CN114263467A - 一种四连拱隧道的开挖设计施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四联拱隧道的开挖设计施工方法，包括：S101，开挖中导洞并施作对应的中隔墙；S102，开挖右主洞上台阶和左主洞上台阶并施作第一层初期支护；S103，开挖右主洞中下台阶和左主洞中下台阶，施作第二层初期支护后进行左主洞二次衬砌；S104，施作右辅道右导洞初期支护及右辅道右隧底初期支护；施作左辅道左导洞初期支护及左辅道左隧底初期支护；S105，施作右辅道拱部初期支护、右辅道左隧底初期支护以及右辅道二次衬砌；S106，施作左辅道拱部初期支护、左辅道右隧底初期支护以及左辅道二次衬砌。本发明的四联拱隧道的开挖设计施工方法，在开挖过程中减少了对围岩的扰动，保证了施工的安全，同时提高了二次衬砌后隧道的稳定性。

Description

一种四连拱隧道的开挖设计施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别地，涉及一种四连拱隧道的开挖设计施工方法。

背景技术

观音岩隧道起点位于望城区金坪社区观音岩路东侧，隧道向东沿坡穿越观音岩山，进入百果园后出洞，继续向东延伸最终连接既有银星路。设计起点里程为K0+377.5，终点里程为 K0+874.5，线路全长497m。属短隧道，最大埋深约60m，采用四连拱隧道方案，总开挖宽度约64m，洞高5m，洞间距为2.71m～2.86m。进口为半径1400m的左转圆曲线接缓和曲线，出口为半径2300m的右转圆曲线，进出口均位于圆曲线内。隧道属于城市双向十车道四连拱隧道，分别为北辅道(左辅道)、左主线隧道(左主洞)、右主线隧道(右主洞)及南辅隧道(右辅道)。

其中，北辅道(NK5+035.571～NK5+529.571)，全长494m，其中NK5+035.571～+040.071 段属于明洞段，长4.5m；NK5+040.071～NK 5+475.071段属于暗洞段，长435m； NK5+475.071～NK5+529.571段属于明洞段，长54.5m；暗洞段围岩级别均为IV、V级：左主线(K0+377.5～K0+874.5)，全长497m，其中K0+377.5～K0+382段属于明洞段，长4.5m； K0+382～K0+820段属于暗洞段，长438m；K0+820～NK5+529.571段属于明洞段，长54.5m；暗洞段围岩级别均为IV、V级：右主线(K0+377.5～K0+874.5)，全长497m，其中K0+377.5～ K0+382段属于明洞段，长4.5m；K0+382～K0+865段属于暗洞段，长483m；K0+865～K0+ 874.5段属于明洞段，长9.5m；暗洞段围岩级别均为IV、V级；南辅道(SK5+166.559～ SK5+666.559)，全长500m，其中SK5+166.559～SK5+171.059段属于明洞段，长4.5m； SK5+171.059～SK5+657.059段属于暗洞段，长486m；SK5+657.059～SK5+666.559段属于明洞段，长9.5m；暗洞段围岩级别均为IV、V级。

隧道进出口环境情况如下：隧道进口周围环境为：隧道北辅道以北为山地；东向为待挖隧道；南向距离南辅道22～80m处为6栋待拆民房，待拆民房与隧道之间有一定的夹角，随着向东距离的增加，民房距隧道之间的距离逐渐加大，最远处可达80m以上；西南向25m为场区施工变压器，变压器上空为动力线路，170m处混凝土搅拌站；正西方向300m处为在建引桥。隧道出口周围环境为：隧道北向145m为民房，东北方向金地三千府小区，小区内多为高层住宅，距洞口最近处为142m；南向为隧道口；西向为丘陵区，植被茂盛。

