CN110966009B - 一种分岔段隧道的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于隧道施工领域，本发明实施例所提供的一种分岔段隧道的施工方法，包括：S1、第一小断面隧道的开挖和支护；S2、断面渐变段隧道的开挖和支护，对断面渐变段隧道进行初期支护；S3、大断面隧道的开挖和支护；S4、反向渐变段隧道的开挖和支护；S5、第二小断面隧道的开挖和支护。通过上述方法，对断面渐变段隧道仅采用初期支护，那么对应的断面渐变段的长度不能太长，对应的隧道的断面面积逐渐增大，所以对应的反向渐变段隧道的长度和断面面积均较小，从而能够一次性完成反向开挖，并且由于断面渐变段隧道仅进行初期支护，反向开挖时可以仅拆除对应的初期支护，从而减少了临时支护的工程量，提高了工作效率，缩短了施工工期。

Description

一种分岔段隧道的施工方法

技术领域

本发明属于隧道施工领域，尤其涉及一种分岔段隧道的施工方法。

背景技术

随着城市地面交通的日益饱和，路网的发展逐渐由地上转为地下，以隧道的形式建造的地下路网得到应用，地下路网的形式也由简单的单向式交通逐步变为复杂的地下互通。在地下互通立交分岔段主线与匝道分岔段的隧道断面面积差距往往很大。

分岔段隧道常规的施工方法以施工方向可以分为两种，一种是由大断面隧道往小断面隧道施工，另一种是由小断面隧道往大断面隧道施工。由大断面隧道往小断面隧道施工，是最常用的开挖方法，不会造成初支工程浪费，但实际工作条件下，不可避免的会出现由小断面隧道往大断面隧道开挖的情况。而由小断面隧道往大断面隧道施工，无法由小断面隧道直接扩挖至大断面，需通过较长的一段从小断面到大断面的过渡段，由于过渡段的长度较长，对应的隧道端面面积较大，采用一次性扩挖成大断面易形成塌方，无法一次性扩挖到位，需要反向多次开挖至设计大断面，而多次开挖需增设更多的临时初期支护。反向多次开挖至设计断面，降低了工作效率，不能满足工期要求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种分岔段隧道的施工方法，以解决由小断面隧道往大断面隧道施工，需反向多次开挖至设计断面，降低了工作效率的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例所提供的一种分岔段隧道的施工方法，该分岔段隧道的施工方法包括以下步骤：

S1、第一小断面隧道的开挖和支护，所述第一小断面隧道的跨度为D1，对所述第一小断面隧道进行初期支护和二衬支护；

S2、断面渐变段隧道的开挖和支护，所述断面渐变段隧道从与所述第一小断面隧道连接的第一端延伸到相对的第二端，从所述第一端到所述第二端，所述断面渐变段隧道的跨度和高度逐渐增大；对所述断面渐变段隧道进行初期支护；

S3、大断面隧道的开挖和支护，所述大断面隧道连接所述断面渐变段隧道的所述第二端；所述大断面隧道的跨度为D2，D2大于D1；对所述大断面隧道进行初期支护和二衬支护；

S4、反向渐变段隧道的开挖和支护，所述反向渐变段隧道从所述大断面隧道与所述第二端连接的一端延伸到相对的第三端，从所述一端向所述第三端开挖的方向与从所述第一端向所述第二端开挖的方向相反；从所述一端到所述第三端，所述反向渐变段隧道的跨度逐渐增大；开挖所述反向渐变段隧道，拆除所述断面渐变段隧道的初期支护，所述断面渐变段隧道与所述反向渐变段隧道，挖通后形成中间段隧道，对所述中间段隧道进行初期支护和二衬支护；

S5、第二小断面隧道的开挖和支护，所述第二小断面隧道与所述反向渐变段隧道的所述第三端连接；所述第二小断面隧道的跨度为D3，D3小于所述大断面隧道跨度D2；对所述第二小断面隧道进行初期支护和二衬支护。

