1.本发明属于隧道施工技术领域，具体是一种双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法。
背景技术：2.随着全国铁路基础投资和建设步伐的加快，路网不断加密，铁路隧道数量日益增加；目前，我国铁路隧道修筑技术已有长足的发展，对大断面隧道开挖技术已处于国内领先水平，还有一些成果已达到国际先进水平。但是目前对于大断面双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道断面变化及工法转换技术，在国内外研究都很少。大断面隧道断面变化及工法转换中由于开挖工法不同、开挖后地应力重新分布造成支护结构受力发生变化，使隧道洞内易发生坍塌、初支结构开裂等问题，断面变化及工法转换施工功效低、进度慢、安全风险高、施工成本大。
技术实现要素：3.本发明为了解决上述问题，提供一种双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法。
4.本发明采取以下技术方案：一种双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法，包括以下步骤。
5.s100～双洞双连拱隧道段进行开挖施工；先施工中隔墙，再施工双洞双连拱隧道的小洞的左侧导坑，最后施工双洞双连拱隧道的大洞的右侧导坑。
6.s200～当施工到双洞双连拱隧道段与三线大跨径单洞隧道段的设计交界处时，根据超前地质预报探明前方段的地质与设计是否一致。
7.s300～若前方段的地质与设计不同时，则变更设计参数；若前方段的地质与设计相同时，按照设计参数进行后续施工。
8.s400～进行隧道拱顶下沉及净空变化沉降监测，待隧道水平净空变化速度和拱顶垂直位移速度明显下降和稳定后进行三线大跨径单洞隧道段施工。
9.步骤s100的具体施工步骤为：s101～在双连拱隧道小洞上台阶开挖支护至设计交界处的里程处后，弱爆破开挖左侧导坑
①
部上，然后施作左侧导坑
①
部上周边的初期支护和临时支护。
10.s102～滞后于小洞导坑
①
部上，在双连拱隧道小洞下台阶开挖支护施工完成后，弱爆破开挖小洞导坑
①
部下，然后施作小洞导坑
①
部下导坑周边的初期支护和临时支护，其中左侧导坑采用台阶法开挖，分为上台阶和下台阶，左侧导坑
①
部上为左侧导坑的上台阶，左侧导坑
①
部下为左侧导坑的下台阶。
11.s103～在左侧导坑
①
部上开挖支护进尺，左侧导坑
①
部下开挖支护后暂停掌子面施工，等待小洞衬砌施工完成后在继续开挖；小洞衬砌施工完成，继续开挖支护双侧壁段左侧导坑
①
部上以及左侧导坑
①
部下，左侧导坑
①
部上开挖支护累计一定距离，小洞导坑
①
部下开挖支护累计一定距离后暂停掌子面施工。
12.s104～双连拱隧道大洞采用三台阶法开挖，分为上台阶、中台阶和下台阶，双连拱隧道大洞的上台阶和中台阶开挖支护至设计交界处，然后弱爆破双侧壁开挖右侧导坑
②
部上，然后施作右侧导坑
②
部上导坑周边的初期支护和临时支护，右侧导坑
②
部上为双侧壁右侧导坑的上台阶，右侧导坑
②
部下为双侧壁右侧导坑的下台阶。
13.s105～滞后于右侧导坑
②
部上，在双连拱隧道大洞下台阶开挖支护施工完成后，弱爆破开挖右侧导坑
②
部下，然后施作右侧导坑
②
部下周边的初期支护和临时支护。
14.s106～滞后于右侧导坑
②
部下，弱爆破开挖大洞的中部导坑
③
部，然后施做中部导坑
③
周边的初期支护。
15.s107～按台阶法依次开挖双侧壁中部导坑
④
部、中部导坑
⑤
部，然后施做仰拱初期支护，其中导坑
③