因此，如何提供一种四连拱隧道的开挖设计施工方法，在减少扰动保证周围建筑的稳定进行安全施工的基础上，如何有效地施工四连拱隧道是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明提供的四连拱隧道的开挖设计施工方法，以解决现有的四连拱隧道施工时，对围岩的扰动大，存在施工的安全的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种四连拱隧道的开挖设计施工方法，包括如下步骤：S101，开挖处于左主洞和右主洞之间的中导洞并施作对应的中隔墙，开挖处于右主洞与右辅道之间的中导洞并施作对应的中隔墙，开挖处于左主洞与左辅道之间的中导洞并施作对应的中隔墙；S102，开挖右主洞上台阶并施作右主洞上导坑临时支护及第一层初期支护，沿纵深方向错开距离不小于30米后，开挖左主洞上台阶并施作左主洞上导坑临时支护及第一层初期支护；S103，开挖右主洞中下台阶，施作右主洞第二层初期支护后进行右主洞二次衬砌；开挖左主洞中下台阶，施作左主洞第二层初期支护后进行左主洞二次衬砌；S104，开挖右辅道右侧导洞，施作右辅道右导洞初期支护及右辅道右隧底初期支护；开挖左辅道左侧导洞，施作左辅道左导洞初期支护及左辅道左隧底初期支护；S105，开挖右辅道左侧导洞，施作右辅道拱部初期支护、右辅道左隧底初期支护以及右辅道二次衬砌；S106，开挖左辅道右侧导洞，施作左辅道拱部初期支护、左辅道右隧底初期支护以及左辅道二次衬砌。

进一步地，步骤S102具体包括：开挖右主洞的上台阶右导坑，施作右主洞的上台阶右导坑的临时支护及第一层初期支护；开挖右主洞的上台阶左导坑，施作右主洞的上台阶左导坑的第一层初期支护；沿纵深方向错开距离不小于30米后，开挖左主洞的上台阶左导坑，施作左主洞的上台阶左导坑的临时支护及第一层初期支护；开挖左主洞的上台阶右导坑，施作左主洞的上台阶右导坑的第一层初期支护。

进一步地，步骤S103具体包括：S1031，开挖右主洞中台阶，开挖右主洞下台阶，施作右主洞第二层初期支护后进行右主洞二次衬砌；S1032，开挖左主洞中台阶，开挖左主洞下台阶，施作左主洞第二层初期支护后进行左主洞二次衬砌。

进一步地，在步骤S1031之前，解除右主洞的上台阶右导坑的临时支护；在步骤S1032 之前，解除座主洞的上台阶左导坑的临时支护。

进一步地，步骤S104具体包括：开挖右辅道右侧导洞上导坑，施作右辅道右导洞上导坑的临时支护及初期支护；开挖右辅道右侧导洞下导坑，施作右辅道右导洞下导坑的临时支护及右辅道右隧底初期支护；开挖左辅道左侧导洞上导坑，施作左辅道左导洞上导坑的临时支护及初期支护；开挖左辅道左侧导洞下导坑，施作左辅道左侧导洞下导坑的临时支护及左辅道左隧底初期支护。

进一步地，步骤S105具体包括：开挖右辅道左侧导洞上台阶，施作右辅道拱部初期支护；开挖右辅道中上部核心土及中下部核心土，施作右辅道左隧底初期支护以及右辅道二次衬砌。

进一步地，步骤S106具体包括：开挖左辅道右侧导洞上台阶，施作左辅道拱部初期支护；开挖左辅道中上部核心土及中下部核心土，施作左辅道右隧底初期支护以及左辅道二次衬砌。

进一步地，采用全断面法和/或台阶法开挖中导洞，其中，V级围岩开挖进尺控制在0.5m，Ⅳ级围岩开挖循环进尺控制在0.75m。

进一步地，中导洞、右主洞、左主洞、右辅道以及左辅道采用机械开挖20后采用爆破法开挖。

进一步地，步骤S101中的“开挖处于左主洞和右主洞之间的中导洞并施作对应的中隔墙”的中隔墙的施作方法如下：沿中导洞的高度方向分层施作中隔墙的墙身和墙顶，采用模筑混凝土衬砌中隔墙的墙身，在墙身的两侧分别预埋有用于连接支撑右主洞的上台阶左导坑的第一层初期支护和左主洞的上台阶右导坑的第一层初期支护、用于连接支撑右主洞第二层初期支护和左主洞第二层初期支护的刚性支撑架，采用型钢支撑和喷射混凝土相互结合施作中隔墙的墙顶。