进一步地，所述分岔段隧道的施工方法还包括：

S6、前进段隧道的正向开挖和支护，所述前进段隧道的起始端连接所述大断面隧道的与所述一端相对的另一端；在所述大断面隧道的开挖和支护完成后，对所述前进段隧道进行正向开挖和支护，所述正向开挖的方向与所述反向渐变段隧道的开挖方向相反。

进一步地，所述前进段隧道的正向开挖，可与所述反向渐变段隧道的反向开挖同步进行。

进一步地，所述中间段隧道的初期支护包括双层支护和单层二衬支护。

进一步地，所述第一小断面隧道的开挖和支护，包括：

S101、第一小断面隧道远离段的开挖和支护，支护方式包括单层初期支护和单层二次支护；

S102、第一小断面隧道加强段的开挖和支护，所述第一小断面隧道加强段的一端与所述第一小断面隧道远离段连接，所述第一小断面隧道加强段的相对另一端与所述第一端连接，支护方式包括单层初期支护、单层二衬支护以及超前支护。

进一步地，所述第一小断面隧道加强段的所述一端到所述另一端的距离大于10米。

进一步地，所述断面渐变段隧道的开挖和支护，包括：

S201、将所述断面渐变段隧道分成若干段隧道；

S202、所述若干段隧道依次施工，每段隧道采用不同的支护方式。

进一步地，所述步骤S201包括：将所述断面渐变段隧道分成五段隧道，沿所述第一小断面隧道到大断面隧道的方向，所述五段隧道为第一段隧道、第二段隧道、第三段隧道、第四段隧道、第五段隧道；所述步骤S202包括：对第一段隧道采用单层初期支护的支护方式，对第二段隧道至第五段隧道均采用双层初期支护的支护方式，所述第二段隧道至所述第五段隧道的每一段隧道的支护方式不同。

进一步地，所述断面渐变段隧道的延伸距离为25米，所述第一段隧道至所述第五段隧道的每一段隧道的延伸距离为5米。

进一步地，所述中间段隧道的截面跨度不变。

本发明实施例所提供的一种分岔段隧道的施工方法，包括：S1、第一小断面隧道的开挖和支护；S2、断面渐变段隧道的开挖和支护，对断面渐变段隧道进行初期支护；S3、大断面隧道的开挖和支护；S4、反向渐变段隧道的开挖和支护；S5、第二小断面隧道的开挖和支护。通过上述方法，对断面渐变段隧道仅采用初期支护，考虑施工的安全性，那么对应的断面渐变段的长度不能太长，即断面渐变段的长度较短，对应的隧道的断面面积逐渐增大，所以对应的反向渐变段隧道的长度和断面面积均较小，从而能够一次性完成反向开挖，并且由于断面渐变段隧道仅进行初期支护，反向开挖时可以仅拆除对应的初期支护，从而减少了临时支护的工程量，提高了工作效率，缩短了施工工期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种分岔段隧道的施工方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种分岔段隧道的施工方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种分岔段隧道的施工方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种分岔段隧道的施工方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种分岔段隧道结构的俯视图；

图6a是本发明实施例提供的一种分岔段隧道开挖方法的结构示意图；

图6b是本发明实施例提供的一种分岔段隧道开挖方法的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种分岔段隧道结构的左视图；

图8是本发明实施例提供的另一种分岔段隧道开挖方法的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的另一种分岔段隧道结构的俯视图；

