穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法与流程
本发明属于隧道施工技术领域，尤其是涉及一种穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法。
背景技术：
断层破碎带是指断层两盘相对运动，相互挤压，使附近的岩石破碎，形成与断层面大致平行的破碎带，简称断裂带。在国内，断面倾角大于45°或30°的高角度逆断层称为逆冲断层，穿越高角度逆冲断层的隧道施工难度非常大，上述高角度逆冲断层指断面倾角大于60°的逆冲断层。尤其是当所处地层为富水富砂地层时，施工难度更大。富水富砂地层也称为富水砂地层，是指地层中富含地下水且含有砂层，该地层既为富水地层，也为富砂地层。在富水富砂地层中，岩体破碎为地下水的赋存与富集提供了更有利条件，施工难度非常大，加上地层中含有砂层，施工中极易发生涌水涌砂，再加上断层断面倾角大于60°，易造成灾难性后果，严重影响到施工安全与效益。因而，当隧道穿越断层内富含地下水，岩体多为碎屑岩，并且富含沙土、砂石的高角度逆冲富水富砂断层时，所存在的施工风险非常大，待开挖至高角度富水逆冲断层时，在高水压作用下，掌子面极易突发涌水、涌砂等地质灾害，施工风险高，施工难度大且施工进度慢。
对穿越高角度逆冲富水富砂断层的隧道进行开挖时，需采用台阶法进行开挖。台阶法是指先开挖隧道上部断面(上台阶)，上台阶超前一定距离后开始开挖下部断面(下台阶，也称隧道上部洞体)，上下台阶同时并进的施工方法。其中，三台阶开挖法(也称为三台阶法)是指将所开挖隧道分为上、中、下三个台阶进行开挖。采用三台阶法对穿越高角度富水逆冲断层的隧道进行开挖时，由于开挖断面分块多，施工难度大且施工风险高，必须采用合理的开挖和支护方法，才能确保施工安全，并保证施工工期。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法，其方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，通过在隧道正洞与迂回导坑之间的高位泄水洞排出断层上盘赋水，同时通过先于隧道正洞开挖的迂回导坑进行辅助排水并提前探明正洞掌子面前方断层情况，能最大程度排出断层内赋水，减小掌子面前方断层内水压力，并能保证各掌子面施工安全，采用三台阶法对隧道正洞进行开挖，并且开挖后采用双层初期支护结构对隧道洞进行全断面支护，能确保后期隧道结构安全。缩短施工工期。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法，其特征在于：所施工隧道的隧道正洞分为后侧隧道段、位于后侧隧道段前侧的前侧隧道段和连接于后侧隧道段与前侧隧道段之间且从高角度逆冲富水富砂断层穿过的中部隧道段；隧道正洞的同一侧设置有迂回导坑和泄水洞，所述迂回导坑和泄水洞均为由后向前穿越高角度逆冲富水富砂断层的隧道洞；所述迂回导坑为在后侧隧道段与前侧隧道段之间开挖形成的绕行用导坑，所述迂回导坑与隧道正洞布设于同一水平面上；所述迂回导坑由后向前分为后侧导坑段、中部导坑段和前侧导坑段，所述前侧导坑段位于所述后侧导坑段前侧，所述中部导坑段连接于所述后侧导坑段与所述前侧导坑段之间，所述中部导坑段与隧道正洞呈平行布设，所述后侧导坑段后端与后侧隧道段相交且二者的交叉口为导坑后交叉口，所述前侧导坑段前端与前侧隧道段相交且二者的交叉口为导坑前交叉口；所述后侧导坑段位于中部隧道段后侧；
所述泄水洞包括后侧洞体和位于所述后侧洞体前侧且与隧道正洞呈平行布设的前侧洞体，所述前侧洞体位于隧道正洞的侧上方且其位于隧道正洞与所述中部导坑段之间，所述后侧洞体为由后向前逐渐向上倾斜的隧道洞体；所述后侧洞体后端与后侧隧道段相交且二者的交叉口为泄水洞交叉口，所述导坑后交叉口和所述泄水洞交叉口均位于中部隧道段后侧，所述泄水洞交叉口和所述后侧洞体均位于所述导坑后交叉口后侧；
所述前侧洞体分为后部洞体和位于所述后部洞体前侧且穿过高角度逆冲富水富砂断层的前部泄水洞体，所述后侧洞体和所述前侧洞体中的后部洞体组成泄水洞的排水洞体；
所述中部导坑段分为后部导坑段和位于所述后部导坑段前侧且穿过高角度逆冲富水富砂断层的前部导坑段，所述后侧导坑段和所述中部导坑段的后部导坑段组成迂回导坑的后侧迂回导坑段；
对所施工隧道进行开挖及支护施工时，包括以下步骤：
步骤一、后侧隧道段初步开挖及支护施工：沿隧道纵向延伸方向由后向前对后侧隧道段中位于所述泄水洞交叉口后侧的隧道段进行开挖施工，并由后向前对开挖成型的后侧隧道段进行支护；
步骤二、后侧隧道段与泄水洞排水洞体同步开挖及支护施工：待后侧隧道段开挖至所述泄水洞交叉口所处位置处时，沿隧道纵向延伸方向由后向前对后侧隧道段中位于所述泄水洞交叉口与所述导坑后交叉口之间的隧道段进行开挖施工，同时从所述泄水洞交叉口开始由后向前对泄水洞的排水洞体进行开挖施工，并由后向前对开挖成型的后侧隧道段和泄水洞分别进行支护；
步骤三、后侧隧道段、泄水洞排水洞体与后侧迂回导坑段同步开挖及支护施工：待后侧隧道段开挖至所述导坑后交叉口所处位置处时，沿隧道纵向延伸方向由后向前对后侧隧道段中位于所述导坑后交叉口前侧的隧道段进行开挖施工，并由后向前对开挖成型的后侧隧道段进行支护；同时，对泄水洞的排水洞体继续进行开挖施工，并从所述导坑后交叉口开始由后向前对迂回导坑的后侧迂回导坑段进行开挖施工，并由后向前对开挖成型的泄水洞和迂回导坑分别进行支护；
步骤四、前部泄水洞体、前部导坑段与中部隧道段开挖及支护施工：
所述前部泄水洞体、所述前部导坑段和中部隧道段的长度均相同且三者呈平行布设，所述前部泄水洞体、所述前部导坑段和中部隧道段均由后向前分为多个隧道节段，多个所述隧道节段的长度均相同；
对所述前部泄水洞体进行施工时，沿隧道延伸方向由后向前对所述前部泄水洞体的多个所述隧道节段分别进行开挖及支护施工；多个所述隧道节段的开挖及支护施工方法均相同；所述前部泄水洞体的每个所述隧道节段中均开设有一个洞外排水孔组；
每个所述洞外排水孔组均包括一排或多排拱部排水孔和由后向前布设的多排边墙排水孔，多排所述拱部排水孔沿所述前侧洞体的纵向延伸方向由后向前布设；每排所述拱部排水孔均包括多个由左至右布设在所述前部泄水洞体体拱部外侧的拱部排水孔，每个所述拱部排水孔均为由后向前钻进至高角度逆冲富水富砂断层内的钻孔，每个所述拱部排水孔均由后向前逐渐向上倾斜；每排所述拱部排水孔中所有拱部排水孔的孔口均布设于所述前侧洞体的同一横断面上；
每排所述边墙排水孔均包括左右两组对称布设于所述前部泄水洞体体左右两侧边墙外侧的边墙排水孔，两组所述边墙排水孔中一组所述边墙排水孔位于隧道正洞上方，另一组所述边墙排水孔位于迂回导坑上方；每组所述边墙排水孔均包括多个由上至下布设的边墙排水孔，每个所述边墙排水孔均呈水平布设；每排所述边墙排水孔中所有边墙排水孔的孔口均布设于所述前侧洞体的同一横断面上；每个所述边墙排水孔均为由后向前钻进至高角度逆冲富水富砂断层内的钻孔；
对所述前部泄水洞体中任一个所述隧道节段进行开挖及支护施工时，过程如下：
步骤a1、排水孔施工：采用钻机对该隧道节段中所述洞外排水孔组的拱部排水孔和边墙排水孔分别进行钻孔，获得施工成型的所述洞外排水孔组；
步骤a2、排水：通过步骤a1中所述洞外排水孔组进行排水；
步骤a3、开挖及支护：沿隧道纵向延伸方向由后向前对该隧道节段进行开挖，并对开挖成型的泄水洞进行支护；
待所述前部泄水洞体的多个所述隧道节段均开挖及支护完成后，完成泄水洞的施工过程；
对所述前部导坑段进行开挖及支护施工时，沿隧道延伸方向由后向前对所述前部导坑段的多个所述隧道节段分别进行开挖及支护施工；多个所述隧道节段的开挖及支护施工方法均相同；所述前部导坑段的每个所述隧道节段中均开设有一个导坑排水孔组；
每个所述导坑排水孔组均包括由后向前布设的多排侧部排水孔，每排所述侧部排水孔均包括多个由上至下布设的侧部排水孔，每个所述侧部排水孔均呈水平布设；每排所述侧部排水孔中所有侧部排水孔的孔口均布设于所述前部导坑段的同一横断面上；每个所述侧部排水孔均为由后向前钻进至高角度逆冲富水富砂断层内的钻孔；
对所述前部导坑段的任一个所述隧道节段进行开挖及支护施工时，过程如下：
步骤b1、排水孔施工：采用钻机对该隧道节段中所述导坑排水孔组的侧部排水孔分别进行钻孔，获得施工成型的所述导坑排水孔组；
步骤b2、排水：通过步骤b1中所述导坑排水孔组进行排水；
步骤b3、开挖及支护：沿隧道纵向延伸方向由后向前对该隧道节段进行开挖，并对开挖成型的迂回导坑进行支护；本步骤中，所述前部导坑段的掌子面位于所述前部泄水洞体的掌子面后侧；
待所述前部导坑段的多个所述隧道节段均开挖及支护完成后，完成所述前部导坑段的施工过程；
对中部隧道段进行开挖及支护施工时，由后向前对中部隧道段的多个所述隧道节段分别进行开挖及支护施工，多个所述隧道节段的开挖及支护施工方法均相同；
所述中部隧道段的隧道正洞由上至下分为上部洞体、中部洞体和下部洞体，所述上部洞体分为左侧导洞和位于左侧导洞右侧的右侧导洞；
所述中部隧道段的初期支护结构为双层初期支护结构，所述双层初期支护结构包括由一层喷射于隧道正洞内壁上的混凝土形成的混凝土初喷层、多榀对隧道正洞进行支护且支立于混凝土初喷层内侧的型钢拱架、由一层喷射于混凝土初喷层上的混凝土形成的混凝土复喷层、多榀对隧道正洞进行支护且支立于混凝土复喷层内侧的格栅钢架和由一层喷射于混凝土复喷层上的混凝土形成的混凝土内喷层，所述型钢拱架和格栅钢架均为对隧道正洞进行全断面支护的支护钢架且二者的形状均与隧道正洞的横断面形状相同；所述混凝土初喷层、混凝土复喷层和混凝土内喷层的横断面形状均与隧道正洞的横断面形状相同；多榀所述型钢拱架的结构均相同且其沿隧道纵向延伸方向由后向前进行布设，多榀所述型钢拱架通过纵向连接结构紧固连接为一体；多榀所述格栅钢架的结构均相同，所述格栅钢架的数量与型钢拱架的数量相同，每榀所述型钢拱架内侧均布设有一榀所述格栅钢架，每榀所述型钢拱架与布设于其内侧的格栅钢架均布设于隧道正洞的同一隧道断面上；多榀所述型钢拱架均埋设于混凝土复喷层内，所述混凝土复喷层的层厚大于型钢拱架的厚度；多榀所述格栅钢架均埋设于混凝土内喷层内，所述混凝土内喷层的厚度大于格栅钢架的厚度；多榀所述型钢拱架呈均匀布设，相邻两榀所述型钢拱架之间的间距为d且d的取值范围为0.8m～1.2m；
所述双层初期支护结构中所述混凝土初喷层、多榀所述型钢拱架和混凝土复喷层组成外层初支结构，所述混凝土内喷层和多榀所述格栅钢架组成位于外层初支结构内侧的内层初支结构；
每榀所述型钢拱架均由一个对隧道正洞拱墙进行支护的拱墙支撑拱架和一个对隧道正洞底部进行支护的隧道仰拱支架拼接而成，所述隧道仰拱支架位于所述拱墙支撑拱架的正下方且二者位于同一隧道横断面上，所述隧道仰拱支架与所述拱墙支撑拱架形成一个封闭式全断面支架；所述拱墙支撑拱架由一个对位于所述上部洞体内的上部拱架和两个对称布设于上部拱架左右两侧下方的侧部支架拼接而成，两个所述侧部支架均位于中部洞体内；所述隧道仰拱支架位于下部洞体内，所述隧道仰拱支架的左端与一个所述侧部支架底部紧固连接，所述隧道仰拱支架的右端与另一个所述侧部支架底部紧固连接；所述上部拱架由位于左侧导洞内的左侧拱架和位于右侧导洞内的右侧拱架拼接而成；
对中部隧道段的任一个所述隧道节段进行开挖及支护时，包括以下步骤：
步骤f1、上部洞体开挖及初期支护，过程如下：
步骤f11、左侧导洞开挖及外层初期支护：沿隧道纵向延伸方向由后向前对当前所开挖隧道节段的左侧导洞进行开挖；
所述左侧导洞开挖过程中，由后向前在开挖成型的左侧导洞内壁上喷射一层混凝土获得左侧导洞内的混凝土初喷层，并由后向前在开挖成型的左侧导洞内安装左侧拱架，且使左侧拱架支立于混凝土初喷层内侧；同时在内侧支立有左侧拱架的混凝土初喷层上喷射一层混凝土获得左侧导洞内的混凝土复喷层，并使左侧拱架埋设于混凝土复喷层内，完成左侧导洞内外层初支结构的施工过程；
步骤f12、右侧导洞开挖及外层初期支护：步骤f11中所述左侧导洞开挖过程中，沿隧道纵向延伸方向同步由后向前对对当前所开挖隧道节段的右侧导洞进行开挖，获得开挖成型的所述上部洞体；
所述右侧导洞开挖过程中，由后向前在开挖成型的右侧导洞内壁上喷射一层混凝土获得右侧导洞内的混凝土初喷层，并由后向前在开挖成型的右侧导洞内安装右侧拱架，使右侧拱架支立于混凝土初喷层内侧且使右侧拱架与左侧拱架紧固连接为一体，获得施工成型的所述上部拱架；同时在内侧支立有右侧拱架的混凝土初喷层上喷射一层混凝土获得右侧导洞内的混凝土复喷层，并使右侧拱架埋设于混凝土复喷层内，完成所述上部洞体内外层初支结构的施工过程；
本步骤中开挖过程中，所述右侧导洞的掌子面位于左侧导洞的掌子面后侧；
步骤f2、中部洞体开挖及外层初期支护：步骤f1中进行上部洞体开挖过程中，沿隧道纵向延伸方向由后向前在已开挖成型的所述上部洞体下方对当前所开挖隧道节段的中部洞体进行开挖；
所述中部洞体开挖过程中，由后向前在开挖成型的中部洞体内壁上喷射一层混凝土获得中部洞体内的混凝土初喷层，并由后向前在开挖成型的中部洞体左右两侧分别安装侧部支架，使侧部支架支立于混凝土初喷层内侧且使每个所述侧部支架均与步骤f12中所述上部拱架紧固连接为一体；同时在内侧支立有侧部支架的混凝土初喷层上喷射一层混凝土获得中部洞体内的混凝土复喷层，并使侧部支架埋设于混凝土复喷层内，完成中部洞体内外层初支结构的施工过程；
所述中部洞体内左右两个所述侧部支架与步骤f12中所述上部拱架连接组成拱墙拱架；
本步骤中开挖过程中，所述中部洞体的掌子面位于步骤f12中所述右侧导洞的掌子面后侧；
步骤f3、下部洞体开挖及外层初期支护：步骤f2中进行中部洞体开挖过程中，沿隧道纵向延伸方向由后向前在已开挖成型的中部洞体下方对当前所开挖隧道节段的下部洞体进行开挖，获得开挖成型的隧道正洞；
所述下部洞体开挖过程中，由后向前在开挖成型的下部洞体内壁上喷射一层混凝土获得下部洞体内的混凝土初喷层，并由后向前在开挖成型的下部洞体内安装隧道仰拱支架，使隧道仰拱支架支立于混凝土初喷层内侧且使隧道仰拱支架与步骤f2中所述拱墙拱架连接形成型钢拱架；同时在内侧支立有隧道仰拱支架的混凝土初喷层上喷射一层混凝土获得下部洞体内的混凝土复喷层，并使隧道仰拱支架埋设于混凝土复喷层内，完成隧道正洞内外层初支结构的施工过程；
本步骤中开挖过程中，所述下部洞体的掌子面位于步骤f2中所述中部洞体的掌子面后侧；
步骤f4、内层初期支护及二衬施工：步骤f3中开挖过程中，还需由后向前在已施工成型的外层初支结构内侧支立格栅钢架，同时由后向前在内侧支立有格栅钢架的外层初支结构上喷射一层混凝土获得混凝土内喷层，并使格栅钢架埋设于混凝土内喷层内，完成内层初支结构的施工过程，获得施工成型的所述双层初期支护结构；
步骤f4中进行内层初期支护过程中，由后向前在已施工成型的所述双层初期支护结构内侧施工隧道二次衬砌，完成该隧道节段的开挖及支护过程；
步骤五、前侧隧道段开挖及支护施工：所述前侧隧道段分为位于所述导坑前交叉口前侧的前部隧道段和位于所述导坑前交叉口后侧的后部隧道段；
