技术领域
[0001] 本
发明属于双连拱隧道开挖技术领域，特别涉及一种双连拱隧道五洞开挖方法。
背景技术
[0002] 双连拱隧道是在高速公路通过山势不高、长度较短、上下行线在此分离不开的地段设置双跨连拱隧道，具有易于选线、节约用地、有利环保等优点。特别是在山区面积所占比例大、地形条件复杂的山岭重丘地区将出现越来越多的六车道大跨双连拱隧道。
[0003] 大跨双连拱隧道所处的围岩地质条件差且复杂多变，隧道成型及围岩
稳定性的控制难度增大。所以在开挖过程中稍有不慎就可能造成坍塌，进而影响到施工进度和工程
质量。针对上述情况，所以需要一种开挖方法确保对双连拱隧道进行稳定的开挖，确保双连拱隧道的结构稳定性。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种双连拱隧道五洞开挖方法，对双连拱隧道进行稳定的开挖，确保双连拱隧道的结构稳定性。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种双连拱隧道五洞开挖方法，包括如下步骤：
[0006] A、对洞口边仰坡进行土石方开挖，同时进行锚索、锚杆
框架梁及锚喷防护施工，并设置洞顶防排
水系统，直到开挖出洞口管棚施工平台，在管棚施工平台施作套拱及超前长管棚；
[0007] B、开挖中导洞，采用台阶法进行开挖，当围岩为土质时，直接采用挖掘机开挖，当遇到
岩石时，采用弱爆破，人工修整周边轮廓并施作初期支护；
[0008] C、施工中隔墙，在中导洞中部绑扎中隔墙
钢筋，在中隔墙
钢筋两侧的地面铺设
导轨，导轨上设置有侧模台车，侧模台车包括与导轨构成滑动配合的滑动
基座，滑动基座上设置有垂直油缸，垂直油缸上设置有
支撑台架，支撑台架一侧设置有侧向千斤顶，侧向千斤顶与中隔墙侧模铰接，通过侧模台车完成中隔墙侧模与中隔墙钢筋的配合，随后安装堵头板，最后完成对中隔墙的砼浇注；
[0009] D、开挖左边墙导洞和右边墙导洞，并及时对左边墙导洞和右边墙导洞施作初期支护；
[0010] E、开挖左隧道主洞和右隧道主洞，根据地质情况确定左隧道为
偏压隧道，待中隔墙砼达到设计强度的80％后，进行主洞开挖；侧模台车另一侧通过伸缩千斤顶连接边墙顶板，侧模台车开进中隔墙的两侧，使得中隔墙侧模抵触至中隔墙的侧边，使得边墙顶板抵触至中导洞的边墙；
[0011] F、左隧道主洞开挖并及时施作初期支护，中导洞左侧的侧模台车开出中导洞，拆除左边墙导洞右侧的初期支护及中导洞左侧的初期支护，左隧道初期支护整体成环之后施作仰拱填充及二次衬砌；右隧道主洞开挖并及时施作初期支护，中导洞右侧的侧模台车开出中导洞，拆除右边墙导洞左侧的初期支护及中导洞右侧的初期支护，右隧道初期支护整体成环之后施作仰拱填充及二次衬砌，右隧道主洞开挖掌子面始终不得超过左隧道主洞已施工二次衬砌。
[0012] 可选的，在中导洞、左边墙导洞、右边墙导洞、左隧道主洞及右隧道主洞的开挖过程中，采用超前地质预报提前了解施工前方地质情况，对已开挖地段地质进行具体分析和对物探探测方法取得的数据进行综合分析，以地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内围岩的工程地质和水文地质条件。
[0013] 可选的，如探测到采空洞，及时对采空洞进行注浆回填处理，采用
风动凿岩机钻孔
插管法施工钢花管，注浆前对开挖面及5.0m范围内坑道喷射厚5～10cm砼封闭，采用
水泥砂浆注浆，注浆由两侧对称向中间进行，