图10是本发明实施例提供的另一种分岔段隧道结构的俯视图；

图11是本发明实施例提供的一种分岔段隧道结构的左视图；

图12是本发明实施例提供的另一种分岔段隧道开挖方法的结构示意图；

图13是本发明实施例提供的另一种分岔段隧道开挖方法的结构示意图；

图14是本发明实施例提供的另一种分岔段隧道结构的俯视图。

附图标记说明：

1、小断面隧道；11、第一小断面隧道；110、第一小断面隧道断面轮廓线；111、第一小断面隧道远离段；112、第一小断面隧道加强段；1121、第一小断面隧道加强段与第一小断面隧道远离段连接的一端；1122、第一小断面隧道加强段的另一端；12、第二小断面隧道；120、第二小断面隧道轮廓线；2、断面渐变段隧道；201、第一段隧道；202、第二段隧道；203、第三段隧道；204、第四段隧道；205、第五段隧道；21、第一端；210、断面渐变段隧道第一端轮廓线；22、第二端；220、断面渐变段隧道第二端轮廓线；3、大断面隧道；31、大断面隧道与第二端连接的一端；32、大断面隧道的另一端；4、反向渐变段隧道；41、第三端；5、中间段隧道；6、前进段隧道；7、上台阶；8、下台阶；9、临时支护；10、临时仰拱；13、中导坑；14、左导坑；15、右导坑；16、临时竖撑；D1、第一小断面隧道的跨度；D2、大断面隧道的跨度；D3、第二小断面隧道的跨度；D4、中间段隧道的跨度；D5、前进段隧道的跨度；L1、上台阶超前下台阶的距离；L2、第一小断面隧道加强段的距离；L3、断面渐变段隧道的延伸距离；L4、断面渐变段隧道中每一段的均分距离。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施例和技术方案。为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二”仅仅是是区别不同的对象，不表示二者之间具有相同或联系之处。应该理解的是，所涉及的方位描述“内侧”、“外侧”均为正常使用状态时的方位。

在以下的描述中，所涉及的术语“超前支护”、“初期支护”和“二衬支护”是指隧道进行暗挖施工时，对围岩支护的方法。“超前支护”，是保证隧道工程开挖工作面稳定而采取的超前于掌子面开挖的辅助措施的一种，方式主要有管棚、小导管等；“初期支护”是刚开挖之后立即进行的支护形式，一般有喷射混凝土、喷射混凝土加锚杆、喷射混凝土锚杆与钢架联合支护等形式；“二衬支护”施作在初期支护之后，一般是混凝土或钢筋混凝土结构。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

本发明实施例提供的一种分岔段隧道的施工方法，其可应用于分岔段隧道施工中，由小断面隧道往大断面隧道施工的技术领域，具有反向渐变段隧道可以反向一次挖掘至设计大断面的施工方法。由小断面隧道往大断面隧道施工，两隧道断面面积相差悬殊、大断面隧道长度长，为避免塌方，不采用一次性挖掘，需先正向开挖一条小断面隧道后，再反向扩挖至设计大断面，从而保证了施工的安全性。

图1为本发明实施例提供的一种分岔段隧道的施工方法的流程示意图，图5是本发明实施例提供的一种分岔段隧道结构的俯视图；结合图1和图5，本发明实施例提供的一种分岔段隧道的施工方法的流程包括：

步骤S1、第一小断面隧道11的开挖和支护。

如图6a和6b所示，在一些实施例中，第一小断面隧道11的断面面积较小，跨度为D1，从施工造价、工作效率及施工安全的角度考虑，第一小断面隧道11可采用上下台阶法的开挖，即先开挖隧道上台阶7，上台阶超前距离L1后开始开挖下台阶8，上、下台阶在不同的工作面同时挖掘的施工方法，根据围岩的软硬程度，设计合适的超前距离L1。上下台阶法增加了工作面，有利于机械化作业，工作效率高，且先开挖上台阶断面，有利于掌子面稳定，特别是下台阶开挖时较为安全。在一些实施例中，对第一小断面隧道11的支护采用单层初支初期和单层二衬支护。

步骤S2、断面渐变段隧道2的开挖和支护，对断面渐变段隧道进行初期支护。

如图5和图7所示，在一些实施例中，断面渐变段隧道2以与第一小断面隧道连接的第一端21为起始端，断面渐变段隧道第一端21的断面面积与第一小断面隧道11断面面积相同，以断面渐变段隧道第一端轮廓线210的一侧为边界，横向向内扩挖、纵向向前开挖，断面渐变段隧道2的跨度逐渐增大，至断面渐变段隧道的第二端22。断面渐变段隧道的第二端轮廓线220的一侧与断面渐变段隧道第一端轮廓线210相切。