待步骤四中所述前部导坑段开挖完成后，由后向前对所述前侧导坑段进行开挖，并由后向前对开挖成型的迂回导坑进行支护，直至完成迂回导坑开挖及支护过程；
待迂回导坑开挖完成后，沿隧道纵向延伸方向由后向前对前侧隧道段的前部隧道段进行开挖，并由后向前对开挖成型的所述前部隧道段进行支护；同时沿隧道纵向延伸方向由前向后对前侧隧道段的后部隧道段进行开挖，并由前向后对开挖成型的所述后部隧道段进行支护。
上述穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法，其特征是：所述前部泄水洞体、所述前部导坑段和中部隧道段均由后向前分为n个所述隧道节段，n为中部隧道段中隧道节段的总数量，n为正整数且n≥2；
步骤b2中排水完成后，完成所述前部导坑段中第i个所述隧道节段的排水过程；其中，i为正整数且i＝1、2、3、…、n；
待所述前部导坑段中第i个所述隧道节段的排水过程完成后，再进入步骤b1，对所述前部泄水洞体的第i个所述隧道节段进行开挖及支护施工；
待所述前部导坑段中第i个所述隧道节段的排水过程完成后，再对中部隧道段中的第i个所述隧道节段进行帷幕注浆加固；待中部隧道段中第i个所述隧道节段帷幕注浆加固完成后，再对中部隧道段中的第i个所述隧道节段进行开挖及支护。
上述穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法，其特征是：步骤a2中排水完成后，完成所述前部泄水洞体中第i个所述隧道节段的排水过程；
待所述前部泄水洞体中第i个所述隧道节段的排水过程完成后，再对所述前部导坑段中的第i个所述隧道节段进行帷幕注浆加固；待所述前部导坑段中第i个所述隧道节段帷幕注浆加固完成后，再进入步骤b4，对所述前部导坑段中的第i个所述隧道节段进行开挖及支护。
上述穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法，其特征是：每个所述隧道节段的长度均为l1且l1的取值范围为15m～25m。
上述穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法，其特征是：所述泄水洞后侧设置有斜井，所述斜井前端与隧道正洞相交且二者的交叉口为斜井交叉口，所述斜井交叉口位于所述泄水洞交叉口后侧；所述斜井为用于将从泄水洞排出的水从隧道正洞内排出的排水通道；
步骤一中进行后侧隧道段初步开挖施工时，先沿隧道纵向延伸方向由后向前对后侧隧道段中位于所述斜井交叉口后侧的隧道段进行开挖施工；待后侧隧道段开挖至所述斜井交叉口所处位置后，再沿隧道纵向延伸方向由后向前对后侧隧道段中位于所述斜井交叉口与所述泄水洞交叉口之间的隧道段进行开挖施工，同时从所述斜井交叉口开始对斜井进行开挖施工；
所述拱部排水孔、边墙排水孔和侧部排水孔均为地层排水孔；
步骤a2中通过步骤a1中所述洞外排水孔组进行排水时，通过所述洞外排水孔组中的各地层排水孔将水排至泄水洞内，再通过后侧隧道段中位于所述斜井交叉口与所述泄水洞交叉口之间的隧道段将水排至斜井内，最后通过开挖完成的斜井将水排出；
步骤b2中通过步骤b1中所述导坑排水孔组进行排水时，通过所述导坑排水孔组中的各地层排水孔将水排至迂回导坑内，再通过后侧隧道段中位于所述斜井交叉口与所述泄水洞交叉口之间的隧道段将水排至斜井内，最后通过开挖完成的斜井将水排出。
上述穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法，其特征是：步骤f1中进行上部洞体开挖及初期支护之前，需先对当前所施工隧道节段进行超前支护，并获得当前所施工节段的隧道节段超前支护结构；所述隧道正洞的边墙分为上部墙体和位于所述上部墙体正下方的下部墙体；
所述隧道节段超前支护结构包括对同一个所述隧道节段进行支护的超前管棚支护结构和超前小导管注浆支护结构，所述超前管棚支护结构的纵向长度大于所述隧道节段的长度；
所述超前管棚支护结构包括多根由后向前钻进至隧道正洞掌子面前方岩层内的管棚管和一个对多根所述管棚管进行导向的管棚导向架，多根所述管棚管沿隧道正洞的拱部轮廓线由左至右进行布设；所述管棚导向架上开有多个供管棚管安装的管棚管安装孔，多根所述管棚管的后端均安装于所述管棚导向架上；
所述超前小导管注浆支护结构包括多个对同一个所述隧道节段的拱墙进行超前支护的拱墙超前小导管注浆支护结构，多个所述拱墙超前小导管注浆支护结构呈均匀布设且其沿隧道纵向延伸方向由后向前布设，前后相邻两个所述拱墙超前小导管注浆支护结构的搭接长度不大于3m；前后相邻两个所述拱墙超前小导管注浆支护结构之间的间距l＝n×d，其中n为正整数且n的取值范围为3～6；所述隧道正洞的边墙分为上部墙体和位于所述上部墙体正下方的下部墙体；
每个所述拱墙超前小导管注浆支护结构均包括一个小导管导向架、一个对所述隧道节段的拱部进行超前支护的拱部超前小导管注浆支护结构和左右两个分别对所述隧道节段左右两侧边墙的下部墙体进行超前支护的边墙超前小导管注浆支护结构，两个所述边墙超前小导管注浆支护结构呈对称布设，两个所述边墙超前小导管注浆支护结构与所述拱部超前小导管注浆支护结构均布设于同一个隧道横断面上且三者的纵向长度均相同；每个所述拱部超前小导管注浆支护结构均包括多根由后向前钻进至隧道正洞掌子面前方岩层内的拱部注浆小导管，多根所述拱部注浆小导管沿隧道正洞的拱部轮廓线由左至右进行布设；每个所述边墙超前小导管注浆支护结构均包括多根由后向前钻进至隧道正洞掌子面前方岩层内的边墙注浆小导管，多根所述边墙注浆小导管沿隧道正洞的所述下部墙体轮廓线由上至下进行布设；每个所述拱墙超前小导管注浆支护结构中所有边墙注浆小导管和所有拱部注浆小导管的结构和尺寸均相同且其均布设于隧道正洞的同一个隧道横断面上；
所述小导管导向架为对一个所述拱墙超前小导管注浆支护结构中的所有边墙注浆小导管和所有拱部注浆小导管分别进行导向的导向架，所述小导管导向架为初期支护拱架；所述小导管导向架的拱部由左至右开有多个供拱部注浆小导管安装的拱部安装孔，所述小导管导向架的左右两侧下部均开有多个供边墙注浆小导管安装的侧部安装孔，所述拱墙超前小导管注浆支护结构中边墙注浆小导管和拱部注浆小导管的后端均安装于同一个所述小导管导向架上。
上述穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法，其特征是：步骤f1中进行上部洞体开挖及初期支护之前，先对当前所施工隧道节段进行超前管棚支护，获得该隧道节段的超前管棚支护结构；
所述上部洞体与中部洞体组成中上部洞体，所述上部洞体和下部洞体的高度均大于4m，所述中部洞体的高度不大于10m；
步骤f2中由后向前在已开挖成型的所述上部洞体下方对当前所开挖隧道节段的中部洞体进行开挖时，由后向前分多个开挖节段对该隧道节段的中部洞体进行开挖；
对任一个所述开挖节段进行开挖之前，先对该开挖节段的拱墙进行超前小导管注浆加固，并获得一个所述超前小导管注浆支护结构；
每个所述开挖节段的长度均与前后相邻两个所述拱墙超前小导管注浆支护结构之间的间距l相同。
上述穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法，其特征是：所述隧道正洞分为隧道上洞体和位于所述隧道上洞体正下方的隧道下洞体，所述隧道上洞体的横截面为半圆形；所述边墙的上部墙体位于所述隧道上洞体内且其下部墙体位于所述隧道下洞体内；两个所述边墙超前小导管注浆支护结构均位于所述隧道下洞体外侧；
所述小导管导向架上开设所述拱部安装孔的区域为拱部开孔区，所述拱部开孔区的形状为弧形且其圆心角为120°；
所述管棚导向架上开设管棚管安装孔的区域为上部开孔区，所述上部开孔区的形状为弧形且其圆心角为180°。
上述穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法，其特征是：所述隧道正洞的后侧隧道段和中部隧道段组成主体隧道段，所述主体隧道段内设置有高位逃生平台，所述高位逃生平台沿所述主体隧道段的纵向长度方向布设且二者的长度相同；每个所述辅助坑道内均布设有一个与所述高位逃生平台连接的所述辅助坑道应急逃生系统；
所述高位逃生平台包括三个从后向前布设于隧道正洞内的洞体侧高位逃生通道节段，三个所述高位逃生通道节段均沿隧道正洞的纵向延伸方向布设且其均布设于隧道正洞的一侧边墙内侧；每个所述洞体侧高位逃生通道节段均固定于隧道正洞的一侧边墙上，所述洞体侧高位逃生通道节段所固定的边墙为逃生通道固定边墙；前后相邻两个所述洞体侧高位逃生通道节段之间均通过一个洞口侧高位逃生通道节段连接，所述洞口侧高位逃生通道节段位于所述辅助坑道洞口外侧且其布设于隧道正洞内；所述洞口侧高位逃生通道节段为沿隧道正洞纵向延伸方向布设的纵向连接架；
三个所述高位逃生通道节段分别为布设于所述主体隧道段中位于所述泄水洞交叉口后侧的隧道段中的后侧高位逃生通道节段、布设于所述主体隧道段中所述导坑后交叉口与所述泄水洞交叉口之间的隧道段中的中部高位逃生通道节段和布设于所述主体隧道段中位于所述导坑后交叉口前侧的隧道段中的前侧高位逃生通道节段；
所述洞体侧高位逃生通道节段包括多个沿隧道正洞的纵向延伸方向由后向前布设的高位逃生通道支架和一个支撑于多个所述高位逃生通道支架上且供逃生人员行走的边墙侧人行平台，多个所述高位逃生通道支架均固定于所述逃生通道固定边墙上且其组成供边墙侧人行平台支撑的隧道纵向支撑体系，每个所述高位逃生通道支架均布设于其所处位置处隧道正洞的隧道横断面上；所述边墙侧人行平台与对隧道正洞内仰拱进行填充的仰拱填充层之间的净距不小于2m；每个所述高位逃生通道支架的内侧均支立有一个斜向爬梯，斜向爬梯底部支撑于仰拱填充层上且其上部支撑于高位逃生通道支架上；所述洞体侧高位逃生通道节段中最靠近所述辅助坑道洞口的一个所述高位逃生通道支架为洞口侧支架，支立于所述洞口侧支架内侧的斜向爬梯为洞口侧爬梯；
每个所述辅助坑道应急逃生系统均包括两个分别布设在辅助坑道左右两侧边墙内侧的隧道应急逃生装置；
每个所述隧道应急逃生装置均包括一个由多个应急爬梯组成的爬梯组和两道沿辅助坑道的纵向延伸方布设且固定在所述爬梯组上的安全绳，每道所述安全绳均与多个所述应急爬梯固定连接；多个所述应急爬梯沿辅助坑道的纵向延伸方向从后向前布设，所述应急爬梯为固定在所述隧道支护结构上且高度不小于3m的竖向爬梯；两道所述安全绳分别为固定在应急爬梯上部的上安全绳和位于所述上安全绳下方且固定在应急爬梯下部的下安全绳；每个所述隧道应急逃生装置中最靠近所述辅助坑道洞口的一个所述应急爬梯为辅助坑道洞口爬梯，每个所述辅助坑道洞口爬梯均通过连接机构和与其最近的一个所述洞口侧爬梯连接，所述连接机构为连接绳或连接架。
上述穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法，其特征是：步骤一中对后侧隧道段中位于所述泄水洞交叉口后侧的隧道段进行开挖过程中，由后向前在施工成型的隧道正洞内对所述后侧高位逃生通道节段进行施工；
待后侧隧道段中位于所述泄水洞交叉口后侧的隧道段开挖施工完成后，获得施工成型的所述后侧高位逃生通道节段；
步骤二中对后侧隧道段中位于所述泄水洞交叉口与所述导坑后交叉口之间的隧道段进行开挖过程中，由后向前在施工成型的隧道正洞内对所述中部高位逃生通道节段进行施工，同时将在所述泄水洞交叉口外侧布设一个所述纵向连接架；
待后侧隧道段中位于所述泄水洞交叉口与所述导坑后交叉口之间的隧道段开挖施工完成后，获得施工成型的所述中部高位逃生通道节段；
对泄水洞的排水洞体进行开挖过程中，由后向前在施工成型的泄水洞内对所述辅助坑道应急逃生系统进行施工，并将所施工辅助坑道应急逃生系统中的每个所述辅助坑道洞口爬梯均通过连接机构和与其最近的一个所述洞口侧爬梯连接；
步骤三中对后侧隧道段中位于所述导坑后交叉口前侧的隧道段进行开挖时，由后向前在施工成型的隧道正洞内对所述前侧高位逃生通道节段进行施工，同时将在所述导坑后交叉口外侧布设一个所述纵向连接架；
对泄水洞的排水洞体继续进行开挖施工过程中，由后向前对泄水洞内的所述辅助坑道应急逃生系统继续进行施工；
对迂回导坑的后侧迂回导坑段进行开挖施工过程中，由后向前在施工成型的迂回导坑内对所述辅助坑道应急逃生系统进行施工，并将所施工辅助坑道应急逃生系统中的每个所述辅助坑道洞口爬梯均通过连接机构和与其最近的一个所述洞口侧爬梯连接；
步骤四中对泄水洞的前部泄水洞体进行开挖过程中，由后向前对泄水洞内的所述辅助坑道应急逃生系统继续进行施工；待所述前部泄水洞体施工完成后，获得泄水洞内施工成型的所述辅助坑道应急逃生系统；
对迂回导坑的前部导坑段进行开挖施工过程中，由后向前对迂回导坑内的所述辅助坑道应急逃生系统继续进行施工；待所述前部导坑段施工完成后，获得迂回导坑内施工成型的所述辅助坑道应急逃生系统；
对中部隧道段进行开挖施工过程中，由后向前对中部隧道段内的所述前侧高位逃生通道节段进行施工。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、方法步骤简单、设计合理且施工简便，投入成本较低。
2、泄水洞布设位置合理，在迂回导坑和隧道正洞间设置高位泄水洞，对碎屑岩陡倾逆冲富水断层上盘富水区进行充分排水，实现碎屑岩陡倾逆冲富水断层上盘富水区“分水降压”的目的，能有效确保施工安全，并且也能有效降低隧道正洞及迂回导坑的超前注浆施工难度，在确保施工安全、隧道施工质量的同时，也能加快施工进度。
3、前部泄水洞体内洞外排水孔组设计合理，既能实现泄水洞、隧道正洞与迂回导坑上方碎屑岩陡倾逆冲富水断层的充分、有效排水，同时便于施工，拱部排水孔和边墙排水孔的长度均能得到有效控制，能有效节约成本，并减少工期。
4、采用迂回导坑绕过中部隧道段，对隧道正洞中位于导坑前交叉口前侧的隧道段进行施工。在对隧道正洞中位于所述导坑前交叉口前侧的隧道段进行施工的同时，能同步对隧道正洞中位于所述导坑后交叉口和所述导坑前交叉口之间的隧道段进行施工，因而能有效提高施工效率，缩短施工工期。并且，迂回导坑与隧道正洞之间存在较大间距，因而与隧道正洞施工互不影响，并且迂回导坑施工过程易于控制，施工过程安全、可靠。
5、排水效果好且实用价值高，采用在隧道正洞侧增加“高位泄水洞”，同时在隧道正道同侧施做的迂回导坑与泄水洞在排水能力上形成互补，最大程度排出断层内赋水，保证各掌子面施工安全。采用高位泄水洞将断层内水压及排水量降低，为注浆加固创造条件，保证断层加固效果，快速完成帷幕注浆止水作业。同时，采用增加迂回导坑，提供新的施工作业面，提高隧道断层带施工工效，有效节约工期。
6、隧道正洞采用三台阶四步开挖法进行开挖，施工简单，施工速度快，并且施工过程安全、可靠。
7、所采用的隧道超前支护结构结构设计合理、施工简便、使用效果好且实用价值高，将管棚超前支护与超前小导管注浆支护相结合对隧道的拱部与边墙整体进行支护，能有效提高隧道洞整体稳固性、可靠性，确保施工安全，因而能达到全断面帷幕注浆相同的加固效果，但与全断面帷幕注浆加固相比，能大幅度提高施工效率，减少施工工期，降低施工成本。
