发明内容

本发明的目的在于，提供一种空间上下分布的隧道锚与分岔隧道近接工程同步施工方法。有效地解决了群洞工程中常规开挖施工顺序导致的工期较长问题，同时有效地规避了同步施工过程存在的安全、质量隐患，较好地满足了设计与规范的要求。

本发明的技术方案：一种空间上下分布的隧道锚与分岔隧道近接工程同步施工方法，分岔隧道由分离式隧道端洞口或位于分离式隧道段侧方的横洞进洞，分岔隧道先进行分离式隧道段或横洞施工，同时，隧道锚进行洞口边仰坡开挖与防护、套拱施工的工作，当分岔隧道施工进入小净距段施工后，隧道锚搭设出渣系统，开始进行锚室开挖与支护工作，后续隧道锚与隧道开挖支护工作交叉独立进行，直至隧道锚与分岔隧道开挖完成。

上述的空间上下分布的隧道锚与分岔隧道近接工程同步施工方法，所述分岔隧道施工流程为：小净距段先行洞开挖至过渡段起点时，采用台阶法线性渐变扩大开挖断面，并及时施作扩大断面支护，至连拱段起点时，过渡段掌子面宽度扩大至中导洞边墙处；小净距段后行洞开挖至距过渡段起点2倍隧道单洞开挖宽度时，暂停施工，封闭掌子面；过渡段施工完成后封闭掌子面，之后开挖中导洞，中导洞开挖时连同中隔墙基础一并开挖，同时按中隔墙设计，对中隔墙施工所需钢筋、模板进行备料；中导洞贯通后，自洞内向洞口施工中隔墙，中隔墙基础与墙身第一、二模混凝土强度均提高一个标号，当中隔墙墙身第一、二模混凝土强度达到设计要求后，恢复主洞先行洞的掘进，且始终保持先行洞掌子面滞后中隔墙里程不小于2倍隧道单洞开挖宽度的距离；当连拱段主洞先行洞开挖完成不小于2倍隧道单洞开挖宽度的距离后，采用人工岩柱联合分层喷射混凝土工艺对扩挖过渡段进行回填，恢复至设计开挖断面，然后恢复主洞后行洞的开挖施工；随主洞开挖掘进进度，恢复二衬施工，最终使分岔隧道形成中隔墙基础、中隔墙墙身浇筑，主洞先行洞与后行洞开挖支护、主洞先行洞与后行洞二衬共6个工作面流水作业的施工组织方式，完成分岔隧道施工。

上述的空间上下分布的隧道锚与分岔隧道近接工程同步施工方法，所述隧道锚开挖完成后，按后锚室二衬→锚塞体同步浇筑→前锚室二衬的施工顺序进行施工，锚塞体浇筑等下方交叉段分岔隧道二衬混凝土强度达到设计要求后再开始。

上述的空间上下分布的隧道锚与分岔隧道近接工程同步施工方法，所述小净距段施工具体为：确定小净距段与连拱隧道段之间相连的过渡扩挖段的起始里程和终止里程，先行洞反向掘进至过渡扩挖段起始里程时，采用台阶法线性渐变方式逐步由扩挖起始里程扩大开挖断面，掘进至连拱隧道段起点，同时当后行洞掌子面掘进至距连拱隧道段起点里程设定位置处时暂停施工；之后开始中导洞施工准备及掘进；中导洞贯通后自洞内连拱隧道段起点里程开始修筑中隔墙，当中隔墙达到强度要求后，同步开始先行洞连拱隧道段的掘进，并同时对扩挖过渡扩挖段进行人工岩柱的构筑；当人工岩柱构筑完成并达到强度要求后，采用分层喷射混凝土工艺对过渡扩挖段扩挖断面顶部进行回填，并进行注浆加固；当过渡扩挖段先行洞恢复至标准断面后，再组织后行洞施工，隧道先行洞和后行洞正常施工。

上述的空间上下分布的隧道锚与分岔隧道近接工程同步施工方法，所述小净距段的后行洞，针对紧邻中岩柱1m范围内的岩体，采用机械破碎开挖，所述的小净距段人工岩柱，对中壁岩柱上部围岩进行注浆加固，浆液采用普通水泥浆液，对于中壁岩柱的中下部，采用贯穿两洞的水平低预应力对拉锚杆，锚杆间距为60-100cm，低预应力对拉锚杆采用二次张拉工艺，即先行洞开挖施作锚杆后，待锚杆钻孔内浆液强度达到设计强度，通过扭力扳手对锚杆进行初次张拉，后行洞开挖暴露锚杆端部后，拆除预安装的丝扣保护包装，通过扭力扳手施加预拉力至设计值，低预应力对拉锚杆的预应力要求不小于 100kN，锚杆杆体拉断荷载不小于180kN，延伸率不小于6％；注浆压力1MPa～ 2MPa。

上述的空间上下分布的隧道锚与分岔隧道近接工程同步施工方法，施工过程中，通过对围岩变形、支护结构内力，以及爆破振动速度进行连续监测，并根据监测结果动态优化调整支护参数及爆破方案，以保证结构变形与内力、爆破振速各项监测指标均处于规范与设计要求范围内，具体包括加强隧道围岩及隧道与隧道锚中夹岩体超前地质预报，对不良地质：岩溶、溶蚀破碎带和节理密集带进行加固，通过注浆、填充的方法进行加固。