在一些实施例中，由小断面隧道1往大断面隧道3施工，断面渐变段隧道2的长度较短，断面的跨度逐渐增大，因为断面渐变段隧道2的长度短，只需要实施初期支护，即可控制围岩应力的适量释放和变形，保证隧道结构的安全度。

步骤S3、大断面隧道3的开挖和支护。

如图5所示，大断面隧道3与第二端连接的一端31，大断面一端31的断面面积与断面渐变段隧道的第二端22的断面面积相同，大断面隧道的跨度为D2，D2大于D1。在一些实施例中，由于大断面隧道3的断面面积大，采用双侧壁导坑法开挖，能够控制地表下沉，保持掌子面的稳定，安全可靠大断面隧道3。如图8所示，在一些实施例中，大断面隧道3的开挖与支护，采用双侧壁导坑法、临时仰拱法和临时竖撑法，通过临时支护9、临时仰拱10将大断面隧道3的断面分为中导坑13宽度为左导坑14、右导坑15宽度两倍，高度大致相等的六个导坑，然后在中导坑上台阶中部设置临时竖撑16，将中导坑上台阶分为两个小导坑。中导坑应根据现场实际围岩情况，可采取预留核心土的措施。

大断面隧道3的支护方式采用初期支护和二衬支护。如图8所示，在一些实施例中，对大断面隧道3的施工采用双侧壁导坑法、设置临时仰拱10和临时竖撑16，大断面隧道3的开挖跨度27.05米，高度16.88米，为分离式隧道，左导坑14和右导坑15错开的距离不小于20m，且左导坑14和右导坑15不可同时开挖。在拱顶120°范围内对大断面隧道3设置超前支护，采用单层

超前小导管(L＝4.5m)和

超前管棚(L＝10.0m)，环向间距均为40cm，小导管纵向间距3m，搭接1.5m，管棚纵向间距8m，搭接2.0m；第一层初期支护采用30cm厚C25喷射混凝土、单层

钢筋网和I22a@50cm工字钢进行加强(@指工字钢间距)；第二层初期支护采用30cm厚C25喷射混凝土、单层φ8@200×200mm钢筋网和C28@50cm格栅钢架进行加强；临时支护采用30cm厚C25喷射混凝土和I22a@50cm工字钢进行加强。在一些实施例中，对大断面隧道3的二衬支护采用75cm厚模筑混凝土和C28@100mm钢筋网。

S4、反向渐变段隧道的开挖和支护。

如图5所示，反向渐变段隧道4的起始端为大断面隧道与第二端连接的一端31，延伸到相对的第三端41，从一端31向第三端41开挖的方向与从第一端21向第二端22开挖的方向相反，以从第一端21向第二端22开挖的方向为正向，则从一端31向第三端41开挖的方向为反向。待大断面隧道3的二衬支护达到设计强度后，反向渐变段隧道4开始挖掘，从一端31到第三端41，反向渐变段隧道4的跨度逐渐增大。在一些实施例中，因为断面渐变段隧道2的长度较短，断面的跨度逐渐增大，则对应的反向渐变段隧道4的长度和断面面积均较小，从而能够一次性完成反向开挖至设计大断面。反向渐变段隧道4的挖掘，不仅对周围的围岩进行开挖，还需要拆除断面渐变段隧道2的初期支护，使断面渐变段隧道2与反向渐变段隧道4挖通，从而形成中间段隧道5，并对中间段隧道5进行初期支护和二衬支护。

在一些实施例中，在反向渐变段隧道4的开挖过程中，开挖的进尺优选的为断面渐变段隧道的初期支护中工字钢架的纵向间距，每拆除一进尺段的工字钢架，立即对中间段隧道5进行初期支护。在一些实施例中，在反向开挖反向渐变段隧道4的长度达到一般模板台车长度(8～10m)时，且中间段隧道5初期支护达到设计强度后，对中间段隧道5实施二衬支护。在一些实施例中，由于中间段隧道5断面面积为大截面，其支护方式可以采用与大断面隧道3实施的支护方式相同，采用双层初期支护和单层二衬支护。如图8所示，在一些实施例中，对中间段隧道5的第一层初期支护采用30cm厚C25喷射混凝土、单层

