一種淺埋暗挖隧道穿越箱涵的施工方法與流程

本發(fā)明屬于淺埋暗挖隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種淺埋暗挖隧道穿越箱涵的施工方法。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)的加速,國(guó)內(nèi)城市地鐵交通建設(shè)發(fā)展也越來(lái)越迅速。在地鐵交通建設(shè)中,會(huì)經(jīng)常遇到隧道穿越既有建筑物、道路、水渠等地面障礙，還包括地下的下水道、箱涵、管路等地下障礙，此類區(qū)段往往影響隧道施工進(jìn)度和施工安全，在此類區(qū)段施工隧道時(shí)既要控制隧道影響范圍內(nèi)的沉降，又要確保工程本身的安全性和進(jìn)展順利,因此對(duì)不同的情況采用相應(yīng)的應(yīng)對(duì)技術(shù)十分必要。

箱涵是城市地下建筑中常見的排水裝置，淺埋暗挖隧道時(shí)，遇到箱涵可以提前下降隧道開挖深度，然后從箱涵下部安全穿過(guò)，但是這種方法需要提前大距離開始傾斜開挖隧道增加隧道施工埋深，但是地下進(jìn)行施工隧道范圍有限，而且在淺埋層中不能完全避開箱涵對(duì)隧道的影響，不僅需要過(guò)大改變施工方向，而且得不到理想的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種淺埋暗挖隧道穿越箱涵的施工方法，其隧道變化階段較短，而且隧道底部的開挖深度不變，僅僅改變隧道的截面形狀，巧妙的避開了現(xiàn)有箱涵對(duì)隧道施工的影響。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種淺埋暗挖隧道穿越箱涵的施工方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、施工準(zhǔn)備：

步驟101、確定箱涵位置：采用雷達(dá)探測(cè)箱涵與所施工隧道的相對(duì)位置，所述箱涵位于所施工隧道上方且與所施工隧道相交，箱涵的底部與所施工隧道底部之間的距離h₁小于所述所施工隧道的高度h，

步驟102、修筑防水帷幕：對(duì)所施工隧道修筑注漿帷幕進(jìn)行防水；

步驟103、施工管棚：

步驟103-1、采用長(zhǎng)度為L(zhǎng)的管棚對(duì)所述箱涵進(jìn)行支托，所施工隧道一側(cè)相平行等間距布設(shè)有N個(gè)管棚，N≥5，所述管棚與所施工隧道之間的外插角為α，施工管棚的高度與箱涵底部的高度h₁相等，所施工隧道的另一側(cè)設(shè)置有M個(gè)相平行等間距布設(shè)的管棚，M＝N且M個(gè)管棚與N個(gè)管棚沿隧道軸線對(duì)稱布設(shè)，其中，管棚的長(zhǎng)度L₃為所施工隧道的收尾段結(jié)束的位置與箱涵之間的距離，L₁為管棚的起始位置與箱涵之間的距離，d為箱涵的寬度；

步驟103-2、對(duì)步驟103-1中設(shè)置好的管棚進(jìn)行注漿加固；

步驟二、準(zhǔn)備段施工：對(duì)所施工隧道的準(zhǔn)備段進(jìn)行止水帷幕注漿，并且在地表施工旋噴樁對(duì)土體進(jìn)行固結(jié)加固，所述準(zhǔn)備段采用上CD下臺(tái)階法進(jìn)行施工，在掘進(jìn)的同時(shí)要對(duì)所施工隧道的準(zhǔn)備段進(jìn)行加固處理并設(shè)置鋼架，在鋼架閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水；

步驟三、確定箱涵段的尺寸：

步驟301、確定箱涵段的高度：所述箱涵段的高度h₃＝h₁-Δh₁，其中，Δh₁為箱涵底部的地基厚度，所施工隧道的下垂過(guò)渡段每掘進(jìn)一米其高度的變化值ΔH為：所述箱涵段的高度h₃減去2Δh之后大于隧道內(nèi)列車的行車安全區(qū)域的高度h₂，Δh為開挖所施工隧道后施工襯砌和支護(hù)的厚度；

步驟302、基于有限元法確定箱涵段的寬度：根據(jù)箱涵段的高度變化值ΔH確定n種箱涵段隧道寬度D_i＝{D₁，D₂，...D_j，…D_n},D_j為第j種箱涵段對(duì)應(yīng)的隧道寬度，其中，j＝{1,2,...,n}，并將實(shí)際尺寸第j種箱涵段對(duì)應(yīng)的隧道寬度D_j整理記錄；

步驟302-1、建立有限元模型：先通過(guò)對(duì)實(shí)際的地形和地質(zhì)情況的勘察并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)初建地質(zhì)模型，然后根據(jù)確定的n種箱涵段的隧道寬度D_i在已建立的所述地質(zhì)模型上開設(shè)模擬隧道，一個(gè)所述地質(zhì)模型開設(shè)一個(gè)所述模擬隧道并與相對(duì)應(yīng)的箱涵段隧道寬度D_j相對(duì)應(yīng)，n個(gè)所述模擬隧道上分別設(shè)置相同厚度的初期支護(hù)層和相同密度與外插角的錨桿，得到n個(gè)已建立的幾何模型；

步驟302-2、設(shè)置模型參數(shù)：根據(jù)步驟302-1所建立的n個(gè)幾何模型結(jié)合隧道的具體情況分別對(duì)模型進(jìn)行相同的方式處理，根據(jù)步驟302-1中勘察的結(jié)果對(duì)幾何模型設(shè)定相同的材料參數(shù)，根據(jù)步驟302-1中建立的幾何模型與實(shí)際地形的約束情況的比較對(duì)幾何模型添加相同的邊界約束，得到已設(shè)定的n個(gè)有限元模型；

步驟302-3、分析有限元模型：根據(jù)步驟302-2中所設(shè)定好的n個(gè)具有材料參數(shù)的有限元模型，先對(duì)所述有限元模型布設(shè)相同數(shù)量的種子，并根據(jù)布設(shè)的種子選擇三維立體單元類型的網(wǎng)格對(duì)模型進(jìn)行劃分網(wǎng)格處理，并設(shè)置相同的分析步，然后對(duì)已建立好的有限元模型進(jìn)行分析，分析的結(jié)果生成圖表的形式；

步驟302-4、整理分析結(jié)果并確定箱涵段寬度：通過(guò)對(duì)步驟302-3中的有限元模型的分析結(jié)果的整理和采集提取模擬隧道的應(yīng)變和應(yīng)力，并選擇應(yīng)變和應(yīng)力最小的有限元模型作為最優(yōu)模型，并將所述應(yīng)變和應(yīng)力最小的有限元模型的模擬隧道的寬度轉(zhuǎn)化為具體的箱涵段的寬度；

