一种超大断面双连拱隧道不对称开挖施工组织方法与流程

1.本发明涉及隧道工程领域，尤其涉及一种超大断面双连拱隧道不对称开挖施工组织方法。


背景技术：

2.随着我国交通事业的蓬勃发展，公路隧道建设规模不断扩大，隧道建设所面临的地质或地形条件，以及建设环境也越来越复杂，受线路衔接、总体路线线形、工程造价等因素限制，采用传统的分离式隧道往往无法满足建设要求。连拱隧道是随着公路隧道的飞速发展而提出的新型大跨度隧道结构型式，其线形自然流畅、空间利用率高、占地面积小，同时在减少工程数量、适应线形条件以及环境保护上均具有难以替代的优越性，近年来被广泛应用于众多干线公路隧道。根据不同的围岩情况，双连拱隧道常规施工方法主要有三导洞工法、中导洞工法、双洞全断面平行施工法，然而无论采用以上何种施工方法，均难以展开多个工作面，且施工空间极为有限，导致双连拱隧道施工效率低、工期长、灵活性差。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种超大断面双连拱隧道不对称开挖施工组织方法，解决在无法正面进洞情况下，如何展开双连拱隧道进出洞；双连拱隧道洞身开挖过程中如何展开多个工作面，实现多点同步施工；在多个工作面同步施工情况下，如何保证材料和碴土运输顺畅的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.本发明一种超大断面双连拱隧道不对称开挖施工组织方法，包括以下步骤：
6.步骤一：通过c匝道开挖进入双连拱隧道段与明挖段交界处；
7.步骤二：采用台阶法开挖5#临时通道，到达待开挖双连拱隧道进洞端部；
8.步骤三：采用台阶法开挖2#横通道，开挖一定步距后在双连拱右线隧道的洞口施做大管棚；
9.步骤四：所述双连拱右线隧道上部管棚完成后，进行1#洞上导洞、2#洞下导洞洞身开挖及双层支护施工；2#洞上导洞开挖一定距离后形成三台阶，封闭掌子面；
10.步骤五：向下开挖所述2#横通道，形成0#洞施工开挖空间，分台阶开挖所述0#洞并施作衬砌；
11.步骤六：所述1#洞上导洞持续超前开挖，开挖一定距离后采用台阶法斜向下开挖3
‑
1横通道至所述0#洞处，增加所述0#洞施工工作面，进行所述0#洞反向落地施工；
12.步骤七：所述0#洞反向落地施工完成后，施作洞口段中隔墙；
13.步骤八：进洞端继续向右开挖所述2#横通道，双连拱左线的洞口施做大管棚；
14.步骤九：采用台阶法进行3#洞上导洞开挖施工，所述3#洞上导洞超前2#洞上导洞一定步距后，遵循双侧壁开挖工法保持所述1#洞上导洞、所述3#洞上导洞开挖面超前所述2#洞上导洞，同步开挖所述1#洞上导洞、所述2#洞上导洞、所述3#洞上导洞，并及时在所述
1#洞上导洞、所述2#洞上导洞、所述3#洞上导洞的内侧施作初期支护、二衬和三衬；
15.步骤十：所述双连拱左线的洞口大管棚施工完成且所述3#洞上导洞开挖一定距离后，依次开挖4#洞上导洞、6#洞上导洞、5#洞上导洞，并在所述4#洞上导洞、所述6#洞上导洞、所述5#洞上导洞的内侧施作所述初期支护、所述二衬和所述三衬；
16.步骤十一：所述1#洞上导洞超前开挖一定距离后，开挖3
‑
2横通道至所述0#洞处，迎接所述0#洞开挖，增加开挖工作面，为后续所述0#洞中的中隔墙施工提供运输通道；
17.步骤十二：所述2#洞上导洞开挖超前所述3
‑
1横通道后，开挖1#洞下导洞，并进行1#洞边墙、仰拱初期支护施工；
18.步骤十三：破除右线所述0#洞的初期支护，开挖3#洞下导洞，进行3#洞仰拱初期支护施工；
19.步骤十四：开挖所述2#洞下导洞，进行2#洞仰拱初期支护施工，封闭成环后，拆除临时支撑，依次施工右线三衬仰拱及回填、三衬拱部衬砌及附属结构；
20.步骤十五：参考步骤十二至步骤十四，依次完成5#洞下导洞、6#洞下导洞和4#洞下导洞开挖，进行5#洞、6#洞和4#洞仰拱初期支护施工，封闭成环后，拆除临时支撑，依次施工左线三衬仰拱及回填、三衬拱部衬砌及附属结构；
21.步骤十六：所述1#洞上导洞超前开挖至双连拱隧道出洞端时，增开4#横通道，迎接双连拱隧道出洞施工，与进洞端作业面对打。
22.进一步的，所述步骤四中，所述2#洞上导洞开挖至15m形成三台阶。