钢筋网和I22a@50cm工字钢进行加强；第二层初期支护采用30cm厚C25喷射混凝土、单层φ8@200×200mm钢筋网和C28@50cm格栅钢架进行加强。在一些实施例中，对中间段隧道5的二衬支护采用75cm厚模筑混凝土和C28@100mm钢筋网。

S5、第二小断面隧道的开挖和支护。

如图5所示，第二小断面隧道12与反向渐变段隧道的第三端41连接，待中间段隧道5的二衬支护达到设计强度后，开始挖掘第二小断面隧道12。第二小断面隧道12的跨度为D3，且D3小于大断面隧道3的跨度D2。在一些实施例中，隧道断面面积小，因此从施工造价、工作效率及施工安全的角度考虑，对第二小断面隧道12道的开挖采用上下台阶法。在一些实施例中，对第二小断面的支护方式可以采用与第一小断面隧道11实施的支护方式相同，采用单层初支初期和单层二衬支护。

图2为本发明实施例提供的另一种分岔段隧道的施工方法的流程示意图，分岔段隧道的施工方法还包括：

S6、正向开挖和支护前进段隧道。

如图2和图9所示，在大断面隧道3的开挖和支护完成后，开挖和支护前进段隧道6，前进段隧道6的起始端连接大断面隧道的另一端32，开挖前进段隧道6的方向为正向，与反向渐变段隧道的反向开挖方向相反。前进段隧道6的开挖，在大断面隧道3的支护完成后即可实施。具体的，在大断面隧道3的二衬支护达到设计强度后，前进段隧道6立即正向开挖，而反向渐变段隧道4也立即反向开挖，即前进段隧道6的开挖与反向渐变段4的开挖同时进行，不同方向的开挖同时进行，可以提高工作效率，满足缩短工期的需求。在一些实施例中，前进段隧道6的开挖，可以在反向渐变段4开挖完成，并对中间段隧道二衬支护后再实施，即分岔段隧道的最终大断面隧道全部完工后，开挖前进段隧道6，在大断面隧道的支护完成后，整个分岔段隧道结构更为稳定，提高了后期开挖的安全保障。在一些实施例中，如图9所示，前进段隧道6的跨度D5小于大断面隧道3的跨度D2，车辆汇合后缩小前进段隧道6的跨度，在满足实际路况的前提下，使施工造价上更为节省。

图3为本发明实施例提供的另一种分岔段隧道的施工方法的流程示意图，基于图1，步骤S1包括：

S101、第一小断面隧道远离段111的开挖和支护。

如图10所示，将第一小断面隧道11分为两个部分，其中一部分为第一小断面隧道远离段111，在一些是实施例中，第一小断面隧道远离段111的末端与第一端21的距离L2大于10米。在一些是实施例中，第一小断面隧道远离段111的开挖和支护参数根据地质情况及计算结果确定，由于第一小断面隧道远离段111的断面面积小，且末端与第一端21的距离L2较远，对第一小断面隧道远离段111的支护参数要求低，支护方式包括单层初期支护和单层二次支护。

S102、第一小断面隧道加强段112的开挖和支护。

如图10所示，第一小断面隧道加强段的一端1121与第一小断面隧道远离段111连接，第一小断面隧道加强段的相对另一端1122与第一端21连接，第一小断面隧道加强段的一端1121到相对的另一端1122的距离L2小于10米。如图6a和6b所示，在一些实施例中，由于第一小断面隧道加强段112的断面面积小，开挖可采用上、下台阶法，上下台阶错开距离根据围岩的情况及机械设备需要施工场地大小要求决定，根据上下台阶错开距离，划分为长台阶法、段台阶法和超短台阶法。在一些实施例中，第一小断面隧道加强段112的开挖可采用长台阶法，上台阶超前距离L1≥5B(B为隧道跨度)，该方法适用于Ⅲ～Ⅰ级围岩，该方法进度快，仅次于全断面法。在一些实施例中，第一小断面隧道加强段112的开挖可采用短台阶法，上台阶超前距离1B≤L1＜5B，适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩，该方法支护闭合时间加快，使围岩的稳定性增加。在一些实施例中，第一小断面隧道加强段112的开挖可采用超短台阶法，上台阶超前距离L1为3～5m，适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩，该方法更有利于控制围岩变形。

