CN110630283A - 一种适用于双连拱隧道的三层支护结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于双连拱隧道的三层支护结构及施工方法，包括由两个隧道拱形截面外层向隧道拱形截面内层依次设置的超前支护、初次支护、二次支护、三次支护、“卄”字形临时支撑和位于两个隧道之间的中隔墙导洞支护体系；本发明将双连拱隧道的断面分成多个导洞单独开挖支护，将大跨变成小跨，提高了双连拱隧道施工过程的稳定性和安全性，通过采用竖直的导坑侧壁临时支撑形式，改善了施工机械的作业空间，提高了双连拱隧道的施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及双连拱隧道施工技术领域，尤其涉及一种适用于双连拱隧道的三层支护结构及施工方法。
背景技术
随着国内经济建设的高速发展，由于城市基建工程增多、地形障碍限制和环境保护等多方面问题，双连拱隧道因其具有节约土地资源、线形流畅、外型美观、可以克服地形障碍等多种优点，成为近年来在城市隧道工程中常被采用的隧道形式之一。
发明人发现双连拱隧道工程往往兼具开挖跨度较大，隧道埋深较浅，工程地质条件复杂以及大断面分部开挖造成的断面支护闭合时间长等特点，因此在双连拱隧道施工中若采用传统的双层复合式衬砌支护结构，则容易出现围岩变形大、变形速率快、变形持续时间长、地表沉降过大、支护结构承载力不足、初支侵限等问题，其次，传统的双层复合式衬砌在围岩应力得不到有效释放的情况下容易出现二衬开裂等问题，施工风险较高，威胁到双连拱隧道施工及运营安全。再次，双连拱隧道断面与普通单拱隧道相比具有形式特殊、断面跨度大、开挖步序繁琐的特殊性。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提出了一种适用于双连拱隧道的三层支护结构及施工方法，本发明能够在双连拱隧道施工过程中充分发挥围岩自承能力的同时保证双连拱隧道结构承载能力，控制后期隧道衬砌质量，有效防止隧道衬砌开裂等问题，并将隧道围岩变形控制在环境条件允许的范围内，降低双连拱隧道施工风险，保证隧道施工安全。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种适用于双连拱隧道的三层支护结构，包括由两个隧道拱形截面外层向隧道拱形截面内层依次设置的超前支护、初次支护、二次支护、三次支护、“卄”字形临时支撑和位于两个隧道之间的中隔墙导洞支护体系；
所述的初次支护包括沿隧道拱形截面外层到隧道内层依次设置的是第一钢拱架、第一钢筋网、第一喷射混凝土，且在第一钢拱架的径向方向上设有钢花管和第一锁脚钢花管；
所述的二次支护包括沿隧道拱形截面外层到隧道内层依次设置的第二钢拱架、第二钢筋网和第二喷射混凝土；
所述的三次支护的材料为钢筋混凝土，所述的三次支护与二次支护之间设置复合防水层；
所述的“卄”字形临时支撑设置在隧道内，由竖向的导坑侧壁临时支撑、临时横向支撑和第二锁脚钢花管组成，临时横向支撑靠近中隔墙的一端与中隔墙进行搭接，远离中隔墙的一端与隧道侧壁相连；所述导坑侧壁临时支撑采用竖直的形式，所述的导坑侧壁临时支撑与临时横向支撑垂直，其两端均连接在二次支护上；第二锁脚钢花管倾斜的连接在导坑侧壁临时支撑的工字钢上。
进一步的，所述的中隔墙导洞支护体系由注浆钢花管、钢拱架、钢筋网、喷射混凝土构成；钢拱架、钢筋网、喷射混凝土沿着导洞的拱形截面由外向内依次设置，所述的注浆钢花管沿着钢拱架的径向方向设置；钢花管顶端嵌入中隔墙底部，底端嵌入地基土，且左右最外侧的钢花管与中隔墙垂直面呈角度布置。
进一步的，所述的初次支护和二次支护的第一钢拱架和第二钢拱架应根据围岩级别、围岩变形控制要求选用刚度不同的格栅拱架或型钢钢架，围岩等级较差时，初次支护的第一钢拱架采用型钢钢架以限制围岩变形过大，防止隧道塌方，二次支护的第二钢拱架采用格栅拱架进一步限制围岩变形；围岩等级良好时，初次支护的第一钢拱架采用格栅拱架以使得围岩自承能力充分发挥，二次支护的第二钢拱架采用型钢钢架以限制围岩变形过大；且初次支护的第一钢拱架和二次支护的第二钢拱架采用错开布置的形式以更好发挥钢拱架的支护能力；