本发明具有以下有益效果：

本发明的四连拱隧道的开挖设计施工方法，采用先开挖跨度最小的中导洞，在每一段中导洞开挖后施作对应的中隔墙进行支护；在中导洞施作完毕后，采用阶梯开挖法施作处于中间位置的右主洞和左主洞并分别进行二次衬砌，施作过程中，对围岩的扰动小，有利于保证施工过程的安全性并提高隧道的稳定性；最后采用台阶法分别开挖右辅道和左辅道并分别进行二次衬砌，在每一个导洞开挖时保证了横向间隔距离，有利于减少围岩的扰动，保证围岩的稳定性，本发明中严格控制施作顺序，合理地利用开挖顺序以使中隔墙、保留的土体、临时支护、初期支护相互协作对围岩进行支撑，在开挖过程中减少了对围岩的扰动，保证了施工的安全，同时提高了二次衬砌后隧道的稳定性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对发明的进一步理解，发明的示意性实施例及其说明用于解释发明，并不构成对发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的四连拱隧道的开挖设计施工方法的流程图；

图2是本发明优选实施例的四连拱隧道的断面布置图；

图3是本发明优选实施例的四连拱隧道的平面布置图；

图4是本发明优选实施例的右主洞的开挖结构示意图；

图5是本发明优选实施例的四连拱隧道的部分结构示意图；

图6是本发明优选实施例的四连拱隧道的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对发明的实施例进行详细说明，但是发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的四连拱隧道的开挖设计施工方法的流程图；图2是本发明优选实施例的四连拱隧道的断面布置图；图3是本发明优选实施例的四连拱隧道的平面布置图；

图4是本发明优选实施例的右主洞的开挖结构示意图；图5是本发明优选实施例的四连拱隧道的部分结构示意图；图6是本发明优选实施例的四连拱隧道的结构示意图。

如图1、图2以及图3所示，本实施例的四连拱隧道的开挖设计施工方法，包括如下步骤： S101，开挖处于左主洞和右主洞之间的中导洞并施作对应的中隔墙，开挖处于右主洞与右辅道之间的中导洞并施作对应的中隔墙，开挖处于左主洞与左辅道之间的中导洞并施作对应的中隔墙；S102，开挖右主洞上台阶并施作右主洞上导坑临时支护及第一层初期支护，沿纵深方向错开距离不小于30米后，开挖左主洞上台阶并施作左主洞上导坑临时支护及第一层初期支护；S103，开挖右主洞中下台阶，施作右主洞第二层初期支护后进行右主洞二次衬砌；开挖左主洞中下台阶，施作左主洞第二层初期支护后进行左主洞二次衬砌；S104，开挖右辅道右侧导洞，施作右辅道右导洞初期支护及右辅道右隧底初期支护，开挖左辅道左侧导洞，施作左辅道左导洞初期支护及左辅道左隧底初期支护；S105，开挖右辅道左侧导洞，施作右辅道拱部初期支护、右辅道左隧底初期支护以及右辅道二次衬砌；S106，开挖左辅道右侧导洞，施作左辅道拱部初期支护、左辅道右隧底初期支护以及左辅道二次衬砌。

发明的四连拱隧道的开挖设计施工方法，采用先开挖跨度最小的中导洞，在每一段中导洞开挖后施作对应的中隔墙进行支护；在中导洞施作完毕后，采用阶梯开挖法施作处于中间位置的右主洞和左主洞并分别进行二次衬砌，施作过程中，对围岩的扰动小，有利于保证施工过程的安全性并提高隧道的稳定性；最后采用台阶法分别开挖右辅道和左辅道并分别进行二次衬砌，在每一个导洞开挖时保证了横向间隔距离，有利于减少围岩的扰动，保证围岩的稳定性，本发明中严格控制施作顺序，合理地利用开挖顺序以使中隔墙、保留的土体、临时支护、初期支护相互协作对围岩进行支撑，在开挖过程中减少了对围岩的扰动，保证了施工的安全，同时提高了二次衬砌后隧道的稳定性。

可以理解地，在本发明中，分节段开挖中导洞并施作对应的中隔墙；分节段开挖右主洞上台阶、左主洞上台阶、右主洞中台阶、右主洞下台阶、左主洞中台阶以及左主洞下台阶，在每一节段开挖后进行对应的施作，以减少施工过程中的扰动并保证施工的安全。

