南昌鐵路局工程質(zhì)量安全監(jiān)督站　靳樹海

新建鐵路隧道下穿鐵路客運(yùn)專線施工技術(shù)

南昌鐵路局工程質(zhì)量安全監(jiān)督站靳樹海

該文以寧德天池山一號(hào)隧道工程下穿既有杭深鐵路客運(yùn)專線天池山隧道為例，對(duì)下穿隧道施工進(jìn)行研究，通過采用各種安全和技術(shù)手段，成功完成隧道的下穿施工，確保了既有線運(yùn)營(yíng)和結(jié)構(gòu)物的安全。此技術(shù)的成功運(yùn)用，可為類似工程的設(shè)計(jì)和施工提供成功經(jīng)驗(yàn)，具有一定的參考價(jià)值。

隧道下穿施工技術(shù)鉆爆設(shè)計(jì)

1　項(xiàng)目概況

福建寧德白馬港鐵路支線天池山一號(hào)隧道工程是寧德白馬港鐵路支線工程的難點(diǎn)和關(guān)鍵控制工程，該工程進(jìn)口位于灣塢村，出口位于祠洋村，為單線鐵路隧道，進(jìn)出口里程為SDK0+137～SDK3+305，全長(zhǎng)3168米。于新建隧道SDK2+ 335～+410段下穿既有杭深鐵路客運(yùn)專線天池山隧道，本隧道與其成26.27°斜交，下穿段長(zhǎng)度為75米。新建隧道二次襯砌拱頂外緣與既有隧道襯砌仰拱凈距為12.32m，屬于超近距下穿既有高速鐵路雙線隧道，施工難度大，安全等級(jí)要求高。

2　準(zhǔn)備工作

對(duì)既有天池山隧道受影響段二襯進(jìn)行無損檢測(cè)，形成正式檢測(cè)報(bào)告，為完善設(shè)計(jì)和施工方案提供依據(jù)。鐵路工務(wù)段、參建各方聯(lián)合對(duì)受影響段（K765+023.609～+093.609）的既有天池山隧道內(nèi)的砼圬工結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行重點(diǎn)查看，做好觀測(cè)標(biāo)記。對(duì)杭深鐵路客運(yùn)專線通過本段的行車密度詳細(xì)調(diào)查，辦理既有線列車限速120km/h的施工計(jì)劃。

總體施工原則：在進(jìn)行此下穿段施工時(shí)，將SDK2+410～+400作為試驗(yàn)段進(jìn)行各參數(shù)的調(diào)整，爆破作業(yè)在夜間天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行。在首趟列車運(yùn)行前，按設(shè)計(jì)完成本循環(huán)開挖段的初期支護(hù)，以確保行車安全。施工采用弱爆破，使影響到既有天池山隧道的爆破振動(dòng)速度控制在15cm/s內(nèi)；超短臺(tái)階開挖，加強(qiáng)型初期支護(hù)和二次襯砌緊跟。超前水平探孔，TSP超前預(yù)報(bào)探測(cè)，地質(zhì)雷達(dá)等手段，確認(rèn)圍巖情況。

3　下穿施工方案

在施工過程中，為減小對(duì)既有杭深鐵路客運(yùn)專線天池山隧道的影響，保障既有鐵路的運(yùn)營(yíng)安全和結(jié)構(gòu)安全，在路局審批的施工計(jì)劃時(shí)間內(nèi)施工，做好對(duì)既有線和施工隧道的監(jiān)控量測(cè)工作，并及時(shí)反饋，控制在預(yù)警值范圍內(nèi)。

新建隧道下穿段施工堅(jiān)持“弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的原則。重點(diǎn)為隧道的爆破安全設(shè)計(jì)。

3.1既有杭深線天池山隧道結(jié)構(gòu)變形和沉降監(jiān)測(cè)

3.1.1隧道變形監(jiān)測(cè)

