一种处于桥隧相连段的隧道快速施工方法与流程

本发明是涉及隧道工程领域，具体涉及一种处于桥隧相连段的隧道快速施工方法。

背景技术：

随着我国交通事业的快速发展，在山区修建的公路铁路也越来越多。山区地形复杂，地势起伏很大，修建桥梁和隧道在所难免。对于一般的山岭地形单独修建桥梁和隧道便可通过，但是对于起伏较大的地区，往往需要桥隧相连才能保证路线的线型指标。桥隧相连段修建桥梁和隧道因为两者都没有足够的施工空间，所以施工的难度都很大。

山岭隧道通常在超前大管棚支护下从洞口开始进洞施工，然而桥隧相连的隧道洞口处仰坡陡峭，难以修建施工便道；抑或施工场地受限无法满足施工要求，且过大的填挖方会破坏生态环境，因此需要采取更有效的进洞方法来确保进洞施工的安全、环保和经济。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种处于桥隧相连段的隧道快速施工方法，通过设置横洞来实现隧道的双向快速开挖，通过双排超前小导管快速出洞，然后为后续的桥梁和隧道的施工创造施工场地。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种处于桥隧相连段的隧道快速施工方法，包括以下步骤：

步骤1，开挖施工横洞；

步骤2，施工横洞完成后，由横洞交正洞处开挖第一线正洞，第一线正洞采用双向开挖法，其中，一端向第一线正洞入口方向挖，一端向第一线正洞出口方向挖，所述入口方向为桥隧相接口方向，所述出口方向与入口方向相反；

步骤3，当第一线正洞出口方向掌子面与施工横洞相距3-5倍洞径距离时，预留车行横洞入口；当出口方向掌子面继续向前推进3-5倍洞径距离时，同步开挖车行横洞和第一线正洞；所述洞径为第一线正洞的洞径；

步骤4，车行横洞施工完成后，使用双向开挖法开挖第二线正洞，直至入口方向贯通后，转为单向开挖。

进一步的，所述步骤1中包括：在开挖施工横洞前对施工横洞的洞口位置和夹角进行选择，施工横洞交第一线正洞的位置距离桥隧相接处不小于50米，且施工横洞与第一线正洞的中线夹角不小于60度。

进一步的，所述步骤2中横洞交正洞的开挖采用垂直爬坡挑顶法，具体为：先以开挖小导洞的方式进入第一线正洞，并及时跟进初期支护和临时支护，再逐渐扩挖断面。

进一步的，所述步骤2中朝向第一线正洞入口方向开挖包括辅助措施，具体为：当隧道入口方向开挖的掌子面距隧道入口处大于20米时，先打单排超前小导管，然后进行上台阶的开挖和正洞初期支护，再挖下台阶并及时施作正洞仰拱和正洞二次衬彻；当开挖掌子面距隧道入口处小于等于20米时，辅助施工措施改为采用双排超前小导管。

进一步的，步骤3中所述车行横洞用于连通第一线正洞和第二线正洞。

进一步的，所述步骤1和步骤3中施工横洞和车行横洞的施工方法均为全断面法。

进一步的，所述步骤4中，当第一线正洞和第二线正洞均与桥梁连通后，桥梁和横洞用于后续隧道的施工通道。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

本发明一种处于桥隧相连段的隧道快速施工方法，首先选择合适的横洞洞口位置，快速进行横洞的开挖。再采用垂直爬坡挑顶的方法由横洞转入正洞，双向开挖正洞，优先开挖桥隧连接方向，采用双排超前小导管的辅助支护措施快速安全出洞，保证了隧道入口的尽早贯通，为桥梁和隧道的后续施工创造便利。较之以前方法，本发明克服了传统正面入洞施工方法洞口施工空间不足以及过大填挖方造成的生态环境破坏等缺点，具有节省施工资源、方法简单实用、省工省时、施工成本低、施工周期短、安全可靠、效率高等优点。

附图说明

图1是隧道施工顺序平面布置的示意图；

图2是隧道横洞交正洞横洞方向的结构示意图；

图3是隧道横洞交正洞正洞方向的结构示意图；

图4是隧道正洞双排超前小导管出洞断面图；

图5是隧道正洞双排超前小导管出洞纵向剖面图。

图中：1、i14工字钢拱架，2、i25型钢门架，2-1、i25型钢立柱，2-2、i25型钢托梁，3、3榀i16型钢钢架，4、正洞钢拱架落脚点，5、超前小导管，6、正洞初期支护，7、正洞二次衬砌，8、正洞仰拱，9、施工横洞，10、车行横洞。

具体实施方式

下面结合图形具体说明施工步骤。一种处于桥隧相连段的隧道快速施工方法，如图1所示，图中隧道正洞入口是指桥隧相接段隧道的洞口，隧道出口是指与隧道入口相反的方向。

第一步、横洞进洞

对隧道周围的地形和地质进行勘测，选择隧道横洞的位置；所选隧道横洞交正洞的位置距隧道正洞的入口处不小于50m，横洞与正洞的中线夹角不小于60°；如图1所示，在本发明的优选实施例中，横洞与正洞垂直相交。