采用本发明的四连拱隧道的开挖设计施工方法，解决了在双向十车道四连拱隧道施工过程中遇到的单洞长大于497m，隧道受力复杂，埋深浅，开挖跨度大，全隧道均为IV级、V 级围岩软弱围岩，技术难度大，安全风险高的问题，具有显著的技术效果。

进一步地，步骤S102具体包括：开挖右主洞的上台阶右导坑4-1，施作右主洞的上台阶右导坑的临时支护4-21及第一层初期支护4-2；开挖右主洞的上台阶左导坑4-3，施作右主洞的上台阶左导坑的第一层初期支护4-4；沿纵深方向错开距离不小于30米后，开挖左主洞的上台阶左导坑5-1，施作左主洞的上台阶左导坑的临时支护5-21及第一层初期支护5-2；开挖左主洞的上台阶右导坑5-3，施作左主洞的上台阶右导坑的第一层初期支护5-4。

进一步地，步骤S103具体包括：S1031，开挖右主洞中台阶6-1，开挖右主洞下台阶6-2，施作右主洞第二层初期支护8-1后进行右主洞二次衬砌8-2；S1032，开挖左主洞中台阶7-1，开挖左主洞下台阶7-2，施作左主洞第二层初期支护9-1后进行左主洞二次衬砌9-2。

可以理解地，本发明中，左主洞与右主洞的施作功法相同，均采用三台阶法施工工艺；处于左主洞和右主洞之间的中隔墙包括分层施作形成的中隔墙的墙身和中隔墙的墙顶，且在中隔墙的墙身内预埋有刚性支撑架，两个刚性支撑架分别设于墙身的两侧。

可选地，右主洞采用三台阶法开挖，开挖过程中采取机械开挖和弱爆破结合开挖施工，右主洞的上台阶右导坑4-1以及右主洞的上台阶左导坑开挖后设置临时支护和第一层初期支护4-2、4-4，右主洞上台阶长度控制在5～10m，拱部初期支护(即第一层初期支护)采用双层拱架，第一层初支拱架落于中隔墙上且与预埋在墙身内的刚性支撑架焊接牢固，第二层初支拱架与刚性之间连接成闭环设置，以确保初期支护的承载能力。

请参考图2和图4，具体地，右主洞施工时，开挖右主洞的上台阶右导坑4-1以及右主洞的上台阶左导坑，即开挖右主洞上台阶：在右主洞的上台阶左导坑开挖后施作右主洞的上台阶左导坑的第一层初期支护4-4，即初喷4cm厚混凝土，钻设系统锚杆，挂设网片，架立第一层初支拱架、临时仰拱和竖撑钢架。第一层初支拱架的拱脚与预埋在中隔墙的墙身混凝土内刚性支撑架焊接牢固，复喷混凝土至第一层初支设计厚度，施做上台阶第二层初支拱架，第二层初支拱架与刚性之间连接成闭环，分层喷射第二次初支混凝土；上台阶施工至适当距离后，分左右侧错开进行开挖中台阶，开挖前，先拆除计划施工段落范围内的上台阶临时仰拱及竖撑；开挖中台阶后施作锚杆，钢筋网，接长第二层初支钢架，复喷到设计厚度；中台阶施工至适当距离后，开挖下部台阶，及时封闭初期支护；下台阶开挖至一定距离后，开挖仰拱，架设仰拱钢架，灌注该段仰拱衬砌及回填；利用衬砌模板台车一次性灌注拱墙二次衬砌。

进一步地，在步骤S1031之前，解除右主洞的上台阶右导坑的临时支护4-21；在步骤S1032 之前，解除座主洞的上台阶左导坑的临时支护5-21。可以理解地，本发明中，在衬砌前均需拆除临时支护以保证顺利施工。

进一步地，步骤S104具体包括：开挖右辅道右侧导洞上导坑10-1，施作右辅道右导洞上导坑的临时支护10-21及初期支护10-2；开挖右辅道右侧导洞下导坑10-3，施作右辅道右导洞下导坑的临时支护及右辅道右隧底初期支护10-4；开挖左辅道左侧导洞上导坑11-1，施作左辅道左导洞上导坑的临时支护11-21及初期支护11-2；开挖左辅道左侧导洞下导坑11-3，施作左辅道左侧导洞下导坑的临时支护及左辅道左隧底初期支护11-4。