自下而上逐孔注浆，出现窜浆或跑浆时，采用间隔注浆，注浆后孔口设止浆塞。
[0014] 可选的，绑扎中隔墙钢筋时在其顶部每隔3～6米预埋一个注浆管，中隔墙
拆模后通过注浆管对中隔墙的顶部空隙进行注浆施工，采用多次注浆法，注浆到中隔墙的顶部有大量
浆液流出为止，注浆中止压
力不得小于1Mpa，浆液采用M30以上纯水泥浆。
[0015] 可选的，中导洞、左边墙导洞、右边墙导洞、左隧道主洞及右隧道主洞的初期支护施工包括如下内容：初喷
混凝土紧跟掌子面，采用湿式喷射机喷射混凝土；随后采用风动凿岩机钻锚杆孔，用高压风吹净锚杆孔内岩屑，中导洞、左边墙导洞及右边墙导洞采用砂浆锚杆安装入锚杆孔，左隧道主洞及右隧道主洞采用中空锚杆安装入锚杆孔，随后向锚杆孔注浆；随后挂设
钢筋网片，使得钢筋网片与锚杆紧固连接，再次喷射混凝土；根据围岩情况安装钢架，并使其与锚杆紧固连接，最后复喷混凝土，最终完成初期支护施工。
[0016] 可选的，还包括如下内容：环向φ50
弹簧排水半管在隧道开挖、初喷混凝土后进行挂设，有渗水地段的铺设间距适当减小，纵向、横向及环向
排水管通过三通与隧道拱脚纵向排水管连通，拱脚纵向排水管通过三通与隧底横向引水管连通，横向引水管和隧道中央排水沟相连。
[0017] 可选的，还包括如下内容：左隧道初期支护及右隧道初期支护整体成环之后，紧邻初期支护安装防水板，防水板先在洞外拼接，接缝采用热熔
焊接法进行连接，并在连接后充气检查焊接质量，防水板间搭接宽度为不小于10cm，
焊缝宽度不小于25mm，随后再施作仰拱填充及二次衬砌。
[0018] 可选的，所述步骤F中，施工二次衬砌时，施工缝处采用
橡胶止水条防水，施工时在先浇端的施工缝处的结构砼中部预埋塑料条，拆除模板后去掉塑料条，安装橡胶止水条，并用锚钉固定牢固；沉降缝处采用橡胶止水带防水，在先浇端的主筋上焊接止水带钢筋夹，用
铁丝和钢筋将橡胶止水带与钢筋夹固定。
[0019] 与
现有技术相比，本
申请采用了五洞开挖方法，首先进行中导洞的开挖，随后进行左边墙导洞和右边墙导洞的开挖，由于这三个导洞相互之间间距较大，通过对这三个导洞开挖前后
剪切应变率和塑性区开展情况分析，得出这三个导洞开挖过程中相互影响非常小，所以可以先三导洞并行施工并及时施作初期支护，这为双连拱隧道的开挖预先提供了一定的支护结构，便于进行左隧道主洞和右隧道主洞的开挖，且本申请利用侧模台车可充当中导洞的临时加强支护结构，施工简单方便且有效的提供了支撑结构，避免左隧道初期支护对中隔墙的偏压，确保中隔墙的稳定性，在隧道初期支护整体成环要施工二次衬砌时即可将侧模台车开出，最终成型双连拱隧道。
附图说明
[0020] 图1为本发明双连拱隧道整体示意图；
[0021] 图2为开挖中导洞示意图；
[0022] 图3为开挖左边墙导洞和右边墙导洞示意图；
[0023] 图4为开挖左隧道主洞和右隧道主洞示意图；
[0024] 图5为最终施作仰拱填充及二次衬砌示意图；
[0025] 图6为侧模台车示意图。
[0026] 附图标记：
[0027] 1、中导洞；2、左边墙导洞；3、右边墙导洞；4、左隧道主洞；5、右隧道主洞；6、侧模台车；61、滑动基座；62、垂直油缸；63、支撑台架；64、侧向千斤顶；65、中隔墙侧模；66、伸缩千斤顶；67、边墙顶板。
具体实施方式
[0028] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和
