一种五线并行小间距浅埋大断面隧道群施工方法与流程

本发明属于隧道工程领域，涉及五线并行小间距浅埋大断面隧道群施工方法。

背景技术：

根据国际隧道协会(ita)对隧道断面积大小定义，大于100m²称为特大断面隧道，随着我国交通工程、采矿工程建设事业的迅猛发展，涌现了许多特大断面隧道、多条并行隧道，例如沈阳地铁二号线北站断面为340m²，重庆轻轨大坪车站断面为430m²、红旗河沟车站断面为730m²。公路隧道为两条并行隧道，煤矿开采设计了轨道、运输、通风三条上山、下山巷道，与以往修建的隧道、煤矿巷道相比，五线并行小间距浅埋大断面隧道的建设，在隧道施工工法、隧道衬砌结构、初期支护结构模式、支护参数等方面要求更高，需要对施工方法作出相应的改进，以提高工程的安全性、可靠性、经济性。

国内外在特大断面隧道施工方法主要有三台阶七步开挖法、中隔壁法(cd法)、交叉中隔壁法(crd法)、双侧壁导洞法、三导坑法等，以上都是为了借辅助的施工方法改良不良土体，将特大的断面化成小断面施工，使开挖轮廓尽可能快的形成封闭或半封闭承载结构，然后再开挖核心岩土体。近年来，一些科研院所、设计单位和建设单位延用特大断面隧道施工工法设计思路，在常规特大断面隧道施工工法的基础上不断创新优化，提出了一些新的隧道施工工法，例如北京地铁七号线双井站为暗挖法施工，采用地下两层双柱三跨的形式，采用pba工法施工。重庆轻轨二号线大坪车站采用暗挖法施工，首次采用“上半断面侧壁导坑法，下半断面先中槽后侧墙开挖，先拱后墙衬砌”的隧道施工新工法。沈阳地铁二号线北站暗挖段为双层三拱两柱结构，岛式站台，采用洞桩法施工。重庆轻轨三号线红旗河沟车站b型断面，为亚洲最大断面的城市地下暗挖车站，采用预留十字岩梁岩柱的隧道施工新方法。这些工法适用于单条隧道施工。

国内外提出了三条并行隧道施工顺序，先开挖左右两条隧道，左右两条隧道开挖至一定位置后，然后开挖中间条隧道，此次提出的一种五线并行小间距浅埋大断面隧道群施工方法在国内外为首例。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种五线并行小间距浅埋大断面隧道群施工方法，在一定阶段依次启动挖掘五条隧道，节省了大量的时间，并加强了隧道的牢固性，保证了施工过程中的安全。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种五线并行小间距浅埋大断面隧道群施工方法，该方法包括以下步骤：

把五条并行隧道编号为b1～b5，五条并行隧道施工顺序如下：

当b2隧道纵深施工到z2时，b1隧道开始施工；

当b4隧道纵深施工到z4时，b5隧道开始施工；

当b2、b4隧道纵深均施工到z2、z4时，b3隧道开始施工；

最后b1～b5五条并行隧道在轴线方向间隔一定距离同步施工，同步推进。

进一步，所述五条并行隧道施工工法为：地质条件较好处采用cd法施工，地质条件较差处调整为crd法施工，把隧道横切面分为六个部分，左右两侧各划分为三个部分，通过依次进行挖掘和安装支护的方式对每条隧道进行施工，具体为：

当左侧1步导坑施工5m时，2步导坑开始施工；

当2步导坑施工3m是，3步导坑开始施工；

1步、2步、3步导坑超前平行施工，当1步导坑施工50m时，4步导坑开始施工；

当4步导坑施工5m时，5步导坑开始施工；

当5步导坑施工3m时，6步导坑开始施工；

最后隧道横切面六个部分进入同时施工状态。

进一步，所述五条并行隧道的洞口为了防止隧道开挖塌方和仰坡变形，采用超前大管棚、超前小导管和超前预注浆措施。

本发明的有益效果在于：本发明实现了五条并行隧道依次开挖，同步施工、同步支护。在同一隧道施工实现了分步挖掘，同时安装支护，节省了工期，解决了五线并行小间距浅埋大断面隧道群同步施工难题，有效降低了坡面沉降和隧道塌方风险，确保了施工过程的安全、快捷、经济。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明中五条并行隧道依次开挖，同步施工示意图；

图2为本发明中crd法隧道分步挖掘、支护示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，为本发明中五条并行隧道依次开挖，同步施工示意图；如图2所示，为本发明中crd法隧道分步挖掘、支护示意图。