步驟四、下垂過(guò)渡段施工：

步驟401、施工下垂過(guò)渡段時(shí)的圍巖加固：進(jìn)行下垂過(guò)渡段施工時(shí)，對(duì)所述施工隧道進(jìn)行止水帷幕注漿，并且在地表施工旋噴樁對(duì)土體進(jìn)行固結(jié)加固；

步驟402、對(duì)隧道的下垂過(guò)渡段進(jìn)行開挖:下垂過(guò)渡段的掘進(jìn)方式為上CD下臺(tái)階法，拱頂根據(jù)高度差等差降低至步驟三中箱涵段的設(shè)計(jì)高度，邊墻根據(jù)直徑差等距變寬至步驟三中箱涵段的設(shè)計(jì)寬度，但隧道底部相對(duì)位置保持不變，施工下垂過(guò)渡段時(shí)，在掘進(jìn)的同時(shí)要對(duì)所述下垂過(guò)渡段已施工隧道進(jìn)行加固處理并設(shè)置鋼架，在鋼架閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水；

步驟403、設(shè)置下垂過(guò)渡段的檢測(cè)點(diǎn)：所述下垂過(guò)渡段起始位置和結(jié)束位置安裝的鋼架均設(shè)置有用于測(cè)量和記錄隧道拱頂沉降數(shù)據(jù)的沉降檢測(cè)裝置和用于測(cè)量和記錄隧道邊墻收斂數(shù)據(jù)的收斂檢測(cè)裝置；

步驟404、初次檢驗(yàn)下垂過(guò)渡段的支護(hù)強(qiáng)度：完成對(duì)下垂過(guò)渡段的開挖后，讀取下垂過(guò)渡段開始位置和結(jié)束位置安裝的沉降檢測(cè)裝置和收斂檢測(cè)裝置的讀數(shù)，若下垂過(guò)渡段的沉降和收斂超過(guò)安全范圍，就要對(duì)下垂過(guò)渡段進(jìn)行安全檢查和支護(hù)加固，若所下垂過(guò)渡段的沉降和收斂在安全范圍內(nèi)，則結(jié)束所述下垂過(guò)渡段的施工；

步驟五、箱涵段施工：

步驟501、施工箱涵段時(shí)的圍巖加固：對(duì)箱涵段施工隧道的內(nèi)壁進(jìn)行加倍加固，拱頂和邊墻設(shè)置雙層超前支護(hù)，在箱涵的底部地層增大注漿量進(jìn)行注漿固結(jié)土體；

步驟502、對(duì)隧道的箱涵段進(jìn)行開挖:箱涵段的掘進(jìn)方式為CRD法，施工箱涵段時(shí)，在掘進(jìn)的同時(shí)要對(duì)箱涵段已施工隧道進(jìn)行加固處理并設(shè)置鋼架，在鋼架閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水；

步驟503、設(shè)置箱涵段的檢測(cè)點(diǎn)：所述箱涵段中間位置和結(jié)束位置安裝的鋼架均設(shè)置有用于測(cè)量和記錄隧道拱頂沉降數(shù)據(jù)的沉降檢測(cè)裝置和用于測(cè)量和記錄隧道邊墻收斂數(shù)據(jù)的收斂檢測(cè)裝置；

步驟504、初次檢驗(yàn)箱涵段的支護(hù)強(qiáng)度：完成對(duì)箱涵段的開挖后，讀取下垂過(guò)渡段的結(jié)束位置以及箱涵段的中間位置和結(jié)束位置安裝的沉降檢測(cè)裝置和收斂檢測(cè)裝置的讀數(shù)，若箱涵段的沉降和收斂超過(guò)安全范圍，就要對(duì)箱涵段進(jìn)行安全檢查和支護(hù)加固，若箱涵段的沉降和收斂在安全范圍內(nèi)，則結(jié)束箱涵段的施工；

步驟六、上挑過(guò)渡段施工：

步驟601、施工上挑過(guò)渡段時(shí)的圍巖加固：進(jìn)行上挑過(guò)渡段施工時(shí)，對(duì)所述施工隧道進(jìn)行止水帷幕注漿，并且在地表施工旋噴樁對(duì)土體進(jìn)行固結(jié)加固；

步驟602、對(duì)隧道的上挑過(guò)渡段進(jìn)行開挖:上挑過(guò)渡段的掘進(jìn)方式為上CD下臺(tái)階法，拱頂根據(jù)高度差等差升高至所施工隧道正常段的高度，邊墻根據(jù)直徑差等距變窄至所施工隧道正常段的寬度，但隧道底部相對(duì)位置保持不變，施工上挑過(guò)渡段時(shí)，在掘進(jìn)的同時(shí)要對(duì)所述上挑過(guò)渡段已施工隧道進(jìn)行加固處理并設(shè)置鋼架，在鋼架閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水；

步驟603、設(shè)置上挑過(guò)渡段的檢測(cè)點(diǎn)：所述上挑過(guò)渡段結(jié)束位置安裝的鋼架設(shè)置有用于測(cè)量和記錄隧道拱頂沉降數(shù)據(jù)的沉降檢測(cè)裝置和用于測(cè)量和記錄隧道邊墻收斂數(shù)據(jù)的收斂檢測(cè)裝置；

步驟604、初次檢驗(yàn)上挑過(guò)渡段的支護(hù)強(qiáng)度：完成對(duì)上挑過(guò)渡段的開挖后，讀取箱涵段的結(jié)束位置和上挑過(guò)渡段的結(jié)束位置安裝的沉降檢測(cè)裝置和收斂檢測(cè)裝置的讀數(shù)，若上挑過(guò)渡段的沉降和收斂超過(guò)安全范圍，都要對(duì)上挑過(guò)渡段進(jìn)行安全檢查和支護(hù)加固，若上挑過(guò)渡段的沉降和收斂在安全范圍內(nèi)，則結(jié)束上挑過(guò)渡段的施工；

步驟七、收尾段施工：對(duì)所施工隧道的收尾段進(jìn)行止水帷幕注漿，并且在地表施工旋噴樁對(duì)土體進(jìn)行固結(jié)加固，所述收尾段采用上CD下臺(tái)階法進(jìn)行施工，在掘進(jìn)的同時(shí)要對(duì)收尾段的已施工隧道進(jìn)行加固處理并設(shè)置鋼架，在鋼架閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水，當(dāng)隧道掘進(jìn)至距離箱涵位置L₃的位置時(shí)，結(jié)束收尾段施工；

