置第一导坑1预支护结构，对第一导坑1的上台阶11进行开挖、初期支护。对第一导坑1的下台阶12进行开挖、初期支护，并且保证下台阶12的开挖滞后于上台阶11的开挖3米至5米，此外，下台阶12在进行初期支护时，需要预留第一侧墙3的第一基础钢架31（见图6）的位置。

具体地，在第一导坑1施工前，在第一导坑1的拱部处设置超前小导管施工并进行管内注浆，超前小导管优选采用3.5米长，并且，超前小导管的施工为沿隧道纵向每2.4米施工一回，使得沿隧道纵向相邻的两根朝向小导管之间保持重叠。

接着，采用弱爆破开挖第一导坑1的上台阶11，开挖距离小于或等于两榀钢架距离，开挖完成后对岩面进行混凝土初喷，混凝土初喷厚度优选为4厘米。接着，在上台阶11两侧分别施作锚杆并进行管内注浆。接着，安装上台阶11的钢架、钢筋网片和连接钢筋、锁脚锚管，并进行焊接牢固，然后进行混凝土喷射，混凝土喷射厚度优选为25厘米，并使其均匀密实，形成初期支护。其中，上台阶11靠近隧道内部一侧的锚杆的长度优选为3米，靠近隧道外部一侧的锚杆的长度优选为6米。

采用弱爆破开挖第一导坑1的下台阶12，开挖距离小于或等于两榀钢架距离，开挖完成后对岩面进行混凝土初喷，混凝土初喷厚度优选为4厘米。接着，在下台阶12两侧分别施作锚杆并进行管内注浆。接着，安装下台阶12的钢架、钢筋网片和连接钢筋、锁脚锚管，并进行焊接牢固，然后进行混凝土喷射，混凝土喷射厚度优选为25厘米，并使其均匀密实，形成初期支护，在进行混凝土喷射时，需要在下台阶底部预留第一侧墙3的第一基础钢架31的位置，预留方式可采用渣土掩埋保护的方式。其中，下台阶12靠近隧道内部一侧的锚杆的长度优选为3米，靠近隧道外部一侧的锚杆的长度优选为6米。

参照图3，第一导坑底部锚杆及第一侧墙的基础施工包括：

在下台阶12底部朝外设置锚杆并进行管内注浆，其中，第一导坑1的下台阶12底部施工应滞后于上台阶11施工30米至50米。接着，安装第一侧墙3的第一基础钢架31并进行第一侧墙3的基础浇筑。

具体地，下台阶12底部设置的锚杆长度优选为4米。第一基础钢架31的安装包括安装侧墙下部基础钢架、钢筋网片和连接钢筋，并焊接牢固，第一侧墙3的基础浇筑优选采用C20混凝土进行浇筑。此外，在进行第一侧墙3的基础浇筑时，预留第一基础钢架31的连接板。

参照图4至图6，第二导坑开挖支护、第二导坑底部锚杆及第二侧墙的基础施工包括：

按照第一导坑开挖支护步骤进行第二导坑开挖支护；按照第一导坑底部锚杆及第一侧墙的基础施工步骤进行第二导坑底部锚杆及第二侧墙的基础施工；第二导坑2开挖滞后于第一导坑1开挖12米至18米。优选地，第二导坑2开挖滞后于第一导坑1开挖15米。

具体地，在第二导坑2施工前，在第二导坑2的拱部处设置超前小导管施工并进行管内注浆，超前小导管优选采用3.5米长，并且，超前小导管的施工为沿隧道纵向每2.4米施工一回，使得沿隧道纵向相邻的两根朝向小导管之间保持重叠。

接着，采用弱爆破开挖第二导坑2的上台阶21，开挖距离小于或等于两榀钢架距离，开挖完成后对岩面进行混凝土初喷，混凝土初喷厚度优选为4厘米。接着，在上台阶21两侧分别施作锚杆并进行管内注浆。接着，安装上台阶21的钢架、钢筋网片和连接钢筋、锁脚锚管，并进行焊接牢固，然后进行混凝土喷射，混凝土喷射厚度优选为25厘米，并使其均匀密实，形成初期支护。其中，上台阶21靠近隧道内部一侧的锚杆的长度优选为3米，靠近隧道外部一侧的锚杆的长度优选为6米。