部为双侧壁中部导坑的上台阶，导坑
④
部为双侧壁中部导坑的中台阶，导坑
⑤
部为双侧壁中部导坑的下台阶。
16.s108～在左侧导坑
①
部上开挖支护累计一定距离，左侧导坑
①
部下开挖支护累计一定距离，右侧导坑
②
部上开挖支护累计一定距离，右侧导坑
②
部下开挖支护累计一定距离，大洞的中部导坑
③
部开挖支护累计一定距离，中部导坑
⑤
部开挖支护累计一定距离后暂停掌子面施工；等待双连拱大洞衬砌施工至设计交界处后，根据监控量测分析，待初期支护变形稳定后，分两循环拆除双侧壁临时钢架
→
灌筑中部导坑
⑥
部边墙基础与仰拱，其中
⑥
部为双侧壁范围内隧道边墙基础与仰拱衬砌。
17.s109～待仰拱混凝土初凝后，灌筑仰拱填充
⑦
部至设计高度，然后开挖施工
①
部、
②
部以及
③
部的掌子面，其中
⑦
部为双侧壁范围内隧道仰拱填充。
18.s110～根据监控量测分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性灌注
⑧
部衬砌，其中
⑧
部为双侧壁范围内段隧道二次衬砌。
19.步骤s102中，滞后于左侧导坑
①
部上的距离为3～5m。
20.步骤s103中，左侧导坑
①
部上开挖支护进尺的距离为10m；左侧导坑
①
部下开挖支护的距离为5m。
21.步骤s103中，左侧导坑
①
部上开挖支护累计20m，左侧导坑
①
部下开挖支护累计15m后暂停掌子面施工。
22.步骤s105中，滞后于右侧导坑
②
部上的距离为3～5m。
23.步骤s106中，滞后于右侧导坑
②
部下的距离为3～5m。
24.步骤s108中，在左侧导坑
①
部上开挖支护累计30m，左侧导坑
①
部下开挖支护累计27m，右侧导坑
②
部上开挖支护累计22m，右侧导坑
②
部下开挖支护累计19m，中部导坑
③
部开挖支护累计14m，中部导坑
⑤
部开挖支护累计6m后暂停掌子面施工。
25.双侧壁左右导坑断面宽度、高度需与双连拱小洞宽度、高度划分一致。
26.与现有技术相比，本发明充分利用双洞双连拱分部开挖及大跨径单洞双侧壁每个小导洞单独封闭成环的特点，确定合理的开挖顺序及开挖方法、支护参数，根据双连拱各导坑开挖断面大小优化大跨径单洞双侧壁左右导坑的开挖断面，保证断面变化平顺过渡，对断面变化及工法转换间各小导洞施工顺序进行优化，有效避免了大断面隧道断面变化及工法转换中由于开挖工法不同、开挖后地应力重新分布造成支护结构受力发生变化，使隧道洞内易发生坍塌、初支结构开裂等问题，同时利用超前地质预报监控量测信息化技术手段
保证了断面变化及工法转换施工期间的安全和质量、提高了施工工效、加快了施工进度。
附图说明
27.图1为双洞双连拱开挖施工工序横断图；图2为三线大跨径单洞双侧壁开挖施工工序横断图；图3为双洞双连拱变大跨径单洞双侧壁施工横断图；图4为双洞双连拱施工工序纵断面图；图5为双洞双连拱变大跨径单洞双侧壁施工工序s101纵断面图；图6为双洞双连拱变大跨径单洞双侧壁施工工序s102纵断面图；图7为双洞双连拱变大跨径单洞双侧壁施工工序s103纵断面图；图8为双洞双连拱变大跨径单洞双侧壁施工工序s104纵断面图；图9为双洞双连拱变大跨径单洞双侧壁施工工序s105纵断面图；图10为双洞双连拱变大跨径单洞双侧壁施工工序s106纵断面图；图11为双洞双连拱变大跨径单洞双侧壁施工工序s107纵断面图；图12为双洞双连拱变大跨径单洞双侧壁施工工序s108纵断面图；图13为双洞双连拱变大跨径单洞双侧壁施工工序s109纵断面图；图14为双洞双连拱变大跨径单洞双侧壁施工工序s110纵断面图；图中1-小洞，2-大洞，3-中隔墙。
具体实施方式