进一步地，步骤S105具体包括：开挖右辅道左侧导洞上台阶12-1，施作右辅道拱部初期支护12-2；开挖右辅道中上部核心土12-3及中下部核心土12-4，施作右辅道左隧底初期支护 12-5以及右辅道二次衬砌12-6、12-7。

进一步地，步骤S106具体包括：开挖左辅道右侧导洞上台阶13-1，施作左辅道拱部初期支护13-2；开挖左辅道中上部核心土13-3及中下部核心土13-4，施作左辅道右隧底初期支护 13-5以及左辅道二次衬砌13-6、13-7。

可以理解地，处于右主洞与右辅道之间的中隔墙包括分层施作形成的中隔墙的墙身和中隔墙的墙顶，且在中隔墙的墙身内预埋有刚性支撑架，两个刚性支撑架分别设于墙身的两侧；处于左主洞与左辅道之间的中隔墙包括分层施作形成的中隔墙的墙身和中隔墙的墙顶，且在中隔墙的墙身内预埋有刚性支撑架，两个刚性支撑架分别设于墙身的两侧。

可以理解地，本发明中，右辅道与左辅道的施工工法一致，均采用侧壁导坑法开挖，侧壁导坑分上、下台阶施工，上台阶高度为2.8m，下台阶1.96m；台阶长度控制在5～10m，V 级围岩开挖循环进尺控制在0.5m，Ⅳ级围岩开挖循环进尺控制在0.75m。

具体地，开挖左辅道左侧导洞上导坑，即左辅道左侧上台阶：施作上台阶左侧即远离中隔墙一侧第一层初期支护；初喷4cm厚混凝土，钻设系统锚杆，挂设网片，架立第一层初支拱架、临时钢架；分层复喷混凝土至设计厚度；导坑上台阶施工至适当距离后，开挖导坑下台阶，施工初期支护及临时支撑；中导洞开挖至适当距离后，开挖右侧即靠近中隔墙的一侧，施做右侧上台阶初期支护，初期支护钢架的拱脚与预埋在中隔墙预内的刚性支撑架连接；右侧上台阶开挖至一定距离后，开挖右侧下台阶及仰拱，架设仰拱钢架，灌注该段仰拱衬砌及回填；待围岩及初支变形稳定后，拆除临时支撑。利用衬砌模板台车一次性灌注。

进一步地，采用全断面法和/或台阶法开挖中导洞，其中，V级围岩开挖进尺控制在0.5m，Ⅳ级围岩开挖循环进尺控制在0.75m。

进一步地，中导洞、右主洞、左主洞、右辅道以及左辅道采用机械开挖20后采用爆破法开挖。

进一步地，步骤S101中的“开挖处于左主洞和右主洞之间的中导洞并施作对应的中隔墙”的中隔墙的施作方法如下：沿中导洞的高度方向分层施作中隔墙的墙身和墙顶，采用模筑混凝土衬砌中隔墙的墙身，在墙身的两侧分别预埋有用于连接支撑右主洞的上台阶左导坑的第一层初期支护4-4和左主洞的上台阶右导坑的第一层初期支护5-4、用于连接支撑右主洞第二层初期支护8-1和左主洞第二层初期支护9-1的刚性支撑架，采用型钢支撑和喷射混凝土相互结合施作中隔墙的墙顶。

请参考图2和图5，具体地，每一个中导洞相互独立地开挖并施作对应的中隔墙。本发明中以开挖处于左主洞和右主洞之间的中导洞并施作对应的中隔墙进行说明，按设计要求开挖中导洞；沿中导洞的高度方向分层施作中隔墙的墙身和墙顶，采用模筑混凝土衬砌中隔墙的墙身，在墙身的两侧分别预埋有用于连接支撑右主洞的上台阶左导坑的第一层初期支护4-4和左主洞的上台阶右导坑的第一层初期支护5-4刚性支撑架，采用型钢支撑和喷射混凝土相互结合施作中隔墙的墙顶；按设计要求开挖处于中导洞侧向的右主洞和左主洞，将右主洞的第一层初支钢拱架与对应侧的刚性支撑架固定连接，将右主洞的将第二层初支钢拱架与对应侧的刚性支撑架固定连接形成闭环；将左主洞的第一层初支钢拱架与对应侧的刚性支撑架固定连接，将左主洞的将第二层初支钢拱架与对应侧的刚性支撑架固定连接形成闭环。