采用弱爆破开挖第二导坑2的下台阶22，开挖距离小于或等于两榀钢架距离，开挖完成后对岩面进行混凝土初喷，混凝土初喷厚度优选为4厘米。接着，在下台阶22两侧分别施作锚杆并进行管内注浆。接着，安装下台阶22的钢架、钢筋网片和连接钢筋、锁脚锚管，并进行焊接牢固，然后进行混凝土喷射，混凝土喷射厚度优选为25厘米，并使其均匀密实，形成初期支护，在进行混凝土喷射时，需要在下台阶底部预留第二侧墙4的第二基础钢架41的位置，预留方式可采用渣土掩埋保护的方式。其中，下台阶22靠近隧道内部一侧的锚杆的长度优选为3米，靠近隧道外部一侧的锚杆的长度优选为6米。

在下台阶22底部朝外设置锚杆并进行管内注浆，其中，第二导坑2的下台阶22底部施工应滞后于上台阶21施工30米至50米。接着，安装第二侧墙4的第二基础钢架41并进行第二侧墙4的基础浇筑。

具体地，下台阶22底部设置的锚杆长度优选为4米。第二基础钢架41的安装包括安装侧墙下部基础钢架、钢筋网片和连接钢筋，并焊接牢固，第二侧墙4的基础浇筑优选采用C20混凝土进行浇筑。此外，在对第二侧墙4的基础进行浇筑时，预留第二基础钢架41的连接板。

参照图7，第一墙体的施工、第二墙体的施工包括：

保证第一侧墙3的墙体施工滞后于第一侧墙3的基础施工9米至15米，安装第一侧墙3的墙体钢架32并进行第一侧墙3的墙体浇筑，第一侧墙3的墙体位于第一导坑1内且第一侧墙3贴合于隧道断面的外轮廓。

保证第二侧墙4的墙体施工滞后于第二侧墙4的基础施工9米至15米，安装第二侧墙4的墙体钢架42并进行第二侧墙4的墙体浇筑，第二侧墙4的墙体位于第二导坑2内且第二侧墙4贴合于隧道断面的外轮廓。

具体地，第一侧墙3的墙体钢架32的安装包括安装侧墙拱架、连接钢筋，并焊接牢固，第一侧墙3的墙体浇筑优选采用C20混凝土进行浇筑。第二侧墙4的墙体钢架42的安装包括安装侧墙拱架、连接钢筋，并焊接牢固，第二侧墙4的墙体浇筑优选采用C20混凝土进行浇筑。

接着，第一侧墙3的墙体浇筑完成后，对第一侧墙3的墙体顶部进行混凝土复喷封闭，即对第一导坑1与隧道断面外轮廓的空隙进行封闭，在第一侧墙3的墙体顶部封闭前，第一侧墙3的墙体顶部可为施工人员提供操作空间，使得施工人员能够在第一侧墙3的墙体顶部进行作业，当无需在使用第一侧墙3的墙体顶部时，对第一侧墙3的墙体顶部进行复喷封闭能够进行消除第一侧墙3的顶部与隧道断面外轮廓的空间间隙，保证第一侧墙3的受力性能。此外，在对第一侧墙3的墙体顶部进行混凝土复喷封闭时，预留第一侧墙3的墙体钢架31的连接板。

同理地，第二侧墙4的墙体浇筑完成后，对第二侧墙4的墙体顶部进行混凝土复喷封闭，即对第二导坑2与隧道断面外轮廓的空隙进行封闭，在第二侧墙4的墙体顶部封闭前，第二侧墙4的墙体顶部可为施工人员提供操作空间，使得施工人员能够在第二侧墙4的墙体顶部进行作业，当无需在使用第二侧墙4的墙体顶部时，对第二侧墙4的墙体顶部进行复喷封闭能够进行消除第二侧墙4的顶部与隧道断面外轮廓的空间间隙，保证第二侧墙4的受力性能。此外，在对第二墙体4的墙体顶部进行混凝土复喷封闭时，预留第二墙体4的墙体钢架41的连接板。

需要说明的是，第一侧墙3、第二侧墙4均为反脚趾直立型重力式挡墙，即如图7所示，第一侧墙3、第二侧墙4沿隧道纵向的横截面均呈L型设置，且L型第一侧墙3、第二侧墙4底部形成的钩部均朝向隧道内设置，及第一侧墙3、第二侧墙4的底脚呈双向内扣设置，此外，第一侧墙3、第二侧墙4呈对称设置。