8、所采用超前管棚支护结构能对整个隧道节段拱部和边墙的上部墙体进行整体加固，并且在隧道节段后端设置有对边墙下部墙体进行加固的边墙超前小导管注浆支护结构，使隧道节段后端的拱部和边墙均能进行稳固支护，能有效解决受隧道开挖后所产生的水平压力影响隧道节段后端左右两侧边墙下部容易出现受压变形、沉降等问题，能对隧道拱墙进行稳固支护。
9、所采用的超前小导管注浆支护结构设计合理、施工简便且使用效果好，对隧道洞拱部和左右两侧边墙下部分别进行超前小导管注浆加固并形成一个稳固的拱墙承载环，能有效提高洞体周侧岩层的自稳能力，能有效节省施工成本、节约工期，同时施工设备简单，并且隧道进洞施工后及时进行初期支护施工，工序衔接紧密。并且，支护过程中对周侧岩层的扰动小，施工成本较低，能有效解决受隧道开挖后所产生的水平压力影响隧道左右两侧边墙下部容易出现受压变形、沉降等问题，能对隧道拱墙进行稳固支护。
10、所采用的型钢支架结构简单、设计合理且架设简便，施工效率高，能对隧道洞进行全断面支护，支护稳固、可靠，实际进行隧道开挖时能简便进行组装，满足隧道洞断面分块支撑需求，使上部洞体的初期支护不受中部洞体和下部洞体内初期支护施工的影响，中部洞体的初期支护也不受下部洞体初期支护施工的影响，并且上部洞体和中部洞体的初期支护均在开挖完成后立即进行施工，因而支护及时、稳固，再加上此时隧道洞尚未全面开挖，因而隧道上部洞体和中部洞体内初期支护结构的支撑稳固性能进一步得到保证，并且隧道上部洞体和中部洞体内的初期支护过程更易于进行，同时支护更有力，更有利于隧道施工安全。
11、采用锚固体系对隧道洞围岩进行全断面固定，进一步提高初期支护稳定性。并且，锚固体系与型钢拱架连接为一体，进一步提高整体稳固性，同时，施工简便。因而，采用组装式支护架(即型钢拱架)与拆装简便的临时支撑结构相配合对台阶法开挖成型的隧道洞进行分层支护，并采用锚固体系对隧道洞外侧进行整体加固，能对大断面隧道洞进行稳固，确保施工安全。
12、所采用的双层初期支护结构设计合理且加工制作及安装布设方便，投入施工成本较低。
13、所采用的双层初期支护结构施工简便、施工效率较高且使用效果好、实用价值高，能满足穿越碎屑岩陡倾逆冲富水断层隧道的初期支护需求，与型钢拱架支护体系与格栅钢架支护体系相比，具有明显优势。采用型钢拱架与格栅钢架相结合组成刚性支撑结构对隧道洞进行初期支护，型钢拱架与格栅钢架相结合组成刚性支撑结构，同时结合混凝土初喷层、混凝土复喷层和混凝土内喷层，型钢拱架埋设于混凝土复喷层内且其支立于混凝土初喷层内侧，格栅钢架埋设于混凝土内喷层内且支立于混凝土复喷层内侧，通过混凝土初喷层、混凝土复喷层和混凝土内喷层相结合对刚性支撑结构进行有效防护的同时，能有效提高刚性支撑结构的支护强度，并将刚性支撑结构转换成纵向全断面连续支撑结构，确保后期隧道结构安全。同时，外侧初支结构与内层初支结构既相互独立，互不影响，各自充分发挥自身的支撑作用；同时，外层初支结构与内层初支结构又互为补充，能共同受力变形为隧道洞提供稳固支撑，二者相互制约，外层初支结构起到开挖后及时支撑，并与锚固体系一道共同受力，确保开挖后隧道洞提供强有力的全断面支护，而内层初支结构对外层初支结构的支护作用进行补充，确保后期隧道洞结构的整体稳固性。
14、开挖方法设计合理、施工简便且使用效果好，三台阶四步开挖法进行开挖，配合特定结构的双层初期支护结构便能确保开挖后的隧道结构稳固，开挖断面分块较少，能有效降低施工难度，并减少施工风险。同时，所采用的超前支护方法设计合理，无需对隧道进行全断面帷幕注浆，从而能大幅度降低施工成本，节约施工工期，并能确保施工安全。
15、所采用的隧道应急逃生系统结构简单、设计合理且施工简便，投入成本较低。该隧道应急逃生系统通过在隧道正洞内布设的三个洞体侧高位逃生通道节段与纵向连接架拼接形成稳固的高位逃生通道，同时在与隧道正洞相交的各辅助坑道内分别布设与高位逃生通道连接的辅助坑道应急逃生系统，使隧道正洞与辅助坑道内各位置处的逃生人员均能借助爬梯爬到高位后快速移至洞外，并且不会影响隧道正洞和辅助坑道内的正常通行。
16、隧道正洞内的高位逃生平台结构设计合理、施工简便且使用效果好，采用三个洞体侧高位逃生通道节段与纵向连接架拼接组成隧道正洞内的连贯性高位逃生通道，逃生人员借助斜向爬梯爬到高位逃生通道后便能快速移至洞外，并且纵向连接架不会影响与辅助坑道与隧道正洞之间的通行。并且，该高位逃生通道为一个连贯性的稳固平台，只需通过斜向爬梯爬上平台后，逃生人员便移动至高位，并为逃生人员提供一个方便快速行走的平台，不仅能供多人同时使用，并且逃生人员移动迅速，能简便、快速跑至洞外，更加安全可靠。
17、辅助坑道内的隧道应急逃生装置结构设计合理、施工简便且使用效果好，辅助坑道内出现突发较大涌水时，作业人员借助于应急爬梯和安全绳，能快速移隧道正洞的高位逃生平台并快速移至洞外。
18、隧道正洞内的高位逃生平台与辅助坑道内的隧道应急逃生装置相互连接并能有效配合使用，使隧道正洞与辅助坑道内各位置处的逃生人员均能借助爬梯爬到高位后快速移至洞外，使用安全、可靠，即使来不及逃出隧道，也能在应急爬梯或斜向爬梯上等待救援人员的救助或紧抓安全绳不被涌水冲跑，有效减少溺亡。
19、适用范围广，能有效使用至碎屑岩富水含砂断层、地层构造复杂、涌水涌砂量大等情况下的喷锚暗挖隧道施工或具有类似特征的地下结构施工。
综上所述，本发明方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，通过在隧道正洞与迂回导坑之间的高位泄水洞排出断层上盘赋水，同时通过先于隧道正洞开挖的迂回导坑进行辅助排水并提前探明正洞掌子面前方断层情况，能最大程度排出断层内赋水，减小掌子面前方断层内水压力，并能保证各掌子面施工安全，采用三台阶法对隧道正洞进行开挖，并且开挖后采用双层初期支护结构对隧道洞进行全断面支护，能确保后期隧道结构安全。缩短施工工期。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的施工方法流程框图。
图2为本发明前部泄水洞体进行施工前的施工状态示意图。
图3为本发明前部泄水洞体施工完成后的施工状态示意图。
图4为本发明隧道正洞、迂回导坑和泄水洞的布设位置示意图。
图5为本发明中部隧道段中隧道正洞的结构示意图。
图6为本发明对前部导坑段进行施工前迂回导坑上导坑排水孔组的平面布设位置示意图。
图7为本发明的横断面结构示意图。
图8为本发明的纵断面结构示意图。
图9为本发明管棚导向架上管棚管安装孔与侧部安装孔的布设位置示意图。
图10为本发明小导管导向架上拱部安装孔与侧部安装孔的布设位置示意图。
图11为本发明隧道初期结构上管棚管和边墙注浆小导管的后端布设位置示意图。
图12为本发明隧道初期结构上拱部注浆小导管和所述边墙注浆小导管的后端布设位置示意图。
图13为本发明型钢拱架与锚固体系的结构示意图。
图14为本发明初期支护结构中型钢拱架与格栅拱架的结构示意图。
图15为本发明初期支护结构与隧道二次衬砌的结构示意图。
图16为本发明格栅拱架的布设位置示意图。
图17为本发明第一纵向钢筋连接结构和第二纵向钢筋连接结构的结构示意图。
图18为本发明开启式连接架处于关闭状态时的结构示意图。
图19为本发明开启式连接架处于开启状态时的结构示意图。
图20为本发明隧道纵向支撑体系与边墙侧人行平台的结构示意图。
图21为本发明高位逃生通道支架的结构示意图。
图22为本发明隧道正洞内高位逃生通道支架与斜向爬梯的布设位置示意图。
图23为本发明泄水洞内辅助坑道应急逃生系统的布设位置示意图。
图24为本发明泄水洞内隧道应急逃生装置的结构示意图。
附图标记说明:
1—迂回导坑；1-11—左侧导洞；1-12—右侧导洞；
1-2—中部洞体；1-3—下部洞体；2—泄水洞；
3—后侧隧道段；4—前侧隧道段；5—中部隧道段；
6—高角度逆冲富水富砂断层；
7—集水坑；8—拱部排水孔；9—边墙排水孔；
10—洞内封堵墙；11—导坑内封堵墙；12—正洞封堵墙；
13—斜井；14-1—第一隧道初期支护结构；
14-2—第二隧道初期支护结构；
14-3—第三隧道初期支护结构；
15-1—第一隧道二次衬砌；
15-2—第二隧道二次衬砌；
15-3—第三隧道二次衬砌；
19—侧部排水孔；21—隧道正洞。
22—拱部注浆小导管；23—边墙注浆小导管；
24-1—临时竖向支撑柱；24-2—临时仰拱支架；
25—型钢拱架；25-1—混凝土复喷层；
25-2—混凝土初喷层；25-3—格栅钢架；25-4—上部拱架；
25-41—左侧拱架；25-42—右侧拱架；
25-5—隧道仰拱支架；25-6—第一纵向钢筋连接结构；
25-8—混凝土内喷层；25-9—侧部支架；26—小导管安装孔；
28—管棚管；29—管棚管安装孔；30—混凝土封堵墙；
31—岩层节段；32—拱部锁脚锚管；33—上锁脚锚管；
34—中锁脚锚管；35—下锁脚锚管；36—隧道二次衬砌；
37—内层初支结构；38—外层初支结构；39—防水层；
40—植筋；42—辅助坑道；
43—高位逃生通道支架；43-1—三角支架；43-2—竖向档杆；
43-3—锚固钢筋；44—边墙侧人行平台；
45—正洞仰拱填充层；26—翻转支架；
46-1—洞口侧人行平台；46-2—支撑架；47—纵向栏杆；
48—翻转拉绳；49—下导向滑轮；50—左上导向滑轮；
51—右上导向滑轮；52—卷扬机；53—斜向爬梯；
54—应急爬梯；55—安全绳；58—连接绳；
59—导向轮。
具体实施方式
如图1所示的一种穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道施工方法，所施工隧道的隧道正洞21分为后侧隧道段3、位于后侧隧道段3前侧的前侧隧道段4和连接于后侧隧道段3与前侧隧道段4之间且从高角度逆冲富水富砂断层6穿过的中部隧道段5，详见图2、图3和图4；隧道正洞21的同一侧设置有迂回导坑1和泄水洞2，所述迂回导坑1和泄水洞2均为由后向前穿越高角度逆冲富水富砂断层6的隧道洞；所述迂回导坑1为在后侧隧道段3与前侧隧道段4之间开挖形成的绕行用导坑，所述迂回导坑1与隧道正洞21布设于同一水平面上；所述迂回导坑1由后向前分为后侧导坑段、中部导坑段和前侧导坑段，所述前侧导坑段位于所述后侧导坑段前侧，所述中部导坑段连接于所述后侧导坑段与所述前侧导坑段之间，所述中部导坑段与隧道正洞21呈平行布设，所述后侧导坑段后端与后侧隧道段3相交且二者的交叉口为导坑后交叉口，所述前侧导坑段前端与前侧隧道段4相交且二者的交叉口为导坑前交叉口；所述后侧导坑段位于中部隧道段5后侧；
所述泄水洞2包括后侧洞体和位于所述后侧洞体前侧且与隧道正洞21呈平行布设的前侧洞体，所述前侧洞体位于隧道正洞21的侧上方且其位于隧道正洞21与所述中部导坑段之间，所述后侧洞体为由后向前逐渐向上倾斜的隧道洞体；所述后侧洞体后端与后侧隧道段3相交且二者的交叉口为泄水洞交叉口，所述导坑后交叉口和所述泄水洞交叉口均位于中部隧道段5后侧，所述泄水洞交叉口和所述后侧洞体均位于所述导坑后交叉口后侧；
所述前侧洞体分为后部洞体和位于所述后部洞体前侧且穿过高角度逆冲富水富砂断层6的前部泄水洞体，所述后侧洞体和所述前侧洞体中的后部洞体组成泄水洞2的排水洞体；
所述中部导坑段分为后部导坑段和位于所述后部导坑段前侧且穿过高角度逆冲富水富砂断层6的前部导坑段，所述后侧导坑段和所述中部导坑段的后部导坑段组成迂回导坑1的后侧迂回导坑段；
对所施工隧道进行开挖及支护施工时，包括以下步骤：
步骤一、后侧隧道段初步开挖及支护施工：沿隧道纵向延伸方向由后向前对后侧隧道段3中位于所述泄水洞交叉口后侧的隧道段进行开挖施工，并由后向前对开挖成型的后侧隧道段3进行支护；
步骤二、后侧隧道段与泄水洞排水洞体同步开挖及支护施工：待后侧隧道段3开挖至所述泄水洞交叉口所处位置处时，沿隧道纵向延伸方向由后向前对后侧隧道段3中位于所述泄水洞交叉口与所述导坑后交叉口之间的隧道段进行开挖施工，同时从所述泄水洞交叉口开始由后向前对泄水洞2的排水洞体进行开挖施工，并由后向前对开挖成型的后侧隧道段3和泄水洞2分别进行支护；
步骤三、后侧隧道段、泄水洞排水洞体与后侧迂回导坑段同步开挖及支护施工：待后侧隧道段3开挖至所述导坑后交叉口所处位置处时，沿隧道纵向延伸方向由后向前对后侧隧道段3中位于所述导坑后交叉口前侧的隧道段进行开挖施工，并由后向前对开挖成型的后侧隧道段3进行支护；同时，对泄水洞2的排水洞体继续进行开挖施工，并从所述导坑后交叉口开始由后向前对迂回导坑1的后侧迂回导坑段进行开挖施工，并由后向前对开挖成型的泄水洞2和迂回导坑1分别进行支护；
步骤四、前部泄水洞体、前部导坑段与中部隧道段开挖及支护施工：
所述前部泄水洞体、所述前部导坑段和中部隧道段5的长度均相同且三者呈平行布设，所述前部泄水洞体、所述前部导坑段和中部隧道段5均由后向前分为多个隧道节段，多个所述隧道节段的长度均相同；
对所述前部泄水洞体进行施工时，沿隧道延伸方向由后向前对所述前部泄水洞体的多个所述隧道节段分别进行开挖及支护施工；多个所述隧道节段的开挖及支护施工方法均相同；所述前部泄水洞体的每个所述隧道节段中均开设有一个洞外排水孔组；
每个所述洞外排水孔组均包括一排或多排拱部排水孔8和由后向前布设的多排边墙排水孔9，多排所述拱部排水孔8沿所述前侧洞体的纵向延伸方向由后向前布设；每排所述拱部排水孔8均包括多个由左至右布设在所述前部泄水洞体体拱部外侧的拱部排水孔8，每个所述拱部排水孔8均为由后向前钻进至高角度逆冲富水富砂断层6内的钻孔，每个所述拱部排水孔8均由后向前逐渐向上倾斜；每排所述拱部排水孔8中所有拱部排水孔8的孔口均布设于所述前侧洞体的同一横断面上；
如图6所示，每排所述边墙排水孔9均包括左右两组对称布设于所述前部泄水洞体体左右两侧边墙外侧的边墙排水孔9，两组所述边墙排水孔9中一组所述边墙排水孔9位于隧道正洞21上方，另一组所述边墙排水孔9位于迂回导坑1上方；每组所述边墙排水孔9均包括多个由上至下布设的边墙排水孔9，每个所述边墙排水孔9均呈水平布设；每排所述边墙排水孔9中所有边墙排水孔9的孔口均布设于所述前侧洞体的同一横断面上；每个所述边墙排水孔9均为由后向前钻进至高角度逆冲富水富砂断层6内的钻孔；
对所述前部泄水洞体中任一个所述隧道节段进行开挖及支护施工时，过程如下：
步骤a1、排水孔施工：采用钻机对该隧道节段中所述洞外排水孔组的拱部排水孔8和边墙排水孔9分别进行钻孔，获得施工成型的所述洞外排水孔组；
步骤a2、排水：通过步骤a1中所述洞外排水孔组进行排水；
步骤a3、开挖及支护：沿隧道纵向延伸方向由后向前对该隧道节段进行开挖，并对开挖成型的泄水洞2进行支护；
待所述前部泄水洞体的多个所述隧道节段均开挖及支护完成后，完成泄水洞2的施工过程；