进一步的，所述的初次支护的第一钢筋网为两层且分次布置，第一层钢筋网在导洞开挖完成后布设在岩面上，第二层在第一钢拱架架设完成后布置以进一步提高支护稳定性；
本发明基于上述适用于双连拱隧道的三层支护结构，还提供了一种适用于双连拱隧道的三层支护结构的施工方法，包括如下步骤：
步骤1：将双连拱隧道左右两个断面划分为A至L十二个导洞和中隔墙导洞；施作A洞洞顶超前支护，使用台阶法开挖A导洞，施作***钢花管并进行注浆，紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架，第二层钢筋网在第一钢拱架架设完成后布设，进行喷射混凝土作业后完成初次支护的施作；施作导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑，使初次支护闭合成环；初次支护施工完成后适时施作二次支护，二次支护的第二钢拱架与初次支护的第一钢拱架错距布置；
步骤2：施作B洞洞顶超前支护，使用台阶法开挖B导洞，施作***钢花管并进行注浆，紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架，第二层钢筋网在第一钢拱架架设完成后布设，喷射混凝土后完成初次支护的施作。施作导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑，使初次支护闭合成环。初次支护施工完成后适时施作二次支护，二次支护的第二钢拱架与初次支护的第一钢拱架错距布置；
步骤3：施作中隔墙导洞洞顶超前支护，使用台阶法开挖中隔墙导洞后紧跟中隔墙导洞支护体系，安装中隔墙模板后进行中隔墙的浇筑；
步骤4：中隔墙养护完成后，破除中隔墙导洞位于C导洞内的支护结构，施作C洞洞顶超前支护，使用台阶法开挖C导洞，施作***钢花管并进行注浆，紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架，第一钢拱架左端与B导洞拱顶的第一钢拱架采用螺栓连接并在连接处焊接加劲肋，第一钢拱架右端与中隔墙进行搭接，第二层钢筋网在第一钢拱架架设完成后布设，喷射混凝土，施作临时横向支撑，临时横向支撑右端嵌固在中隔墙内，使初次支护闭合成环。初次支护施工完成后适时施作二次支护，二次支护的第二钢拱架与初次支护的第一钢拱架错距布置；
步骤5：破除中隔墙导洞位于D导洞的支护结构，施作D洞洞顶超前支护，使用台阶法开挖D导洞，施作***钢花管并进行注浆，紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架，第一钢拱架左端与中隔墙进行搭接，第二层钢筋网在第一钢拱架架设完成后布设，喷射混凝土，施作导坑侧壁临时支撑、临时横向支撑，临时横向支撑左端嵌固在中隔墙内，使初次支护闭合成环。初次支护施工完成后适时施作二次支护，二次支护的第二钢拱架与初次支护的第一钢拱架错距布置；
步骤6：依次施作E洞、F洞洞顶超前支护，使用台阶法错距开挖E导洞、F导洞，施作***钢花管并进行注浆，紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架，第一钢拱架与相邻导洞拱顶的第一钢拱架、导坑侧壁临时支撑的工字钢采用螺栓连接，并在连接处焊接加劲肋，第二层钢筋网在第一钢拱架架设完成后布设，并喷射混凝土。施作导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑，使初次支护闭合成环。初次支护施工完成后适时施作二次支护，二次支护的第二钢拱架与初次支护的第一钢拱架错距布置；
步骤7：使用台阶法依次开挖G导洞、I导洞、H导洞，施作初次支护，紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架，钢拱架与相邻导洞的第一钢拱架、导坑侧壁临时支撑的工字钢采用螺栓连接并在连接处焊接加劲肋，第二层钢筋网在第一钢拱架架设完成后布设，并喷射混凝土。施作导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑，使初次支护闭合成环；