采用开挖中导洞后在中导洞内施作中隔墙进行支撑，然后在开挖主洞并进行双层支护。通过沿中导洞的高度方向分层施作中隔墙的墙身和墙顶，采用模筑混凝土衬砌中隔墙的墙身，采用型钢支撑和喷射混凝土相互结合施作中隔墙的墙顶，使中隔墙的墙顶与围岩密贴，减小了围岩的松弛变形，最大程度保证了围岩的稳定；通过在墙身的两侧分别预埋有用于连接支撑第一层初支钢拱架和第二层初支钢拱架的刚性支撑架，主洞上台阶开挖时拱部钢架可以直接与刚性支撑架连接，避免了主洞中台阶、下台阶开挖后，再假设拱部钢架时，拱部钢架吊装高度高、安设难度大的问题，减少了施工风险、降低了施工难度；使刚性支撑架作为第二层初期支护的第二拱形节段预埋在浇筑的墙身内，在主洞拱部开挖完成后，将作为第二层初期支护的第一拱形节段的第二层初支钢拱架立即与刚性支撑架连接，形成闭环支撑，将拱部土石荷载传递至基底，减少了受力转化，受力更为合理，增加了施工的安全性与多连拱隧道结构的稳定性。

本发明中，采用钢模台车一次施作中隔墙的墙身，采用C30喷射砼回填密实墙身与中导洞的顶部之间的区域形成墙顶。

进一步地，步骤“沿中导洞的高度方向分层施作中隔墙的墙身和墙顶，采用模筑混凝土衬砌中隔墙的墙身，在墙身的两侧分别预埋有用于连接支撑第一层初支钢拱架和第二层初支钢拱架的刚性支撑架，采用型钢支撑和喷射混凝土相互结合施作中隔墙的墙顶”具体包括：沿中导洞的高度方向分层施作中隔墙的墙身和墙顶：采用模筑钢筋混凝土一次浇筑形成用作支撑基础的底座和设于底座上的基座，在基座的两侧分别预埋有用于连接支撑第一层初支钢拱架和第二层初支钢拱架的刚性支撑架；采用型钢支撑和喷射混凝土相互结合的方式施作中隔墙的墙顶，并使喷射混凝土充实在基座和中导洞的洞顶之间。可选地，为了保证中隔墙的结构的稳定性，底座的宽度值大于基座的宽度值，且刚性支撑架预埋在基座内。

进一步地，刚性支撑架包括用于固定连接第一层初支钢拱架和第二层初支钢拱架的连接钢板以及用于支撑第二层初支钢拱架以形成闭环支撑的型钢拱架，连接钢板固定设于型钢拱架的顶部，型钢拱架设于连接钢板的外边缘位置处，步骤“在基座的两侧分别预埋有用于连接支撑第一层初支钢拱架和第二层初支钢拱架的刚性支撑架”具体包括：在基座的两侧的顶部分别预埋有用于固定连接第一层初支钢拱架和第二层初支钢拱架的连接钢板，在基座的两侧的侧壁内分别预埋有用于支撑第二层初支钢拱架的型钢拱架。具体地，在本实施例中，采用连接钢板与主洞的第一层初期支护的第一层初支钢拱架焊接，使第一层初支钢拱架与中隔墙共同承受隧道围岩传递的荷载；第二层初期支护包括第一拱形节段的第二层初支钢拱架和第二拱形节段的型钢拱架，其中，型钢拱架预埋在中隔墙的侧壁并与中隔墙砼浇筑成整体，采用连接钢板将二层初支钢拱架与预埋在中隔墙中的型钢拱架进行连接，使二层初支钢拱架封闭并承受荷载。