在第一导坑1、第二导坑2、第一侧墙3以及第四侧墙4均施工完成后，即可进行隧道断面主洞开挖。参照图8至图12，主洞上部施工包括：

设置主洞4拱部预支护结构，同时采用洞渣对第一导坑1、第二导坑2进行反压回填，若当前施工段为非首段时，对相邻段已开挖出的隧道核部进行局部洞渣反压回填，形成施工坡道。

采用预留核心土对主洞上部51上台阶511进行开挖、初期支护。主洞上部51上台阶511进尺4米至6米后，对主洞上部51中台阶512第一侧进行开挖，在开挖完成后拆除第一导坑1顶部相应的支护结构并进行主洞上部5中台阶512第一侧的初期支护。优选地，主洞上部51上台阶511进尺5米后，进行主洞上部51上台阶511开挖。

对主洞上部51中台阶512第二侧进行开挖，在开挖完成后拆除第二导坑2顶部相应的支护结构并进行主洞上部51中台阶512第二侧的初期支护，主洞上部51中台阶512两侧开挖错开2米以上。

滞后于主洞上、中台阶施工5米至10米，开挖主洞上部51预留核心土6部分，并在开挖完成后拆除第一导坑1、第二导坑2顶部剩余的相应的支护结构。

具体地，进行隧道主洞5开挖前，对主洞上部51上台阶511的拱部设置中管棚、大插角小导管并进行管内注浆，其中，中管棚长度优选采用15米长，大插角小导管长度优选采用3米长，且沿隧道纵向每2.4米施工一回。同时，采用洞渣对第一导坑1、第二导坑2进行反压回填，且若当前施工段为非首段时，对相邻段已开挖出的隧道核部进行局部洞渣反压回填，其中，反压回填长度均大于或等于5米。

接着，采用预留核心土环形导坑开挖，在主洞上部51上台阶511开挖进尺5米后，立即进行主洞上部51中台阶512两侧开挖，按照每5米一个短台阶闭合段施工，完成一个闭合段后方可进行下一5米段循环施工。主洞上部51上台阶511采用弱爆破开挖，开挖距离小于或等于两榀钢架距离，开挖完成后对岩面进行混凝土喷射，混凝土喷射厚度优选为4厘米，接着安装上台阶钢架、钢筋网片、连接钢筋和锁脚锚管并焊接牢固。此外，在台阶钢架的两侧分别设置大拱脚结构5111。然后，进行混凝土喷射，并均匀密实，其中，混凝土喷射厚度优选为27厘米。

主洞上部51上台阶511的5米挡墙循环完毕后，对主洞上部51中台阶512两侧进行开挖，且开挖距离小于或等于两榀钢架，左右两侧中台阶512错开2米以上。

开挖时，采用弱爆破对主洞上部51中台阶512第一侧进行开挖，随后对开挖出的岩面进行混凝土初喷，混凝土初喷厚度优选为4厘米。接着，拆除第一导坑1顶部相应的支护结构，并安装中台阶钢架、大拱脚结构、钢筋网片、连接钢筋和锁紧锚管，并焊接固定，其中，第一侧的中台阶钢架的两端分别与上台阶钢架第一端预留的连接板、第一侧墙3的墙体钢架预留的连接板连接，并保证连接的精度和连接的稳固性。

采用弱爆破对主洞上部51中台阶512第二侧进行开挖，随后对开挖出的岩面进行混凝土初喷，混凝土初喷厚度优选为4厘米。接着，拆除第二导坑2顶部相应的支护结构，并安装中台阶钢架、大拱脚结构、钢筋网片、连接钢筋和锁紧锚管，并焊接固定，其中，第二侧的中台阶钢架的两端分别与上台阶钢架第二端预留的连接板、第二侧墙4的墙体钢架预留的连接板连接，并保证连接的精度和连接的稳固性。

滞后于主洞5上、中台阶施工5米至10米，开挖预留核心土部分，并在开挖后对第一导坑1、第二导坑2顶部剩余的支护结构进行拆除，及拆除第一导坑1、第二导坑2位于隧道断面内的顶部的剩余钢架结构。

参照图13，主洞中部施工包括：

滞后于主洞上部51施工5米至10米，开挖主洞中部52并同步开挖第一导坑1、第二导坑2内的回填土，并在开挖完成后拆除第一导坑1、第二导坑2相应的支护结构。其中，第一导坑1、第二导坑2内回填土的高度与台阶高度平齐。

参照图14，主洞下部施工包括：

滞后于主洞中部52施工5米至10米，开挖主洞下部53并同步开挖第一导坑1、第二导坑2内的回填土，在开挖完成后拆除第一导坑1、第二导坑2相应的支护结构，并进行隧道隧底初期支护。