步骤8：逐段拆除A、B、C、G、H、I导洞内的“卄”字形临时支撑，铺设复合防水层后模筑钢筋混凝土，从而完成三次衬砌的施作；
步骤9：使用台阶法依次开挖J导洞、L导洞、K导洞，施作初次支护，紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架，钢拱架与相邻导洞的第一钢拱架、导坑侧壁临时支撑的工字钢采用螺栓连接并在连接处焊接加劲肋，第二层钢筋网在第一钢拱架架设完成后布设，并喷射混凝土。施作导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑，使初次支护闭合成环；
步骤10：逐段拆除D、E、F、J、K、L导洞内的“卄”字形临时支撑，铺设复合防水层后模筑钢筋混凝土，从而完成三次衬砌的施作，从而完成整个双连拱隧道的三层支护结构的施工。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明将双连拱隧道的断面分成多个导洞单独开挖支护，将大跨变成小跨，提高了双连拱隧道施工过程的稳定性和安全性，通过采用竖直的导坑侧壁临时支撑形式，改善了施工机械的作业空间，提高了双连拱隧道的施工效率；
2、本发明通过采用分三次支护和采用“卄”字形临时支护的形式，改善由于分部开挖造成的双连拱断面支护闭合时间长的缺点，有效释放围岩应力的同时保证结构承载能力，改善支护的受力情况，控制后期衬砌质量，有效避免由于衬砌过厚造成的衬砌开裂问题，有助于大断面双连拱隧道围岩变形的控制；
3、本发明通过错开布置前两层支护的钢拱架，并采用“刚柔并济”的两层钢拱架支护形式，可以更好地发挥钢拱架的支护能力和围岩的自承能力，限制围岩变形过大，有效避免双连拱隧道开挖造成的隧道塌方、支护失效、地表塌陷等问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的示意图；
图2为本发明的初次支护、二次支护的结构图；
其中，超前支护1，初次支护2，二次支护3，三次支护4，“卄”字形临时支撑5，中隔墙导洞支护体系6，管棚7，超前注浆小导管8，径向***钢花管9，第一锁脚钢花管10，第一钢拱架11，第一钢筋网12，第一喷射混凝土13，第二钢拱架14，第二钢筋网15，第二喷射混凝土16，第二锁脚钢花管17，注浆钢花管18。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
如图1-2所示，本实施例中公开的一种适用于双连拱隧道的三层支护结构，包括超前支护1、初次支护2、二次支护3、三次支护4、“卄”字形临时支撑5和中隔墙导洞支护体系6；
所述的超前支护1包括管棚7、超前注浆小导管8；
所述的初次支护包括径向***钢花管9、第一锁脚钢花管10、第一钢拱架11、第一钢筋网12、第一喷射混凝土13；
所述的二次支护包括第二钢拱架14、第二钢筋网15、第二喷射混凝土16；所述的三次支护的材料为钢筋混凝土，所述的三次支护与二次支护之间设置复合防水层，所述的“卄”字形临时支撑包括工字钢、钢筋网、第二锁脚钢花管17、喷射混凝土，所述的中隔墙导洞支护体系包括注浆钢花管18、钢拱架、钢筋网、喷射混凝土。
具体的，所述的初次支护和二次支护的第一钢拱架和第二钢拱架应根据围岩级别、围岩变形控制要求选用刚度不同的格栅拱架或型钢钢架，围岩等级较差时，初次支护的第一钢拱架采用型钢钢架以限制围岩变形过大，防止隧道塌方，二次支护的第二钢拱架采用格栅拱架进一步限制围岩变形；围岩等级良好时，初次支护的第一钢拱架采用格栅拱架以使得围岩自承能力充分发挥，二次支护的第二钢拱架采用型钢钢架以限制围岩变形过大；且初次支护的第一钢拱架和二次支护的第二钢拱架采用错开布置的形式以更好发挥钢拱架的支护能力；
具体的，所述的初次支护的第一钢筋网为两层且分次布置，第一层钢筋网在导洞开挖完成后布设在岩面上，第二层在第一钢拱架架设完成后布置以进一步提高支护稳定性；
