宜万铁路白云山隧道位于宜昌市点军区土城乡，全长6827m，由五种断面组成，其中进口DK40+550～DK41+255为四线双连拱车站隧道；DK41+255～+437为大跨三线隧道；DK41+437～+803为燕尾式连拱隧道；其余为单线隧道，白云山隧道进口段车站隧道平面见图1。在线路右侧设一平导，平导贯通后扩挖为II线，平导与正洞之间设21个横通道，用来施工I线。白云山隧道进口1253m为车站隧道，结构形式复杂，断面大，地质条件复杂（岩溶极其发育，岩层为水平层，节理裂隙发育），主要施工难点为在复杂地质条件下不同断面间施工方法转换、四线双连拱隧道的施工方法、大跨三线隧道的施工方法、燕尾式隧道的施工方法、小间距隧道施工方法、岩溶处理及大断面隧道的施工安全等。白云山隧道地质条件十分复杂，岩溶发育，溶洞、暗河、落水洞、漏斗及岩溶洼地等岩溶现象多见。隧道穿越天阳坪区域断裂，穿越纸厂湾、猴子洞、耗子洞等3个暗河系统，区内发育5条断层，预测最大涌水量427314m3/d，正常涌水量167354m3/d。地层为寒武系上统三游洞群ε3sn，岩石主要为白云岩、灰岩、泥质灰岩。车站隧道段岩层为水平层、层薄，节理裂隙发育，岩石风化严重、易掉块。
2总体施工方案
总体施工方案根据白云山隧道的工程地质、水文地质、安全、工期、效益、环境保护等因素来确定。四线双连拱段采用中导洞先行，一方面把中导洞作为施工大跨三线段和燕尾段的施工通道，以达到快速施工车站隧道的目的，确保工期；另一方面边开挖中导洞，边进行中隔墙衬砌，待中隔墙达到设计强度后，再开挖支护左右洞。大跨三线段断面大，地质条件差，采用CRD法施工。燕尾段连拱隧道采用无导洞法施工。无导洞法施工连拱隧道技术在国内有的学者正进行相关研究，进行科技攻关，并成功应用于隧道施工中，但相对较少，白云山隧道为无导洞法施工连拱隧道提供了一个成功的案例。
3四线双连拱车站隧道
3.1施工工序
连拱隧道的施工方法主要是导洞法，包括中导洞、三导洞及侧壁导坑等。结合白云山隧道的实际情况，采用不对称中导洞法施工，两侧台阶法开挖。开挖工序为：①开挖中导洞，Ⅱ、中导洞支护，Ⅲ、衬砌中隔墙，④开挖左上导坑，Ⅴ、左上导坑支护，⑥开挖左下导坑，Ⅶ、左下导坑支护及封闭仰拱，⑧开挖右上导坑，Ⅸ、右上导坑支护，⑩开挖右下导坑，Ⅺ、右下导坑支护及封闭仰拱。四线双连拱隧道开挖工序如图2所示。
3.2中导洞施工工艺
中导洞作为一个辅助导坑，其结构形式和大小根据工程进度、安全、经济效益、行车等因素确定。
由于白云山隧道属于长大隧道，工期进，地质条件复杂，四线段断面大，经过方案比选，四线双连拱段采用偏右的不对称中导洞施工（见图2），中导洞断面宽7.7m，高8m，拱部采用半径为3.6m的半圆弧。中导洞临时支护采用I16的工字钢架，间距1.0m/榀，拱部Φ22mm的砂浆锚杆，间距1.5×1.5m（纵×环），边墙锚杆根据需要设置，喷C20混凝土，厚度6～8cm。
3.3中隔墙衬砌
中隔墙施工应紧跟中导洞开挖，每10m一个循环，先施工中隔墙基础，达到强度后再施工墙身。施工缝是中隔墙受力的软弱面，每次必须遭毛处理，并按规范要求预埋连接筋。中隔墙顶部是各种荷载的反复作用点，因此必须采用同级混凝土回填，与中导洞拱部围岩密贴。
3.4左右洞施工
3.4.1施工组织