对所述前部导坑段进行开挖及支护施工时，沿隧道延伸方向由后向前对所述前部导坑段的多个所述隧道节段分别进行开挖及支护施工；多个所述隧道节段的开挖及支护施工方法均相同；所述前部导坑段的每个所述隧道节段中均开设有一个导坑排水孔组；
每个所述导坑排水孔组均包括由后向前布设的多排侧部排水孔19，每排所述侧部排水孔19均包括多个由上至下布设的侧部排水孔19，每个所述侧部排水孔19均呈水平布设；每排所述侧部排水孔19中所有侧部排水孔19的孔口均布设于所述前部导坑段的同一横断面上；每个所述侧部排水孔19均为由后向前钻进至高角度逆冲富水富砂断层6内的钻孔；
对所述前部导坑段的任一个所述隧道节段进行开挖及支护施工时，过程如下：
步骤b1、排水孔施工：采用钻机对该隧道节段中所述导坑排水孔组的侧部排水孔19分别进行钻孔，获得施工成型的所述导坑排水孔组；
步骤b2、排水：通过步骤b1中所述导坑排水孔组进行排水；
步骤b3、开挖及支护：沿隧道纵向延伸方向由后向前对该隧道节段进行开挖，并对开挖成型的迂回导坑1进行支护；本步骤中，所述前部导坑段的掌子面位于所述前部泄水洞体的掌子面后侧；
待所述前部导坑段的多个所述隧道节段均开挖及支护完成后，完成所述前部导坑段的施工过程；
对中部隧道段5进行开挖及支护施工时，由后向前对中部隧道段5的多个所述隧道节段分别进行开挖及支护施工，多个所述隧道节段的开挖及支护施工方法均相同；
所述中部隧道段5的隧道正洞21由上至下分为上部洞体、中部洞体1-2和下部洞体1-3，所述上部洞体分为左侧导洞1-11和位于左侧导洞1-11右侧的右侧导洞1-12，详见图7和图13；
如图14、图15和图16所示，所述中部隧道段5的初期支护结构为双层初期支护结构，所述双层初期支护结构包括由一层喷射于隧道正洞21内壁上的混凝土形成的混凝土初喷层25-2、多榀对隧道正洞21进行支护且支立于混凝土初喷层25-2内侧的型钢拱架25、由一层喷射于混凝土初喷层25-2上的混凝土形成的混凝土复喷层25-1、多榀对隧道正洞21进行支护且支立于混凝土复喷层25-1内侧的格栅钢架25-3和由一层喷射于混凝土复喷层25-1上的混凝土形成的混凝土内喷层25-8，所述型钢拱架25和格栅钢架25-3均为对隧道正洞21进行全断面支护的支护钢架且二者的形状均与隧道正洞21的横断面形状相同；所述混凝土初喷层25-2、混凝土复喷层25-1和混凝土内喷层25-8的横断面形状均与隧道正洞21的横断面形状相同；多榀所述型钢拱架25的结构均相同且其沿隧道纵向延伸方向由后向前进行布设，多榀所述型钢拱架25通过纵向连接结构紧固连接为一体；多榀所述格栅钢架25-3的结构均相同，所述格栅钢架25-3的数量与型钢拱架25的数量相同，每榀所述型钢拱架25内侧均布设有一榀所述格栅钢架25-3，每榀所述型钢拱架25与布设于其内侧的格栅钢架25-3均布设于隧道正洞21的同一隧道断面上；多榀所述型钢拱架25均埋设于混凝土复喷层25-1内，所述混凝土复喷层25-1的层厚大于型钢拱架25的厚度；多榀所述格栅钢架25-3均埋设于混凝土内喷层25-8内，所述混凝土内喷层25-8的厚度大于格栅钢架25-3的厚度；多榀所述型钢拱架25呈均匀布设，相邻两榀所述型钢拱架25之间的间距为d且d的取值范围为0.8m～1.2m；
所述双层初期支护结构中所述混凝土初喷层25-2、多榀所述型钢拱架25和混凝土复喷层25-1组成外层初支结构18，所述混凝土内喷层25-8和多榀所述格栅钢架25-3组成位于外层初支结构38内侧的内层初支结构37；
如图13所示，每榀所述型钢拱架25均由一个对隧道正洞21拱墙进行支护的拱墙支撑拱架和一个对隧道正洞21底部进行支护的隧道仰拱支架25-5拼接而成，所述隧道仰拱支架25-5位于所述拱墙支撑拱架的正下方且二者位于同一隧道横断面上，所述隧道仰拱支架25-5与所述拱墙支撑拱架形成一个封闭式全断面支架；所述拱墙支撑拱架由一个对位于所述上部洞体内的上部拱架25-4和两个对称布设于上部拱架25-4左右两侧下方的侧部支架25-9拼接而成，两个所述侧部支架25-9均位于中部洞体1-2内；所述隧道仰拱支架25-5位于下部洞体1-3内，所述隧道仰拱支架25-5的左端与一个所述侧部支架25-9底部紧固连接，所述隧道仰拱支架25-5的右端与另一个所述侧部支架25-9底部紧固连接；所述上部拱架25-4由位于左侧导洞1-11内的左侧拱架25-41和位于右侧导洞1-12内的右侧拱架25-42拼接而成；
对中部隧道段5的任一个所述隧道节段进行开挖及支护时，包括以下步骤：
步骤f1、上部洞体开挖及初期支护，过程如下：
步骤f11、左侧导洞开挖及外层初期支护：沿隧道纵向延伸方向由后向前对当前所开挖隧道节段的左侧导洞1-11进行开挖；
所述左侧导洞1-11开挖过程中，由后向前在开挖成型的左侧导洞1-11内壁上喷射一层混凝土获得左侧导洞1-11内的混凝土初喷层25-2，并由后向前在开挖成型的左侧导洞1-11内安装左侧拱架25-41，且使左侧拱架25-41支立于混凝土初喷层25-2内侧；同时在内侧支立有左侧拱架25-41的混凝土初喷层25-2上喷射一层混凝土获得左侧导洞1-11内的混凝土复喷层25-1，并使左侧拱架25-41埋设于混凝土复喷层25-1内，完成左侧导洞1-11内外层初支结构38的施工过程；
步骤f12、右侧导洞开挖及外层初期支护：步骤f11中所述左侧导洞1-11开挖过程中，沿隧道纵向延伸方向同步由后向前对对当前所开挖隧道节段的右侧导洞1-12进行开挖，获得开挖成型的所述上部洞体；
所述右侧导洞1-12开挖过程中，由后向前在开挖成型的右侧导洞1-12内壁上喷射一层混凝土获得右侧导洞1-12内的混凝土初喷层25-2，并由后向前在开挖成型的右侧导洞1-12内安装右侧拱架25-42，使右侧拱架25-42支立于混凝土初喷层25-2内侧且使右侧拱架25-42与左侧拱架25-41紧固连接为一体，获得施工成型的所述上部拱架25-4；同时在内侧支立有右侧拱架25-42的混凝土初喷层25-2上喷射一层混凝土获得右侧导洞1-12内的混凝土复喷层25-1，并使右侧拱架25-42埋设于混凝土复喷层25-1内，完成所述上部洞体内外层初支结构38的施工过程；
本步骤中开挖过程中，所述右侧导洞1-12的掌子面位于左侧导洞1-11的掌子面后侧；
步骤f2、中部洞体开挖及外层初期支护：步骤f1中进行上部洞体开挖过程中，沿隧道纵向延伸方向由后向前在已开挖成型的所述上部洞体下方对当前所开挖隧道节段的中部洞体1-2进行开挖；
所述中部洞体1-2开挖过程中，由后向前在开挖成型的中部洞体1-2内壁上喷射一层混凝土获得中部洞体1-2内的混凝土初喷层25-2，并由后向前在开挖成型的中部洞体1-2左右两侧分别安装侧部支架25-9，使侧部支架25-9支立于混凝土初喷层25-2内侧且使每个所述侧部支架25-9均与步骤f12中所述上部拱架25-4紧固连接为一体；同时在内侧支立有侧部支架25-9的混凝土初喷层25-2上喷射一层混凝土获得中部洞体1-2内的混凝土复喷层25-1，并使侧部支架25-9埋设于混凝土复喷层25-1内，完成中部洞体1-2内外层初支结构38的施工过程；
所述中部洞体1-2内左右两个所述侧部支架25-9与步骤f12中所述上部拱架25-4连接组成拱墙拱架；
本步骤中开挖过程中，所述中部洞体1-2的掌子面位于步骤f12中所述右侧导洞1-12的掌子面后侧；
步骤f3、下部洞体开挖及外层初期支护：步骤f2中进行中部洞体开挖过程中，沿隧道纵向延伸方向由后向前在已开挖成型的中部洞体1-2下方对当前所开挖隧道节段的下部洞体1-3进行开挖，获得开挖成型的隧道正洞21；
所述下部洞体1-3开挖过程中，由后向前在开挖成型的下部洞体1-3内壁上喷射一层混凝土获得下部洞体1-3内的混凝土初喷层25-2，并由后向前在开挖成型的下部洞体1-3内安装隧道仰拱支架25-5，使隧道仰拱支架25-5支立于混凝土初喷层25-2内侧且使隧道仰拱支架25-5与步骤f2中所述拱墙拱架连接形成型钢拱架25；同时在内侧支立有隧道仰拱支架25-5的混凝土初喷层25-2上喷射一层混凝土获得下部洞体1-3内的混凝土复喷层25-1，并使隧道仰拱支架25-5埋设于混凝土复喷层25-1内，完成隧道正洞21内外层初支结构38的施工过程；
本步骤中开挖过程中，所述下部洞体1-3的掌子面位于步骤f2中所述中部洞体1-2的掌子面后侧；
步骤f4、内层初期支护及二衬施工：步骤f3中开挖过程中，还需由后向前在已施工成型的外层初支结构38内侧支立格栅钢架25-3，同时由后向前在内侧支立有格栅钢架25-3的外层初支结构38上喷射一层混凝土获得混凝土内喷层25-8，并使格栅钢架25-3埋设于混凝土内喷层25-8内，完成内层初支结构37的施工过程，获得施工成型的所述双层初期支护结构；
步骤f4中进行内层初期支护过程中，由后向前在已施工成型的所述双层初期支护结构内侧施工隧道二次衬砌36，完成该隧道节段的开挖及支护过程；
步骤五、前侧隧道段开挖及支护施工：所述前侧隧道段4分为位于所述导坑前交叉口前侧的前部隧道段和位于所述导坑前交叉口后侧的后部隧道段；
待步骤四中所述前部导坑段开挖完成后，由后向前对所述前侧导坑段进行开挖，并由后向前对开挖成型的迂回导坑1进行支护，直至完成迂回导坑开挖1及支护过程；
待迂回导坑1开挖完成后，沿隧道纵向延伸方向由后向前对前侧隧道段4的前部隧道段进行开挖，并由后向前对开挖成型的所述前部隧道段进行支护；同时沿隧道纵向延伸方向由前向后对前侧隧道段4的后部隧道段进行开挖，并由前向后对开挖成型的所述后部隧道段进行支护。
本实施例中，所述前部泄水洞体、所述前部导坑段和中部隧道段5均由后向前分为n个所述隧道节段，n为中部隧道段5中隧道节段的总数量，n为正整数且n≥2；
步骤b2中排水完成后，完成所述前部导坑段中第i个所述隧道节段的排水过程；其中，i为正整数且i＝1、2、3、…、n；
待所述前部导坑段中第i个所述隧道节段的排水过程完成后，再进入步骤b1，对所述前部泄水洞体的第i个所述隧道节段进行开挖及排水施工；
待所述前部导坑段中第i个所述隧道节段的排水过程完成后，再对中部隧道段5中的第i个所述隧道节段进行帷幕注浆加固；待中部隧道段5中第i个所述隧道节段帷幕注浆加固完成后，再对中部隧道段5中的第i个所述隧道节段进行开挖及支护。
这样，在所述前部导坑段中第i个所述隧道节段的排水完成后，再对中部隧道段5中的第i个所述隧道节段进行帷幕注浆加固，能大幅度减小中部隧道段5中的第i个所述隧道节段的帷幕注浆加固施工难度，并且提高加固施工效率，缩短施工工期，节约施工成本，同时能确保施工安全。
另外，由于中部隧道段5中的第i个所述隧道节段的帷幕注浆加固完成后，后续前部泄水洞体中第i个所述隧道节段的排水过程不会对中部隧道段5中的第i个所述隧道节段造成影响，同时也能便于前部泄水洞体中第i个所述隧道节段的排水更充分，排水速度更快。
本实施例中，步骤a2中排水完成后，完成所述前部泄水洞体中第i个所述隧道节段的排水过程；
待所述前部泄水洞体中第i个所述隧道节段的排水过程完成后，再对所述前部导坑段中的第i个所述隧道节段进行帷幕注浆加固；待所述前部导坑段中第i个所述隧道节段帷幕注浆加固完成后，再进入步骤b4，对所述前部导坑段中的第i个所述隧道节段进行开挖及支护。
这样，在所述前部泄水洞体中第i个所述隧道节段的排水过程完成后，再对前部导坑段中的第i个所述隧道节段进行帷幕注浆加固，能有效减小前部导坑段中的第i个所述隧道节段的帷幕注浆加固难度，并且提高加固施工效率，缩短施工工期，节约施工成本，同时能确保施工安全。
本实施例中，所述迂回导坑1位于高角度逆冲富水富砂断层6宽度较小的位置处，并且由于迂回导坑1的开挖断面较小，因而施工难度答复降低，由于迂回导坑1与隧道正洞21位于同一隧道面上，能提前探明隧道正洞21同一断面处的断层情况，便于指导后期施工。
实际施工时，每个所述隧道节段的长度均为l1且l1的取值范围为15m～25m。本实施例中，l1＝20m，可根据具体需要，对l1的取值大小进行相依调整。
本实施例中，步骤四中所述中部隧道段5的掌子面位于所述前部泄水洞体的掌子面后侧且二者之间的水平间距不小于l，所述中部隧道段5的掌子面位于所述前部导坑段的掌子面后侧且二者之间的水平间距不小于l。这样，能保证各掌子面施工安全。
本实施例中，所述隧道正洞21的横断面积s大于100m2，所述前部泄水洞体和所述前部导坑段的横断面积均不大于s/2；
步骤a3中对所述前部泄水洞体的隧道节段进行开挖时，采用全断面开挖法进行开挖；
步骤b3中对所述前部导坑段的隧道节段进行开挖时，采用全断面开挖法进行开挖。这样，能有效确保施工速度。
本实施例中，如图5所示，所述中部隧道段5的隧道正洞21由上至下分为上部洞体、中部洞体1-2和下部洞体1-3，所述上部洞体分为左侧导洞1-11和位于左侧导洞1-11右侧的右侧导洞1-12；
步骤四中对中部隧道段5的任一个所述隧道节段进行开挖时，采用三台阶四步法进行开挖，过程如下：
步骤d1、上部洞体开挖及初期支护，过程如下：
步骤d11、左侧导洞开挖及初期支护：沿隧道纵向延伸方向由后向前对当前所开挖隧道节段的左侧导洞1-11进行开挖；
开挖过程中，由后向前对开挖成型的左侧导洞1-11进行初期支护；
步骤d12、右侧导洞开挖及初期支护：步骤d11中所述左侧导洞1-11开挖过程中，沿隧道纵向延伸方向同步由后向前对对当前所开挖隧道节段的右侧导洞1-12进行开挖，获得开挖成型的所述上部洞体；
开挖过程中，由后向前对开挖成型的右侧导洞1-12进行初期支护；
本步骤中，所述右侧导洞1-12的掌子面位于左侧导洞1-11的掌子面后侧；
步骤d2、中部洞体开挖及初期支护：步骤d1中进行上部洞体开挖过程中，沿隧道纵向延伸方向由后向前在已开挖成型的所述上部洞体下方对当前所开挖隧道节段的中部洞体1-2进行开挖；
开挖过程中，由后向前对开挖成型的中部洞体1-2进行初期支护；
本步骤中，所述中部洞体1-2的掌子面位于步骤d12中所述右侧导洞1-12的掌子面后侧；
步骤d3、下部洞体开挖及初期支护：步骤d2中进行中部洞体开挖过程中，沿隧道纵向延伸方向由后向前在已开挖成型的中部洞体1-2下方对当前所开挖隧道节段的下部洞体1-3进行开挖，获得开挖成型的隧道正洞21；
开挖过程中，由后向前对开挖成型的下部洞体1-3进行初期支护，完成隧道正洞21的隧道初期支护过程；
本步骤中，所述下部洞体1-3的掌子面位于步骤d2中所述中部洞体1-2的掌子面后侧。
由上述内容可知，中部隧道段5的隧道正洞21采用三台阶四步开挖法进行开挖，由于前期降压降水充分，因而能确保开挖过程中的隧道结构稳固，并且开挖断面分块较少，能有效降低施工难度，并减少施工风险。
根据本领域公知常识，超前帷幕注浆指对隧道前方一定范围的土体进行全面加固，在开挖区域周边形成隔水帷幕，以防止地下水渗流给隧道施工带来较大风险。本发明进行超前帷幕注浆时，按照常规的超前帷幕注浆方法对各隧道节段掌子面前方的岩层进行超前帷幕注浆。