具体的，所述的“卄”字形临时支撑由竖向的导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑组成，为满足施工机械的工作空间的要求，导坑侧壁临时支撑采用竖直的形式，临时横向支撑靠近中隔墙的一端与中隔墙进行搭接，“卄”字形临时支撑的第二锁脚钢花管连接在导坑侧壁临时支撑的工字钢上，“卄”字形临时支撑在断面开挖完成后逐段拆除，临时支撑纵向一次性拆撑长度控制在10米以内为宜；进一步的，第二锁脚钢花管17倾斜的焊接在两个导坑侧壁临时支撑内侧，提升导坑侧壁临时支撑的稳定性。
具体的，所述的中隔墙导洞支护体系的钢花管顶端嵌入中隔墙底部，底端嵌入地基土，且左右最外侧的钢花管与中隔墙垂直面呈角度布置以防止中隔墙的偏移与沉降。
本发明的工作原理为：
本发明将双连拱隧道的断面分成多个导洞单独开挖支护，将大跨变成小跨，提高了双连拱隧道施工过程的稳定性和安全性，通过采用竖直的导坑侧壁临时支撑形式，改善了施工机械的作业空间，提高了双连拱隧道的施工效率。本发明通过采用分三次支护和采用“卄”字形临时支护的形式，改善由于分部开挖造成的双连拱断面支护闭合时间长的缺点，有效释放围岩应力的同时保证结构承载能力，改善支护的受力情况，控制后期衬砌质量，有效避免由于衬砌过厚造成的衬砌开裂问题，有助于大断面双连拱隧道围岩变形的控制。本发明通过错开布置前两层支护的钢拱架，并采用“刚柔并济”的两层钢拱架支护形式，可以更好地发挥钢拱架的支护能力和围岩的自承能力，限制围岩变形过大，有效避免双连拱隧道开挖造成的隧道塌方、支护失效、地表塌陷等问题。
如图1-2所示，一种适用于双连拱隧道的三层支护结构的施工方法包括以下步骤：
步骤1：如图1所示，将双连拱隧道左右两个断面划分为A至L十二个导洞和中隔墙导洞。施作A洞洞顶超前支护1；左侧隧道分隔成了A导洞、B导洞、C导洞、G导洞、H导洞和I导洞；右侧隧道分隔成了D导洞、E导洞、F导洞、J导洞、K导洞和L导洞；中隔墙导洞位于左侧隧道和右侧隧道之间。
使用台阶法开挖A导洞，施作径向***钢花管9并进行注浆，径向***钢花管9在A导洞对应的拱形截面进行施工，然后沿着紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架11，第二层钢筋网在第一钢拱架11架设完成后布设，进行喷射混凝土作业后完成初次支护2的施作。施作A导洞对应部分的导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑，使A导洞部分的初次支护2闭合成环。初次支护2施工完成后适时施作二次支护3，二次支护3的第二钢拱架14与初次支护2的第一钢拱架11错距布置；
步骤2：施作B洞洞顶超前支护1，使用台阶法开挖B导洞，施作径向***钢花管9并进行注浆，径向***钢花管9在B导洞对应的拱形截面进行施工；紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架11，第一钢拱架11与相邻A导洞拱顶的第一钢拱架、导坑侧壁临时支撑(即图1中的左侧隧道的上部左侧导坑侧壁临时支撑)的工字钢采用螺栓连接，并在连接处焊接加劲肋；第二层钢筋网在第一钢拱架11架设完成后布设，喷射混凝土后完成初次支护2的施作；施作B导洞对应部分的导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑，使B导洞部分的初次支护2闭合成环；初次支护2施工完成后适时施作二次支护3，二次支护3的第二钢拱架14与初次支护2的第一钢拱架11错距布置；
步骤3：施作中隔墙导洞洞顶超前支护1，使用台阶法开挖中隔墙导洞后紧跟施工中隔墙导洞支护体系6，安装中隔墙模板后进行中隔墙的浇筑；述的中隔墙导洞支护体系的钢花管顶端嵌入中隔墙底部，底端嵌入地基土，且左右最外侧的钢花管与中隔墙垂直面呈角度布置以防止中隔墙的偏移与沉降；具体的施工方法与现有方法相同。