步驟八、檢驗(yàn)穿越箱涵總體施工隧道段的支護(hù)強(qiáng)度：

所述步驟七中收尾段施工結(jié)束后，暫停施工等待一段時(shí)間后讀取所有沉降檢測(cè)裝置和收斂檢測(cè)裝置的數(shù)據(jù)，判斷數(shù)值是否符合強(qiáng)度要求，如果符合要求則對(duì)已開挖隧道進(jìn)行隧道內(nèi)壁進(jìn)行襯砌施工，如果不符合要求則需要對(duì)已開挖隧道進(jìn)行安全排查和加固，直到符合要求為止；

步驟九、恢復(fù)所施工隧道的正常開挖：穿越箱涵施工完成，恢復(fù)隧道的正常施工。

上述的一種淺埋暗挖隧道穿越箱涵的施工方法，其特征在于：所述上CD下臺(tái)階法的施工步驟如下：

步驟a、開挖上層左側(cè)的Ⅰ部并安裝鋼架：首先，在拱部和中隔壁設(shè)置超前小導(dǎo)管并注漿，然后，開挖Ⅰ部并預(yù)留核心土，開挖后，對(duì)隧道開挖的Ⅰ部進(jìn)行初噴砼、安裝鋼筋網(wǎng)、安裝拱頂及邊墻的鋼架，邊墻設(shè)置砂漿錨管并安裝中隔壁和臨時(shí)仰拱，最后設(shè)置鎖腳錨管，拱部預(yù)埋注漿管并注漿，噴砼至設(shè)計(jì)厚度；

步驟b、開挖上層右側(cè)的Ⅱ部并安裝鋼架：首先，在拱部設(shè)置超前小導(dǎo)管并注漿，然后，延后Ⅰ部開挖Ⅱ部并預(yù)留核心土，開挖后，對(duì)隧道開挖的Ⅱ部進(jìn)行初噴砼、安裝鋼筋網(wǎng)、安裝拱頂及邊墻的鋼架，邊墻設(shè)置砂漿錨管并安裝中隔壁和臨時(shí)仰拱，最后設(shè)置鎖腳錨管，拱部預(yù)埋注漿管并注漿，噴砼至設(shè)計(jì)厚度；

步驟c、開挖下層的Ⅲ部并安裝鋼架：首先，延后Ⅱ部開挖Ⅲ部并預(yù)留核心土，開挖后，對(duì)隧道開挖的Ⅲ部進(jìn)行初噴砼、安裝鋼筋網(wǎng)、安裝邊墻的鋼架，然后施工邊墻的砂漿錨管，噴砼至設(shè)計(jì)厚度；

步驟d、閉合成環(huán)：首先，開挖隧底，開挖后對(duì)隧道開挖的隧底進(jìn)行初噴砼、安裝鋼筋網(wǎng)、安裝鋼架，然后噴砼至設(shè)計(jì)厚度，隧道支護(hù)閉合成環(huán)。

上述的一種淺埋暗挖隧道穿越箱涵的施工方法，其特征在于：所述步驟103-1中的所述管棚的起始位置與箱涵位置的距離L₁＝9m～11m。

上述的一種淺埋暗挖隧道穿越箱涵的施工方法，其特征在于：所述步驟103-1中的管棚與隧道的外插角α＝20°，相鄰兩個(gè)管棚在隧道壁上的設(shè)置位置間隔為20cm～30cm。

上述的一種淺埋暗挖隧道穿越箱涵的施工方法，其特征在于：所述收尾段結(jié)束位置與箱涵的距離L₃等于所述管棚的起始位置與箱涵的距離L₁，取L₁＝L₃＝10m。

上述的一種淺埋暗挖隧道穿越箱涵的施工方法，其特征在于：所述下垂過(guò)渡段、箱涵段和所述上挑過(guò)渡段設(shè)置的拱架與拱架之間的距離小于正常段設(shè)置的拱架與拱架之間的距離。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置下垂過(guò)渡段和上挑過(guò)渡段，將正常段的隧道的寬和高逐漸改變的適應(yīng)箱涵底的地形條件，在不改變隧道線路的方向的前提下安全穿過(guò)箱涵施工，巧妙的避免了箱涵對(duì)隧道施工的影響。

2、本發(fā)明通過(guò)采用有限元分析法對(duì)所施工隧道變斷面施工的斷面尺寸進(jìn)行了有限元分析，采用最優(yōu)方案的尺寸和形狀也能夠增加隧道的抗沉降和收斂的能力。

3、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置沉降檢測(cè)裝置和收斂檢測(cè)裝置，對(duì)已挖隧道的沉降情況和收斂情況實(shí)時(shí)檢測(cè)，一旦超過(guò)安全標(biāo)準(zhǔn)要求的沉降量和收斂量，便要停止施工對(duì)已施工部分進(jìn)行安全排查，極大的避免了危險(xiǎn)的發(fā)生。

4、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置密集的拱架，雙倍的加固，保證在箱涵段施工時(shí)能夠提供足夠強(qiáng)度和足夠安全的支護(hù)，保證施工進(jìn)度和施工安全。

綜上所述，本發(fā)明隧道變化階段較短，而且隧道底部的開挖深度不變，僅僅改變隧道的截面形狀，巧妙的避開了現(xiàn)有箱涵對(duì)隧道施工的影響，在保證施工安全的前提下，保證施工進(jìn)度。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。

圖2為本發(fā)明的管棚支托結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的上CD下臺(tái)階法的流程圖。

圖5為本發(fā)明的箱涵段隧道截面與正常隧道截面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明的上CD下臺(tái)階法的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明的沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)和收斂點(diǎn)在拱架上的布設(shè)位置示意圖。

圖8為本發(fā)明的箱涵段隧道有限元模型分析圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明:

1—箱涵； 2—下垂過(guò)渡段； 3—上挑過(guò)渡段；

4—箱涵段； 5—管棚； 6—正常段；

7—超前小導(dǎo)管； 8—砂漿錨管； 9—鎖腳錨管；

10—臨時(shí)仰拱； 11—鋼架； 12—中隔壁；

13—沉降檢測(cè)裝置； 14—收斂檢測(cè)裝置； 15—注漿管；

16—準(zhǔn)備段； 17—收尾段。

具體實(shí)施方式

一種淺埋暗挖隧道穿越箱涵的施工方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、施工準(zhǔn)備：

步驟101、確定箱涵位置：采用雷達(dá)探測(cè)箱涵1與所施工隧道的相對(duì)位置，所述箱涵1位于所施工隧道上方且與所施工隧道相交，箱涵1的底部與所施工隧道底部之間的距離h₁小于所述所施工隧道的高度h，