先对横洞洞口周围的边坡进行刷坡，然后对边坡采用锚喷支护，对上部松动岩面挂被动防护网；优选的，喷射混泥土的标号为c25，厚度为4cm；锚杆为φ22砂浆锚杆，相邻锚杆的间距为1.5×1.5m，防护网采用φ8的钢筋网，网孔尺寸20×20cm。

采用施做管棚的辅助支护方式进洞，施做管棚的步骤包括：施做导向墙、钻孔、清孔、顶进管棚钢管、注浆和封孔；其中导向墙纵向设置0.5m，厚50cm；钻孔直径为130mm；管棚钢管为φ114热轧无缝钢管，壁厚为6mm；注浆采用水泥浆注浆，注浆压力为2mpa。

第二步、横洞开挖和横洞交正洞的施工

如图2所示，采用全断面法对横洞开挖，开挖后打锚杆、立型钢钢架、挂钢筋网、喷混凝土、施作二衬。其中锚杆为φ25的砂浆锚杆，纵向与环向间距为0.75×1.2m；型钢钢架为i14工字钢拱架，间距75cm；钢筋网为φ8钢筋，网孔尺寸20×20cm；喷射混凝土标号为c25，厚度为20cm；二衬混凝土标号为c35，厚度为40cm。

开挖至横洞与正洞交界处，将之前3榀i14的型钢钢架改为3榀i16型钢钢架3。

采用垂直爬坡挑顶法进入正洞，具体地，在横洞与正洞交叉口处架立一榀i25型钢门架2，i25型钢门架2包括i25型钢立柱2-1和i25型钢托梁2-2；门架法线与正洞中心线平行，在此型钢钢门架顶部设置一个i25型钢托梁2-2，并在托梁两端设置i25型钢立柱2-1。

如图3所示，由横洞进入正洞时先开挖小导洞，然后沿正洞宽度方向进行爬坡，当开挖至正洞中线处时导洞的拱顶和正洞的拱顶设计标高一致；开挖过程中，及时跟进临时i14工字钢拱架1，相邻的i14工字钢拱架1保持1m间距。

导洞临时支护施工完毕后，立即进行正洞初期支护6的施工，安装正洞钢拱架，如图3，一个的正洞钢拱架落脚点4在钢托梁上，另一个拱架落脚点在稳定基岩上，并复喷混凝土。正洞初期支护6中包括初喷混凝土、打锚杆、立型钢钢架、挂钢筋网、复喷混凝土，其中锚杆为φ25砂浆锚杆，纵向与环向间距为0.5×1m；初喷混凝土标号为c25，厚度为5cm，钢筋网采用φ8钢筋，网孔尺寸为20×20cm；正洞钢拱架采用i20的型钢，间距为50cm；复喷混凝土标号同初喷混凝土，厚度为20cm。

第三步、左线隧道正洞的开挖

向隧道入口方向开挖；如图5所示，开挖后及时施做正洞初期支护6、正洞仰拱8和正洞二次衬砌7，其中正洞仰拱8的施工包括开挖、初支、二衬和回填；仰拱初支中喷射混凝土的标号为c25，厚度为5cm；仰拱初支中钢架为i20的型钢，间距50cm；仰拱二衬混凝土的标号为c35，厚度为40cm；仰拱初支中回填混凝土的标号为c15，回填至设计路面高度；正洞二次衬砌7的混凝土标号为c35，厚度为40cm。

待两个掌子面有一定距离后，两个方向可以同时开挖；

如图4所示，当隧道入口方向开挖掌子面，距离出洞口20m时，采用双排超前小导管的辅助施工措施，双排超前小导管5皆为φ45的钢管，环向间距40cm，管长3m，一排外插角35°，一排外插角15°，管内注浆材料采用水泥浆，注浆压力2mpa。

第四步、第二条横洞的开挖

如图1所示，当正洞的出口方向开挖的掌子面距施工横洞9的距离为3-5倍洞径时，预留第二条横洞入口，即车行横洞10入口；待掌子面又推进3-5倍洞径时，横洞和正洞可以同时施工。

开挖的车行横洞10采用全断面法，开挖后打锚杆、立型钢钢架、挂钢筋网，喷混凝土，其中锚杆为φ25砂浆锚杆，纵向与环向间距为1.2×1.2m；型钢钢架为i14工字钢，间距1m；钢筋网为φ8钢筋，网孔尺寸25×25cm。对于施工横洞9进出口的两端，各设置两榀i16的型钢支护，间距1m，钢架架立后将钢架及时的焊接在一起形成一个整体；

施作二衬，二衬混凝土的标号为c35，厚度为35cm。

第五步、右线正洞的开挖

按照步骤三对右线隧道正洞进行施工。

待隧道与桥梁连通后，可通过桥梁和横洞同时对隧道进行施工，加快施工进度。

以上所述，仅是本发明的一个实例，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。