对第一小断面隧道加强段112支护方式包括单层初期支护、单层二衬支护以及超前支护，在一些实施例中，由于第一小断面隧道加强段的相对另一端1122与第一端21连接，需要对第一小断面隧道加强段112的支护参数进行加强，具体的，对第一小断面隧道加强段112采用短台阶法，上台阶超前距离为1～5B，隧道开挖跨度11.9m，开挖高度9.84m，为小净距隧道；在拱顶120°范围内，设置隧道超前支护，采用φ25中空锚杆(L＝3.0m)，环向间距40cm，纵向间距2m，搭接1.0m；初期支护采用24cm厚C25喷射混凝土、单层φ6.5@200×200钢筋网和I16@100cm工字钢进行加强。

图4为本发明实施例提供的另一种分岔段隧道的施工方法的流程示意图，基于图1，步骤S2包括：

S201、将断面渐变段隧道2分成若干段隧道。

如图10所示，将断面渐变段隧道2分成五段隧道，沿所述第一小断面隧道到大断面隧道的方向，五段隧道分别为第一段隧道201、第二段隧道202、第三段隧道203、第四段隧道204、第五段隧道205。如图10和图11所示，在一些实施例中，五段隧道的跨度及高度逐渐增大，五段隧道间平滑过渡。断面渐变段隧道第二端22与大断面隧道3连接，断面渐变段隧道第二端轮廓线220的跨度与大断面隧道3的跨度D2相等，断面渐变段隧道第二端轮廓线220的跨度D2大于第一小断面隧道11的跨度D1和第二小断面隧道12的跨度D3之和，且断面渐变段隧道第二端轮廓线220可与第一小断面隧道轮廓线110和第二小断面隧道轮廓线120的一侧同时相切。

S202、若干段隧道依次施工，每段隧道采用不同的开挖和支护方式。

由于每段隧道的断面面积不同，所以采用的支护方式有所不同。

第一段隧道201采用上下台阶开挖和单层初期支护。在一些实施例中，第一段隧道201起始端断面面积与第一小断面隧道11断面面积相同，第一段隧道201的挖掘及支护方式，与上述第一小断面隧道加强段112相同。具体的，对第一段隧道201采用短台阶法，上台阶超前距离为1～5B，隧道开挖跨度11.9m，开挖高度9.84m，为小净距隧道；在拱顶120°范围内，设置隧道超前支护，采用的φ25中空锚杆(L＝3.0m)，环向间距40cm，纵向间距2m，搭接1.0m；初期支护采用24cm厚C25喷射混凝土、单层φ6.5@200×200钢筋网和I16@100cm工字钢进行加强。

第二段隧道202采用上下台阶开挖和单层初期支护。在一些实施例中，对第二段隧道202采用短台阶法，上台阶超前距离为1～5B，隧道开挖跨度15.8m，开挖高度11.05m，为分离式隧道。在拱顶120°范围内对第二段隧道202设置超前支护，采用

的中空锚杆(L＝3.5m)，环向间距40cm，纵向间距2m，搭接1.5m；初期支护采用25cm厚C25喷射混凝土、单层

钢筋网和I18@75cm工字钢架进行加强。

第三段隧道203采用双侧壁导坑法开挖和双层初期支护。如图12所示，在一些实施例中，对第三段隧道203的施工采用双侧壁导坑法，隧道开挖跨度20.01m，开挖高度13.36m，左导坑14和右导坑15错开距离不小于15m，为分离式隧道，且左导坑14和右导坑15不可同时开挖。在拱顶120°范围内对第三段隧道203设置超前支护，采用