如圖2和圖3所示，需要說(shuō)明的是箱涵1的底部與所施工隧道底部的距離h₁小于所述所施工隧道的高度h，說(shuō)明箱涵1的高度過(guò)低，影響到所施工隧道的原計(jì)劃施工，所述箱涵段4的高度h₃減去2Δh之后大于隧道內(nèi)列車的行車安全區(qū)域的高度h₂，所述隧道的加固層和襯砌厚度2Δh包括拱頂?shù)囊r砌和支護(hù)Δh以及仰拱的襯砌和支護(hù)Δh，表明在隧道箱涵段4內(nèi)列車可以保持正常行駛且與隧道壁有一定的安全距離，總之，所述箱涵1的位置與所施工隧道底部的距離不僅小于所施工隧道的高度，而且要保證箱涵段4襯砌后的隧道能夠保證列車的正常行駛，對(duì)于整段所施工隧道的底部高度是不變化的，在穿越箱涵1時(shí)，只需對(duì)所施工隧道的拱頂高度和兩側(cè)寬度進(jìn)行調(diào)整，且需要所述箱涵段4的高度h₃減去2Δh之后大于隧道行車的安全高度h₂，即h₃＞h₂，所述隧道內(nèi)列車的行車安全區(qū)域的高度h₂為軌道厚度、列車高度和列車行進(jìn)與隧道拱頂?shù)陌踩嚯x之和；

步驟102、修筑防水帷幕：對(duì)所施工隧道修筑注漿帷幕進(jìn)行防水；

施工隧道埋深過(guò)淺，受地表水影響較大，隧道靠近箱涵1，箱涵1易發(fā)生漏水滲水，地層含水量較高，所施工隧道全程采用水泥—水玻璃帷幕注漿止水，箱涵段4加大注漿量固結(jié)土體，防止?jié)B水沖走砂層造成空洞，影響支護(hù)強(qiáng)度。

步驟103、施工管棚：

步驟103-1、采用長(zhǎng)度為L(zhǎng)的管棚5對(duì)所述箱涵1進(jìn)行支托，所施工隧道一側(cè)相平行等間距布設(shè)有N個(gè)管棚5，N≥5，所述管棚5與所施工隧道之間的外插角為α，施工管棚5的高度與箱涵1底部的高度h₁相等，所施工隧道的另一側(cè)設(shè)置有M個(gè)相平行等間距布設(shè)的管棚5，M＝N且M個(gè)管棚5與N個(gè)管棚5沿隧道軸線對(duì)稱布設(shè)，其中，管棚5的長(zhǎng)度L₃為所施工隧道的收尾段17結(jié)束的位置與箱涵1之間的距離，L₁為管棚5的起始位置與箱涵1之間的距離，d為箱涵1的寬度；

需要說(shuō)明的是，由于箱涵1埋深過(guò)淺，土質(zhì)疏松易變形，在箱涵1底部開挖隧道有可能造成箱涵沉降嚴(yán)重，使用管棚5對(duì)箱涵1進(jìn)行支護(hù)，減少箱涵1的沉降量，避免了箱涵1由于自重發(fā)生沉降對(duì)所施工隧道產(chǎn)生影響，如圖3所示，管棚5的設(shè)置位置需與箱涵1保持同一高度，高度誤差過(guò)大會(huì)造成有的管棚5無(wú)法起到應(yīng)有的支撐效果，有的管棚5過(guò)載支撐，影響支護(hù)的穩(wěn)定性，施工管棚5的高度與箱涵1底部的高度的誤差范圍為0cm～-5cm，即施工的管棚5在對(duì)箱涵1進(jìn)行支護(hù)時(shí)，誤差允許在箱涵1底部以下5cm的區(qū)域。

步驟103-2、對(duì)步驟103-1中設(shè)置好的管棚5進(jìn)行注漿加固；

步驟二、準(zhǔn)備段施工：對(duì)所施工隧道的準(zhǔn)備段16進(jìn)行止水帷幕注漿，并且在地表施工旋噴樁對(duì)土體進(jìn)行固結(jié)加固，所述準(zhǔn)備段16采用上CD下臺(tái)階法進(jìn)行施工，在掘進(jìn)的同時(shí)要對(duì)所施工隧道的準(zhǔn)備段16進(jìn)行加固處理并設(shè)置鋼架11，在鋼架11閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水；

需要說(shuō)明的是，在地表施工旋噴樁對(duì)土體進(jìn)行固結(jié)加固是為了減少開挖前后地層沉降對(duì)箱涵1產(chǎn)生的影響，箱涵1的埋深過(guò)淺，易發(fā)生沉降，地表土質(zhì)較為疏松易散落，增加了施工的難度和危險(xiǎn)性，在箱涵1兩側(cè)的地面進(jìn)行旋噴樁的施工，使兩側(cè)地表圖層固結(jié)為一體，增加了土質(zhì)的強(qiáng)度，避免在施工過(guò)程中發(fā)生過(guò)大沉降。所述鋼架11為根據(jù)開挖方法的步驟逐步支護(hù)，在隧道開挖完成后將隧道底部開挖設(shè)置仰拱使鋼架11閉合成環(huán)，在鋼架11閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水，注漿材料為水泥—水玻璃雙液漿，注漿以達(dá)到不滲漏水為目的，初支無(wú)明水后立即停止注漿，防止注漿對(duì)初支造成荷載。如圖2所示，所述準(zhǔn)備段16的長(zhǎng)度為管棚5的施工位置與步驟101中的箱涵1的位置的距離L₁減去下垂過(guò)渡段的長(zhǎng)度L₂。

步驟三、確定箱涵段的尺寸：

步驟301、確定箱涵段的高度：所述箱涵段4的高度h₃＝h₁-Δh₁，其中，Δh₁為箱涵1底部的地基厚度，所施工隧道的下垂過(guò)渡段2每掘進(jìn)一米其高度的變化值ΔH為：所述箱涵段4的高度h₃減去2Δh之后大于隧道內(nèi)列車的行車安全區(qū)域的高度h₂，Δh為開挖所施工隧道后施工襯砌和支護(hù)的厚度；

需要說(shuō)明的是，如圖3所示，對(duì)于箱涵段4的高度h₃＝h₁-Δh₁，是指箱涵段4的高度h₃等于箱涵1高度h₁減去箱涵1底部的地基厚度Δh₁，箱涵段4的高度h₃由箱涵1的高度h₁決定，箱涵1的高度h₁已知，則箱涵段4的隧道高度h₃確定，箱涵段4的底部與正常段6的底部平齊，箱涵段4的高度下降且寬度增加，箱涵段4與正常段6之間的下垂過(guò)渡段2的距離確定則所述下垂過(guò)渡段2內(nèi)的高度變化可知，根據(jù)其高度變化情況可以設(shè)置合理的箱涵段4寬度進(jìn)行分析。