实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029] 如图1至图6所示，本发明提供的一种双连拱隧道五洞开挖方法，包括如下步骤：
[0030] A、对洞口边仰坡进行土石方开挖，同时进行锚索、锚杆框架梁及锚喷防护施工，并设置洞顶防排水系统，直到开挖出洞口管棚施工平台；
[0031] 在管棚施工平台施作套拱：采用C25砼套拱作长管棚导向墙，套拱在明洞轮廓线以外紧贴掌子面施作，长度为3米，套拱内层、外层均埋设6榀I20b工字钢，工字钢与φ133×4mm导向钢管焊接成整体，固定钢筋与导向钢管、I20b工字钢采用双面焊接，焊接长度大于
5d，导向墙内外侧模板均采用5cm木模加工安装，模板加固完成后进行套拱砼的施工，施工套拱混凝土时，应确保已经
定位的
导向管不会移动
变形。待套拱砼强度达到80％时开始长管棚钻孔施工；
[0032] 随后施作长管棚：为保证成孔质量，防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌，钻孔间隔进行。先钻奇数孔，后钻偶数孔，成孔直径为φ133mm，以便顺利安装φ108×4.5mm钢花管，即采用大引导孔施工，最大程度上克服在顶管施工作业中送管难的情况发生，同时一个孔清空完成后应立即进行顶管施工，这样可以防止塌孔后，再次清孔；施钻时，潜孔钻大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动影响施钻
精度；钻机开孔前和钻进过程中应采用测斜仪器测量钻孔偏斜度，若偏斜度超过设计要求应及时进行纠偏；
[0033] 施作长管棚时φ108×4.5mm，打孔仰
角为1°～2°，环向间距40cm，内层每根长40m，外层每根长20m，施作时每段应交错搭接3m，钢管上按间距15cm梅花形钻10mm的小孔；第一节钢管顶端做成锥型，以便顶进；φ108×4.5mm钢管采用3.0m和6.0m两种规格，奇数孔首根3.0m，偶数孔首根6.0m，其余的均为6.0m，以避免钢
管接头在同一断面上，隧道纵向同一断面内的接头数不大于50％。钢管采用丝联接扣或焊接；随后进行注浆。
[0034] B、如图2所示，开挖中导洞1，Ⅴ～Ⅵ级围岩段采用台阶法结合预留核心土法开挖，台阶长度5～6m，上下台阶均利用简易台架进行开挖支护作业；当围岩为土质时，直接采用挖掘机开挖，当遇到岩石时，采用弱爆破，人工修整周边轮廓并施作初期支护。
[0035] C、如图2所示，施工中隔墙11，首先通过地质雷达检测中隔墙
基础下方30m深范围内地质情况，判断有无采空洞和溶洞，随后采用注浆钢花管穿过采空洞和溶洞进行注浆处理，其余段落采用4m注浆钢花管处理即可，溶洞和采空洞注浆必须密实；在隧道洞口采空区段落基础换填0.8m厚C25混凝土。为了便于中隔墙钢筋绑扎，在清理中导洞底部浮渣后，需要施工10cm厚C30混凝土垫层，垫层要放线，通过垫层调整中隔墙基础纵坡；
[0036] 随后在混凝土垫层上绑扎中隔墙钢筋，在中隔墙钢筋两侧的地面铺设导轨，导轨上设置有侧模台车6，如图6所示，侧模台车6包括与导轨构成滑动配合的滑动基座61，滑动基座61上设置有垂直油缸62，垂直油缸62上设置有支撑台架63，支撑台架63一侧设置有侧向千斤顶64，侧向千斤顶64与中隔墙侧模65铰接，上下调整垂直油缸62伸缩，随后侧向千斤顶64调节的中隔墙侧模65倾斜角度，最终通过侧模台车6完成中隔墙侧模65与中隔墙钢筋的配合，随后安装堵头板，最后完成对中隔墙11的砼浇注；
[0037] 砼拌和采用带自动计量设备的JDY750强制式拌和机，保证砼拌和的质量；混凝土拌和好后采用