23.再进一步的，所述步骤六中，所述1#洞上导洞持续超前开挖，开挖45m后采用台阶法斜向下开挖所述3
‑
1横通道至所述0#洞处。
24.再进一步的，所述步骤七中，所述0#洞反向落地施工完成后，施作洞口段40m所述中隔墙。
25.再进一步的，所述步骤九中，所述双侧壁开挖工法是指左右导坑先行，中导坑滞后施工。
26.再进一步的，所述步骤十中，所述3#洞上导洞开挖15m后，依次开挖4#洞上导洞、6#洞上导洞、5#洞上导洞，开挖过程参考步骤九并保持所述4#洞上导洞、所述6#洞上导洞开挖面超前所述5#洞上导洞。
27.再进一步的，所述步骤十一中，所述1#洞上导洞超前开挖100m后，开挖所述3
‑
2横通道至所述0#洞处。
28.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
29.本发明一种超大断面双连拱隧道不对称开挖施工组织方法，包括以上十六个步骤，根据2#横通道施工进度，可同步实施双连拱隧道进洞，有效缩短了施工工期；通过保持1#洞超前开挖，提供了水平运输通道，保证了材料和碴土运输顺畅，提高了施工效率，同时可提前判断前方地质、管线、障碍物等情况，便于及时调整施工方案；通过增开3
‑
1横通道、3
‑
2横通道和4#横通道，增加了施工工作面，实现多点同步施工，有效缩短了施工工期，提高了施工灵活性；3#洞、4#洞施工过程中，在保持一定步距前提下同步开挖，从而最大限度地改善中隔墙的偏压受力情况，保证了双连拱隧道的结构稳定性；左线隧道中4#洞保持超前开挖，在右线隧道和左线隧道之间形成临空面，可大大降低左线隧道爆破开挖对右线隧道已施作完成的衬砌结构的影响；本发明通过横纵通道展开双连拱隧道进出洞，保持横通道
与隧道进洞协同施工；1#洞保持超前开挖，作为地质先导洞和主运输通道；通过先行开挖导洞，增开横通道，同时展开多个工作面，实现多点同步施工。
附图说明
30.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
31.图1为本发明双连拱隧道第一平面图；
32.图2为本发明双连拱隧道第二平面图；
33.图3为本发明双连拱隧道横断面图；
34.图4为本发明施工步骤图；
35.附图标记说明：1、明挖段；2、双连拱隧道段；3、c匝道；4、5#辅助通道；5、双连拱右线隧道；6、双连拱左线隧道；7、2#横通道；8、1#洞；801、1#洞上导洞；802、1#洞下导洞；9、2#洞；901、2#洞上导洞；902、2#洞下导洞；10、3#洞；1001、3#洞上导洞；1002、3#洞下导洞；11、0#洞；12、4#洞；1201、4#洞上导洞；1202、4#洞下导洞；13、5#洞；1301、5#洞上导洞；1302、5#洞下导洞；14、6#洞；1401、6#洞上导洞；1402、6#洞下导洞；15、3
‑
1横通道；16、3
‑
2横通道；17、4#横通道；18、初期支护；19、二衬；20、中隔墙；21、三衬。
具体实施方式
36.如图1
‑
4所示，一种超大断面双连拱隧道不对称开挖施工组织方法，包括以下步骤：
37.步骤一：通过c匝道3开挖进入双连拱隧道段2与明挖段1交界处；
38.步骤二：采用台阶法开挖5#临时通道4，到达待开挖双连拱隧道进洞端部；
39.步骤三：采用台阶法开挖2#横通道7，开挖一定步距后在双连拱右线隧道5的洞口施做大管棚；
40.步骤四：所述双连拱右线隧道5上部管棚完成后，进行1#洞上导洞801、2#洞下导洞902洞身开挖及双层支护施工；2#洞上导洞901开挖至15m形成三台阶，封闭掌子面；
41.步骤五：向下开挖所述2#横通道7，形成0#洞11施工开挖空间，分台阶开挖所述0#洞11并施作衬砌；
42.步骤六：所述1#洞上导洞801持续超前开挖，开挖45m后采用台阶法斜向下开挖3
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1横通道15至所述0#洞11处，增加所述0#洞11施工工作面，进行所述0#洞11反向落地施工；
43.步骤七：所述0#洞11反向落地施工完成后，施作洞口段40m中隔墙20；
44.步骤八：进洞端继续向右开挖所述2#横通道7，双连拱左线6的洞口施做大管棚；根据2#横通道7施工进度，可同步实施双连拱隧道进洞，有效缩短了施工工期；
