双连拱双半明半暗错壁进洞的隧道结构及其施工工法

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，更具体地说它是一种双连拱双半明半暗错壁进洞的隧道结构。本发明还涉及这种双连拱双半明半暗错壁进洞的隧道结构的施工工法。

背景技术

我国是一个多山的国家，在山区修建隧道难免会遇到大偏压地段，在这样的地段修建隧道，往往会遇到隧道偏压以及边坡处理的问题。

连拱隧道长度一般小于500m，作为非全线的控制性工点，隧道洞口偏压情况往往较分离式长隧道、特长隧道更为严重；随着“铁公基”建设的高速发展,针对偏压连拱隧道建设，在设计和施工中已积累了丰富理论和实践经验；特别是近年来山岭隧道的修建,偏压隧道得到了广泛运用；对于大偏压连拱隧道洞口建设，铁路行业主要采用大开挖的建设方案，而公路行业主要推行平纵线位的进一步优化；目前针对大偏压连拱隧道洞口的建设还存在以下几点局限性：

1)对于大开挖方案，其施工方法单一，严重影响工期和造价，与我国建设绿色环保工程的理念相违背，如何在确保连拱隧道结构洞口安全稳定的前提下选择安全、经济、合理的施工方法有待进一步的研究。

2)常规半明半暗隧道结构无法适应连拱隧道偏压进洞的隧道建设，设计中只能牺牲平纵线形参数来避免连拱隧道洞口高边坡的出现；

因此，研发一种适应大偏压地形，不仅能抵抗偏压，也能和围岩形成一个系统，实现隧道结构与围岩整体受力的双连拱双半明半暗错壁进洞的隧道结构及其施工工法很有必要。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种双连拱双半明半暗错壁进洞的隧道结构。

本发明的第二的是为了提供这种双连拱双半明半暗错壁进洞的隧道结构的施工工法。

为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：双连拱双半明半暗错壁进洞的隧道结构，其特征在于：包括单洞偏压半明半暗段结构和双连拱半明半暗段结构；所述单洞偏压半明半暗段结构左侧为临空侧，单洞偏压半明半暗段结构临空侧设置有右洞钢筋混凝土挡墙，所述右洞钢筋混凝土挡墙底部设置有右洞扩大基础，所述右洞偏压半明半暗段结构顶部设置有右洞混凝土异型护拱，所述右洞混凝土异型护拱一端与右洞钢筋混凝土挡墙连接，另一端嵌入山体，所述右洞钢筋混凝土挡墙、右洞混凝土异型护拱和围岩形成一个闭合的支撑结构；

所述双连拱半明半暗段结构左侧为临空侧，双连拱半明半暗段结构临空侧设置有双洞钢筋混凝土挡墙，双洞钢筋混凝土挡墙底部设置有左洞扩大基础，所述双连拱半明半暗段结构顶部设置有左洞混凝土异型护拱，所述左洞混凝土异型护拱一端与双洞钢筋混凝土挡墙连接，另一端嵌入山体，所述双洞钢筋混凝土挡墙、左洞混凝土异型护拱和围岩形成一个闭合的支撑结构；

所述单洞偏压半明半暗段结构的右洞与双连拱半明半暗段结构的右洞连通。

在上述技术方案中，所述右洞混凝土异型护拱上方与右洞钢筋混凝土挡墙之间和所述左洞混凝土异型护拱上方与双洞钢筋混凝土挡墙之间均由下到上依次设置有防水层、水泥土层、粘土隔水层和种植土。

在上述技术方案中，所述右洞钢筋混凝土挡墙和双洞钢筋混凝土挡墙顶部均设置有泄水孔，泄水孔与防水层同高。

在上述技术方案中，洞门墙后排水从右洞排至右洞钢筋混凝土挡墙后，沿线路纵向排至左洞洞门墙后，最后排至左洞钢筋混凝土挡墙。

为了实现上述第二目的，本发明的技术方案为：双连拱双半明半暗错壁进洞的隧道结构的施工工法，其特征在于，桩号一为单洞偏压半明半暗段结构的右洞洞门桩号，桩号二为双连拱半明半暗段结构的左洞洞门桩号和双连拱半明半暗段结构的右洞明暗分界桩号，桩号三为双连拱半明半暗段结构的左洞明暗分界桩号，包括以下步骤：

步骤1：从大偏压端的另一端开始掘进，掘进至桩号三后，对大偏压一端洞口边坡进行开挖和注浆加固；

步骤2：在桩号二-桩号三段，施作左洞扩大基础，依次模注双洞钢筋混凝土挡墙和左洞混凝土异型护拱，施工双连拱半明半暗段结构；

步骤3：在桩号一-桩号二段，施作右洞扩大基础，依次模注右洞钢筋混凝土挡墙和右洞混凝土异型护拱，施工单洞偏压半明半暗段结构，双连拱半明半暗段结构右洞与单洞偏压半明半暗段结构右洞连通，完成整体施工。

在上述技术方案中，步骤2和步骤3中，首先对双连拱半明半暗段结构和单洞偏压半明半暗段结构进行超前支护，然后分布开挖洞内土体、施作初期支护、施作二次衬砌，最后进行洞顶回填及绿化。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1)本发明通过设置单洞偏压半明半暗段结构和双连拱半明半暗段结构，实现对边坡偏压的支撑与隧道偏压围岩压力的释放，在充分减小对既有山体破坏的同时利用偏压段围岩的自承能力，保证隧道结构的安全并降低工程成本。