步骤4：中隔墙养护完成后，破除中隔墙导洞位于C导洞内的支护结构，施作C洞洞顶超前支护1，使用台阶法开挖C导洞，施作径向***钢花管9并进行注浆，径向***钢花管9在C导洞对应的拱形截面进行施工,紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架11，第一钢拱架11左端与B导洞拱顶的第一钢拱架11导坑侧壁临时支撑(即图1中的左侧隧道的上部右侧导坑侧壁临时支撑)的工字钢采用螺栓连接，并在连接处焊接加劲肋；，＝第一钢拱架11右端与中隔墙进行搭接，第二层钢筋网在第一钢拱架11架设完成后布设，喷射混凝土，施作C导洞部分的临时横向支撑，临时横向支撑右端嵌固在中隔墙内，使C导洞部分的初次支护2闭合成环。初次支护2施工完成后适时施作二次支护3，二次支护3的第二钢拱架14与初次支护2的第一钢拱架11错距布置；
步骤5：破除中隔墙导洞位于D导洞的支护结构，施作D洞洞顶超前支护1，使用台阶法开挖D导洞，施作径向***钢花管9并进行注浆，径向***钢花管9在D导洞对应的拱形截面进行施工,紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架11，第一钢拱架11左端与中隔墙进行搭接，第二层钢筋网在第一钢拱架11架设完成后布设，喷射混凝土，施作D导洞部分的导坑侧壁临时支撑、临时横向支撑，临时横向支撑左端嵌固在中隔墙内，使D导洞部分的初次支护2闭合成环。初次支护2施工完成后适时施作二次支护3，二次支护3的第二钢拱架14与初次支护2的第一钢拱架11错距布置；
步骤6：依次施作E洞、F洞洞顶超前支护1，使用台阶法错距开挖E导洞、F导洞，施作径向***钢花管9并进行注浆，径向***钢花管9在E导洞、F导洞对应的拱形截面进行施工,紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架11，第一钢拱架11与相邻导洞拱顶的第一钢拱架、导坑侧壁临时支撑的工字钢采用螺栓连接，并在连接处焊接加劲肋；第二层钢筋网在第一钢拱架11架设完成后布设，并喷射混凝土；
施作E导洞的导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑，F导洞的临时横向支撑，使E导洞对应部分的初次支护2闭合成环；、F导洞对应部分的初次支护2闭合成环；初次支护2施工完成后适时施作二次支护3，二次支护3的第二钢拱架14与初次支护2的第一钢拱架11错距布置；
具体的，最终形成的结构是：E导洞第一钢拱架左端与D导洞的第一钢拱架、导坑侧壁临时支撑(即图1中的右侧隧道的上部左侧导坑侧壁临时支撑)相连，右端与F导洞的第一钢拱架、以及与其对应的导坑侧壁临时支撑(即图1中的右侧隧道的上部右侧导坑侧壁临时支撑)相连；F导洞的第一钢拱架左端与E导洞的第一钢拱架、导坑侧壁临时支撑(即图1中的右侧隧道的上部右侧导坑侧壁临时支撑)相连；右端与后期施工的临时横向支撑的工字钢相连；
步骤7：使用台阶法依次开挖G导洞、I导洞、H导洞，施作初次支护2，紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架11，第一钢拱架与相邻导洞的第一钢拱架Ⅰ、导坑侧壁临时支撑的工字钢采用螺栓连接并在连接处焊接加劲肋；
第二层钢筋网在上述第一钢拱架11架设完成后布设，并喷射混凝土；施作G导洞、I导洞、H导洞部分对应的导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑，使左侧的初次支护2闭合成环。
具体形成的结构是：G导洞的第一钢拱架一端与A导洞的第一钢拱架、临时横向支撑相连；另外一端与后期施工的H导洞的第一钢拱架相连，同时和与其对应的导坑侧壁临时支撑(即图1中的左侧隧道的下部左侧导坑侧壁临时支撑)相连；
H导洞的第一钢拱架一端与G导洞的第一钢拱架、导坑侧壁临时支撑(即图1中的左侧隧道的下部左侧导坑侧壁临时支撑)相连，另外一端与I导洞的第一钢拱架以及与其对应的导坑侧壁临时支撑(即图1中的左侧隧道的下部右侧导坑侧壁临时支撑)相连；
I导洞的第一钢拱架一端与H导洞的第一钢拱架、导坑侧壁临时支撑(即图1中的左侧隧道的下部右侧导坑侧壁临时支撑)相连,另外一端与C导洞的第一钢拱架、临时横向支撑相连；
步骤8：逐段拆除A、B、C、G、H、I导洞内的“卄”形临时支撑5，铺设复合防水层后模筑钢筋混凝土，从而完成三次支护4的施作；