进一步地，为了保证连接钢板的承力性，预埋连接钢板的上表面与第一层初支钢拱架的传力线垂直布设。

请参考图5，进一步地，在基座的顶部设置两排型钢支撑，采用C30喷射砼回填密实基座与中导洞的洞顶之间的区域形成墙顶。本发明中，通过顶部范围采用早高强C30喷射混凝土和型钢支撑的施作方式，解决了现有的采用整体浇筑施作的中隔墙无法在墙顶充填密实的问题，减小了围岩的松弛变形，最大程度保证了围岩的稳定。

进一步地，墙顶的高度值为0.9米至1.2米。更优地，墙顶的高度值为1米，将中隔墙顶部1m以下部分采用模筑钢筋混凝土一次浇筑、中隔墙顶部1m至中导洞顶部之间的范围内采用两排工字型钢支撑+喷射C30混凝土回填，最大限度地填充密实墙顶与中导洞顶部之间的间隙。

进一步地，“按设计要求开挖处于中导洞侧向的主洞，将第一层初支钢拱架与对应侧的刚性支撑架固定连接，将第二层初支钢拱架与对应侧的刚性支撑架固定连接形成闭环”具体包括：按设计要求开挖处于中导洞一侧的主洞的上台阶，将主洞的上台阶的第一层初支钢拱架与对应侧的预埋连接钢板固定连接；开挖中下台阶，将主洞的第二层初支钢拱架通过对应侧的预埋连接钢板与预埋型钢拱架连接形成闭环。可选地，第二层初支钢拱架与预埋连接钢板通过螺栓固定连接，预埋连接钢板与型钢拱架焊接。

如图6所示，采用本发明的四连拱隧道的开挖设计施工方法施作的四连拱隧道，右主线隧道的第一层初支钢拱架与预埋在中隔墙内的刚性支撑架固定连接，右主线隧道的第二层初支钢拱架与预埋在中隔墙内的刚性支撑架固定连接，第二层初支钢拱架设于第一层初支钢拱架的内侧；左主线隧道的第一层初支钢拱架与预埋在中隔墙内的刚性支撑架固定连接，左主线隧道的第二层初支钢拱架与预埋在中隔墙内的刚性支撑架固定连接，第二层初支钢拱架设于第一层初支钢拱架的内侧。

本发明的四连拱隧道，四连拱隧道的双层初期支护与中隔墙结构的建造方法彻底解决了连拱隧道中隔墙墙顶浇筑不密实的问题，同时针对较好地解决了两层初期支护钢拱架与中隔墙连接质量差、结构受力不牢靠、施工操作复杂、质量难以得到保证等问题，有利于双层初期支护与中隔墙结构连接成整体，能有效提高结构抗裂性和减少结构渗漏水病害，减少隧道工程投入运营后的维修费用，延长工程使用寿命，降低寿命期的成本，具有显著的社会经济效益。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种四联拱隧道的开挖设计施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101，开挖处于左主洞和右主洞之间的中导洞并施作对应的中隔墙，开挖处于右主洞与右辅道之间的中导洞并施作对应的中隔墙，开挖处于左主洞与左辅道之间的中导洞并施作对应的中隔墙；

S102，开挖右主洞上台阶并施作右主洞上导坑临时支护及第一层初期支护，沿纵深方向错开距离不小于30米后，开挖左主洞上台阶并施作左主洞上导坑临时支护及第一层初期支护；