本实施例中，对所述前部导坑段和中部隧道段中任一个所述隧道节段进行帷幕注浆加固时，均采用常规的全断面帷幕注浆加固。对所述前部泄水洞体中任一个所述隧道节段进行开挖之前，先对该隧道节段进行帷幕注浆加固，并且采用常规的全断面帷幕注浆加固。
其中，所述迂回导坑1与隧道正洞21布设于同一水平面上指的是：所述迂回导坑1的最大开挖宽度处与隧道正洞21的最大开挖宽度处布设于同一水平面上。所述前侧洞体与隧道正洞21之间的净距为5m～10m。本实施例中，所述前侧洞体与隧道正洞21之间的净距为7m。实际施工时，可根据具体需要，对所述前侧洞体与隧道正洞21之间的净距进行相应调整。其中，所述前侧洞体与隧道正洞21之间的净距指的是所述前侧洞体底部与隧道正洞21顶部之间的竖向间距，所述前侧洞体底部位于隧道正洞21顶部的侧上方。
本实施例中，如图2所示，所述前部泄水洞体中每个所述隧道节段后端设置一个洞内封堵墙10，所述洞内封堵墙10与所述前侧洞体呈垂直布设且其为对所述前侧洞体进行封堵的竖向封堵墙；
步骤a1中进行排水孔施工之前，还需在该隧道节段后端施工洞内封堵墙10，所施工的洞内封堵墙10位于该隧道节段的掌子面后侧且其与该隧道节段的掌子面紧靠。
实际对任一个所述隧道节段进行开挖之前，均在该隧道节段后端设置一个洞内封堵墙10。所述洞内封堵墙10同时能作为对该隧道节段进行超前帷幕注浆时的止浆墙，因而实用性强。
本实施例中，所述前部导坑段、所述前部泄水洞体和所述中部隧道段5的前端面均位于同一平面上。
为最大程度进行排水，每个所述导坑节段中均开设有一个导坑排水孔组。
本实施例中，如图2所示，所述前部导坑段中每个所述隧道节段后端设置一个导坑内封堵墙11，所述导坑内封堵墙11与所述中部导坑段呈垂直布设且其为对所述前侧洞体进行封堵的竖向封堵墙；
所述导坑内封堵墙11与所述前部导坑段呈垂直布设且其为对所述前部导坑段进行封堵的竖向封堵墙；
步骤b1中进行排水孔施工之前，还需施工导坑内封堵墙11，所施工的导坑内封堵墙11位于该隧道节段的掌子面后侧且其与该导坑节段的掌子面紧靠。所述导坑内封堵墙11同时能作为对该隧道节段进行超前帷幕注浆时的止浆墙，因而实用性强。
所述后侧隧道段3前部设置有正洞封堵墙12，所述正洞封堵墙12与后侧隧道段3呈垂直布设且其为对后侧隧道段3进行封堵的竖向封堵墙；所述正洞封堵墙12与隧道正洞21内高角度逆冲富水富砂断层6的后端面紧靠，所述洞内封堵墙10和导坑内封堵墙11均与正洞封堵墙12呈平行布设。
所述前侧洞体中最后一个所述隧道节段后端的洞内封堵墙10为后端洞内封堵墙，所述前部导坑段最后一个所述导坑节段后端的导坑内封堵墙11为后端导坑封堵墙，所述后端洞内封堵墙和所述后端导坑封堵墙布设于同一竖直面上且二者均位于正洞封堵墙12后侧，所述后端洞内封堵墙与正洞封堵墙12之间的净距为2m～5m。其中，所述后端洞内封堵墙与正洞封堵墙12之间的净距指的是所述后端洞内封堵墙的前侧壁与正洞封堵墙12的后侧壁之间的水平间距。
本实施例中，所述前部泄水洞体中每个所述隧道节段中位于最前侧的一排所述拱部排水孔8中，每个所述拱部排水孔8的前端均位于该隧道节段的前端面前侧；每个所述隧道节段中所有拱部排水孔8的孔口均位于该隧道节段的后端面后侧。每个所述隧道节段中位于最前侧的一排所述边墙排水孔9中，每个所述边墙排水孔9的前端均位于该隧道节段的前端面前侧；每个所述隧道节段中所有边墙排水孔9的孔口均位于该隧道节段的后端面后侧。这样，能有效确保所有隧道节段均能进行充分、有效排水，并且能确保相邻两个隧道节段之间也能进行充分、有效排水，有效确保施工安全。
对所述前部泄水洞体任一个所述隧道节段进行开挖之前，先在该隧道节段的后端施工洞内封堵墙10，再对该隧道节段内的所述洞外排水孔组进行钻设；再利用钻好的所述洞外排水孔组进行排水，排水完成后对该隧道节段后端的洞内封堵墙10进行拆除，再对该隧道节段进行开挖施工。通过洞内封堵墙10进行有效封堵，能确保对该隧道节段进行排水过程中，所述前侧洞体内发生涌水、涌砂事故。并且，充分、有效排水后，再对该隧道节段进行开挖施工，能有效确保施工安全。
本实施例中，所述前部泄水洞体的每个所述隧道节段中所有拱部排水孔8的孔口均位于该隧道节段后端的洞内封堵墙10后侧；每个所述隧道节段中所有边墙排水孔9的孔口均位于该隧道节段后端的洞内封堵墙10后侧，这样能有效排水过程中，已开挖成型的所述前侧洞体安全。
所述拱部排水孔8的孔口为其后端口，所述边墙排水孔9的孔口为其后端口。
本实施例中，所述前部导坑段中每个所述隧道节段中位于最前侧的一排所述侧部排水孔19中，每个所述侧部排水孔19的前端均位于该隧道节段的前端面前侧；每个所述隧道节段中所有侧部排水孔19的孔口均位于该隧道节段的后端面后侧。这样，能有效确保所述前部导坑段中所有隧道节段均能进行充分、有效排水，并且能确保所述前部导坑段中相邻两个隧道节段之间也能进行充分、有效排水，有效确保施工安全。
对所述前部导坑段中任一个所述隧道节段(也称为导坑节段)进行开挖之前，先在该导坑节段的后端施工导坑内封堵墙11，再对该导坑节段内的所述洞外排水孔组进行钻设；再利用钻好的所述洞外排水孔组进行排水，排水完成后对该导坑节段后端的导坑内封堵墙11进行拆除，再对该导坑节段进行开挖施工。通过导坑内封堵墙11进行有效封堵，能确保对该导坑节段进行排水过程中，所述前侧洞体内发生涌水、涌砂事故。并且，充分、有效排水后，再对该导坑节段进行开挖施工，能有效确保施工安全。
本实施例中，每个所述导坑节段中所有侧部排水孔19的孔口均位于该导坑节段后端的洞内封堵墙10后侧，这样能有效排水过程中，已开挖成型的所述前侧洞体安全。
本实施例中，所述洞内封堵墙10、导坑内封堵墙11和正洞封堵墙12均为厚度为20cm的混凝土墙。实际施工时，可根据具体需要，对洞内封堵墙10、导坑内封堵墙11和正洞封堵墙12的墙厚分别进行相应调整。
为确保泄水效果，所述拱部排水孔8和边墙排水孔9进入高角度逆冲富水富砂断层6的长度均不小于10m。实际施工时，可根据具体需要，对拱部排水孔8和边墙排水孔9进入高角度逆冲富水富砂断层6的长度进行相应调整。
本实施例中，所述前侧洞体的前端面与隧道正洞21内高角度逆冲富水富砂断层6的前端面位于同一竖直面上。
为提高施工速度，并且为确保施工安全，所述导坑后交叉口与中部隧道段5后端面之间的间距为50m～100m。所述泄水洞交叉口与中部隧道段5后端面之间的间距为120m～180m。所述导坑前交叉口与中部隧道段5前端面之间的间距为20m～60m。本实施例中，所述导坑后交叉口与中部隧道段5后端面之间的间距为70m，所述泄水洞交叉口与中部隧道段5后端面之间的间距为150m，所述导坑前交叉口与中部隧道段5前端面之间的间距为40m。其中，中部隧道段5的后端面为正洞封堵墙12的前端面，中部隧道段5的前端面为隧道正洞21内高角度逆冲富水富砂断层6的前端面。
实际施工时，可根据具体需要，对所述导坑后交叉口与中部隧道段5后端面之间的间距、所述泄水洞交叉口与中部隧道段5后端面之间的间距以及导坑前交叉口与中部隧道段5前端面之间的间距分别进行相应调整。
为确保施工安全，所述洞内封堵墙10位于泄水洞2内高角度逆冲富水富砂断层6的后端面后侧。
本实施例中，所述泄水洞2后侧设置有斜井13，所述斜井13前端与隧道正洞21相交且二者的交叉口为斜井交叉口，所述斜井交叉口位于所述泄水洞交叉口后侧；所述斜井13为用于将从泄水洞2排出的水从隧道正洞21内排出的排水通道；
步骤一中进行后侧隧道段初步开挖施工时，先沿隧道纵向延伸方向由后向前对后侧隧道段3中位于所述斜井交叉口后侧的隧道段进行开挖施工；待后侧隧道段3开挖至所述斜井交叉口所处位置后，再沿隧道纵向延伸方向由后向前对后侧隧道段3中位于所述斜井交叉口与所述泄水洞交叉口之间的隧道段进行开挖施工，同时从所述斜井交叉口开始对斜井13进行开挖施工；
所述拱部排水孔8、边墙排水孔9和侧部排水孔19均为地层排水孔；
步骤a2中通过步骤a1中所述洞外排水孔组进行排水时，通过所述洞外排水孔组中的各地层排水孔将水排至泄水洞2内，再通过后侧隧道段3中位于所述斜井交叉口与所述泄水洞交叉口之间的隧道段将水排至斜井13内，最后通过开挖完成的斜井13将水排出；
步骤b2中通过步骤b1中所述导坑排水孔组进行排水时，通过所述导坑排水孔组中的各地层排水孔将水排至迂回导坑1内，再通过后侧隧道段3中位于所述斜井交叉口与所述泄水洞交叉口之间的隧道段将水排至斜井13内，最后通过开挖完成的斜井13将水排出。
所述地层排水孔的孔径为φ100mm～φ120mm，每个所述地层排水孔的孔口均同轴安装有孔口管。
本实施例中，每个所述侧部排水孔19的孔口均同轴安装有孔口管。
如图2所示，所述后侧隧道段3内设置有集水坑7，所述集水坑7位于所述泄水洞交叉口与所述斜井交叉口之间；所述泄水洞2内设置有排水沟，所述排水沟沿泄水洞2的纵向延伸方向布设；所述排水沟的后端与集水坑7连通。同时，所述迂回导坑1内设置有所述排水沟。
每个所述地层排水孔的孔口均同轴安装有孔口管，为方便排水，每个所述孔口管的外端均插入至一个所述地层排水孔内，每个所述孔口管的内端均安装有连接法兰，每个所述孔口管内端均通过所述连接法兰与连接至所述排水沟的排水管连接；
步骤a2中通过步骤a1中所述洞外排水孔组进行排水时，通过各地层排水孔内安装的所述孔口管将水排至排水管内，再通过所述排水管将水排至泄水洞2内的所述排水沟内，并通过所述排水沟排至集水坑7内；待斜井13开挖完成后，通过斜井13将集水坑7内的水排至斜井13外侧。
步骤b2中通过步骤b1中所述导坑排水孔组进行排水时，通过各地层排水孔内安装的所述孔口管将水排至排水管内，再通过所述排水管将水排至迂回导坑1内的所述排水沟内，并通过所述排水沟排至集水坑7内；待斜井13开挖完成后，通过斜井13将集水坑7内的水排至斜井13外侧。
另外，所述孔口管与所述排水管之间的连接处均安装有水压力检测装置，以对各地层排水孔的排水压力进行实时监测。本实施例中，所述孔口管内部迎水方向布设有滤网。
这样，实际进行排水时，所述前部泄水洞体内的水流经排水管并由排水沟引至隧道正洞21内的集水坑7，采用泵站并通过斜井13简便、快速抽排至斜井13外，并且待斜井13与贯通后便可顺坡排出。同理，所述前部导坑段内的水流经排水管并由排水沟引至隧道正洞21内的集水坑7，采用泵站并通过斜井13简便、快速抽排至斜井13外，并且待斜井13与贯通后便可顺坡排出。
本实施例中，所述孔口管的长度2.5m～3.5m，所述孔口管的外径大于所述地层排水孔的孔径。
本实施例中，所述地层排水孔的孔径为φ110mm。所述孔口管的内径为φ108mm且其壁厚为9mm。
实际施工时，可根据具体需要，对所述地层排水孔的孔径以及孔口管的尺寸进行相应调整。
本实施例中，每排所述拱部排水孔8均包括3个拱部排水孔8，3个所述拱部排水孔8分别为位于布设于所述前侧洞体正上方的中部排水孔以及对称布设于所述中部排水孔左右两侧的左侧排水孔和右侧排水孔，所述中部排水孔沿所述前侧洞体的纵向延伸方向布设，所述左侧排水孔由后向前逐渐向左倾斜，所述右侧排水孔由后向前逐渐向右倾斜。其中，所述左侧排水孔的前端口与所述右测排水孔的前端口之间的间距与所述前侧洞体的开挖宽度相同，其中所述前侧洞体的开挖宽度指的是所述前侧洞体开挖轮廓的最大开挖宽度。这样，通过所述拱部排水孔8能有效确保所述前侧洞体所处区域的排水效果，并且拱部排水孔8的长度也能得到有效控制，能有效节约成本，并减少工期。
本实施例中，每排所述拱顶排水孔8均包括3个拱顶排水孔8，3个所述拱顶排水孔8分别为位于布设于所述前部导坑段正上方的拱部中排水孔以及对称布设于所述拱部中排水孔左右两侧的左边墙外排水孔和右边墙外排水孔，所述拱部中排水孔沿所述前部导坑段的纵向延伸方向布设，所述左边墙外排水孔由后向前逐渐向左倾斜，所述右边墙外排水孔由后向前逐渐向右倾斜。其中，所述左边墙外排水孔的前端口位于隧道正洞21右侧。
由上述内容可知，所述泄水洞2和迂回导坑1内均设置有排水体系，并且迂回导坑1的施工进度比泄水洞2的施工进度慢，这样待泄水洞2进行排水后，通过迂回导坑1再次能进行补充排水，泄水洞2和迂回导坑1的排水互为补充，能实现最大程度排水。同时，迂回导坑1内设置排水体系能有效降低迂回导坑1的超前帷幕注浆难度，并且确保迂回导坑1简便、快速施工完成，施工过程安全、可靠。
本实施例中，步骤a2中所述超前帷幕注浆加固结构的长度不小于该隧道节段的纵向长度。
为确保排水效果，并且为进一步提高施工难度，所述拱部排水孔8和边墙排水孔9的终孔位置均位于该隧道节段的所述超前帷幕注浆加固结构外侧，即所述拱部排水孔8和边墙排水孔9的前端均位于所述超前帷幕注浆加固结构外侧，这样也能有效保证该隧道节段的超前帷幕注浆加固效果。
同理，所述侧部排水孔19的终孔位置均位于该导坑节段的所述超前帷幕注浆加固结构外侧，即侧部排水孔19的前端均位于所述超前帷幕注浆加固结构外侧，这样也能有效保证该导坑节段的超前帷幕注浆加固效果。
所述后侧导坑段为由后向前逐渐向外倾斜的隧道段，所述前侧导坑段为由后向前逐渐向内倾斜的隧道段。本实施例中，所述后侧导坑段、所述前侧导坑段和所述后侧洞体与隧道正洞21之间的水平夹角均为60°。所述后侧洞体与隧道正洞21之间的水平夹角为60°。
每个所述洞外排水孔组中两排所述拱部排水孔8中拱部排水孔8的孔口之间的间距为2m～5m，相邻两排所述边墙排水孔9中边墙排水孔9的孔口之间的间距为2m～5m。这样，通过多个所述拱部排水孔8和多个所述边墙排水孔9能有效确保泄水洞2内的排水效果，确保排水充分。
并且，相邻两排所述侧部排水孔19中侧部排水孔19的孔口之间的间距为2m～5m。这样，通过多个所述侧部排水孔19能有效确保迂回导坑1内的排水效果，确保排水充分。
为确保隧道正洞21与迂回导坑1上方岩体中充分排水，所述前侧洞体内位于隧道正洞21上方的所有边墙排水孔9的前端与所述前侧洞体的纵向中心线的水平间距不小于d1，其中d1为所述前侧洞体的纵向中心线与隧道正洞21的纵向中心线的水平间距。同时，所述前侧洞体内位于迂回导坑1上方的所有边墙排水孔9的前端与所述前侧洞体的纵向中心线的水平间距不小于d2，其中d2为所述前侧洞体的纵向中心线与迂回导坑1的纵向中心线的水平间距。
本实施例中，所述前侧洞体内位于隧道正洞21上方的所有边墙排水孔9的前端与所述前侧洞体的纵向中心线的水平间距均为d1，所述前侧洞体内位于迂回导坑1上方的所有边墙排水孔9的前端与所述前侧洞体的纵向中心线的水平间距均为d2。这样，不仅能有效确保排水效果，保证排水充分，同时，使边墙排水孔9的长度也能得到有效控制，能有效节约成本，并减少工期。
本实施例中，每排所述拱部排水孔8中相邻两个所述拱部排水孔8孔口之间的间距均为1.8m～2.2m，每组所述边墙排水孔9中上下相邻两个所述边墙排水孔9之间的间距均为2m～3m。
实际施工时，所述前侧洞体与隧道正洞21之间的净距为8m～9m，所述中部导坑段与隧道正洞21之间的净距为26m～30m。
所述迂回导坑1和泄水洞2的开挖断面均小于隧道正洞21的开挖断面。本实施例中，所述迂回导坑1和泄水洞2均为隧道正洞21的辅助坑道。