步骤9：使用台阶法依次开挖J导洞、L导洞、K导洞，施作初次支护2，
紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架，第一钢拱架与相邻导洞的第一钢拱架Ⅰ、导坑侧壁临时支撑的工字钢采用螺栓连接并在连接处焊接加劲肋，第二层钢筋网在第一钢拱架架设完成后布设，并喷射混凝土。施作导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑，使初次支护闭合成环；
具体形成的结构是：J导洞的第一钢拱架一端与D导洞的第一钢拱架、临时横向支撑相连；另外一端与后期施工的K导洞的第一钢拱架相连；同时和与其对应的导坑侧壁临时支撑(即图1中的右侧隧道的下部左侧导坑侧壁临时支撑)相连；
K导洞的第一钢拱架一端与J导洞的第一钢拱架、导坑侧壁临时支撑(即图1中的右侧隧道的下部左侧导坑侧壁临时支撑)相连，另外一端与L导洞的第一钢拱架相连，同时和与其对应的导坑侧壁临时支撑(即图1中的右侧隧道的下部右侧导坑侧壁临时支撑)相连；
L导洞的第一钢拱架一端与K导洞的第一钢拱架、导坑侧壁临时支撑(即图1中的右侧隧道的下部右侧导坑侧壁临时支撑)相连,另外一端与F导洞的第一钢拱架、临时横向支撑相连；
步骤10：逐段拆除D、E、F、J、K、L导洞内的“卄”字形临时支撑5，铺设复合防水层后模筑钢筋混凝土，从而完成三次支护4的施作，从而完成整个双连拱隧道的三层支护结构的施工。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种适用于双连拱隧道的三层支护结构，其特征在于，包括由两个隧道拱形截面外层向隧道拱形截面内层依次设置的超前支护、初次支护、二次支护、三次支护、“卄”字形临时支撑和位于两个隧道之间的中隔墙导洞支护体系；
所述的初次支护包括沿隧道拱形截面外层到隧道内层依次设置的是第一钢拱架、第一钢筋网、第一喷射混凝土，且在第一钢拱架的径向方向上设有钢花管和第一锁脚钢花管；
所述的二次支护包括沿隧道拱形截面外层到隧道内层依次设置的第二钢拱架、第二钢筋网和第二喷射混凝土；
所述的三次支护的材料为钢筋混凝土，所述的三次支护与二次支护之间设置复合防水层；
所述的“卄”字形临时支撑设置在隧道内，由竖向的导坑侧壁临时支撑、临时横向支撑和第二锁脚钢花管组成，临时横向支撑靠近中隔墙的一端与中隔墙进行搭接，远离中隔墙的一端与隧道侧壁相连；所述导坑侧壁临时支撑采用竖直的形式，所述的导坑侧壁临时支撑与临时横向支撑垂直，其两端均连接在二次支护上；第二锁脚钢花管倾斜的连接在导坑侧壁临时支撑的工字钢上。
2.如权利要求1所述的一种适用于双连拱隧道的三层支护结构，其特征在于，所述的中隔墙导洞支护体系由注浆钢花管、钢拱架、钢筋网、喷射混凝土构成；钢拱架、钢筋网、喷射混凝土沿着导洞的拱形截面由外向内依次设置，所述的注浆钢花管沿着钢拱架的径向方向设置；钢花管顶端嵌入中隔墙底部，底端嵌入地基土，且左右最外侧的钢花管与中隔墙垂直面呈角度布置。
3.如权利要求1所述的一种适用于双连拱隧道的三层支护结构，其特征在于，所述的第一钢拱架和第二钢拱架根据围岩级别、围岩变形控制要求选用刚度不同的格栅拱架或型钢钢架；
进一步的，围岩等级较差时，第一钢拱架采用型钢钢架以限制围岩变形过大，防止隧道塌方，第二钢拱架采用格栅拱架进一步限制围岩变形；围岩等级良好时，第一钢拱架采用格栅拱架以使得围岩自承能力充分发挥，第二钢拱架采用型钢钢架以限制围岩变形过大。
4.如权利要求1所述的一种适用于双连拱隧道的三层支护结构，其特征在于，所述的第一钢筋网为两层且分次布置，第一层钢筋网在导洞开挖完成后布设在岩面上，第二层在第一钢拱架架设完成后布置以进一步提高支护稳定性。
5.如权利要求1-4任一所述的适用于双连拱隧道的三层支护结构的施工方法，其特征在于，包括：
步骤1将双连拱隧道左右两个断面划分为A至L十二个导洞和中隔墙导洞；
步骤2施作A导洞洞顶超前支护；
步骤3施作B导洞洞顶超前支护；
步骤4施作中隔墙导洞洞顶超前支护，使用台阶法开挖中隔墙导洞后紧跟中隔墙导洞支护体系，安装中隔墙模板后进行中隔墙的浇筑；