步驟302、基于有限元法確定箱涵段的寬度：根據(jù)箱涵段的高度變化值ΔH確定n種箱涵段4隧道寬度D_i＝{D₁，D₂，...D_j，...D_n},D_j為第j種箱涵段4對(duì)應(yīng)的隧道寬度，其中，j＝{1,2,...,n}，并將實(shí)際尺寸第j種箱涵段4對(duì)應(yīng)的隧道寬度D_j整理記錄；

如圖5所示，箱涵段4與所施工隧道的正常施工段的隧道段面比較，箱涵段4的底部高度不變，隧道高度變低，隧道寬度變寬，本實(shí)施例中，為方便分析，箱涵段4的寬度D_i＝D+λΔH×L₂，D為所施工隧道正常施工的寬度，λ為寬度變化的系數(shù)，有排列地選用λ＝60％、λ＝80％、λ＝100％、λ＝120％、λ＝140％五組數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)置相同的參數(shù)和分析方法進(jìn)行分析，確定最優(yōu)的寬度參數(shù)。

步驟302-1、建立有限元模型：先通過(guò)對(duì)實(shí)際的地形和地質(zhì)情況的勘察并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)初建地質(zhì)模型，然后根據(jù)確定的n種箱涵段4的隧道寬度D_i在已建立的所述地質(zhì)模型上開設(shè)模擬隧道，一個(gè)所述地質(zhì)模型開設(shè)一個(gè)所述模擬隧道并與相對(duì)應(yīng)的箱涵段4隧道寬度D_j相對(duì)應(yīng)，n個(gè)所述模擬隧道上分別設(shè)置相同厚度的初期支護(hù)層和相同密度與外插角的錨桿，得到n個(gè)已建立的幾何模型；

本實(shí)施例中采用ABAQUS軟件先建立幾何模型，采用直接建模分析的方法確定模型的受力情況此種方法對(duì)使用者的要求低，使用方便直觀了解分析原理，相較于基于python語(yǔ)言的建模方法，需要對(duì)python語(yǔ)言有一定的了解程度和熟練程度，學(xué)習(xí)難度較高，根據(jù)對(duì)實(shí)際的地形和地質(zhì)情況的勘察情況建立模擬隧道的圍巖，建立的地質(zhì)模型一般采用規(guī)則模型，然后根據(jù)不同的情況對(duì)模型進(jìn)行邊界條件的約束，本實(shí)施例中模型形狀采用長(zhǎng)方體模型，易于建立。

步驟302-2、設(shè)置模型參數(shù)：根據(jù)步驟302-1所建立的n個(gè)幾何模型結(jié)合隧道的具體情況分別對(duì)模型進(jìn)行相同的方式處理，根據(jù)步驟302-1中勘察的結(jié)果對(duì)幾何模型設(shè)定相同的材料參數(shù)，根據(jù)步驟302-1中建立的幾何模型與實(shí)際地形的約束情況的比較對(duì)幾何模型添加相同的邊界約束，得到已設(shè)定的n個(gè)有限元模型；

本實(shí)施例中模型形狀采用長(zhǎng)方體模型，首先對(duì)模型各部分進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的取樣實(shí)測(cè)及已有類似地層工程文獻(xiàn)資料的參考數(shù)據(jù)，為圍巖設(shè)定彈性模量、泊松比、內(nèi)摩擦角、粘聚力和天然密度等參數(shù)，對(duì)錨桿設(shè)定彈性模量，對(duì)初期支護(hù)層設(shè)定彈性模量和泊松比，然后，在幾何模型上方表面加相應(yīng)的載荷以模擬上方地層產(chǎn)生的壓力，四周添加法向約束，頂部為自由面，底部為固定約束，在長(zhǎng)方體型的模擬土體開設(shè)已定尺寸和形狀的隧道，并設(shè)置以注漿錨管，每個(gè)長(zhǎng)方體型的模擬土體開設(shè)一個(gè)隧道，五個(gè)不同尺寸和形狀的模擬隧道需要建立五個(gè)模型。

步驟302-3、分析有限元模型：根據(jù)步驟302-2中所設(shè)定好的n個(gè)具有材料參數(shù)的有限元模型，先對(duì)所述有限元模型布設(shè)相同數(shù)量的種子，并根據(jù)布設(shè)的種子選擇三維立體單元類型的網(wǎng)格對(duì)模型進(jìn)行劃分網(wǎng)格處理，并設(shè)置相同的分析步，然后對(duì)已建立好的有限元模型進(jìn)行分析，分析的結(jié)果生成圖表的形式；

如圖8所示，該模型為已劃分網(wǎng)格的箱涵段隧道有限元分析模型，由于只對(duì)隧道的尺寸形狀有變化，要得到最優(yōu)方案，我們需要采用控制變量法控制其他的實(shí)驗(yàn)參數(shù)不變，在對(duì)模型進(jìn)行ABAQUS有限元分析軟件的有關(guān)設(shè)定時(shí)，需保持相同的材料參數(shù)和邊界約束，在允許的條件下對(duì)分析步的設(shè)定也盡量一致，這可以保證大致相同的分析誤差，劃分網(wǎng)格的方式也盡量采用同一種方式。

步驟302-4、整理分析結(jié)果并確定箱涵段寬度：通過(guò)對(duì)步驟302-3中的有限元模型的分析結(jié)果的整理和采集提取模擬隧道的應(yīng)變和應(yīng)力，并選擇應(yīng)變和應(yīng)力最小的有限元模型作為最優(yōu)模型，并將所述應(yīng)變和應(yīng)力最小的有限元模型的模擬隧道的寬度轉(zhuǎn)化為具體的箱涵段4的寬度；

模型設(shè)定好后，運(yùn)行函數(shù)對(duì)建立好的n個(gè)幾何模型進(jìn)行分析，分析得到的后處理模型提取模型的變化參數(shù)并制成圖表，對(duì)五個(gè)模型的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行對(duì)比，并根據(jù)實(shí)際的地形和施工情況選擇最合適的隧道尺寸和形狀，并將模型參數(shù)還原成實(shí)際的施工參數(shù)。

步驟四、下垂過(guò)渡段施工：

步驟401、施工下垂過(guò)渡段時(shí)的圍巖加固：進(jìn)行下垂過(guò)渡段2施工時(shí)，對(duì)所述施工隧道進(jìn)行止水帷幕注漿，并且在地表施工旋噴樁對(duì)土體進(jìn)行固結(jié)加固；