根据本领域公知常识，隧道正洞21是相对辅助坑道而言的，隧道正洞21是需施工成型的隧道洞，对隧道正洞21进行施工时，通常需施工辅助坑道，如斜井、隧道横洞、导坑等。所述迂回导坑1和泄水洞2为单车道辅助坑道型断面，所述迂回导坑1和泄水洞2的开挖断面宽度(即开挖宽度，开挖轮廓的最大开挖宽度)为3.8m～6m且其二者的开挖高度为3.5m～5m。因而，所述迂回导坑1和泄水洞2为小断面隧道，虽然所述迂回导坑1和泄水洞2均穿过高角度逆冲富水富砂断层6，但相比隧道正洞21而言，所述迂回导坑1和泄水洞2的施工难度均大幅降低，并且二者的施工风险也大幅降低。
另外，所述迂回导坑1距离隧道正洞21较远，并且迂回导坑1选择高角度逆冲富水富砂断层6地层结构相对较好的位置，因而其施工难度和施工风险进一步降低。由于从高角度逆冲富水富砂断层6穿过的中部隧道段5施工难度非常大，并且非常耗时，采用迂回导坑1后能绕过中部隧道段5，对隧道正洞21中位于所述导坑前交叉口前侧的隧道段进行施工。在对隧道正洞21中位于所述导坑前交叉口前侧的隧道段进行施工的同时，能同步对隧道正洞21中位于所述导坑后交叉口和所述导坑前交叉口之间的隧道段进行施工，因而能有效提高施工效率，缩短施工工期；并且，能从所述导坑后交叉口和所述导坑前交叉口两个位置对隧道正洞21中位于所述导坑后交叉口和所述导坑前交叉口之间的隧道段相向进行施工，因而能进一步节省时间，进一步缩短施工工期。
本实施例中，所述前侧洞体与隧道正洞21之间的净距为8.4m，所述中部导坑段与隧道正洞21之间的净距为28.4m。
实际施工时，可根据具体需要，对所述前侧洞体与隧道正洞21之间的净距以及所述中部导坑段与隧道正洞21之间的净距分别进行相应调整。
本实施例中，所述前侧洞体为由后向前逐渐向上倾斜的倾斜洞体，所述前侧洞体的坡度为8％～11％。
本实施例中，所述斜井13为隧道正洞21的辅助坑道。
实际施工时，步骤四中沿隧道延伸方向由后向前对迂回导坑1进行后续开挖施工时，所述迂回导坑1的掌子面位于所述前部泄水洞体的掌子面后方；
步骤四中沿隧道延伸方向由后向前对隧道正洞21的中部隧道段5进行开挖施工时，所述中部隧道段5的掌子面位于所述前部泄水洞体的掌子面后方。这样，能有效确保迂回导坑1和中部隧道段5的施工安全性。
本实施例中，所述前侧隧道段4分为位于所述导坑前交叉口前侧的前部隧道段和位于所述导坑前交叉口后侧的后部隧道段；
步骤四中待迂回导坑1施工完成后，沿隧道纵向延伸方向由后向前对前侧隧道段4的前部隧道段进行开挖施工，同时沿隧道纵向延伸方向由前向后对前侧隧道段4的后部隧道段进行开挖施工，因而能有效提高施工进度，缩短施工工期。并且，在所述中部隧道5施工过程中，能同步对前侧隧道段4进行施工。
本实施例中，隧道正洞21内设置有隧道正洞支护结构，所述隧道正洞支护结构包括对开挖成型的隧道正洞21进行初期支护的第一隧道初期支护结构14-1和布设于第一隧道初期支护结构14-1内侧的第一隧道二次衬砌15-1，所述第一隧道初期支护结构14-1和第一隧道二次衬砌15-1均为对隧道正洞21进行全断面支护的支护结构；
所述泄水洞2内设置有泄水洞支护结构，所述泄水洞支护结构包括对开挖成型的泄水洞2进行初期支护的第二隧道初期支护结构14-2和布设于第二隧道初期支护结构14-2内侧的第二隧道二次衬砌15-2，所述第二隧道初期支护结构14-2和第二隧道二次衬砌15-2均为对泄水洞2进行全断面支护的支护结构；
步骤一中、步骤二和步骤三中对后侧隧道段3进行开挖施工时，沿隧道纵向延伸方向由后向前对开挖成型的后侧隧道段3进行支护，并获得施工成型的隧道正洞支护结构；
步骤二和步骤三中对泄水洞2的排水洞体进行开挖施工时，沿隧道纵向延伸方向由后向前对开挖成型的泄水洞2进行支护，并获得施工成型的泄水洞支护结构；
步骤四中对中部隧道段5进行开挖施工时，沿隧道纵向延伸方向由后向前对开挖成型的中部隧道段5进行支护，并获得施工成型的隧道正洞支护结构；
步骤四中对所述前部泄水洞体进行开挖施工时，沿隧道纵向延伸方向由后向前对开挖成型的所述前部泄水洞体进行支护，并获得施工成型的泄水洞支护结构；
步骤二中从所述泄水洞交叉口开始由后向前对泄水洞2的排水洞体进行开挖施工之前，先对所述泄水洞交叉口所处区域的第一隧道初期支护结构14-1和第一隧道二次衬砌15-1分别进行开孔，获得施工成型的所述泄水洞交叉口；
步骤三中从所述导坑后交叉口开始由后向前对迂回导坑1的后侧迂回导坑段进行开挖施工之前，先对所述导坑后交叉口所处区域的第一隧道初期支护结构14-1和第一隧道二次衬砌15-1分别进行开孔，获得施工成型的所述导坑后交叉口。
本实施例中，所述泄水洞2和迂回导坑1均为隧道正洞21的辅助坑道，所述导坑后交叉口、所述导坑前交叉口和所述泄水洞交叉口均为辅助坑道洞口，所述辅助坑道洞口为辅助坑道与隧道正洞21相交的交叉口；
对所述泄水洞交叉口所处区域的第一隧道初期支护结构14-1和第一隧道二次衬砌15-1分别进行开孔的开孔方法和对所述导坑后交叉口所处区域的第一隧道初期支护结构14-1和第一隧道二次衬砌15-1分别进行开孔的开孔方法相同且二者均为辅助坑道洞口开孔法；
采用所述辅助坑道洞口开孔法进行开孔时，对所述辅助坑道洞口所处区域的第一隧道初期支护结构14-1和第一隧道二次衬砌15-1分别进行开孔，过程如下：
步骤e1、第一隧道二次衬砌开孔：对所述辅助坑道洞口所处区域的第一隧道二次衬砌15-1进行开孔，获得二衬洞口；
所述二衬洞口的结构与所述辅助坑道洞口的结构相同；
步骤e2、第一隧道初期支护结构开孔：对所述辅助坑道洞口所处区域的第一隧道初期支护结构14-1进行开孔，获得初支洞口；
所述初支洞口的结构与所述辅助坑道洞口的结构相同；
步骤e3、洞口支护：采用环向钢拱架对步骤e2中所述初支洞口进行支护，所述环向钢拱架为对所述初支洞口进行全断面支护的支护架且其结构与所述初支洞口的结构相同。
本实施例中，所述斜井交叉口为所述辅助坑道洞口，从所述斜井交叉口开始对斜井13进行开挖施工之前，先对所述斜井交叉口所处区域的第一隧道初期支护结构14-1和第一隧道二次衬砌15-1分别进行开孔，获得施工成型的所述斜井交叉口。
对所述斜井交叉口所处区域的第一隧道初期支护结构14-1和第一隧道二次衬砌15-1分别进行开孔的开孔方法为辅助坑道洞口开孔法。
为确保结构稳固，所述迂回导坑1内设置有导坑支护结构，所述导坑支护结构包括对开挖成型的迂回导坑1进行初期支护的第三隧道初期支护结构14-3和布设于第三隧道初期支护结构14-3内侧的第三隧道二次衬砌15-3，所述第三隧道初期支护结构14-3和第三隧道二次衬砌15-3均为对迂回导坑1进行全断面支护的支护结构。实际对迂回导坑1进行开挖施工时，由后向前对开挖成型的迂回导坑1进行支护，并获得施工成型的所述导坑支护结构。因而，所述迂回导坑1、泄水洞2、前侧隧道段4和后侧隧道段3的开挖和支护方法均采用的是常规的开挖和支护方法。
其中，位于所述前侧隧道段4和后侧隧道段3内的所述隧道正洞支护结构均为常规的隧道支护结构，所述第一隧道二次衬砌15-1为钢筋混凝土衬砌。对所述前侧隧道段4和后侧隧道段3进行开挖时，均采用全断面开挖法进行开挖，并且采用钻爆法进行开挖。所述泄水洞支护结构为常规的隧道支护结构，第二隧道二次衬砌15-2为钢筋混凝土衬砌。所述导坑支护结构为常规的隧道支护结构，第三隧道二次衬砌15-3为钢筋混凝土衬砌。对迂回导坑1和泄水洞2进行开挖时，均采用钻爆法进行开挖。对中部隧道段5进行开挖时，也采用钻爆法进行开挖。
本实施例中，所述第一隧道二次衬砌15-1为钢筋混凝土结构，所述第一隧道初期支护结构14-1包括多个由后向前布设且对隧道正洞21进行全断面支护的全断面支撑架和对隧道正洞21进行全断面支护的锚网喷初期支护结构，多个所述全断面支撑架的结构和尺寸均相同且其呈均匀布设，所述全断面支撑架的形状与隧道正洞21的横断面形状相同；所述锚网喷初期支护结构为采用网喷支护方法施工成型的初期支护结构，所述网喷初期支护结构包括挂装在隧道正洞21内的钢筋网和由一层喷射于隧道正洞21内壁上的混凝土形成的混凝土喷射层，所述钢筋网和所述全断面支撑架均埋设于所述混凝土喷射层内。前后相邻两个所述全断面支撑架之间均通过多个纵向连接件进行紧固连接。
本实施例中，步骤e1中进行第一隧道二次衬砌开孔时，先在第一隧道二次衬砌15-1的拱墙上测量放样，并标注出所述辅助坑道洞口的开挖轮廓线；同时，标注出所述二衬洞口的开挖轮廓线，所述二衬洞口的开挖断面比所述辅助坑道洞口的开挖断面放大20cm(即所述二衬洞口的开挖轮廓线位于所述辅助坑道洞口的开挖轮廓线外侧且二者之间的间距为20cm)，保证第一隧道二次衬砌15-1的钢筋(以下简称二衬钢筋)及防水板的搭接，采用手持切割机对第一隧道二次衬砌15-1的混凝土(以下简称二衬砼)进行环切，切缝深度5cm，确保不损伤二衬钢筋，环切完成后采用破碎锤破除二衬砼，先凿除中间部位，所述二衬洞口的开挖轮廓线处预留20cm人工采用风镐进行凿除，确保所述二衬洞口的开挖轮廓线砼整齐及防水板不被破坏。二衬砼破除完成后，切割二衬钢筋及防水板，二衬钢筋及防水板均采用切割机进行切割，二衬钢筋及防水板预留足够的搭接长度，二衬钢筋预留搭接长度70cm，防水板预留搭接长度60cm。
步骤e2中进行第一隧道初期支护结构开孔时，所述初支洞口的开挖断面比所述辅助坑道洞口的开挖断面放大10cm(所述初支洞口的开挖轮廓线位于所述辅助坑道洞口的开挖轮廓线外侧且二者之间的间距为10cm)，先采用破碎锤凿除第一隧道初期支护结构14-1的混凝土喷射层，凿除过程中做好二衬预留钢筋及防水板的保护。
待第一隧道初期支护结构14-1的混凝土喷射层凿除后，切割第一隧道初期支护结构14-1中的所述全断面支撑架(即初支钢拱架)，切割初支钢拱架前采用3m长锁脚锚管对原初支钢拱架进行加固，同时采用所述环向钢拱架进行加固，所述环向钢拱架与所述辅助坑道洞口所处区域的所述全断面支撑架(即切割后的所述全断面支撑架)紧固连接，使切割后的所述全断面支撑架拱脚不悬空。
本实施例中，步骤f4中进行内层初期支护过程中，还需由后向前在已施工成型的所述双层初期支护结构内侧施工隧道二次衬砌36，详见图8。
所述外层初支结构38和内层初支结构37组成所述双层初期支护结构。本实施例中，每榀所述型钢拱架25与位于其内侧的格栅钢架25-3之间的净距不小于5cm。因而，每榀所述型钢拱架25与位于其内侧的格栅钢架25-3之间的混凝土复喷层25-1的层厚不小于5cm，也就是说，所述混凝土复喷层25-1在型钢拱架25上的覆盖厚度不小于5cm。
本实施例中，所述混凝土内喷层25-8包括外侧混凝土层和位于所述外侧混凝土层内侧的内侧混凝土层，多榀所述格栅钢架25-3均固定于所述外侧混凝土层内；所述内侧混凝土层的层厚不小于5cm。
所述混凝土初喷层25-2的层厚为3cm～5cm。本实施例中，混凝土初喷层25-2的层厚为4cm。
实际施工时，可根据具体需要，对混凝土初喷层25-2、混凝土复喷层25-1和混凝土内喷层25-8的层厚分别进行相应调整。
结合图17，本实施例中，所述型钢拱架25为第一钢架或第二钢架，所述第一钢架与所述第二钢架交错布设且二者的数量相同，前后相邻两榀所述第一钢架之间均设置有一榀所述第二钢架；所述纵向连接结构包括第一纵向钢筋连接结构25-6和第二纵向钢筋连接结构25-7；
多榀所述第一钢架沿隧道纵向延伸方向由后向前布设，且多榀所述第二钢架沿隧道纵向延伸方向由后向前布设；多榀所述第一钢架之间通过多个沿隧道纵向延伸方向布设的第一纵向钢筋连接结构25-6紧固连接为一体，多榀所述第二钢架之间通过多个沿隧道纵向延伸方向布设的第二纵向钢筋连接结构25-7紧固连接为一体；
所述第一纵向钢筋连接结构25-6和第二纵向钢筋连接结构25-7均为折线形钢筋连接结构；所述第一纵向钢筋连接结构25-6由多根第一纵向钢筋从后向前拼接而成，每根所述第一纵向钢筋均连接于前后相邻两榀所述第一钢架支架之间；所述第二纵向钢筋连接结构25-7由多根第二纵向钢筋从后向前拼接而成，每根所述第二纵向钢筋均连接于前后相邻两榀所述第二钢架支架之间。
本实施例中，前后相邻两榀所述格栅钢架25-3之间通过多道纵向连接钢筋紧固连接，多道所述纵向连接钢筋沿格栅钢架25-3的外轮廓线布设，多道所述纵向连接钢筋均呈平行布设且其均沿隧道纵向延伸方向布设。
如图13所示，每榀所述型钢拱架25内侧设置有临时支撑结构，所述临时支撑结构与布设于外侧的型钢拱架25布设于隧道洞1的同一个横断面上；所述临时支撑结构包括支撑于左侧拱架25-41右端下方的临时竖向支撑柱25-41和连接于左侧拱架25-41底部与临时竖向支撑柱24-1底部之间的临时仰拱支架24-2，所述临时竖向支撑柱24-1和临时仰拱支架24-2均位于所述上部洞体内；
步骤f11中进行左侧导洞开挖及外层初期支护过程中，由后向前在开挖成型的左侧导洞1-11内安装左侧拱架25-41时，还需在左侧拱架25-41右端下方安装临时竖向支撑柱24-1，并通过临时仰拱支架24-2将左侧拱架25-41与临时竖向支撑柱24-1紧固连接为一体；所述左侧拱架25-41和临时竖向支撑柱24-1的底部均支撑于开挖成型的左侧导洞1-11底部，所述临时仰拱支架24-2水平支撑于左侧导洞1-11底部；
步骤f2中进行中部洞体开挖过程中，由后向前对所述临时支撑结构进行拆除。
步骤f11中进行左侧导洞开挖及外层初期支护过程中，通过所述临时支撑结构能有效确保左侧导洞1-11以及所述上部洞体的稳固性。
为增强支护效果，每榀所述型钢拱架25外侧均设置有对隧道洞1进行支护的锚固体系，所述锚固体系与位于其内侧的型钢拱架25布设于同一隧道横断面上；
所述锚固体系包括位于左侧拱架25-41与右侧拱架25-42之间连接处外侧的拱部锁脚锚管32和两个对称布设于上部拱架25-4左右两侧底部外侧的上锁脚锚管33，两个所述侧部支架25-9的中部外侧均设置有一个所述中锁脚锚管34，两个所述侧部支架25-9的底部外侧均设置有一个所述下锁脚锚管35，两个所述中锁脚锚管34呈对称布设，两个所述下锁脚锚管35呈对称布设；所述拱部锁脚锚管32、上锁脚锚管33、中锁脚锚管34和下锁脚锚管35均为由内至外进入所述隧道洞1周侧岩层内的锁脚锚管；
步骤f11中进行右侧导洞开挖及外层初期支护过程中，还需沿隧道纵向延伸方向由后向前在开挖成型的左侧导洞1-11内对拱部锁脚锚管32进行施工；
步骤f12中进行右侧导洞开挖及外层初期支护过程中，还需沿隧道纵向延伸方向由后向前在开挖成型的所述上部洞体内对两个所述上锁脚锚管33分别进行施工；
步骤f2中进行中部洞体开挖过程中，还需沿隧道纵向延伸方向由后向前在开挖成型的中部洞体1-2内对两个所述中锁脚锚管34分别进行施工；
步骤f3中进行下部洞体开挖过程中，还需沿隧道纵向延伸方向由后向前在开挖成型的下部洞体1-3内对两个所述下锁脚锚管35分别进行施工。
本实施例中，所述隧道洞1的横断面积大于100m2。所述上部洞体、中部洞体1-2和下部洞体1-3的高度均大于3m。所述隧道洞1位于高角度逆冲富水富砂断层内。