1.工程概况

隧道沿山体横向布置b1～b5隧道，隧道中心线线间距为46m，b1隧道长232.5m，洞身开挖宽16.7m，高12.7m，断面积227m²；b2～b5隧道长276.4m，洞身开挖宽19.5m、高13.4m，断面积262m²；b1～b5隧道拱顶埋深0～63m，隧道纵向为单坡，坡度1.0～2.1％，内排水为由进口向出口排，暗挖段采用暗挖法施工，明洞段采用明挖法施工。

隧道岩体的工程地质特征：强风化层节理裂隙发育，结构面结合性差，岩体破碎，呈碎石状松散结构。中风化层节理发育至不发育，结构面结合性一般，岩体较破碎～较完整，呈碎裂状结构。

隧道围岩分级，采用隧道围岩基本质量指标bq值。b1隧道[bq]＝1705～2205，b2隧道[bq]＝163～220.5，b3隧道[bq]＝163～220.5，b4隧道[bq]＝163-205，b5隧道[bq]＝163～220.5。b1～b5隧道按ⅴ级围岩进行支护，采用复合式衬砌，即以系统锚杆(或注浆钢花管)、钢筋网、喷射混凝土、工字型钢拱架作为初期支护，并根据不同的围岩级别辅以大管棚、超前小导管等超前支护措施，二次衬砌采用模筑混凝土或钢筋混凝土，在初期支护与二次衬砌之间敷设1.5mm厚eva防水板+1.5mm厚hdpe自粘胶膜+350g/m²无纺土工布作为防水层。

2.超前大管棚

设置于隧道洞口，管棚入土深度结合地形、地质情况确定。管棚钢管均采用φ108×6mm热轧无缝钢管，环向间距40cm，接头用长15cm的丝扣直接对口连接。钢管设置于衬砌拱部，平行路面中线布置。要求钢管偏离设计位置的施工误差不大于20cm，沿隧道纵向同一横断面内接头数不大于50％，相邻钢管接头数至少须错开1.0m。为增强钢管的刚度，注浆完成后管内以m30号水泥砂浆填充。为了保证钻孔方向，在明洞衬砌外设90cm厚c30混凝土套拱，套拱纵向长2.0m，套拱内设置φ127×4mm孔口管。

3.超前小导管

设置在隧道洞内无长管棚支护的ⅴ、ⅳ级围岩地段，采用φ42×4mm的热轧无缝钢管。钢管环向间距约35～40cm，外插角控制在10～15°左右，尾端支撑于钢架外侧，每排小导管纵向至少需搭接1.0m。

4.初支背后注浆

初支施工时在拱墙范围预埋φ42注浆钢花管，在初支完成3～5m后及时压注水泥浆，以确保初支后密实。注浆参数：管长为初支厚度加0.5m，壁厚4mm，注浆管间距1.5×2.0m(环×纵)，梅花形布置，注浆水灰比0.5：1～1：1，压力0.5～1.0mpa。施工过程中出露的地下水，应及时进行注浆封堵，以确保初支表面干燥、无渗漏水，达到施作防水层及二衬自防水混凝土浇筑的无水条件。

5.五条隧道同步施工方法

隧道明洞段采用明挖法施工，在确保洞口边坡稳定的条件下，就地全断面整体模筑钢筋混凝土。暗洞均采用新奥法施工，主要工序采用机械化作业，隧道出渣采用无轨运输方式，二次衬砌浇筑采用模板台车。

1)b1～b5五条隧道施工顺序：

当b2隧道纵深施工到z2时，b1隧道开始施工；

当b4隧道纵深施工到z4时，b5隧道开始施工；

当b2、b4隧道纵深均施工到z2、z4时，b3隧道开始施工；

b2、b4隧道同步开始施工；

最后五条隧道进入同时施工状态。

2)b1～b5隧道采用cd、crd法施工：

当左侧1步导坑施工5m时，2步导坑开始施工；

当2步导坑施工3m是，3步导坑开始施工；

1步、2步、3步导坑超前平行施工，当1步导坑施工50m时，4步导坑开始施工；

当4步导坑施工5m时，5步导坑开始施工；

当5步导坑施工3m时，6步导坑开始施工；

最后隧道纵切面六个部分进入同时施工状态。

3)隧道初次期支护采用锚喷+工字钢架，二次衬砌采用钢筋混凝土结构，先施作仰拱再施作边墙。五条平行小间距隧道施工干扰大，隧道断面较大，且爆破频繁，对山体围岩扰动大，施工中应严格控制总药量及单段最大爆破药量，采取空间错位，跳一隔一爆破施工，不得对相邻隧道采取同时爆破施工作业，且相邻隧道掌子面应错开50m以上。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。