45.步骤九：采用台阶法进行3#洞上导洞1001开挖施工，所述3#洞上导洞1001超前2#洞上导洞901一定步距后，遵循双侧壁开挖工法保持所述1#洞上导洞801、所述3#洞上导洞1001开挖面超前所述2#洞上导洞901，同步开挖所述1#洞上导洞801、所述2#洞上导洞901、所述3#洞上导洞1001，并及时在所述1#洞上导洞801、所述2#洞上导洞901、所述3#洞上导洞1001的内侧施作初期支护18、二衬19和三衬21；
46.步骤十：所述双连拱左线6的洞口大管棚施工完成且所述3#洞上导洞1001开挖15m后，依次开挖4#洞上导洞1201、6#洞上导洞1401、5#洞上导洞1301，并在所述4#洞上导洞
1201、所述6#洞上导洞1401、所述5#洞上导洞1301的内侧施作所述初期支护18、所述二衬19和所述三衬21；
47.步骤十一：所述1#洞上导洞801超前开挖100m后，开挖3
‑
2横通道16至所述0#洞11处，迎接所述0#洞11开挖，增加开挖工作面，为后续所述0#洞11中的中隔墙20施工提供运输通道；
48.步骤十二：所述2#洞上导洞901开挖超前所述3
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1横通道15后，开挖1#洞下导洞802，并进行1#洞8边墙、仰拱初期支护施工；
49.步骤十三：破除右线所述0#洞11的初期支护18，开挖3#洞下导洞1002，进行3#洞10仰拱初期支护施工；
50.步骤十四：开挖所述2#洞下导洞902，进行2#洞9仰拱初期支护施工，封闭成环后，拆除临时支撑，依次施工右线三衬仰拱及回填、三衬拱部衬砌及附属结构；
51.步骤十五：参考步骤十二至步骤十四，依次完成5#洞下导洞1302、6#洞下导洞1402和4#洞下导洞1202开挖，进行5#洞13、6#洞14和4#洞12仰拱初期支护施工，封闭成环后，拆除临时支撑，依次施工左线三衬仰拱及回填、三衬拱部衬砌及附属结构；3#洞10、4#洞12施工过程中，在保持一定步距前提下同步开挖，从而最大限度地改善中隔墙的偏压受力情况，保证了双连拱隧道的结构稳定性；左线隧道中4#洞12保持超前开挖，在右线隧道和左线隧道之间形成临空面，可大大降低左线隧道爆破开挖对右线隧道已施作完成的衬砌结构的影响；
52.步骤十六：所述1#洞上导洞801超前开挖至双连拱隧道出洞端时，增开4#横通道17，迎接双连拱隧道出洞施工，与进洞端作业面对打；通过保持1#洞8超前开挖，提供了水平运输通道，保证了材料和碴土运输顺畅，提高了施工效率，同时可提前判断前方地质、管线、障碍物等情况，便于及时调整施工方案；通过增开3
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1横通道、3
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2横通道和4#横通道，增加了施工工作面，实现多点同步施工，有效缩短了施工工期，提高了施工灵活性；。
53.具体来说，所述步骤九中，所述双侧壁开挖工法是指左右导坑先行，中导坑滞后施工。
54.所述步骤十中，开挖过程参考步骤九并保持所述4#洞上导洞1201、所述6#洞上导洞1401开挖面超前所述5#洞上导洞1301。
55.本发明的方法通过上述具体的施工步骤克服了以下几个难题：
56.1、在无法正面进洞情况下，如何展开双连拱隧道进出洞；
57.2、双连拱隧道洞身开挖过程中如何展开多个工作面，实现多点同步施工；
58.3、在多个工作面同步施工情况下，如何保证材料和碴土运输顺畅。
59.本发明通过横纵通道展开双连拱隧道进出洞，保持横通道与隧道进洞协同施工，应予以保护；通过1#洞保持超前开挖，作为地质先导洞和主运输通道；通过先行开挖导洞，增开横通道，同时展开多个工作面，实现多点同步施工，应予以保护。
60.本发明在双连拱隧道洞身开挖过程中展开多个工作面，实现多点同步施工；在多个工作面同步施工情况下，保证材料和碴土运输顺畅。
61.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。