S103，开挖右主洞中下台阶，施作右主洞第二层初期支护后进行右主洞二次衬砌；开挖左主洞中下台阶，施作左主洞第二层初期支护后进行左主洞二次衬砌；

S104，开挖右辅道右侧导洞，施作右辅道右导洞初期支护及右辅道右隧底初期支护；开挖左辅道左侧导洞，施作左辅道左导洞初期支护及左辅道左隧底初期支护；

S105，开挖右辅道左侧导洞，施作右辅道拱部初期支护、右辅道左隧底初期支护以及右辅道二次衬砌；

S106，开挖左辅道右侧导洞，施作左辅道拱部初期支护、左辅道右隧底初期支护以及左辅道二次衬砌。

2.根据权利要求1所述的四联拱隧道的开挖设计施工方法，其特征在于，

步骤S102具体包括：

开挖右主洞的上台阶右导坑(4-1)，施作右主洞的上台阶右导坑的临时支护(4-21)及第一层初期支护(4-2)；

开挖右主洞的上台阶左导坑(4-3)，施作右主洞的上台阶左导坑的第一层初期支护(4-4)；

沿纵深方向错开距离不小于30米后，开挖左主洞的上台阶左导坑(5-1)，施作左主洞的上台阶左导坑的临时支护(5-21)及第一层初期支护(5-2)；

开挖左主洞的上台阶右导坑(5-3)，施作左主洞的上台阶右导坑的第一层初期支护(5-4)。

3.根据权利要求2所述的四联拱隧道的开挖设计施工方法，其特征在于，

步骤S103具体包括：

S1031，开挖右主洞中台阶(6-1)，开挖右主洞下台阶(6-2)，施作右主洞第二层初期支护(8-1)后进行右主洞二次衬砌(8-2)；

S1032，开挖左主洞中台阶(7-1)，开挖左主洞下台阶(7-2)，施作左主洞第二层初期支护(9-1)后进行左主洞二次衬砌(9-2)。

4.根据权利要求3所述的四联拱隧道的开挖设计施工方法，其特征在于，

在步骤S1031之前，解除右主洞的上台阶右导坑的临时支护(4-21)；

在步骤S1032之前，解除座主洞的上台阶左导坑的临时支护(5-21)。

5.根据权利要求1所述的四联拱隧道的开挖设计施工方法，其特征在于，

步骤S104具体包括：

开挖右辅道右侧导洞上导坑(10-1)，施作右辅道右导洞上导坑的临时支护(10-21)及初期支护(10-2)；

开挖右辅道右侧导洞下导坑(10-3)，施作右辅道右导洞下导坑的临时支护及右辅道右隧底初期支护(10-4)；

开挖左辅道左侧导洞上导坑(11-1)，施作左辅道左导洞上导坑的临时支护(11-21)及初期支护(11-2)；

开挖左辅道左侧导洞下导坑(11-3)，施作左辅道左侧导洞下导坑的临时支护及左辅道左隧底初期支护(11-4)。

6.根据权利要求5所述的四联拱隧道的开挖设计施工方法，其特征在于，

步骤S105具体包括：

开挖右辅道左侧导洞上台阶(12-1)，施作右辅道拱部初期支护(12-2)；

开挖右辅道中上部核心土(12-3)及中下部核心土(12-4)，施作右辅道左隧底初期支护(12-5)以及右辅道二次衬砌(12-6、12-7)。

7.根据权利要求6所述的四联拱隧道的开挖设计施工方法，其特征在于，

步骤S106具体包括：

开挖左辅道右侧导洞上台阶(13-1)，施作左辅道拱部初期支护(13-2)；

开挖左辅道中上部核心土(13-3)及中下部核心土(13-4)，施作左辅道右隧底初期支护(13-5)以及左辅道二次衬砌(13-6、13-7)。

8.根据权利要求1所述的四联拱隧道的开挖设计施工方法，其特征在于，

采用全断面法和/或台阶法开挖中导洞，其中，V级围岩开挖进尺控制在0.5m，IV级围岩开挖循环进尺控制在0.75m。

9.根据权利要求8所述的四联拱隧道的开挖设计施工方法，其特征在于，

中导洞、右主洞、左主洞、右辅道以及左辅道采用机械开挖20后采用爆破法开挖。

10.根据权利要求1所述的四联拱隧道的开挖设计施工方法，其特征在于，

步骤S101中的“开挖处于左主洞和右主洞之间的中导洞并施作对应的中隔墙”的中隔墙的施作方法如下：

沿所述中导洞的高度方向分层施作中隔墙的墙身和墙顶，采用模筑混凝土衬砌所述中隔墙的墙身，在所述墙身的两侧分别预埋有用于连接支撑右主洞的上台阶左导坑的第一层初期支护(4-4)和左主洞的上台阶右导坑的第一层初期支护(5-4)、用于连接支撑右主洞第二层初期支护(8-1)和左主洞第二层初期支护(9-1)的刚性支撑架，采用型钢支撑和喷射混凝土相互结合施作所述中隔墙的墙顶。

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