步骤5隔墙养护完成后，破除中隔墙导洞位于C导洞内的支护结构，施作C导洞洞顶超前支护；使用台阶法开挖C导洞，C导洞的第一钢拱架左端与B导洞拱顶的第一钢拱架连接，第一钢拱架右端与中隔墙进行搭接；
步骤6破除中隔墙导洞位于D导洞的支护结构，施作D导洞洞顶超前支护；D导洞的第一钢拱架的左端与中隔墙进行搭接；
步骤7依次施作E洞、F洞洞顶超前支护；
步骤8使用台阶法依次开挖G导洞、I导洞、H导洞；
步骤9逐段拆除A、B、C、G、H、I导洞内的“卄”字形临时支撑，铺设复合防水层后模筑钢筋混凝土，从而完成三次衬砌的施作；
步骤10使用台阶法依次开挖J导洞、L导洞、K导洞；
步骤11逐段拆除D、E、F、J、K、L导洞内的“卄”字形临时支撑。
6.如权利要求5所述的施工方法，其特征在于，步骤2和步骤3中的A导洞和B导洞的洞顶超前支护方法相同，如下：
使用台阶法开挖A导洞或者B导洞，施作***钢花管并进行注浆，紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架，第二层钢筋网在第一钢拱架架设完成后布设，进行喷射混凝土作业后完成初次支护的施作；施作导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑，使初次支护闭合成环；初次支护施工完成后适时施作二次支护，二次支护的第二钢拱架与初次支护的第一钢拱架错距布置。
7.如权利要求5所述的施工方法，其特征在于，步骤5中使用台阶法开挖C导洞，施作***钢花管并进行注浆，紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架，第一钢拱架左端与B导洞拱顶的第一钢拱架采用螺栓连接并在连接处焊接加劲肋，第一钢拱架右端与中隔墙进行搭接，第二层钢筋网在第一钢拱架架设完成后布设，喷射混凝土，施作临时横向支撑，临时横向支撑右端嵌固在中隔墙内，使初次支护闭合成环；初次支护施工完成后适时施作二次支护，二次支护的第二钢拱架与初次支护的第一钢拱架错距布置。
8.如权利要求5所述的施工方法，其特征在于，步骤6中使用台阶法开挖D导洞，施作***钢花管并进行注浆，紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架，第一钢拱架左端与中隔墙进行搭接，第二层钢筋网在第一钢拱架架设完成后布设，喷射混凝土，施作导坑侧壁临时支撑、临时横向支撑，临时横向支撑左端嵌固在中隔墙内，使初次支护闭合成环；初次支护施工完成后适时施作二次支护，二次支护的第二钢拱架与初次支护的第一钢拱架错距布置。
9.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于，步骤7中，依次施作E洞、F洞洞顶超前支护，使用台阶法错距开挖E导洞、F导洞，施作***钢花管并进行注浆，紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架，第一钢拱架与相邻导洞拱顶的第一钢拱架、导坑侧壁临时支撑的工字钢采用螺栓连接，并在连接处焊接加劲肋，第二层钢筋网在第一钢拱架架设完成后布设，并喷射混凝土。施作导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑，使初次支护闭合成环；初次支护施工完成后适时施作二次支护，二次支护的第二钢拱架与初次支护的第一钢拱架错距布置。
10.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于，G导洞、I导洞、H导洞、J导洞、L导洞、K导洞的施工方法相同，具体的，施作初次支护，紧贴岩面布设第一层钢筋网后安装第一钢拱架，钢拱架与相邻导洞的第一钢拱架、导坑侧壁临时支撑的工字钢采用螺栓连接并在连接处焊接加劲肋，第二层钢筋网在第一钢拱架架设完成后布设，并喷射混凝土；施作导坑侧壁临时支撑和临时横向支撑，使初次支护闭合成环。
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