張金鋒

1 加固隧道工程概況

西康鐵路XKS-2標(biāo)段既有線隧道加固共計(jì)8座，加固長(zhǎng)度總計(jì)達(dá)3 739 m。既有線和新建二線隧道均為單線電氣化鐵路隧道，既有線設(shè)計(jì)時(shí)速120 km/h，新建二線隧道設(shè)計(jì)時(shí)速160 km/h。

由于西康鐵路既有線運(yùn)輸繁忙，既有線天窗點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了既有線隧道加固的需要，既有線加固無(wú)法按期完成，制約了新建二線的工程進(jìn)度。為保證工期，在滿足鐵道部初步設(shè)計(jì)批復(fù)既有線隧道加固的原則及既有線隧道安全的基礎(chǔ)上，根據(jù)既有線隧道的圍巖、二次模筑襯砌、竣工資料及新線隧道圍巖情況，通過(guò)設(shè)計(jì)變更對(duì)既有線隧道加固的段落及防護(hù)加固措施進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整。

2 優(yōu)化后的施工方案

2.1 總體方案

為保證既有隧道的結(jié)構(gòu)安全及新建二線工期目標(biāo)，對(duì)于病害嚴(yán)重的段落按原設(shè)計(jì)進(jìn)行鋼架加固，其余隧道通過(guò)采用爆破測(cè)震儀監(jiān)測(cè)，并不斷優(yōu)化新建隧道開(kāi)挖方法及爆破參數(shù)，確保既有線安全。主要施工措施如下:

1 )隧道加固前首先對(duì)既有隧道進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，測(cè)量部位為拱頂、兩側(cè)拱腰、兩側(cè)邊墻中部共5條測(cè)線，根據(jù)無(wú)損檢測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查結(jié)果，對(duì)病害嚴(yán)重地段按設(shè)計(jì)架設(shè)工字鋼拱架進(jìn)行加固。2)既有線隧道加固段對(duì)應(yīng)新建隧道里程采用三臺(tái)階法施工，在爆破施工中嚴(yán)格控制炸藥用量。3)新建隧道爆破施工時(shí)，采用TC-4850爆破測(cè)震儀對(duì)既有線隧道進(jìn)行監(jiān)測(cè)，控制震速在10 cm/s之內(nèi)。4)利用列車間隔時(shí)間進(jìn)行爆破施工，每循環(huán)爆破作業(yè)后對(duì)既有線隧道進(jìn)行安全檢查，同時(shí)做好應(yīng)急準(zhǔn)備。

2.2 加固段施工方案

既有線愁倀溝隧道DK162+415～DK162+435(20 m)段，通過(guò)無(wú)損檢測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該段二襯混凝土開(kāi)裂較嚴(yán)重，特按原設(shè)計(jì)方案對(duì)該段采用Ⅰ16型鋼鋼架臨時(shí)加固，間距1榀/m。

2.3 取消加固段施工方案

1 )新建隧道施工采用三臺(tái)階法，嚴(yán)格按照“先支護(hù)、后開(kāi)挖、短進(jìn)尺、不爆破或弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、襯砌緊跟”的方法。

2 )Ⅴ級(jí)圍巖循環(huán)進(jìn)尺控制在90 cm～100 cm。巖石地段采用控制爆破施工，爆破震速控制在10 cm/s內(nèi)。Ⅲ級(jí)，Ⅳ級(jí)圍巖段，循環(huán)進(jìn)尺控制在120 cm～150 cm，控制爆破施工，爆破震速控制在10 cm/s內(nèi)。

3 )爆破設(shè)計(jì)如下:a.爆破施工工藝流程見(jiàn)圖1;b.爆破器材。爆破采用乳化炸藥、塑料導(dǎo)爆管——非電毫秒雷管起爆;c.爆破設(shè)計(jì)。采用手持式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)成孔，人工裝藥爆破，孔徑一般為42 mm。各級(jí)圍巖爆破參數(shù)，爆破藥量分配見(jiàn)表1，表2;d.裝藥與堵塞。主爆孔采用φ32 mm藥卷裝藥，毫米管引爆。根據(jù)底部巖質(zhì)及抵抗線大小，在底部加強(qiáng)段的線裝藥密度可為設(shè)計(jì)值的1倍～3倍。炮孔堵塞長(zhǎng)度取為0.3 m～0.6 m;e.起爆網(wǎng)路。采用塑料導(dǎo)爆管——非電毫秒雷管進(jìn)行多排孔內(nèi)微差爆破，當(dāng)多臺(tái)階開(kāi)挖同時(shí)爆破時(shí)，可采用串聯(lián)非電毫秒雷管進(jìn)行臺(tái)階微差爆破。