为不影响施工进度，首先施工左洞，把中导洞作为施工大跨三线段和燕尾段的施工通道。左洞贯通后，把风水电管路移至左洞，利用左洞作为施工通道，然后施工右洞。先施工左洞是因为右洞和中导洞在一起，施工右洞时中导洞就被破坏，失去行车功能。左右洞均采用台阶法施工，上台阶长度≯50m。
3.4.2初期支护
白云山隧道地质复杂，围岩破碎，净空大，断面形式多变，因此必须及时进行初期支护，充分发挥围岩的自稳能力，在IV级围岩和进口战备衬砌段，初期支护采用I16工字钢架，拱墙采用C25喷钢纤维混凝土，湿喷法施工，钢纤维掺量50kg/m3，仰拱采用网喷混凝土，环向采用Φ8mm、纵向采用Φ6mm的钢筋，钢筋网格为20cm×20cm，系统锚杆采用Φ25mm、L＝3.5m中空注浆锚杆，间距1.0m×1.0m（纵×环），呈梅花型布置。在III级围岩段，初期支护仍采用C25喷钢纤维混凝土，系统锚杆采用中空注浆锚杆，呈梅花型布置，在断面变化处，均采用I16的工字钢架加强支护。
3.4.3二次衬砌
通过监控量测，隧道净空收敛和拱顶下沉已经稳定，变形速率符合规范要求时方可进行二次衬砌，以防止衬砌出现受拉或受压破坏。衬砌离开开挖掌子面的距离最好控制在150m左右，各工序既不互相干扰，又使开挖后围岩暴露时间不长，在IV级围岩地段和进口战备段，衬砌采用C30钢筋混凝土，厚度50cm，仰拱填充采用C25混凝土。在III级围岩地段，衬砌采用C30钢筋混凝土，厚度为40cm。
4大跨三线段
4.1施工工序
大跨三线段开挖断面宽17.8m，高13.92m，围岩基本分级为IV级，岩层为水平层、层薄，断面大，特别拱顶易掉快、塌方，因此采用CRD法施工，及时支护、封闭成环。开挖工序为：①右上导坑开挖支护，②左上导坑开挖支护，③右下导坑开挖支护，④左下导坑开挖支护。大跨三线隧道开挖工序如图3所示。
4.2过渡段施工
四线双连拱段隧道的中导洞开挖至与大跨三线段的分界点时，在分界点对中导洞5m范围内加强支护，然后从中导洞向两边扩挖，以形成右上台阶工作面。
扩挖时，炮眼外插角大于45°，形成喇叭口，减少围岩的夹制力。右上台阶开挖20～30m后，在右导坑的左边墙处同样以大于45°的炮眼外插角开挖，形成左上台阶工作面。左右下台阶以采用同样的方法开挖。过渡段的开挖一方面保证施工安全，另一方面选择科学合理可开挖方法，减少超欠挖，节约投资。
4.3CRD法工序循环
根据围岩情况动态调整台阶长度，一般台阶长度控制在10～15m之间，不易过长。每次循环进尺控制在1.0～3.0m之间。施工过程中要充分利用空间，减少作业干扰，左右上台阶一般轮换施工，如开挖左上台阶时，右上台阶可以进行喷锚作业；开挖右上台阶时左上台阶进行喷锚作业。下台阶也是采取同样的循环施工，上下台阶之间干扰较大，但由于下台阶开挖速度比上台阶快，不影响形象进度，所以首先保证上台阶的开挖。
CRD法施工，每个循环都要设置临时仰拱和临时中隔壁，保证施工安全。临时仰拱和临时中隔壁与初期支护形成一个整个承受围岩变形压力，通过围岩监控量测，拱顶下沉量和收敛值基本稳定后（符合验标要求），可以拆除临时中隔壁。
由于CRD法工序循环复杂，施工干扰较大，施工临时仰拱和临时中隔壁占用时间长，并且不经济，因此在围岩较好的地段，可以采用CD法或者上下台阶法。CD法和台阶法工序循环相对简单，临时支护费用少，也是一般大跨隧道常采用的施工方法。
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