罐车运输至中导洞砼输送
泵内，砼输入输送泵后，开泵浇筑。操纵砼输送管头
自上而下，从两侧墙脚向顶部方向对称、分层、成
辐射状不间断地灌筑，分层厚度为30cm，随灌筑随捣固，做到表面光滑内部密实。浇筑速度适当，不致
离析；砼倾落高度不超过2m；砼振捣以插入式振动器为主，砼振捣标准：砼不再下沉，无气泡上升为止。砼最低浇筑
温度不低于5℃，最高浇筑温度不高于28℃；砼强度达到设计强度的20％以后方可拆模，拆模时先拆堵头板，再拆连接件及中隔墙侧模65，清除模板表面粘结的砼，
喷涂脱模剂，拆模后砼连续养护不小于7天；
[0038] 绑扎中隔墙钢筋时在其顶部每隔3～6米预埋一个注浆管，中隔墙11拆模后通过注浆管对中隔墙11的顶部空隙进行注浆施工，采用多次注浆法，注浆到中隔墙11的顶部有大量浆液流出为止，注浆中止压力不得小于1Mpa，浆液采用M30以上纯水泥浆，确保中隔墙的稳定性；中隔墙11的顶部空隙一直是双连拱隧道存在的质量和安全通病，施工中必须严格按照设计及规范施工，将中隔墙顶部空隙回填密实。
[0039] D、如图3所示，具体根据围岩情况，左边墙导洞2和右边墙导洞3可与中导洞1同时开挖，也可后于中导洞1开挖，也可在中隔墙11浇注过程中进行开挖，并及时对其施作初期支护。
[0040] E、如图4所示，开挖左隧道主洞4和右隧道主洞5，根据地质情况确定左隧道为偏压隧道，待中隔墙砼达到设计强度的80％后，进行主洞开挖；侧模台车6另一侧通过伸缩千斤顶66连接边墙顶板67，侧模台车6开进中隔墙11的两侧，使得中隔墙侧模65抵触至中隔墙11的侧边，使得边墙顶板67抵触至中导洞1的边墙，开挖左隧道时会存在偏压影响，此时将侧模台车6开进中导洞1，通过侧向千斤顶64及伸缩千斤顶66调节中隔墙侧模65及边墙顶板67，使其分别抵触至中隔墙11的侧边及中导洞1的边墙，起到了临时支撑作用，平衡左隧道初期支护对中隔墙11的偏压，确保中隔墙11的稳定性；
[0041] F、如图5所示，分上中下三部开挖开挖左隧道主洞4和右隧道主洞5，上部采用环形预留核心土开挖，中部预留核心土，遇岩石时，采用光面弱爆破，
汽车配合装载机出碴，严格控制每循环进尺，洞口采空区Ⅵ级围岩段0.5m，Ⅴ级围岩段1m，初期支护紧跟掌子面；
[0042] 左隧道主洞4开挖并及时施作初期支护，中导洞1左侧的侧模台车6开出中导洞1，拆除左边墙导洞2右侧的初期支护及中导洞1左侧的初期支护，左隧道初期支护整体成环之后施作仰拱填充及二次衬砌；右隧道主洞5开挖并及时施作初期支护，中导洞1右侧的侧模台车6开出中导洞1，拆除右边墙导洞3左侧的初期支护及中导洞1右侧的初期支护，右隧道初期支护整体成环之后施作仰拱填充及二次衬砌，右隧道主洞5开挖掌子面始终不得超过左隧道主洞4已施工二次衬砌；可以减小中隔墙产生的水平推力，避免右洞开挖时由于侧向压力过大导致中隔墙开裂；上台阶、中台阶及下台阶开挖完毕之后，拆除不需要的初期支护，然后开出侧模台车6，即可进行仰拱开挖，最终整体初期支护成环，施作仰拱填充及二次衬砌；
[0043] 二次衬砌是隧道永久性支护的主要受力结构，同初期支护一起共同承受围岩压力，为主体工程最后的工序，必须保证混凝土内实外美。钢筋在加工场加工、洞内绑扎。采用9m整体式液压钢模衬砌台车立模，混凝土集中拌制，混凝土运输车运输，混凝土输送泵泵送入模，捣固棒配合附着式振动器捣固混凝土，混凝土对称分层浇注，边墙从墙脚往上压注，拱部从拱脚处压注，最后从拱顶低端处压注，杜绝混凝土自由跌落，防止产生空洞。