28.一种双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法，包括以下步骤，s100～如图1所示，双洞双连拱隧道段进行开挖施工；先施工中隔墙，在施工小洞（左侧导坑），最后施工大洞（右侧导坑）；s200～当施工到双洞双连拱隧道段与三线大跨径单洞隧道段的设计交界处时，根据超前地质预报探明前方段的地质与设计是否一致；s300～若前方段的地质与设计不同时，则变更设计参数；若前方段的地质与设计相同时，按照设计参数进行后续施工；s400～进行隧道拱顶下沉及净空变化沉降监测，待隧道水平净空变化速度和拱顶垂直位移速度明显下降和稳定后进行三线大跨径单洞隧道段施工。
29.步骤s100的具体施工步骤为，如图4所示，s101～在双连拱隧道小洞（左侧导坑）上台阶开挖支护至设计交界处的里程处后，弱爆破开挖双侧壁左侧导坑
①
部上，然后施作左侧导坑
①
部上周边的初期支护和临时支护。
30.如图5所示，s102～滞后于双侧壁左侧导坑
①
部上3～5m距离，在双连拱隧道小洞（左侧导坑）下台阶开挖支护施工完成后，弱爆破开挖双侧壁左侧导坑
①
部下，然后施作双侧壁左侧导坑
①
部下导坑初期支护和临时支护。其中双连拱隧道小洞和双侧壁左侧导坑均采用台阶法开挖，分为上台阶和下台阶，导坑
①
部上为双侧壁左侧导坑的上台阶，导坑
①
部下为双侧壁左侧导坑的下台阶；双连拱隧道小洞上台阶、下台阶分别对应的双侧壁左侧导坑的
①
部上、
①
部下。
31.如图6所示，s103～在双侧壁左侧导坑
①
部上开挖支护进尺10m，导坑
①
部下开挖支护5m后暂停掌子面施工，等待双连拱小洞衬砌施工完成后在继续双侧壁开挖；双连拱小
洞衬砌施工完成，继续开挖支护双侧壁段左侧导坑
①
部上以及导坑
①
部下，导坑
①
部上开挖支护累计20m，导坑
①
部下开挖支护累计15m后暂停掌子面施工，待双侧壁右侧导坑
②
部上开挖支护累计进尺12m后在进行双侧壁左侧导坑
①
部上以及导坑
①
部下。
32.如图7所示，s104～在双连拱隧道大洞（右侧导坑）的上台阶和中台阶开挖支护至设计交界处，弱爆破双侧壁开挖右侧导坑
②
部上，然后施作右侧导坑
②
部上导坑周边的初期支护和临时支护。其中双连拱隧道大洞采用三台阶法开挖，分为上台阶、中台阶和下台阶，右侧导坑采用上台阶和下台阶两个台阶开挖方法，右侧导坑
②
部上为双侧壁右侧导坑的上台阶，右侧导坑
②
部下为双侧壁右侧导坑的下台阶。
33.如图8所示，s105～滞后于双侧壁右侧导坑
②
部上3～5m距离，在双连拱隧道大洞下台阶开挖支护施工完成后，弱爆破开挖双侧壁右侧导坑
②
部下，然后施作双侧壁右侧导坑
②
部下周边的初期支护和临时支护。
34.如图9所示，s106～滞后于双侧壁右侧导坑
②
部下3～5m距离，弱爆破开挖双侧壁中部导坑
③
部，然后施做导坑周边的初期支护。
35.如图10所示，s107～按台阶法依次开挖双侧壁中部
④
部、
⑤
部，然后施做仰拱初期支护。其中双侧壁中部导坑采用三台阶法开挖，分为上台阶、中台阶和下台阶，导坑
③
部为双侧壁中部导坑的上台阶，导坑
④
部为双侧壁中部导坑的中台阶，导坑
⑤
部为双侧壁中部导坑的下台阶。
36.如图11所示，为保证隧道开挖断面各部位台阶长度满足《客货共线铁路隧道工程施工技术规程》（q/cr 9653-2017）文件要求和建设单位隧道开挖安全步距要求，s108～在双侧壁左侧导坑
①
部上开挖支护累计30m，
①
部下开挖支护累计27m，右侧导坑
②
部上开挖支护累计22m，
②
部下开挖支护累计19m，中部导坑
③
部开挖支护累计14m，导坑