步驟402、對(duì)隧道的下垂過(guò)渡段進(jìn)行開挖:下垂過(guò)渡段2的掘進(jìn)方式為上CD下臺(tái)階法，拱頂根據(jù)高度差等差降低至步驟三中箱涵段4的設(shè)計(jì)高度，邊墻根據(jù)直徑差等距變寬至步驟三中箱涵段4的設(shè)計(jì)寬度，但隧道底部相對(duì)位置保持不變，施工下垂過(guò)渡段2時(shí)，在掘進(jìn)的同時(shí)要對(duì)所述下垂過(guò)渡段2已施工隧道進(jìn)行加固處理并設(shè)置鋼架11，在鋼架11閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水；

需要說(shuō)明的是，下垂過(guò)渡段2的施工方法與正常段6的施工方法可以一致，方法一致可以避免改變施工方法的繁復(fù)過(guò)程，也可以根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)和水文情況決定是否更換施工方式，本實(shí)施例中，優(yōu)選的下垂過(guò)渡段2和正常段6的施工方式均為上CD下臺(tái)階法；如圖3和圖5所示，拱頂根據(jù)高度差等差降低，邊墻根據(jù)直徑等距變寬，拱頂?shù)母叨仍谙嗤乃淼篱L(zhǎng)度內(nèi)的下降高度是一樣的，隧道兩側(cè)邊墻的距離在相同的隧道長(zhǎng)度內(nèi)的增加距離是一樣的，這樣就保證了下垂過(guò)渡段2的內(nèi)表面為平滑的曲面，在鋼架11閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水，進(jìn)行注漿止水的注漿材料為水泥—水玻璃。

步驟403、設(shè)置下垂過(guò)渡段的檢測(cè)點(diǎn)：所述下垂過(guò)渡段2起始位置和結(jié)束位置安裝的鋼架11均設(shè)置有用于測(cè)量和記錄隧道拱頂沉降數(shù)據(jù)的沉降檢測(cè)裝置13和用于測(cè)量和記錄隧道邊墻收斂數(shù)據(jù)的收斂檢測(cè)裝置14；

如圖7所示，在隧道變斷面施工過(guò)程中，有效控制和檢測(cè)隧道的沉降和收斂一般是施工的重點(diǎn)，設(shè)置沉降檢測(cè)裝置13是為了檢測(cè)拱頂?shù)某两底冃纬潭?，設(shè)置收斂檢測(cè)裝置14是為了檢測(cè)邊墻的收斂變形程度，兩者共同作用，檢測(cè)整個(gè)隧道的變形量，以此來(lái)推斷隧道的支護(hù)強(qiáng)度是否合格，如果不合格，也可以快速找出支護(hù)強(qiáng)度不足的區(qū)域所在，加快了發(fā)現(xiàn)支護(hù)問(wèn)題的速度，從而去解決支護(hù)問(wèn)題，間接加快了隧道的施工速度。

步驟404、初次檢驗(yàn)下垂過(guò)渡段的支護(hù)強(qiáng)度：完成對(duì)下垂過(guò)渡段2的開挖后，讀取下垂過(guò)渡段2開始位置和結(jié)束位置安裝的沉降檢測(cè)裝置13和收斂檢測(cè)裝置14的讀數(shù)，若下垂過(guò)渡段2的沉降和收斂超過(guò)安全范圍，就要對(duì)下垂過(guò)渡段2進(jìn)行安全檢查和支護(hù)加固，若所下垂過(guò)渡段2的沉降和收斂在安全范圍內(nèi)，則結(jié)束所述下垂過(guò)渡段2的施工；

由于箱涵1和所施工隧道均位于淺埋層，地質(zhì)疏松易散，含水量較大，更易產(chǎn)生沉降，在所施工隧道施工完下垂過(guò)渡段2以后，先對(duì)所述下垂過(guò)渡段2進(jìn)行沉降收斂檢測(cè)，確定下垂過(guò)渡段2的支護(hù)和加固合格后，再進(jìn)行下一隧道段的施工，否則查出問(wèn)題并進(jìn)行加固，需要說(shuō)明的是對(duì)于已開挖隧道上已設(shè)置的沉降檢測(cè)裝置13和收斂檢測(cè)裝置14，每隔12小時(shí)讀數(shù)一次。

步驟五、箱涵段施工：

步驟501、施工箱涵段時(shí)的圍巖加固：對(duì)箱涵段4施工隧道的內(nèi)壁進(jìn)行加倍加固，拱頂和邊墻設(shè)置雙層超前支護(hù)，在箱涵1的底部地層增大注漿量進(jìn)行注漿固結(jié)土體；

如圖3所示，箱涵段4位于箱涵1正下方，受箱涵1的影響最大，所以要采取加倍的加固和支護(hù)，采取更穩(wěn)固的掘進(jìn)方式，本實(shí)施例中采取雙倍加固。

步驟502、對(duì)隧道的箱涵段進(jìn)行開挖:箱涵段4的掘進(jìn)方式為CRD法，施工箱涵段4時(shí)，在掘進(jìn)的同時(shí)要對(duì)箱涵段4已施工隧道進(jìn)行加固處理并設(shè)置鋼架11，在鋼架11閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水；

箱涵段4采用CRD法進(jìn)行施工可以確保施工安全和一定的施工速度，與此同時(shí)，由于下垂過(guò)渡段2和正常段6均采用上CD下臺(tái)階法的施工方案，因此從下垂過(guò)渡段2到箱涵段4的施工結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化也是非常重要的，到現(xiàn)在還沒有一套完整的暗挖隧道施工結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的方法和標(biāo)準(zhǔn)，由于CRD法和上CD下臺(tái)階法結(jié)構(gòu)類似，只需加半條中隔壁12即可，而且CRD法本身適用于軟弱地層的隧道施工，特別是對(duì)于控制地表沉陷有很好的效果，有利于圍巖穩(wěn)定，保證施工安全，綜合上述原因，選擇箱涵段4采用CRD法施工方案。箱涵1存在裂縫滲水，箱涵1的底部隧道初期支護(hù)后滲漏水較大，對(duì)電焊作業(yè)和施工照明等用電設(shè)備存在較大安全隱患，人員、機(jī)械施工操作因拱部滲水操作不便，所以在閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水作業(yè)，優(yōu)選的，本實(shí)施例中注漿材料為水泥—水玻璃雙液漿，注漿以達(dá)到不滲漏水為目的，當(dāng)初期支護(hù)上無(wú)明水后立即停止注漿，防止注漿過(guò)重對(duì)初支造成荷載。