[0044] 在一些实施例中，在中导洞1、左边墙导洞2、右边墙导洞3、左隧道主洞4及右隧道主洞5的开挖过程中，采用超前地质预报提前了解施工前方地质情况，对已开挖地段地质进行具体分析和对物探探测方法取得的数据进行综合分析，以地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内围岩的工程地质和水文地质条件；提前预知掌子面前方施工情况，便于进行判断施工。
[0045] 在一些实施例中，如探测到采空洞，及时对采空洞进行注浆回填处理，采用风动凿岩机钻孔插管法施工钢花管，注浆前对开挖面及5.0m范围内坑道喷射厚5～10cm砼封闭，采用水泥砂浆注浆，注浆由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，出现窜浆或跑浆时，采用间隔注浆，注浆后孔口设止浆塞；当然在向前施工时，具体根据围岩情况，还需对拱部外周进行超前注浆加固，超前小
导管以10°左右的仰角打入拱部围岩，超前小导管的端部应支撑于钢架上，随后进行注浆。
[0046] 在一些实施例中，中导洞1、左边墙导洞2、右边墙导洞3、左隧道主洞4及右隧道主洞5的初期支护施工包括如下内容：初喷混凝土紧跟掌子面，采用TK-961型湿式喷射机喷射混凝土，工作风压大于0.5Mpa，水压比风压大0.1Mpa，喷头与受喷面的距离为1.5～2.0m，喷头与受喷面保持垂直，喷射路线自下而上，呈小螺旋绕圈运动，绕圈直径30cm左右；随后采用风动凿岩机钻锚杆孔，用高压风吹净锚杆孔内岩屑，中导洞1、左边墙导洞2及右边墙导洞3采用砂浆锚杆安装入锚杆孔，左隧道主洞4及右隧道主洞5采用中空锚杆安装入锚杆孔，随后向锚杆孔注浆；随后挂设钢筋网片，使得钢筋网片与锚杆紧固连接，再次喷射混凝土；根据围岩情况安装钢架，并使其与锚杆紧固连接，最后复喷混凝土，最终完成初期支护施工；
上述内容为初期支护的具体施工步骤，当然本领域技术人员还可以采用其他的加固结构作为支护结构确保已开挖隧道的围岩的稳定性。
[0047] 在一些实施例中，还包括如下内容：环向φ50弹簧排水半管在隧道开挖、初喷混凝土后进行挂设，有渗水地段的铺设间距适当减小，纵向、横向及环向排水管通过三通与隧道拱脚纵向排水管连通，拱脚纵向排水管通过三通与隧底横向引水管连通，横向引水管和隧道中央排水沟相连；在施作初期支护时，应预先做好排水措施，通过布置纵向、横向及环向排水管解决围岩永久排水问题。
[0048] 在一些实施例中，还包括如下内容：左隧道初期支护及右隧道初期支护整体成环之后，紧邻初期支护安装防水板，防水板先在洞外拼接，接缝采用热
熔焊接法进行连接，并在连接后充气检查焊接质量，防水板间搭接宽度为不小于10cm，焊缝宽度不小于25mm，随后再施作仰拱填充及二次衬砌；防水板解决围岩永久防水问题，将围岩可能存在的水与二衬混凝土隔绝，防止水渗入隧道。
[0049] 在一些实施例中，步骤F中，施工二次衬砌时，施工缝处采用橡胶止水条防水，施工时在先浇端的施工缝处的结构砼中部预埋塑料条，拆除模板后去掉塑料条，安装橡胶止水条，并用锚钉固定牢固；沉降缝处采用橡胶止水带防水，在先浇端的主筋上焊接止水带钢筋夹，用铁丝和钢筋将橡胶止水带与钢筋夹固定；施工缝与沉降缝是隧道二衬施工中必然存在的问题，设置橡胶止水条和橡胶止水带用于防止施工缝与沉降缝可能存在的渗水问题。
[0050] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