⑤
部开挖支护累计6m后暂停掌子面施工；等待双连拱大洞（右侧导坑）衬砌施工至设计交界处后，根据监控量测分析，待初期支护变形稳定后，分两循环拆除d1k228+190～+196段双侧壁临时钢架
→
灌筑
⑥
部d1k228+190～+196段边墙基础与仰拱。其中
⑥
部为双侧壁范围内隧道边墙基础与仰拱衬砌。
37.如图12所示，s109～待仰拱混凝土初凝后，灌筑仰拱填充
⑦
部至设计高度，然后开挖施工双侧壁左侧导坑
①
部、右侧导坑
②
部以及中导坑
③
部的掌子面。其中
⑦
部为双侧壁范围内隧道仰拱填充。
38.如图13所示，s110～根据监控量测分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性灌注
⑧
部衬砌。其中
⑧
部为双侧壁范围内段隧道二次衬砌。
39.为减少开挖断面突变围岩应力集中造成的隧道塌方，要求双侧壁左侧导坑1部和右侧导坑2部断面宽度、高度需与双连拱小洞（左侧导坑）宽度、高度划分一致，这样工法转变断面变化可平顺过渡，同时能利用双连拱小洞开挖台架施工双侧壁
①
部超前支护，节约辅助材料加快施工进度。
40.主要考虑断面变化时，尽量选择断面平缓过渡，断面变化处采取突变时需要进行断面扩挖，扩挖断面较大时易发生隧道塌方事故，故根据已施工双连拱小洞断面大小，进行双侧壁左右导坑断面划分，一是保证断面变化时围岩应力不发生突变，保证开挖安全；二是前后断面一致可利用原开挖台架等辅助设备，节约成本，加快施工进度。
41.根据双连拱小洞（右侧导坑）与双侧壁左侧导坑1部和右侧导坑2部断面大小相一
致的情况，优化确定双侧壁左侧导坑1部为先行洞，保证断面变化平顺过渡，减少断面变化扩大断面时的安全风险，通过利用小导洞各自成环特点，保证了初支结构在工法转换过程中地应力重新分布下的稳定性。
42.本发明合理安排各导坑施工顺序，减少了相邻导坑施工对围岩扰动，同时保证各导坑施工人员设备不出现窝工情况，利用先行导坑揭示隧道前方围岩情况，为双侧壁其它开挖施工提供依据。
43.所述的步骤s300中，变更设计包括超前支护变更（主要变更参数φ42单层小导管变更为φ42双层小导管、φ42单层小导管变更为φ60中管棚）、初期支护变更（主要变更参数i18钢架变更为i20b钢架、i18钢架变更为i22b钢架、φ22锁脚锚杆变更为φ42锁脚锚管、增加掌子面临时封闭喷c20砼等加强措施）。
44.所述的步骤s400中，（1）洞内外观察：进行开挖面地质描述，包括围岩岩性、有无渗漏水等；查看初期支护状态是否稳定包括喷层是否产生裂隙、剥离和剪切破坏、钢支撑是否压屈进行观察分析。（2）拱顶下沉、净空变化监控量测：隧道初支变形速率明显下降并趋于缓和；水平收敛小于0.2mm/d、拱部下沉速度小于0.15mm/d；时进行断面变化及工法转换。
45.依托大瑞铁路drbrtj-5标段桦桃林一号隧道与桦桃林四号隧道并行修建，施工净距为35m，设计桦桃林四号隧道并入桦桃林一号隧道内，桦桃林一号隧道d1k228+170～+190段与货线桦桃林四号隧道形成双连拱衬砌，断面宽为22m，采用双连拱开挖法，d1k228+190～+310段采用双侧壁导坑法施工。针对断面变化及工法转换段开挖断面大、施工塌方风险高、工效低、成本费用投入大、质量要求高的情况，我单位充分利用双洞双连拱分部开挖及大跨径单洞双侧壁每个小导洞单独封闭成环的特点，确定合理的开挖顺序及开挖方法、支护参数，根据双连拱各导坑开挖断面大小优化大跨径单洞双侧壁左右导坑的开挖断面，保证断面变化平顺过渡，对断面变化及工法转换间各小导洞施工顺序进行优化，有效避免了大断面隧道断面变化及工法转换中由于开挖工法不同、开挖后地应力重新分布造成支护结构受力发生变化，使隧道洞内易发生坍塌、初支结构开裂等问题，同时利用超前地质预报监控量测信息化技术手段保证了断面变化及工法转换施工期间的安全和质量、提高了施工工效、加快了施工进度，为进一步推广应用，特总结形成工法。