为提高锚固稳固性，所述拱部锁脚锚管32、每个所述上锁脚锚管33、每个所述中锁脚锚管34和每个所述下锁脚锚管35均包括两根呈平行布设的锁脚锚管。
实际安装时，所述拱部锁脚锚管32、上锁脚锚管33、中锁脚锚管34和下锁脚锚管35的内端均通过锚管连接板固定在所述组装式支护架上，所述锚管连接板固定于所述组装式支护架上，因而连接简便、可靠；所述拱部锁脚锚管32、上锁脚锚管33、中锁脚锚管34和下锁脚锚管35的长度均不小于5m。
本实施例中，所述锁脚锚管的长度为5m、外径为φ50mm且其壁厚为6mm。同时，在所述锁脚锚管内注入砂浆，能有效保证隧道初期支护的稳固性。
实际施工时，可根据具体需要，所述锁脚锚管的长度、外径和壁厚分别进行相应调整。
本实施例中，所述拱部锁脚锚管32由内至外逐渐向右倾斜，所述上锁脚锚管33、中锁脚锚管34和下锁脚锚管35均由内至外逐渐向下倾斜。
本实施例中，步骤f1中进行上部洞体开挖及初期支护之前，需先对当前所施工隧道节段进行超前支护，并获得当前所施工节段的隧道节段超前支护结构；所述隧道洞1的边墙分为上部墙体和位于所述上部墙体正下方的下部墙体；
如图8、图11及图12所示，所述隧道节段超前支护结构包括对同一个所述隧道节段进行支护的超前管棚支护结构和超前小导管注浆支护结构，所述超前管棚支护结构的纵向长度大于所述隧道节段的长度；
结合图9，所述超前管棚支护结构包括多根由后向前钻进至隧道洞1掌子面前方岩层内的管棚管28和一个对多根所述管棚管28进行导向的管棚导向架，多根所述管棚管28沿隧道洞1的拱部轮廓线由左至右进行布设；所述管棚导向架上开有多个供管棚管28安装的管棚管安装孔29，多根所述管棚管28的后端均安装于所述管棚导向架上；
结合图10，所述超前小导管注浆支护结构包括多个对同一个所述隧道节段的拱墙进行超前支护的拱墙超前小导管注浆支护结构，多个所述拱墙超前小导管注浆支护结构呈均匀布设且其沿隧道纵向延伸方向由后向前布设，前后相邻两个所述拱墙超前小导管注浆支护结构的搭接长度不大于3m；前后相邻两个所述拱墙超前小导管注浆支护结构之间的间距l＝n×d，其中n为正整数且n的取值范围为3～6；所述隧道洞1的边墙分为上部墙体和位于所述上部墙体正下方的下部墙体；
每个所述拱墙超前小导管注浆支护结构均包括一个小导管导向架、一个对所述隧道节段的拱部进行超前支护的拱部超前小导管注浆支护结构和左右两个分别对所述隧道节段左右两侧边墙的下部墙体进行超前支护的边墙超前小导管注浆支护结构，两个所述边墙超前小导管注浆支护结构呈对称布设，两个所述边墙超前小导管注浆支护结构与所述拱部超前小导管注浆支护结构均布设于同一个隧道横断面上且三者的纵向长度均相同；每个所述拱部超前小导管注浆支护结构均包括多根由后向前钻进至隧道洞1掌子面前方岩层内的拱部注浆小导管22，多根所述拱部注浆小导管22沿隧道洞1的拱部轮廓线由左至右进行布设；每个所述边墙超前小导管注浆支护结构均包括多根由后向前钻进至隧道洞1掌子面前方岩层内的边墙注浆小导管23，多根所述边墙注浆小导管23沿隧道洞1的所述下部墙体轮廓线由上至下进行布设；每个所述拱墙超前小导管注浆支护结构中所有边墙注浆小导管23和所有拱部注浆小导管22的结构和尺寸均相同且其均布设于隧道洞1的同一个隧道横断面上；
所述小导管导向架为对一个所述拱墙超前小导管注浆支护结构中的所有边墙注浆小导管23和所有拱部注浆小导管22分别进行导向的导向架，所述小导管导向架为初期支护拱架25；所述小导管导向架的拱部由左至右开有多个供拱部注浆小导管22安装的拱部安装孔，所述小导管导向架的左右两侧下部均开有多个供边墙注浆小导管23安装的侧部安装孔，所述拱墙超前小导管注浆支护结构中边墙注浆小导管23和拱部注浆小导管22的后端均安装于同一个所述小导管导向架上。
本实施例中，步骤f1中进行上部洞体开挖及初期支护之前，先对当前所施工隧道节段进行超前管棚支护，获得该隧道节段的超前管棚支护结构；
所述上部洞体与中部洞体1-2组成中上部洞体，所述上部洞体和下部洞体3的高度均大于4m，所述中部洞体1-2的高度不大于10m；
步骤f2中由后向前在已开挖成型的所述上部洞体下方对当前所开挖隧道节段的中部洞体1-2进行开挖时，由后向前分多个开挖节段对该隧道节段的中部洞体1-2进行开挖；
对任一个所述开挖节段进行开挖之前，先对该开挖节段的拱墙进行超前小导管注浆加固，并获得一个所述超前小导管注浆支护结构；
每个所述开挖节段的长度均与前后相邻两个所述拱墙超前小导管注浆支护结构之间的间距l相同。
本实施例中，所述中部洞体1-2的高度不小于8m，因而中部洞体1-2的高度较大。因而，将中部洞体1-2分上下两个台阶进行开挖。并且，中部洞体1-2开挖完成后立即进行超前小导管注浆加固，此时隧道拱墙的支护结构非常稳固，因而中部洞体1-2开挖过程中对所述临时支撑结构进行拆除不会对隧道结构造成影响。
每个所述超前管棚支护结构均为对一个所述隧道节段进行超前支护的支护结构。本实施例中，多榀所述型钢拱架25呈均匀布设，相邻两榀所述型钢拱架25之间的间距为d且d的取值范围为0.8m～1.2m，前后相邻两个所述拱墙超前小导管注浆支护结构之间的间距l＝n×d，其中n为正整数且n＝3～6。
本实施例中，n＝5。
实际施工时，可根据具体需要，对n的取值大小进行相应调整。
本实施例中，前后相邻两个所述拱墙超前小导管注浆支护结构之间的搭接长度不大于3m且二者之间的搭接长度不小于0.5m。
本实施例中，d＝1m。实际施工时，可根据具体需要，对d的取值大小进行相应调整。
本实施例中，所述管棚导向架为型钢拱架25。并且，所述管棚导向架为支撑于所述隧道节段后端的一个所述型钢拱架25。
本实施例中，每个所述隧道节段后端还设置有两个分别对所述隧道节段后端的左右两侧下部墙体进行支护的后端超前小导管注浆支护结构，两个所述后端超前小导管注浆支护结构呈对称布设，
本实施例中，所述管棚管28的外径为φ108mm且其壁厚为6mm。
并且，所述管棚导向架上相邻两个所述管棚管安装孔29之间的环向间距为18cm～22cm；所述管棚管28的外插角不小于11°。
本实施例中，所述管棚导向架上相邻两个所述管棚管安装孔29之间的环向间距为20cm；所述管棚管28的外插角为8°。
实际施工时，可根据具体需要，对所述管棚导向架上相邻两个所述管棚管安装孔29之间的环向间距以及管棚管28的外插角进行相应调整。
所述管棚管28为钢花管，所述钢花管上开有多个圆形注浆孔且其孔径为φ10mm～φ16mm，多个所述圆形注浆孔呈均匀布设且其呈梅花形布设，相邻两个所述圆形注浆孔之间的间距为12cm～18cm。本实施例中，相邻两个所述圆形注浆孔之间的间距为15cm。实际施工时，可根据具体需要，对相邻两个所述圆形注浆孔之间的间距进行相应调整。
本实施例中，每个所述拱墙超前小导管注浆支护结构的纵向长度均为3m。实际施工时，可根据具体需要，对每个所述拱墙超前小导管注浆支护结构的纵向长度进行相应调整。
每个所述拱部超前小导管注浆支护结构中相邻两根所述拱部注浆小导管22之间的环向间距为28cm～32cm，每个所述边墙超前小导管注浆支护结构中相邻两根所述边墙注浆小导管23之间的环向间距为18cm～22cm。本实施例中，每个所述拱部超前小导管注浆支护结构中相邻两根所述拱部注浆小导管22之间的环向间距为30cm，每个所述边墙超前小导管注浆支护结构中相邻两根所述边墙注浆小导管23之间的环向间距为20cm。实际施工时，可根据具体需要，对相邻两根所述拱部注浆小导管22之间的环向间距以及相邻两根所述边墙注浆小导管23之间的环向间距进行相应调整。
实际施工时，所述拱部注浆小导管22和所述边墙注浆小导管23均为超前注浆小导管，所述超前注浆小导管的外插角为5°～10°；所述超前注浆小导管的长度为4.5m～5.5m、外径为φ45mm～φ55mm且其壁厚为5mm～7mm；
所述超前注浆小导管包括管体和同轴安装在所述管体前端的钻头，所述钻头为圆锥形钻头，所述管体为无缝钢管且其内外侧壁均为光滑侧壁，所述管体上开有多个注浆孔，多个所述注浆孔均与所述管体内部相通；多个所述注浆孔的孔径均相同且其孔径为φ8mm～φ12mm，多个所述注浆孔呈均匀布设且其呈梅花形布设，相邻两个所述注浆孔之间的间距为12cm～18cm。
本实施例中，所述超前注浆小导管的长度为5m、外径为φ50mm且其壁厚为6mm；所述注浆孔的孔径为φ10mm，相邻两个所述注浆孔之间的间距为10cm。实际施工时，可根据具体需要，对所述超前注浆小导管的尺寸以及所述注浆孔的孔径和布设间距分别进行相应调整。
其中，环向间距是指在呈圆形或椭圆形截面上的两点间的弧线距离。根据本领域公知常识，所述管棚导向架上相邻两个所述管棚管安装孔29之间的环向间距为所述管棚导向架上相邻两个所述管棚管安装孔29之间的弧形距离，相邻两根所述拱部注浆小导管22之间的环向间距指的是所述小导管导向架上相邻两根所述拱部注浆小导管22之间的弧线距离，相邻两根所述边墙注浆小导管23之间的环向间距指的是所述小导管导向架上相邻两根所述边墙注浆小导管23之间的弧线距离。
本实施例中，每个所述拱墙超前小导管注浆支护结构还包括一个对该拱墙超前小导管注浆支护结构中的所有边墙注浆小导管23和所有拱部注浆小导管22分别进行支撑的小导管支撑架；
所述小导管支撑架为型钢拱架25，每个所述小导管支撑架均为位于一个所述小导管导向架前方且与该小导管导向架相邻的型钢拱架25；
所述拱墙超前小导管注浆支护结构中所有边墙注浆小导管23和所有拱部注浆小导管22的后部均支撑于所述小导管支撑架上。
实际使用时，通过所述小导管导向架和所述小导管支撑架能对边墙注浆小导管23和拱部注浆小导管22进行有效导向，并能为边墙注浆小导管23和拱部注浆小导管22提供稳固支撑，同时能大幅度提高施工效率，确保施工质量。
结合图11、图12，所述隧道洞1分为隧道上洞体和位于所述隧道上洞体正下方的隧道下洞体，所述隧道上洞体的横截面为半圆形；所述边墙的上部墙体位于所述隧道上洞体内且其下部墙体位于所述隧道下洞体内；两个所述边墙超前小导管注浆支护结构均位于所述隧道下洞体外侧。
本实施例中，如图10、图12所示，所述小导管导向架上开设所述拱部安装孔的区域为拱部开孔区，所述拱部开孔区的形状为弧形且其圆心角为120°。
因而，每个所述拱部超前小导管注浆支护结构的施作范围为隧道洞拱部120°范围内，能对隧道洞1进行有效支护。
本实施例中，所述拱部注浆小导管22和所述边墙注浆小导管23均为超前注浆小导管，所述小导管导向架开有多个供所述超前注浆小导管安装的小导管安装孔26。
本实施例中，如图9、图11所示，所述管棚导向架上开设管棚管安装孔29的区域为上部开孔区，所述上部开孔区的形状为弧形且其圆心角为180°。
如图9、图11所示，为确保每个所述隧道节段后端的支护稳固性，每个所述隧道节段超前支护结构还包括左右两个对对所述隧道节段后端左右两侧边墙的下部墙体进行超前支护的所述边墙超前小导管注浆支护结构，两个所述边墙超前小导管注浆支护结构呈对称布设且二者布设于同一个隧道横断面上。相应地，所述管棚导向架的下部左右两侧分别开有多个供所述边墙超前小导管注浆支护结构中边墙注浆小导管23安装的侧部安装孔。此时，所述边墙超前小导管注浆支护结构的结构和尺寸均与所述拱墙超前小导管注浆支护结构中所述边墙超前小导管注浆支护结构的结构和尺寸相同。
本实施例中，每榀所述型钢拱架25均由一个对隧道洞1的拱墙进行支护的拱墙支撑拱架和一个对隧道洞1底部进行支护的隧道仰拱支架拼接而成，所述隧道仰拱支架位于所述拱墙支撑拱架的正下方且二者位于同一隧道横断面上，所述隧道仰拱支架与所述拱墙支撑拱架形成一个封闭式全断面支架；所述隧道仰拱支架的左端固定在所述拱墙支撑拱架的左侧底部内侧壁上，所述隧道仰拱支架的右端固定在所述拱墙支撑拱架的右侧底部内侧壁上，所述隧道仰拱支架的左右两端在所述拱墙支撑拱架上的固定位置均为仰拱支架固定位置。所述边墙超前小导管注浆支护结构位于所述仰拱支架固定位置上方。
由于所述隧道洞1的侧墙底部设置有锁脚锚管，同时所述隧道洞1侧墙底部为所述拱墙支撑拱架的仰拱支架固定位置，此时的支撑强度能得到有效保证，因而所述边墙超前小导管注浆支护结构位于所述仰拱支架固定位置上方即可，既能节省施工成本，也能确保支护效果。
本实施例中，所述型钢拱架25为由一根工字钢弯曲形成的拱形支架，所述边墙注浆小导管23和拱部注浆小导管22的后部均支撑于所述小导管支撑架的上翼板上；所述拱部安装孔和所述侧部安装孔均位于所述小导管导向架的腹板上。
本实施例中，所述拱部安装孔和所述侧部安装孔均为小导管安装孔26。
并且，所述管棚管安装孔29为所述管棚导向架的腹板上，同时所述管棚导向架的腹板上还开有小导管安装孔26。
为施工简便，所述小导管导向架上每个所述小导管安装孔26上均安装有一个对超前注浆小导管进行导向的孔口管，每根所述超前注浆小导管均同轴安装于对其进行导向的所述孔口管内。本实施例中，所述孔口管的长度不小于0.5m。
并且，所述管棚导向架上每个所述管棚管安装孔29上均安装有一个对管棚管28进行导向的孔口管，并且所述管棚导向架上每个所述小导管安装孔26上均安装有一个对超前注浆小导管进行导向的孔口管。
所述超前管棚支护结构的纵向长度为25m～26m。本实施例中，所述超前管棚支护结构的纵向长度为25m，所述超前管棚支护结构的纵向长度记作l2，l2＝25m。实际施工时，可根据具体需要，对l1和l2的取值大小分别进行相应调整。
本实施例中，如图8所示，对任一个所述隧道节段进行超前管棚支护之前，先在该隧道节段后侧设置止浆墙。其中，对位于最后侧的一个所述隧道节段进行施工之前，先在该隧道节段的后侧施工一个混凝土封堵墙30作为止浆墙；待一个所述隧道节段开挖完成后，下一个所述隧道节段后端位于上一个所述隧道节段的超前管棚支护结构内侧的岩层节段31为预留的止浆墙。同时，所述双层初期支护结构与隧道二次衬砌36之间布设防水层39。
实际施工时，根据公式
本实施例中，所述隧道正洞21的后侧隧道段3和中部隧道段5组成主体隧道段，所述主体隧道段内设置有高位逃生平台，所述高位逃生平台沿所述主体隧道段的纵向长度方向布设且二者的长度相同；每个所述辅助坑道42内均布设有一个与所述高位逃生平台连接的所述辅助坑道应急逃生系统；
所述高位逃生平台包括三个从后向前布设于隧道正洞21内的洞体侧高位逃生通道节段，三个所述高位逃生通道节段均沿隧道正洞21的纵向延伸方向布设且其均布设于隧道正洞21的一侧边墙内侧；每个所述洞体侧高位逃生通道节段均固定于隧道正洞21的一侧边墙上，所述洞体侧高位逃生通道节段所固定的边墙为逃生通道固定边墙；前后相邻两个所述洞体侧高位逃生通道节段之间均通过一个洞口侧高位逃生通道节段连接，所述洞口侧高位逃生通道节段位于所述辅助坑道洞口外侧且其布设于隧道正洞21内；所述洞口侧高位逃生通道节段为沿隧道正洞21纵向延伸方向布设的纵向连接架；