的超前小导管(L＝4.5m)，环向间距40cm，纵向间距3m，搭接1.5m；第一层初期支护采用25cm厚C25喷射混凝土、单层

钢筋网和I18@75cm工字钢进行加强；第二层初期支护采用18cm厚C25喷射混凝土、单层

钢筋网和C18@75cm格栅钢架进行加强；临时支护采用22cm厚C25喷射混凝土和I18@75cm工字钢进行加强。

第四段隧道204采用双侧壁导坑法开挖和双层初期支护。如图13所示，在一些实施例中，对第四段隧道204的施工采用双侧壁导坑法和设置临时仰拱10，隧道开挖跨度22.41m，开挖高度15.07m，左导坑14和右导坑15错开距离不小于15m，为分离式隧道，且左导坑14和右导坑15不可同时开挖。在拱顶120°范围内对第四段隧道204设置超前支护，采用双层

的超前小导管(L＝4.5m)，环向间距40cm，纵向间距3m，搭接1.5m；第一层初期支护采用28cm厚C25喷射混凝土、单层φ8@200×200钢筋网和I20a@50cm工字钢进行加强；第二层初期支护采用25cm厚C25喷射混凝土、单层φ8@200×200钢筋网和C22@50cm格栅钢架进行加强；临时支护采用25cm厚C25喷射混凝土和和I18@50cm工字钢进行加强。

第五段隧道205采用双侧壁导坑法开挖和双层初期支护。如图8所示，在一些实施例中，对第五段隧道205的施工采用双侧壁导坑法、设置临时仰拱10和临时竖撑16，隧道开挖跨度24.81m，开挖高度16.08m，左导坑14和右导坑15错开距离不小于20m，为分离式隧道，且左导坑14和右导坑15不可同时开挖。在拱顶120°范围内对第五段隧道205设置超前支护，采用单层φ42×3.5mm的超前小导管(L＝4.5m)和φ89×5mm的超前管棚(L＝10.0m)，环向间距均为40cm，小导管纵向间距3m，搭接1.5m，管棚纵向间距8m，搭接2.0m；第一层初期支护采用30cm厚C25喷射混凝土、单层φ8@200×200钢筋网和I22a@50cm工字钢进行加强；第二层初期支护采用28cm厚C25喷射混凝土、单层φ8@200×200钢筋网和C25@50cm格栅钢架进行加强；临时支护采用28cm厚C25喷射混凝土+I20a@50cm工字钢进行加强。

在一些实施例中，如图10所示，断面渐变段隧道2的延伸距离L3，由两个断面大小确定。断面渐变段隧道2的延伸距离L3过长导致断面渐变段的临时支护量增大，工作效率降低，由于临时支护后期需要拆除，会造成大量的浪费，而断面渐变段隧道2的延伸距离L3过短，由小断面到大断面的过渡距离不够，因此从施工造价、工作效率及施工安全的角度考虑，优选地，断面渐变段隧道2的延伸距离为25m。断面渐变段隧道2分为五段隧道施工，第一段隧道201至第五段隧道205的每一段隧道的延伸距离L4为5米，平均划分每段隧道的距离，更有利于施工。

如图5所示，中间段隧道5的截面跨度为D4保持不变，固定的截面跨度，可以为隧道开挖和支护的施工带来便捷。如图14所示，在一些实施例中，中间段隧道5的截面跨度不固定，中间段隧道5的截面跨度的大小，在正向上逐渐递减，更适用于第一小断面隧道11和第二小断面隧道12不平行，第二小断面隧道12与中间段隧道的连接不需要圆弧过渡，可避免产生应力集中现象。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分岔段隧道的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、第一小断面隧道的开挖和支护，所述第一小断面隧道的跨度为D1，对所述第一小断面隧道进行初期支护和二衬支护；