技术特征：1.一种双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法，其特征在于：包括以下步骤，s100～双洞双连拱隧道段进行开挖施工；先施工中隔墙（3），再施工双洞双连拱隧道的小洞（1）的左侧导坑，最后施工双洞双连拱隧道的大洞（3）的右侧导坑；s200～当施工到双洞双连拱隧道段与三线大跨径单洞隧道段的设计交界处时，根据超前地质预报探明前方段的地质与设计是否一致；s300～若前方段的地质与设计不同时，则变更设计参数；若前方段的地质与设计相同时，按照设计参数进行后续施工；s400～进行隧道拱顶下沉及净空变化沉降监测，待隧道水平净空变化速度和拱顶垂直位移速度明显下降和稳定后进行三线大跨径单洞隧道段施工。2.根据权利要求1所述的双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法，其特征在于：所述的步骤s100的具体施工步骤为，s101～在双连拱隧道小洞（1）上台阶开挖支护至设计交界处的里程处后，弱爆破开挖左侧导坑
①
部上，然后施作左侧导坑
①
部上周边的初期支护和临时支护；s102～滞后于小洞导坑
①
部上，在双连拱隧道小洞下台阶开挖支护施工完成后，弱爆破开挖小洞导坑
①
部下，然后施作小洞导坑
①
部下导坑周边的初期支护和临时支护，其中左侧导坑采用台阶法开挖，分为上台阶和下台阶，左侧导坑
①
部上为左侧导坑的上台阶，左侧导坑
①
部下为左侧导坑的下台阶；s103～在左侧导坑
①
部上开挖支护进尺，左侧导坑
①
部下开挖支护后暂停掌子面施工，等待小洞衬砌施工完成后在继续开挖；小洞衬砌施工完成，继续开挖支护双侧壁段左侧导坑
①
部上以及左侧导坑
①
部下，左侧导坑
①
部上开挖支护累计一定距离，小洞导坑
①
部下开挖支护累计一定距离后暂停掌子面施工；s104～双连拱隧道大洞采用三台阶法开挖，分为上台阶、中台阶和下台阶，双连拱隧道大洞的上台阶和中台阶开挖支护至设计交界处，然后弱爆破双侧壁开挖右侧导坑
②
部上，然后施作右侧导坑
②
部上导坑周边的初期支护和临时支护，右侧导坑
②
部上为双侧壁右侧导坑的上台阶，右侧导坑
②
部下为双侧壁右侧导坑的下台阶；s105～滞后于右侧导坑
②
部上，在双连拱隧道大洞下台阶开挖支护施工完成后，弱爆破开挖右侧导坑
②
部下，然后施作右侧导坑
②
部下周边的初期支护和临时支护；s106～滞后于右侧导坑
②
部下，弱爆破开挖大洞的中部导坑
③
部，然后施做中部导坑
③
周边的初期支护；s107～按台阶法依次开挖双侧壁中部导坑
④
部、中部导坑
⑤
部，然后施做仰拱初期支护，其中导坑
③
部为双侧壁中部导坑的上台阶，导坑
④
部为双侧壁中部导坑的中台阶，导坑
⑤
部为双侧壁中部导坑的下台阶；s108～在左侧导坑
①
部上开挖支护累计一定距离，左侧导坑
①
部下开挖支护累计一定距离，右侧导坑
②
部上开挖支护累计一定距离，右侧导坑
②
部下开挖支护累计一定距离，大洞的中部导坑
③
部开挖支护累计一定距离，中部导坑
⑤
部开挖支护累计一定距离后暂停掌子面施工；等待双连拱大洞衬砌施工至设计交界处后，根据监控量测分析，待初期支护变形稳定后，分两循环拆除双侧壁临时钢架
→
灌筑中部导坑
⑥
部边墙基础与仰拱，其中
⑥