上述的空间上下分布的隧道锚与分岔隧道近接工程同步施工方法，还包括隧道锚与隧道支护质量探测与加固，在隧道及隧道锚在初支施工完成后，采用雷达对初支与围岩的密贴程度进行探测，当初支与围岩存在空洞，或当隧道上方中夹岩体差或围岩变形时加强隧道壁后注浆，工艺流程如下：施工准备→布孔→成孔→插打注浆管→注浆→封孔→现场清理。

本发明的有益效果：本发明具有如下特点：

1、采用该工法与常规分岔隧道与隧道锚近接工程施工方案相比，避免了新建洞室施工对已建好洞室的影响。同时，较之常规的先施工下方分岔隧道，后施工上方隧道锚的施工组织方式，该工法通过分岔隧道与隧道锚协同同步施工，使开州湖特大桥隧道锚提前15个月开工，极大缩短了工期，使项目总工期缩减15个月。经测算，项目单月管理人员工资、行政办公费达 80万元，则节省15个月工期可为项目节省成本1200万元。

2、社会效益

使用该工法进行分岔隧道与隧道锚同步施工，缩短了项目总的施工工期，有效地避免新建洞室施工对已建成洞室结构的扰动及破坏，并通过交叉段超前地质预报、爆破控制及监测、壁后注浆等措施，保证了中夹岩体的稳定及施工安全，加快了施工进度，减少了能耗和大气污染，同时时新建高速公路提前服务于沿线社会经济发展，助力脱贫攻坚，收到良好的社会效益。

小净距段向连拱段过渡的施工方法，相关技术已在申请人之前申请的中国专利CN111810165A一种桥隧相连分岔隧道施工方法中公开，该方法具有扩挖工程量小，施工工期短，施工效率及安全等优点。但仅有分岔隧道由小净距段向连拱段逆向施工时两者间过渡段的施工方法，只能缩短分岔隧道的施工工期，并无法实现分岔隧道与隧道锚同步施工，本专利重点在于针对在围岩较差情况下，隧道锚与分岔隧道在空间上上下分布时，通过技术手段实现两者的同步施工，以缩短与分岔隧道相接的悬索桥的施工工期。本专利技术重点在于：一是通过分岔隧道小净距段中岩柱对拉锚杆加固技术、小净距隧道后行洞临近中岩柱岩体机械破碎、小净距隧道与连拱隧道过渡段分层锚喷或联合喷模与灌注混凝土构筑中夹人工岩柱、连拱隧道中隔墙顶与中导洞拱顶间空隙自密实砼一体化回填等技术手段的应用，加强下方分岔隧道中壁岩柱以及隧道支护结构的承载能力，在保证下方分岔隧道自身施工安全的前提下，为上方隧道锚大跨度隧洞的施工提供稳定的支撑，保障同步施工的安全性与稳定性；二是鉴于连拱隧道位于隧道锚正下方，其施工的进度与质量直接制约上部隧道锚施工的进度与安全。本技术的研究，提出了连拱隧道中导洞连同中隔墙基础一并开挖、中隔墙自密实混凝土浇筑、中隔墙顶空间一体化回填等施工优化方法，极大的提高了连拱隧道的施工速度、质量，同时可以尽可能早的在隧道锚下方形成稳定、有效的支撑，保证上方隧道锚的施工安全；三是采用基于实时监测的隧道锚与隧道近接工程动态施工方法，在施工过程中通过连续围岩变形监测、支护结构内力监测，以及爆破振动监测，动态调整隧道与隧道锚开挖支护参数、动态优化爆破方案，实施动态施工，使隧道锚与隧道各项控制指标均处于规范与设计要求范围内，保障了隧道锚与隧道近接工程中群洞同步施工时洞室结构的安全性；四是对于分岔隧道与隧道锚交叉段施工，该技术采用多种手段联合对围岩、隧道锚与隧道间中夹岩体进行超前地质预报，发现不良地质及时处理。此外，对隧道及隧道锚支护施工质量进行检测，存在空洞则及时注浆填充，确保支护与围岩密贴，能够使得分岔隧道支护结构与围岩形成稳定的整体，保证围岩产生的应力按设计方向传递，避免应力集中等不利工况的出现，同时能有效提高围岩与支护结构受力的整体稳定性，为隧道锚安全施工提供稳定支撑；五是针对隧道锚锚塞体浇筑这一危险性较大的工序进行施工组织，要求等下方分岔隧道二次衬砌强度达到设计强度值后，方可进行锚塞体浇筑，使锚塞体获得稳定有效的支撑，保证了工程整体的安全性。综上，本专利的重点在于通过下方分岔隧道提供有效且及时的支撑，保证上方大跨度隧道锚同步施工的安全性，使隧道锚无需按常规工序要求，等下方分岔隧道施工完成后方可开始进行施工，有效地提前了悬索桥隧道锚开始施工的时间，保障了作为全线控制性工程的悬索桥的总工期。