S2、断面渐变段隧道的开挖和支护，所述断面渐变段隧道从与所述第一小断面隧道连接的第一端延伸到相对的第二端，从所述第一端到所述第二端，所述断面渐变段隧道的跨度和高度逐渐增大；对所述断面渐变段隧道进行初期支护；

S3、大断面隧道的开挖和支护，所述大断面隧道连接所述断面渐变段隧道的所述第二端，所述大断面靠近所述第二端的断面面积与所述第二端的断面面积相同；所述大断面隧道的跨度为D2，D2大于D1；对所述大断面隧道进行初期支护和二衬支护；

S4、反向渐变段隧道的开挖和支护，所述反向渐变段隧道从所述大断面隧道与所述第二端连接的一端延伸到相对的第三端，从所述一端向所述第三端开挖的方向与从所述第一端向所述第二端开挖的方向相反；从所述一端到所述第三端，所述反向渐变段隧道的跨度逐渐增大；开挖所述反向渐变段隧道，拆除所述断面渐变段隧道的初期支护，所述断面渐变段隧道与所述反向渐变段隧道，挖通后形成中间段隧道，对所述中间段隧道进行初期支护和二衬支护；

S5、第二小断面隧道的开挖和支护，所述第二小断面隧道与所述反向渐变段隧道的所述第三端连接；所述第二小断面隧道的跨度为D3，D3小于所述大断面隧道跨度D2；对所述第二小断面隧道进行初期支护和二衬支护。

2.根据权利要求1所述的分岔段隧道的施工方法，其特征在于，所述分岔段隧道的施工方法还包括：

S6、前进段隧道的正向开挖和支护，所述前进段隧道的起始端连接所述大断面隧道的与所述一端相对的另一端；在所述大断面隧道的开挖和支护完成后，对所述前进段隧道进行正向开挖和支护，所述正向开挖的方向与所述反向渐变段隧道的开挖方向相反。

3.根据权利要求2所述的分岔段隧道的施工方法，其特征在于，所述前进段隧道的正向开挖，与所述反向渐变段隧道的反向开挖同步进行。

4.根据权利要求3所述的分岔段隧道的施工方法，其特征在于，所述中间段隧道的初期支护包括双层支护和单层二衬支护。

5.根据权利要求1所述的分岔段隧道的施工方法，其特征在于，所述第一小断面隧道的开挖和支护，包括：

S101、第一小断面隧道远离段的开挖和支护，支护方式包括单层初期支护和单层二次支护；

S102、第一小断面隧道加强段的开挖和支护，所述第一小断面隧道加强段的一端与所述第一小断面隧道远离段连接，所述第一小断面隧道加强段的相对另一端与所述第一端连接，支护方式包括单层初期支护、单层二衬支护以及超前支护。

6.根据权利要求5所述的分岔段隧道的施工方法，其特征在于，所述第一小断面隧道加强段的所述一端到所述另一端的距离小于10米。

7.根据权利要求1所述的分岔段隧道的施工方法，其特征在于，所述断面渐变段隧道的开挖和支护，包括：

S201、将所述断面渐变段隧道分成若干段隧道；

S202、所述若干段隧道依次施工，每段隧道采用不同的支护方式。

8.根据权利要求7所述的分岔段隧道的施工方法，其特征在于，

步骤S201包括：将所述断面渐变段隧道分成五段隧道，沿所述第一小断面隧道到大断面隧道的方向，所述五段隧道为第一段隧道、第二段隧道、第三段隧道、第四段隧道、第五段隧道；

步骤S202包括：对第一段隧道采用单层初期支护的支护方式，对第二段隧道至第五段隧道均采用双层初期支护的支护方式，所述第二段隧道至所述第五段隧道的每一段隧道的支护方式不同。

9.根据权利要求8所述的分岔段隧道的施工方法，其特征在于，所述断面渐变段隧道的延伸距离为25米，所述第一段隧道至所述第五段隧道的每一段隧道的延伸距离为5米。

10.根据权利要求1所述的分岔段隧道的施工方法，其特征在于，所述中间段隧道的截面跨度不变。

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