表1 Ⅴ級(jí)圍巖三臺(tái)階爆破藥量分配表

表2 Ⅲ級(jí)，Ⅳ級(jí)圍巖三臺(tái)階爆破炮眼藥量分配表

3 安全保證措施

1 )嚴(yán)格執(zhí)行《西安鐵路局營(yíng)業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則》《西安鐵路局營(yíng)業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則補(bǔ)充規(guī)定》。2)建立有效的安全施工操作規(guī)程及安全防護(hù)實(shí)施細(xì)則，設(shè)置專門的駐站聯(lián)絡(luò)員及安全防護(hù)員，施工中堅(jiān)持既有線施工五不準(zhǔn)原則，特別是設(shè)備管理單位配合人員到位原則，準(zhǔn)備好應(yīng)急材料，同時(shí)做好應(yīng)急準(zhǔn)備。3)對(duì)加固隧道全部進(jìn)行雷達(dá)掃描及隧道病害調(diào)查，建立監(jiān)控臺(tái)賬進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。4)既有線隧道加固段對(duì)應(yīng)新建隧道里程全部采用三臺(tái)階法施工，在爆破施工中嚴(yán)格控制炸藥用量。5)嚴(yán)格按照施工方案要求，遵循“短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、緊襯砌”的施工原則，隧道開(kāi)挖后及時(shí)封閉成環(huán)，改善結(jié)構(gòu)受力。6)加強(qiáng)隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)及圍巖量測(cè)工作，根據(jù)其結(jié)果及時(shí)調(diào)整施工工序，確保隧道開(kāi)挖、仰拱、襯砌之間的相對(duì)距離滿足施工安全距離要求。7)新建隧道爆破施工時(shí)，采用TC-4850爆破測(cè)震儀對(duì)既有線隧道進(jìn)行監(jiān)測(cè)，控制震速在10 cm/s之內(nèi)。8)利用列車間隔時(shí)間進(jìn)行爆破施工，每循環(huán)爆破作業(yè)后對(duì)既有線隧道進(jìn)行安全檢查，并做記錄，同時(shí)做好應(yīng)急準(zhǔn)備。9)采用現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的方法加強(qiáng)對(duì)新建隧道、既有隧道的觀測(cè)和量測(cè)，根據(jù)量測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整施工方案，確保施工安全。10)隧道爆破實(shí)施前必須經(jīng)過(guò)設(shè)備管理單位現(xiàn)場(chǎng)人員簽字確認(rèn)，爆破后施工單位、設(shè)備管理單位及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理共同確認(rèn)爆破震速，并記錄留檔。11)設(shè)備管理單位與施工單位必須做好既有隧道的病害記錄的影音資料，并經(jīng)雙方確認(rèn)。12)密切觀察接觸網(wǎng)供電臂與隧道二襯連接部位穩(wěn)定情況，必須在爆破后形成檢測(cè)記錄。

4 取得的成果

1 )新建隧道通過(guò)采用三臺(tái)階弱爆破施工方案，先后安全通過(guò)了既有線加固段，新建隧道施工進(jìn)度可達(dá)到1 m/d～2 m/d，既保證了既有線隧道運(yùn)營(yíng)安全，又解決了新建隧道的工期壓力。

2 )通過(guò)對(duì)既有線隧道二襯觀測(cè)，其洞內(nèi)既有裂縫無(wú)延伸，無(wú)新增裂縫，既有滲水部位無(wú)明顯變化，接觸網(wǎng)供電臂未出現(xiàn)松動(dòng)或脫落現(xiàn)象。

3 )通過(guò)采用三臺(tái)階弱爆破施工方案，新建隧道爆破施工時(shí)，既有線監(jiān)測(cè)震速一般可控制在3 cm/s～6 cm/s之內(nèi)。局部地段震速大于設(shè)計(jì)要求的10 cm/s時(shí)，通過(guò)減少每循環(huán)炸藥用量、調(diào)整起爆方式等措施，確保了既有線安全。

4 )新建隧道應(yīng)利用列車間隔時(shí)間進(jìn)行爆破施工，每循環(huán)爆破作業(yè)后對(duì)既有線隧道進(jìn)行安全檢查。

5 )應(yīng)設(shè)置專門的駐站聯(lián)絡(luò)員及安全防護(hù)員，準(zhǔn)備好應(yīng)急材料，同時(shí)做好應(yīng)急準(zhǔn)備。

［1］ 賀海寧.淺談隧道施工輔助穩(wěn)定措施［J］.山西建筑，2009，35(21)：317-318.