步驟503、設(shè)置箱涵段的檢測(cè)點(diǎn)：所述箱涵段4中間位置和結(jié)束位置安裝的鋼架11均設(shè)置有用于測(cè)量和記錄隧道拱頂沉降數(shù)據(jù)的沉降檢測(cè)裝置13和用于測(cè)量和記錄隧道邊墻收斂數(shù)據(jù)的收斂檢測(cè)裝置14；

需要說(shuō)明的是此處設(shè)置沉降檢測(cè)裝置13和收斂檢測(cè)裝置14的目的與方式與步驟403中的沉降檢測(cè)裝置13和收斂檢測(cè)裝置14的設(shè)置相同。

步驟504、初次檢驗(yàn)箱涵段的支護(hù)強(qiáng)度：完成對(duì)箱涵段4的開挖后，讀取下垂過(guò)渡段2的結(jié)束位置以及箱涵段4的中間位置和結(jié)束位置安裝的沉降檢測(cè)裝置13和收斂檢測(cè)裝置14的讀數(shù)，若箱涵段4的沉降和收斂超過(guò)安全范圍，就要對(duì)箱涵段4進(jìn)行安全檢查和支護(hù)加固，若箱涵段4的沉降和收斂在安全范圍內(nèi)，則結(jié)束箱涵段4的施工；

在所施工隧道施工完箱涵段4以后，先對(duì)所述箱涵段4進(jìn)行沉降收斂檢測(cè)，確定箱涵段4的支護(hù)和加固合格后，再進(jìn)行下一隧道段的施工，否則查出問(wèn)題并進(jìn)行加固，需要說(shuō)明的是對(duì)于已開挖隧道上已設(shè)置的沉降檢測(cè)裝置13和收斂檢測(cè)裝置14，每隔12小時(shí)讀數(shù)一次。

步驟六、上挑過(guò)渡段施工：

步驟601、施工上挑過(guò)渡段時(shí)的圍巖加固：進(jìn)行上挑過(guò)渡段3施工時(shí)，對(duì)所述施工隧道進(jìn)行止水帷幕注漿，并且在地表施工旋噴樁對(duì)土體進(jìn)行固結(jié)加固；

如圖3所示，由于穿越箱涵1的隧道施工結(jié)構(gòu)對(duì)稱，上挑過(guò)渡段3的加固方式也采用步驟401中下垂過(guò)渡段2的加固方式。

步驟602、對(duì)隧道的上挑過(guò)渡段進(jìn)行開挖:上挑過(guò)渡段3的掘進(jìn)方式為上CD下臺(tái)階法，拱頂根據(jù)高度差等差升高至所施工隧道正常段6的高度，邊墻根據(jù)直徑差等距變窄至所施工隧道正常段6的寬度，但隧道底部相對(duì)位置保持不變，施工上挑過(guò)渡段3時(shí)，在掘進(jìn)的同時(shí)要對(duì)所述上挑過(guò)渡段3已施工隧道進(jìn)行加固處理并設(shè)置鋼架11，在鋼架11閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水；

所述上挑過(guò)渡段3和下垂過(guò)渡段2的施工方法相同，本實(shí)施例中，上挑過(guò)渡段2的施工方式為上CD下臺(tái)階法；如圖3和圖5所示，拱頂根據(jù)高度差等差升高，邊墻根據(jù)直徑等距變窄，拱頂?shù)母叨仍谙嗤乃淼篱L(zhǎng)度內(nèi)的上升高度是一樣的，隧道兩側(cè)邊墻的距離在相同的隧道長(zhǎng)度內(nèi)的減小距離是一樣的，這樣就保證了上挑過(guò)渡段3的內(nèi)表面為平滑的曲面，在鋼架11閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水，進(jìn)行注漿止水的注漿材料為水泥—水玻璃。

步驟603、設(shè)置上挑過(guò)渡段的檢測(cè)點(diǎn)：所述上挑過(guò)渡段3結(jié)束位置安裝的鋼架11設(shè)置有用于測(cè)量和記錄隧道拱頂沉降數(shù)據(jù)的沉降檢測(cè)裝置13和用于測(cè)量和記錄隧道邊墻收斂數(shù)據(jù)的收斂檢測(cè)裝置14；

需要說(shuō)明的是此處設(shè)置沉降檢測(cè)裝置13和收斂檢測(cè)裝置14的目的與方式與步驟403中的沉降檢測(cè)裝置13和收斂檢測(cè)裝置14的設(shè)置相同。

步驟604、初次檢驗(yàn)上挑過(guò)渡段的支護(hù)強(qiáng)度：完成對(duì)上挑過(guò)渡段3的開挖后，讀取箱涵段4的結(jié)束位置和上挑過(guò)渡段3的結(jié)束位置安裝的沉降檢測(cè)裝置13和收斂檢測(cè)裝置14的讀數(shù)，若上挑過(guò)渡段3的沉降和收斂超過(guò)安全范圍，都要對(duì)上挑過(guò)渡段3進(jìn)行安全檢查和支護(hù)加固，若上挑過(guò)渡段3的沉降和收斂在安全范圍內(nèi)，則結(jié)束上挑過(guò)渡段3的施工；

在所施工隧道施工完箱上挑過(guò)渡段3以后，先對(duì)所述上挑過(guò)渡段3進(jìn)行沉降收斂檢測(cè)，確定上挑過(guò)渡段3的支護(hù)和加固合格后，再進(jìn)行下一隧道段的施工，否則查出問(wèn)題并進(jìn)行加固，需要說(shuō)明的是對(duì)于已開挖隧道上已設(shè)置的沉降檢測(cè)裝置13和收斂檢測(cè)裝置14，每隔12小時(shí)讀數(shù)一次。

步驟七、收尾段施工：對(duì)所施工隧道的收尾段17進(jìn)行止水帷幕注漿，并且在地表施工旋噴樁對(duì)土體進(jìn)行固結(jié)加固，所述收尾段17采用上CD下臺(tái)階法進(jìn)行施工，在掘進(jìn)的同時(shí)要對(duì)收尾段17的已施工隧道進(jìn)行加固處理并設(shè)置鋼架11，在鋼架11閉合成環(huán)后對(duì)拱部?jī)蓚?cè)人工開注漿眼進(jìn)行注漿止水，當(dāng)隧道掘進(jìn)至距離箱涵1位置L₃的位置時(shí)，結(jié)束收尾段17施工；

由于所施工隧道開挖至上挑過(guò)渡段3段結(jié)束后，還沒有完全脫離箱涵1的影響范圍，所以出于與穿越箱涵1前的準(zhǔn)備段16相同的目的設(shè)置有收尾段17，所述收尾段17的加固方式和開挖方式與準(zhǔn)備段16的加固方式和開挖方式相同。