三个所述高位逃生通道节段分别为布设于所述主体隧道段中位于所述泄水洞交叉口后侧的隧道段中的后侧高位逃生通道节段、布设于所述主体隧道段中所述导坑后交叉口与所述泄水洞交叉口之间的隧道段中的中部高位逃生通道节段和布设于所述主体隧道段中位于所述导坑后交叉口前侧的隧道段中的前侧高位逃生通道节段；
所述洞体侧高位逃生通道节段包括多个沿隧道正洞21的纵向延伸方向由后向前布设的高位逃生通道支架43和一个支撑于多个所述高位逃生通道支架43上且供逃生人员行走的边墙侧人行平台44，多个所述高位逃生通道支架43均固定于所述逃生通道固定边墙上且其组成供边墙侧人行平台44支撑的隧道纵向支撑体系，每个所述高位逃生通道支架43均布设于其所处位置处隧道正洞21的隧道横断面上；所述边墙侧人行平台44与对隧道正洞21内仰拱进行填充的仰拱填充层35之间的净距不小于2m；每个所述高位逃生通道支架43的内侧均支立有一个斜向爬梯53，斜向爬梯53底部支撑于仰拱填充层35上且其上部支撑于高位逃生通道支架43上；所述洞体侧高位逃生通道节段中最靠近所述辅助坑道洞口的一个所述高位逃生通道支架43为洞口侧支架，支立于所述洞口侧支架内侧的斜向爬梯53为洞口侧爬梯；
结合图23和图24，每个所述辅助坑道应急逃生系统均包括两个分别布设在辅助坑道42左右两侧边墙内侧的隧道应急逃生装置；
每个所述隧道应急逃生装置均包括一个由多个应急爬梯54组成的爬梯组和两道沿辅助坑道42的纵向延伸方布设且固定在所述爬梯组上的安全绳55，每道所述安全绳55均与多个所述应急爬梯54固定连接；多个所述应急爬梯54沿辅助坑道42的纵向延伸方向从后向前布设，所述应急爬梯54为固定在所述隧道支护结构上且高度不小于3m的竖向爬梯；两道所述安全绳55分别为固定在应急爬梯54上部的上安全绳和位于所述上安全绳下方且固定在应急爬梯54下部的下安全绳；每个所述隧道应急逃生装置中最靠近所述辅助坑道洞口的一个所述应急爬梯54为辅助坑道洞口爬梯，每个所述辅助坑道洞口爬梯均通过连接机构和与其最近的一个所述洞口侧爬梯连接，所述连接机构为连接绳58或连接架。
并且，步骤一中对后侧隧道段3中位于所述泄水洞交叉口后侧的隧道段进行开挖过程中，由后向前在施工成型的隧道正洞21内对所述后侧高位逃生通道节段进行施工；
待后侧隧道段3中位于所述泄水洞交叉口后侧的隧道段开挖施工完成后，获得施工成型的所述后侧高位逃生通道节段；
步骤二中对后侧隧道段3中位于所述泄水洞交叉口与所述导坑后交叉口之间的隧道段进行开挖过程中，由后向前在施工成型的隧道正洞21内对所述中部高位逃生通道节段进行施工，同时将在所述泄水洞交叉口外侧布设一个所述纵向连接架；
待后侧隧道段3中位于所述泄水洞交叉口与所述导坑后交叉口之间的隧道段开挖施工完成后，获得施工成型的所述中部高位逃生通道节段；
对泄水洞2的排水洞体进行开挖过程中，由后向前在施工成型的泄水洞2内对所述辅助坑道应急逃生系统进行施工，并将所施工辅助坑道应急逃生系统中的每个所述辅助坑道洞口爬梯均通过连接机构和与其最近的一个所述洞口侧爬梯连接；
步骤三中对后侧隧道段3中位于所述导坑后交叉口前侧的隧道段进行开挖时，由后向前在施工成型的隧道正洞21内对所述前侧高位逃生通道节段进行施工，同时将在所述导坑后交叉口外侧布设一个所述纵向连接架；
对泄水洞2的排水洞体继续进行开挖施工过程中，由后向前对泄水洞2内的所述辅助坑道应急逃生系统继续进行施工；
对迂回导坑1的后侧迂回导坑段进行开挖施工过程中，由后向前在施工成型的迂回导坑1内对所述辅助坑道应急逃生系统进行施工，并将所施工辅助坑道应急逃生系统中的每个所述辅助坑道洞口爬梯均通过连接机构和与其最近的一个所述洞口侧爬梯连接；
步骤四中对泄水洞2的前部泄水洞体进行开挖过程中，由后向前对泄水洞2内的所述辅助坑道应急逃生系统继续进行施工；待所述前部泄水洞体施工完成后，获得泄水洞2内施工成型的所述辅助坑道应急逃生系统；
对迂回导坑1的前部导坑段进行开挖施工过程中，由后向前对迂回导坑1内的所述辅助坑道应急逃生系统继续进行施工；待所述前部导坑段施工完成后，获得迂回导坑1内施工成型的所述辅助坑道应急逃生系统；
对中部隧道段5进行开挖施工过程中，由后向前对中部隧道段5内的所述前侧高位逃生通道节段进行施工。
三个所述洞体侧高位逃生通道节段和两个所述纵向连接架组成隧道应急逃生系统。
本实施例中，所述纵向连接架为可开启式连接架，所述可开启式连接架包括两个均能由内向外进行翻转的翻转支架46，每个所述翻转支架46的外端均以铰接方式与一个所述洞口侧支架连接；两个所述翻转支架46拼装组成连接于前后相邻两个所述洞体侧高位逃生通道节段之间的逃生支架。
实际使用时，未发生安全事故时，所述可开启式连接架处于如图19所示的开启状态，此时所述可开启式连接架不会影响辅助坑道42与隧道正洞21之间的正常通行；一旦发生涌水涌砂，所述可开启式连接架处于如图18所示的开启状态，此时隧道正洞21内的多个所述高位逃生通道节段连接形成一个布设于隧道正洞21内且能通至洞外的连贯性通道，隧道正洞21内的逃生人员只需通过斜向爬梯34爬至连贯性通道上便可在短时间内安全逃出洞外。
所述纵向连接架也可以采用可拆卸连接架。实际使用时，未发生安全事故时，将所述纵向连接架从两个所述洞体侧高位逃生通道节段之间拆离，此时所述纵向连接架不会影响辅助坑道42与隧道正洞21之间的正常通行；一旦发生涌水涌砂，将所述纵向连接架连接于两个所述洞体侧高位逃生通道节段之间，此时隧道正洞21内的多个所述高位逃生通道节段连接形成一个布设于隧道正洞21内且能通至洞外的连贯性通道，隧道正洞21内的逃生人员只需通过斜向爬梯34爬至连贯性通道上便可在短时间内安全逃出洞外。
实际施工时，多个所述高位逃生通道支架43均固定于第一隧道二次衬砌15-1上。
本实施例中，所述边墙侧人行平台44与正洞仰拱填充层45之间的净距为2.2m。
实际施工时，可根据具体需要，对边墙侧人行平台44与正洞仰拱填充层45之间的净距进行相应调整。
本实施例中，每个所述洞体侧高位逃生通道节段中的多个所述高位逃生通道支架43呈均匀布设，相邻两个所述高位逃生通道支架43之间的间距为8m～12m。
本实施例中，所述边墙侧人行平台44为支撑于所述水平支撑平台上的平板。
本实施例中，所述高位逃生通道支架43和翻转支架46均为型钢支架，不仅加工简便，并且结构稳固。
如图18和图19所示，所述翻转支架46包括洞口侧人行平台46-1和固定支撑于洞口侧人行平台46-1底部的支撑架46-2，所述洞口侧高位逃生通道节段中两个所述洞口侧人行平台46-1拼接成连接于前后相邻两个所述边墙侧人行平台44之间的拼接式人行平台，所述拼接式人行平台的长度与连接于其前后两侧的两个所述边墙侧人行平台44之间的净距相同，所述洞口侧人行平台46-1的外端以铰接方式与一个所述洞口侧支架连接。本实施例中，所述拼接式人行平台与其相邻的边墙侧人行平台44之间通过铰接轴16进行连接。本实施例中，所述支撑架46-2支撑于对辅助坑道42内仰拱进行填充的辅助坑道仰拱填充层17上。
并且，所述边墙侧人行平台44和洞口侧人行平台46-1均为长方形平台。
为确保隧道应急逃生系统的连贯性，当所述洞口侧高位逃生通道节段处于关闭状态时，所有边墙侧人行平台44和所有洞口侧人行平台拼装组成位于隧道正洞21内的纵向人行平台，详见图18。
本实施例中，所述翻转支架46中支撑架46-2的数量为一个，该支撑架46-2支撑于洞口侧人行平台46-1的内端底部。
并且，所述洞口侧人行平台46-1包括承重框架和支撑于所述承重框架上的洞口侧人行平板，所述承重框架的外端以铰接方式与一个所述洞口侧支架连接，所述支撑架46-2支撑于所述承重框架的内端底部。这样，能有效减轻翻转支架46的重量，便于翻转，并且翻转支架46的结构稳定，支撑平稳。
如图19所示，本实施例中，所述可开启式连接架中的两个所述翻转支架46分别为布设于所述辅助坑道洞口左右两侧的左侧支架和右侧支架，所述可开启式连接架还包括两根拉动翻转支架46由内至外进行翻转的翻转拉绳48、一个布设于所述辅助坑道洞口左侧的下导向滑轮49和两个对称布设于所述辅助坑道洞口左右两侧的左上导向滑轮50和右上导向滑轮51，所述左上导向滑轮50布设于所述左侧支架的左上方，所述右上导向滑轮51布设于所述右侧支架的右上方，所述下导向滑轮49布设于所述左侧支架的左上方且其布设于左上导向滑轮50的正下方；
一根所述翻转拉绳48的一端固定于所述右侧支架内端且其另一端经右上导向滑轮51和左上导向滑轮50后与卷扬机52连接，另一根所述翻转拉绳48的一端固定于所述左侧支架内端且其另一端经下导向滑轮49后与卷扬机52连接，所述卷扬机52布设于所述辅助坑道洞口左侧的所述洞体侧高位逃生通道节段上。
本实施例中，所述卷扬机52为电动卷扬机，通过控制所述电动机卷扬机进行正反转便可实现对所述可开启式连接架进行开启与关闭控制，控制简便，实现方便。
当隧道正洞21发生断电事故时，也可以人为对两根所述翻转拉绳48进行收放，实现对所述可开启式连接架进行开启与关闭。
如图20和图21所示，所述高位逃生通道支架43包括呈竖直向布设的三角支架43-1和固定在三角支架43-1内侧上部的竖向档杆43-2，所述三角支架43-1包括水平支撑杆以及布设于所述水平支撑杆内外两侧下方的内侧斜向支杆和外侧斜向支杆，所述内侧斜向支杆的上端支撑于所述水平支撑杆的内端下方，所述外侧斜向支杆的上端支撑于所述水平支撑杆的外端下方，所述内侧斜向支杆和外侧斜向支杆的下端紧固连接为一体；所述外侧斜向支杆的外侧壁上由上至下固定有多个锚固于所述逃生通道固定边墙上的锚固钢筋43-3，多个所述锚固钢筋43-3与三角支架43-1和竖向档杆43-2均布设于同一竖直面上；
每个所述洞体侧高位逃生通道节段中的多个所述水平支撑杆均布设于同一平面上且其组成纵向支撑平台，所述边墙侧人行平台44支撑于所述水平支撑平台上。
对高位逃生通道支架43进行固定时，只需将预先加工成型的高位逃生通道支架43通过多个所述锚固钢筋43-3固定于所述逃生通道固定边墙上即可，固定牢靠。所述三角支架43-1为型钢支架，结构稳定，支撑可靠。
本实施例中，每个所述高位逃生通道支架43中锚固钢筋43-3的数量为两个。实际使用时，可根据具体需要，对每个所述高位逃生通道支架43中锚固钢筋43-3的数量以及各锚固钢筋43-3的布设位置分别进行相应调整。
为进一步提高防护效果，所述洞体侧高位逃生通道节段还包括多个由上至下布设于同一竖直面上的纵向栏杆47，所述纵向栏杆47隧道正洞21的纵向延伸方向布设，多个所述纵向栏杆47均呈平行布设；
每个所述洞体侧高位逃生通道节段中的多个所述竖向档杆43-2组成竖向围护骨架；多个所述纵向栏杆47均固定在所述竖向围护骨架上，每个所述纵向栏杆47均与所述竖向围护骨架中的多个所述竖向档杆43-2固定连接。
本实施例中，所述洞体侧高位逃生通道节段中包括三个所述纵向栏杆47。实际使用时，可根据具体需要，对所述洞体侧高位逃生通道节段中所包括纵向栏杆47的数量以及各纵向栏杆47的布设位置分别进行相应调整。
本实施例中，所述纵向栏杆47为钢筋且其焊接固定在竖向档杆43-2上。
本实施例中，所述斜向爬梯53上部支撑于所述水平支撑杆内侧。
并且，所述斜向爬梯53为由钢筋焊接而成的爬梯。
为进一步确保稳定性，所述斜向爬梯53焊接固定在所述水平支撑杆上，并且斜向爬梯53的底部锚固于正洞仰拱填充层45内。
本实施例中，每个所述辅助坑道洞口爬梯和与其连接的所述洞口侧爬梯均位于所处辅助坑道42的同一侧。因而，所述连接机构不会影响所述辅助坑道洞口的正常通行。
本实施例中，每个所述辅助坑道洞口爬梯均通过连接绳58和与其最近的一个所述洞口侧爬梯连接，每个所述辅助坑道洞口的左右两侧均设置有一个对连接绳58进行导向的导向轮59。
实际使用时，所述连接机构也可以为所述连接架。
本实施例中，每个所述辅助坑道应急逃生系统中两个所述隧道应急逃生装置的应急爬梯54呈交错布设。
并且，所述应急爬梯54由上至下逐渐向内倾斜。
实际施工时，所述爬梯组中的多个所述应急爬梯54呈均匀布设，前后相邻两个所述应急爬梯54之间的间距为8m～12m。所述应急标识灯16与位于其正下方的应急爬梯54顶部的竖向间距为0.4m～0.6m。
本实施例中，所述爬梯组中前后相邻两个所述应急爬梯54之间的间距为10m。
实际施工过程中，可根据具体需要对所述爬梯组中前后相邻两个所述应急爬梯54之间的间距进行相应调整。
实际加工时，所述应急爬梯54为由钢筋焊接而成的爬梯。本实施例中，所述应急爬梯54为由φ25mm的钢筋焊接而成。
本实施例中，所述安全绳55为麻绳且其绑扎固定在应急爬梯54。
并且，所述安全绳55为φ25mm麻绳，麻绳与钢筋爬梯绑扎牢靠。
本实施例中，所述应急爬梯54固定在第二隧道二次衬砌15-2或第三隧道二次衬砌15-3上。
如图24所示，每个所述应急爬梯54均包括左右两个对称布设且支撑于辅助坑道仰拱填充层17上的主支撑件和多个由上至下连接于两个所述主支撑件之间的横杆；每个所述主支撑件均通过多道由上至下布设在同一竖直面上的植筋40固定在第二隧道二次衬砌15-2上；所述植筋40为内端植入第二隧道二次衬砌15-2内的钢筋，所述植筋40外端与所述主支撑件紧固连接为一体。
为确保固定牢靠，所述主支撑件底部锚固于辅助坑道仰拱填充层17内。
所述上安全绳与应急爬梯54底部的竖向间距为1.4m～1.6m，所述下安全绳与应急爬梯54底部的竖向间距为0.9m～1.1m。
本实施例中，所述上安全绳与应急爬梯54底部的竖向间距为1.5m，所述下安全绳与应急爬梯54底部的竖向间距为1m。实际施工时，可根据具体需要，对所述上安全绳和所述下安全绳在应急爬梯54上的绑扎高度进行相应调整。所述安全绳55也称为逃生绳。
为进一步的逃生需求，所述应急爬梯54和斜向爬梯53上均悬挂有救生衣和救生圈，以在紧急状况下备用。
实际使用时，未发生安全事故时，所述可开启式连接架处于如图19所示的开启状态，此时所述可开启式连接架不会影响辅助坑道42与隧道正洞21之间的正常通行；一旦发生涌水涌砂，所述可开启式连接架处于如图1所示的开启状态，此时隧道正洞21内的多个所述高位逃生通道节段连接形成一个布设于隧道正洞21内且通至洞外的连贯性通道，隧道正洞21内的逃生人员只需通过斜向爬梯34爬至连贯性通道上便可在短时间内安全逃出洞外；而辅助坑道42内的逃生人员可以通过所述连接机构从辅助坑道42内的所述辅助坑道洞口爬梯移至隧道正洞21内的所述洞口侧爬梯，再通过所述高位逃生平台快速移至洞外。
由于多个所述高位逃生通道节段均布设于隧道正洞21的一侧边墙(即所述逃生通道固定边墙)内侧，因而多个所述高位逃生通道节段均靠所述逃生通道固定边墙布设，不会影响隧道正洞21内的正常通行。同时，每个所述辅助坑道应急逃生系统中的两个所述隧道应急逃生装置也靠辅助坑道42的两侧边墙布设，因而所述辅助坑道应急逃生系统也不会影响辅助坑道42内的正常通行。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
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