具体地，采用弱爆破对主洞下部53进行开挖，并保证隧道断面隧底开挖距离小于或等于3米，开挖时同步开挖第一导坑1、第二导坑2内的回填土，在开挖完成后拆除第一导坑1、第二导坑2相应的支护结构。接着，对主洞下部53的隧底岩面进行混凝土初喷，混凝土初喷厚度为4厘米。接着，朝隧底施作锚杆并进行管内注浆，锚杆长度优选为4米。接着，安装隧底钢架和连接钢筋，并焊接牢固，其中，隧底钢架的两端分别与第一基础钢架31的连接板、第二基础钢架41的连接板连接，并保证连接的精度和连接的稳固性。然后，进行混凝土喷射，并均匀密实，混凝土喷射厚度优选为27厘米。

参照图15，隧道仰拱施工包括:

进行衬砌钢筋绑扎，在对衬砌钢筋和仰拱进行安装后进行混凝土浇筑，其中，衬砌钢筋为双层钢筋，混凝土优选采用C35混凝土。

隧道仰拱填充施工包括：

隧道仰拱施工完成后，安装仰拱填充模板，并进行仰拱填充混凝土浇筑，混凝土优选采用C20混凝土。

参照图16，隧道二衬施工包括：

隧道仰拱填充施工完成后，进行二衬模板安装，并进行隧道二衬混凝土浇筑，二衬模板所用衬砌钢筋为双层钢筋，混凝土优选采用C35混凝土。

综上可见，本发明提供的双侧墙导坑复合台阶式大断面隧道开挖支护的施工方法具有以下特点：

第一，隧道断面环向初支钢拱架多段连接，且为由下而上安装，使得初支钢拱架安装的垂直度、初支钢拱架间的连接质量及连接精度均能得到有效控制，保证闭合成环后的受力性能。

第二，通过对导坑结构及侧墙的设置，使得导坑侧壁的临时钢架能够跟随主洞的开挖进行同步拆除，提高施工效率。

第三，通过侧墙的位置设置和结构设置，使得侧墙具有抵抗水平高地应力的效果。

第四，在导坑和隧道断面拱部开挖及支护施工过程中，采用反压导坑、反压回填和短台阶快速封闭落地的施工方式，能够快速将隧道断面拱部支护落在导坑、侧墙顶部，并形成整体封闭式初支结构，从而将隧道断面拱部应力向侧墙的墙体和基础进行转移，进而确保隧道上部施工安全。

第五，导坑内部的反压回填还可确保中隔墙开挖时应力向两侧导坑分散，使反压回填部分与中隔墙之间形成一个稳定的整体结构，并大大降低了导坑内侧临时支护钢架拆除时的安全风险。

第六，主洞下部仰拱开挖支护采用短台阶施工，进而实现快速开挖、快速封闭，此外，结合侧墙的结构设置实现抑制仰拱发生隆起变形，从而彻底解决隧道断面不良地质中施工的技术难题。

综上，本发明提供的双侧墙导坑复合台阶式大断面隧道开挖支护的施工方法具有能防止侧向变形、底部隆起变形，保证后期衬砌质量，且能够有效控制大跨段、大断面隧道施工中的安全风险的优点。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，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.双侧墙导坑复合台阶式大断面隧道开挖支护的施工方法，其特征在于，包括：

第一导坑开挖支护：

沿隧道纵向，第一导坑横截面与隧道断面部分重叠；

设置第一导坑预支护结构，对所述第一导坑的上台阶进行开挖、初期支护，对第一导坑的下台阶进行开挖、初期支护，所述下台阶开挖滞后于所述上台阶3米至5米，所述下台阶进行初期支护时，预留第一侧墙的第一基础钢架的位置；

第一导坑底部锚杆及第一侧墙的基础施工：

第一导坑底部施工滞后于所述上台阶30米至50米，在所述下台阶底部朝外设置锚杆并进行管内注浆，安装所述第一基础钢架并进行所述第一侧墙的基础浇筑；

第二导坑开挖支护、第二导坑底部锚杆及第二侧墙的基础施工：

按照所述第一导坑开挖支护的步骤进行第二导坑开挖支护；

按照所述第一导坑底部锚杆及第一侧墙的基础施工的步骤进行第二导坑底部锚杆及第二侧墙的基础施工；

第二导坑开挖滞后于所述第一导坑12米至18米；

第一侧墙的墙体施工：

所述第一侧墙的墙体施工滞后于所述第一侧墙的基础施工9米至15米，安装所述第一侧墙的墙体钢架并进行所述第一侧墙的墙体浇筑，所述第一侧墙的墙体位于所述第一导坑内且所述第一侧墙贴合于所述隧道断面的外轮廓；