步驟八、檢驗(yàn)穿越箱涵總體施工隧道段的支護(hù)強(qiáng)度：

所述步驟七中收尾段17施工結(jié)束后，暫停施工等待一段時(shí)間后讀取所有沉降檢測(cè)裝置13和收斂檢測(cè)裝置14的數(shù)據(jù)，判斷數(shù)值是否符合強(qiáng)度要求，如果符合要求則對(duì)已開挖隧道進(jìn)行隧道內(nèi)壁進(jìn)行襯砌施工，如果不符合要求則需要對(duì)已開挖隧道進(jìn)行安全排查和加固，直到符合要求為止；

施工完畢后必須對(duì)已施工隧道段進(jìn)行支護(hù)強(qiáng)度檢測(cè)，保證已開挖隧道的安全性，如果支護(hù)不合格就要及時(shí)對(duì)已開挖隧道進(jìn)行檢查，找出問(wèn)題所在并及時(shí)處理處理問(wèn)題，使隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度合格，才可以進(jìn)行下一步步驟。

步驟九、恢復(fù)所施工隧道的正常開挖：穿越箱涵施工完成，恢復(fù)隧道的正常施工。

本實(shí)施例中，如圖4和圖6所示，所述上CD下臺(tái)階法的施工步驟如下：

步驟a、開挖上層左側(cè)的Ⅰ部并安裝鋼架：首先，在拱部和中隔壁12設(shè)置超前小導(dǎo)管7并注漿，然后，開挖Ⅰ部并預(yù)留核心土，開挖后，對(duì)隧道開挖的Ⅰ部進(jìn)行初噴砼、安裝鋼筋網(wǎng)、安裝拱頂及邊墻的鋼架11，邊墻設(shè)置砂漿錨管8并安裝中隔壁12和臨時(shí)仰拱10，最后設(shè)置鎖腳錨管9，拱部預(yù)埋注漿管15并注漿，噴砼至設(shè)計(jì)厚度；

步驟b、開挖上層右側(cè)的Ⅱ部并安裝鋼架：首先，在拱部設(shè)置超前小導(dǎo)管7并注漿，然后，延后Ⅰ部開挖Ⅱ部并預(yù)留核心土，開挖后，對(duì)隧道開挖的Ⅱ部進(jìn)行初噴砼、安裝鋼筋網(wǎng)、安裝拱頂及邊墻的鋼架11，邊墻設(shè)置砂漿錨管8并安裝中隔壁12和臨時(shí)仰拱10，最后設(shè)置鎖腳錨管9，拱部預(yù)埋注漿管15并注漿，噴砼至設(shè)計(jì)厚度；

步驟c、開挖下層的Ⅲ部并安裝鋼架：首先，延后Ⅱ部開挖Ⅲ部并預(yù)留核心土，開挖后，對(duì)隧道開挖的Ⅲ部進(jìn)行初噴砼、安裝鋼筋網(wǎng)、安裝邊墻的鋼架11，然后施工邊墻的砂漿錨管8，噴砼至設(shè)計(jì)厚度；

步驟d、閉合成環(huán)：首先，開挖隧底，開挖后對(duì)隧道開挖的隧底進(jìn)行初噴砼、安裝鋼筋網(wǎng)、安裝鋼架11，然后噴砼至設(shè)計(jì)厚度，隧道支護(hù)閉合成環(huán)。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，隧道掘進(jìn)過(guò)程中每循環(huán)一榀，所述Ⅰ部、Ⅱ部和Ⅲ部的核心土均為2m，所述Ⅱ部延后所述Ⅰ部3m，所述Ⅲ部延后所述Ⅱ部5m，上CD下臺(tái)階法的施工方案簡(jiǎn)化了施工步驟,縮短了隧道封閉成環(huán)時(shí)間,在加快隧道施工進(jìn)度的同時(shí)對(duì)控制隧道沉降變形也是一項(xiàng)有效措施，所述超前小導(dǎo)管7設(shè)置在沿拱頂180°的圓弧部分，所述超前小導(dǎo)管7設(shè)置在中隔壁12上，所述超前小導(dǎo)管7設(shè)置在拱頂和中隔壁12上的外插角均為18°。

本實(shí)施例中，所述步驟103-1中的所述管棚5的起始位置與箱涵位置的距離L₁＝9m～11m。

所述管棚5設(shè)置的位置為箱涵1能夠產(chǎn)生影響的邊緣位置，根據(jù)土層的地質(zhì)水文條件確定，本實(shí)施例中所施工隧道和箱涵1均處于淺埋層，所以采用L₁＝9m～11m。

本實(shí)施例中，所述步驟103-1中的管棚5與隧道的外插角α＝20°，相鄰兩個(gè)管棚5在隧道壁上的設(shè)置位置間隔為20cm～30cm。

管棚法一般用于地層較軟易散的土質(zhì)條件，也適用于淺埋暗挖的情況，但是在本實(shí)施例中，管棚采用直徑為的大管棚，大管棚的外插角一般為1°～3°，由于管棚5在此只用與支護(hù)箱涵1，所以外插角較大，是為了擴(kuò)大支護(hù)范圍，避免箱涵1過(guò)重支護(hù)范圍過(guò)小而對(duì)隧道的開挖造成影響，管棚的數(shù)量取決于土質(zhì)條件，本實(shí)施例中，管棚的數(shù)量為5根。

本實(shí)施例中，所述收尾段結(jié)束位置與箱涵1的距離L₃等于所述管棚5的起始位置與箱涵1的距離L₁，取L₁＝L₃＝10m。

需要說(shuō)明的是，所述收尾段結(jié)束位置與箱涵1的距離L₃可以不等于所述設(shè)置管棚5的位置與箱涵1的距離L₁，在本實(shí)施例中，為了方便計(jì)算也為了使箱涵1兩側(cè)的地層結(jié)構(gòu)相當(dāng)，使穿越箱涵1的的地層結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，取L₁＝L₃＝10m。

本實(shí)施例中，所述下垂過(guò)渡段2、箱涵段4和所述上挑過(guò)渡段3設(shè)置的拱架與拱架之間的距離小于正常段6設(shè)置的拱架與拱架之間的距離。

由于正常段6向箱涵段4過(guò)渡的過(guò)程中，隧道變寬，承受的土壓更大，所以應(yīng)當(dāng)適當(dāng)縮短每榀鋼架11的距離，從而達(dá)到增強(qiáng)隧道支護(hù)強(qiáng)度的目的。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。