2)本发明能够灵活的与隧道洞口桥梁或路基衔接，选择最优进洞桩号。

3)本发明适应大偏压地形，不仅能抵抗偏压，也能和围岩形成一个系统，实现隧道结构与围岩整体受力。

4)本发明抗变形能力强，节约工期，在大幅度提高隧道结构抗扰能力的前提下，提高工程建设效率。

5)本发明挖方小，对环境友好，符合绿色公路的建设理念

附图说明

图1为本发明隧道桩号的示意图。

图2为单洞偏压半明半暗段结构位于桩号一处的结构示意图。

图3为单洞偏压半明半暗段结构位于桩号二处的结构示意图。

图4为双连拱半明半暗段结构位于桩号二处的结构示意图。

图5为单洞偏压半明半暗段结构与双连拱半明半暗段结构连接处的结构示意图。

图6为双连拱半明半暗段结构位于桩号三处的结构示意图。

其中，1-单洞偏压半明半暗段结构，11-右洞钢筋混凝土挡墙，111-右洞扩大基础，12-右洞混凝土异型护拱，2-双连拱半明半暗段结构，21-双洞钢筋混凝土挡墙，211-左洞扩大基础，22-左洞混凝土异型护拱，31-防水层，32-水泥土层，33-粘土隔水层，34-种植土。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：双连拱双半明半暗错壁进洞的隧道结构，其特征在于：包括单洞偏压半明半暗段结构1和双连拱半明半暗段结构2；所述单洞偏压半明半暗段结构1左侧为临空侧，单洞偏压半明半暗段结构1临空侧设置有右洞钢筋混凝土挡墙11，所述右洞钢筋混凝土挡墙11底部设置有右洞扩大基础111，所述单洞偏压半明半暗段结构1顶部设置有右洞混凝土异型护拱12，所述右洞混凝土异型护拱12一端与右洞钢筋混凝土挡墙11连接，另一端嵌入山体，所述右洞钢筋混凝土挡墙11、右洞混凝土异型护拱12和围岩形成一个闭合的支撑结构，形成暗挖环境，然后采用暗挖法施工；

所述双连拱半明半暗段结构2左侧为临空侧，双连拱半明半暗段结构2临空侧设置有双洞钢筋混凝土挡墙21，双洞钢筋混凝土挡墙21底部设置有左洞扩大基础211，所述双连拱半明半暗段结构2顶部设置有左洞混凝土异型护拱22，所述左洞混凝土异型护拱22一端与双洞钢筋混凝土挡墙21连接，另一端嵌入山体，所述双洞钢筋混凝土挡墙21、左洞混凝土异型护拱22和围岩形成一个闭合的支撑结构，形成暗挖环境，然后采用暗挖法施工；

所述单洞偏压半明半暗段结构1的右洞与双连拱半明半暗段结构2的右洞连通。

所述右洞混凝土异型护拱12上方与右洞钢筋混凝土挡墙11之间和所述左洞混凝土异型护拱22上方与双洞钢筋混凝土挡墙21之间均由下到上依次设置有防水层31、水泥土层32、粘土隔水层33和种植土34。

所述右洞钢筋混凝土挡墙11和双洞钢筋混凝土挡墙21顶部均设置有泄水孔，泄水孔与防水层31同高。

洞门墙后排水从右洞排至右洞钢筋混凝土挡墙11后，沿线路纵向排至左洞洞门墙后，最后排至左洞钢筋混凝土挡墙21，如图5所示。

双连拱双半明半暗错壁进洞的隧道结构的施工工法，其特征在于，桩号一为单洞偏压半明半暗段结构1的右洞洞门桩号，桩号二为双连拱半明半暗段结构2的左洞洞门桩号和双连拱半明半暗段结构2的右洞明暗分界桩号，桩号三为双连拱半明半暗段结构2的左洞明暗分界桩号，包括以下步骤：

步骤1：从大偏压端的另一端开始掘进，掘进至桩号三后，对大偏压一端洞口边坡进行开挖和注浆加固；

步骤2：在桩号二-桩号三段，施作左洞扩大基础211，依次模注双洞钢筋混凝土挡墙21和左洞混凝土异型护拱22，施工双连拱半明半暗段结构2；如图4和图6所示；

步骤3：在桩号一-桩号二段，施作右洞扩大基础111，依次模注右洞钢筋混凝土挡墙11和右洞混凝土异型护拱12，施工单洞偏压半明半暗段结构1，双连拱半明半暗段结构2右洞与单洞偏压半明半暗段结构1右洞连通，完成整体施工；如图2和3所示。

步骤2和步骤3中，首先对双连拱半明半暗段结构2和单洞偏压半明半暗段结构1进行超前支护，然后分布开挖洞内土体、施作初期支护、施作二次衬砌，最后进行洞顶回填及绿化。

实际使用中，本发明为双连拱隧道，有左洞和右洞；本发明包括两段，单洞偏压半明半暗段结构1为单洞段，只有右洞；双连拱半明半暗段结构2为双洞段，有左洞和右洞；单洞偏压半明半暗段结构1和双连拱半明半暗段结构2均采用半明半暗结构；在单洞偏压半明半暗段结构1处，左洞采用桥梁或路基(如图2)，右洞先部分后全部位于山体中，在双连拱半明半暗段结构2处，左洞先部分后全部位于山体中，右洞全部位于山体中，形成错壁进洞。

单洞偏压半明半暗段结构1和双连拱半明半暗段结构2隧道临空侧均设置有钢筋混凝土挡墙，通过拼接形成整体；钢筋混凝土挡墙底部采用砼扩大基础，混凝土异型护拱往上依次施作防水层31、水泥土层32、粘土隔水层33和种植土34；施工时先进行坡面整理加固，然后施作钢筋混凝土挡墙以及混凝土异型护拱；在施作完混凝土异型护拱结构形成暗洞条件后按照暗洞施工方式进行施工，最后再进行洞顶覆土回填。

右洞扩大基础111和左洞扩大基础211底部进行注浆加固。

其它未说明的部分均属于现有技术。