第二侧墙的墙体施工：

按照所述第一侧墙的墙体施工的步骤进行所述第二侧墙的墙体施工；

主洞上部施工：

设置主洞拱部预支护结构，同时采用洞渣对所述第一导坑、所述第二导坑进行反压回填，若当前施工段为非首段时，对相邻段已开挖出的隧道核部进行局部洞渣反压回填，形成施工坡道；

采用预留核心土对主洞上部上台阶进行开挖、初期支护；

所述主洞上部上台阶进尺4米至6米后，对主洞上部中台阶第一侧进行开挖，在开挖完成后拆除所述第一导坑顶部相应的支护结构并进行所述主洞上部中台阶第一侧的初期支护；

对主洞上部中台阶第二侧进行开挖，在开挖完成后拆除所述第二导坑顶部相应的支护结构并进行所述主洞上部中台阶第二侧的初期支护，主洞上部中台阶两侧开挖错开2米以上；

滞后于主洞上、中台阶施工5米至10米，开挖主洞上部预留核心土部分，并在开挖完成后拆除所述第一导坑、所述第二导坑顶部剩余的相应的支护结构；

主洞中部施工：

滞后于所述主洞上部施工5米至10米，开挖主洞中部并同步开挖所述第一导坑、所述第二导坑内的回填土，并在开挖完成后拆除所述第一导坑、所述第二导坑相应的支护结构；

主洞下部施工：

滞后于所述主洞中部施工5米至10米，开挖主洞下部并同步开挖所述第一导坑、所述第二导坑内的回填土，在开挖完成后拆除所述第一导坑、所述第二导坑相应的支护结构，并进行隧道隧底的初期支护。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：

所述第一侧墙的墙体施工还包括：

所述第一侧墙的墙体浇筑完成后，对所述第一侧墙的墙体顶部进行混凝土复喷封闭；

所述第二侧墙的墙体施工还包括：

所述第二侧墙的墙体浇筑完成后，对所述第二侧墙的墙体顶部进行混凝土复喷封闭。

3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于：

采用洞渣对所述第一导坑、所述第二导坑、所述已开挖出的隧道核部进行反压回填时，反压回填长度大于或等于5米。

4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于：

所述第二导坑开挖滞后于所述第一导坑15米。

5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于：

所述主洞上部上台阶进尺5米后，进行所述主洞上部中台阶开挖。

6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于：

所述主洞上部施工还包括：

所述主洞上部上台阶进行初期支护时，在所述主洞上部上台阶的支护钢架的两侧分别设置大拱脚结构。

7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：

所述第一导坑底部锚杆及第一侧墙的基础施工还包括：

在进行所述第一侧墙的基础浇筑时，预留所述第一基础钢架的连接板；

所述第二导坑开挖支护、第二导坑底部锚杆及第二侧墙的基础施工还包括：

在进行所述第二侧墙的基础浇筑时，预留所述第二侧墙的第二基础钢架的连接板。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：

所述第一侧墙的墙体施工还包括：

在对所述第一侧墙的墙体顶部进行混凝土复喷封闭时，预留所述第一侧墙的墙体钢架的连接板；

所述第二侧墙的墙体施工还包括：

在对所述第二侧墙的墙体顶部进行混凝土复喷封闭时，预留所述第二侧墙的墙体钢架的连接板；

主洞上部施工还包括：

在所述主洞上部上台阶初期支护时，预留所述主洞上部上台阶的支护钢架的两侧的连接板。

9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于：

所述第一侧墙、所述第二侧墙均为反脚趾直立型重力式挡墙。

10.根据权利要求1至9任一项所述的施工方法，其特征在于：

所述施工方法还包括：

隧道仰拱施工:

进行衬砌钢筋绑扎，在对所述衬砌钢筋和仰拱进行安装后进行混凝土浇筑；

隧道仰拱填充施工：

所述隧道仰拱施工完成后，安装仰拱填充模板，并进行仰拱填充混凝土浇筑；

隧道二衬施工：

所述隧道仰拱填充施工完成后，进行二衬模板安装，并进行隧道二衬混凝土浇筑。

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