部为双侧壁范围内隧道边墙基础与仰拱衬砌；
s109～待仰拱混凝土初凝后，灌筑仰拱填充
⑦
部至设计高度，然后开挖施工
①
部、
②
部以及
③
部的掌子面，其中
⑦
部为双侧壁范围内隧道仰拱填充；s110～根据监控量测分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性灌注
⑧
部衬砌，其中
⑧
部为双侧壁范围内段隧道二次衬砌。3.根据权利要求2所述的双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法，其特征在于：所述的步骤s102中，滞后于左侧导坑
①
部上的距离为3～5m。4.根据权利要求2所述的双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法，其特征在于：所述的步骤s103中，左侧导坑
①
部上开挖支护进尺的距离为10m；左侧导坑
①
部下开挖支护的距离为5m。5.根据权利要求2所述的双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法，其特征在于：所述的步骤s103中，左侧导坑
①
部上开挖支护累计20m，左侧导坑
①
部下开挖支护累计15m后暂停掌子面施工。6.根据权利要求2所述的双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法，其特征在于：所述的步骤s105中，滞后于右侧导坑
②
部上的距离为3～5m。7.根据权利要求2所述的双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法，其特征在于：所述的步骤s106中，滞后于右侧导坑
②
部下的距离为3～5m。8.根据权利要求2所述的双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法，其特征在于：所述的步骤s108中，在左侧导坑
①
部上开挖支护累计30m，左侧导坑
①
部下开挖支护累计27m，右侧导坑
②
部上开挖支护累计22m，右侧导坑
②
部下开挖支护累计19m，中部导坑
③
部开挖支护累计14m，中部导坑
⑤
部开挖支护累计6m后暂停掌子面施工。9.根据权利要求1所述的双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法，其特征在于：所述的双侧壁左右导坑断面宽度、高度需与双连拱小洞宽度、高度划分一致。
技术总结本发明属于隧道施工技术领域，具体是一种双洞双连拱隧道变三线大跨径单洞隧道快速施工方法。包括以下步骤。S100～双洞双连拱隧道段进行开挖施工；先施工中隔墙，再施工双洞双连拱隧道的小洞的左侧导坑，最后施工双洞双连拱隧道的大洞的右侧导坑。S200～当施工到双洞双连拱隧道段与三线大跨径单洞隧道段的设计交界处时，根据超前地质预报探明前方段的地质与设计是否一致。S300～若前方段的地质与设计不同时，则变更设计参数；若前方段的地质与设计相同时，按照设计参数进行后续施工。S400～进行隧道拱顶下沉及净空变化沉降监测，待隧道水平净空变化速度和拱顶垂直位移速度明显下降和稳定后进行三线大跨径单洞隧道段施工。降和稳定后进行三线大跨径单洞隧道段施工。降和稳定后进行三线大跨径单洞隧道段施工。
技术研发人员：王平 穆垣宏 傅重阳 刘伟超 党学平 王开阳 张泽锋 刘伟杰 崔晓智 王永和 于志国 张浩 何楠 侍宏宇
受保护的技术使用者：中铁三局集团第五工程有限公司
技术研发日：2022.06.19
技术公布日：2022/11/1