（1）布置范圍。對(duì)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)：利用天窗時(shí)間將表面式應(yīng)變計(jì)安裝于襯砌表面，每個(gè)斷面共5個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別位于拱頂、拱腰、拱腳處。

（2）觀測(cè)頻率：24小時(shí)實(shí)時(shí)掌握隧道結(jié)構(gòu)變形情況。

（3）結(jié)構(gòu)變形測(cè)點(diǎn)及斷面布置示意圖如圖1所示。

圖1

3.1.2沉降監(jiān)測(cè)

（1）布置范圍：在既有隧道兩線路中心線的仰拱填充頂面和左、右側(cè)溝幫墻頂共布設(shè)4個(gè)測(cè)點(diǎn)。

（2）原理和頻率：采用電子精密水準(zhǔn)儀和銦鋼尺進(jìn)行測(cè)量，將每次測(cè)量結(jié)果詳細(xì)記錄，分析每次觀測(cè)結(jié)果差值及累計(jì)差值；量測(cè)頻率1次/d。

3.2超前支護(hù)

拱部設(shè)置導(dǎo)管加錨桿形式雙層超前支護(hù)，錨桿采用Φ25中空注漿錨桿，長(zhǎng)度4.5m，環(huán)向間距0.6m，外插角40°，小導(dǎo)管采用外徑Φ42、厚3.5mm的熱軋無縫鋼管，單根長(zhǎng)度4.5m。

3.3開挖

此段落Ⅲ級(jí)圍巖采用了超短臺(tái)階法開挖，臺(tái)階間縱向距離不大于3～5m，每循環(huán)進(jìn)尺控制在1.2m內(nèi)，采用弱爆破技術(shù)，最大振動(dòng)速度不超過15cm/s，邊開挖邊進(jìn)行初期支護(hù)，盡量減少對(duì)既有隧道的擾動(dòng)。

3.4爆破設(shè)計(jì)

爆布設(shè)計(jì)基本原則：根據(jù)本段Ⅲ級(jí)圍巖特點(diǎn)合理選擇周邊眼間距及周邊眼的最小抵抗線，輔助炮眼交錯(cuò)均勻布置，周邊炮眼與輔助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深20cm；嚴(yán)格控制周邊眼的裝藥量，采用間隔裝藥，使藥量沿炮眼全長(zhǎng)均勻分布，導(dǎo)爆管起爆。

鉆爆設(shè)計(jì)見圖2、圖3，裝藥量見表1。

圖2　炮眼布置示意圖

圖3　掏槽眼布置圖

表1　裝藥量

4　初期支護(hù)及襯砌

下穿段初期支護(hù)采用噴砼+鋼筋網(wǎng)+型鋼鋼架+錨桿，并將型鋼鋼架和超前小導(dǎo)管、錨桿焊接；初期支護(hù)C25噴砼厚度23cm，Φ8鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格間距20cm×20cm，Ⅰ16型鋼鋼架間距1.2m，徑向Φ22組合中空注漿錨桿長(zhǎng)度2.5m，間距1.2×1.2（環(huán)×縱）；二次襯砌厚度30cm，雙層Φ20鋼筋網(wǎng)，縱、環(huán)向間距25cm，砼標(biāo)號(hào)C35，仰拱厚度30cm，砼標(biāo)號(hào)C35。

5　結(jié)束語

在整個(gè)下穿段的施工期間和施工后，有效控制了新建隧道的變形，實(shí)現(xiàn)了既有高速鐵路雙線隧道沉降≤3mm的控制目標(biāo)；既有鐵路運(yùn)營(yíng)正常，結(jié)構(gòu)物安然無恙，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

隨著中國(guó)鐵路高速發(fā)展，下穿鐵路的情況會(huì)越來越多。該技術(shù)的成功應(yīng)用為以后的設(shè)計(jì)及施工提供參考，對(duì)類似工程的設(shè)計(jì)施工優(yōu)化以及節(jié)省投資成本具有重要的借鑒作用。

［1］汪旭光.工程爆破設(shè)計(jì)與施工［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

［2］于亞倫.工程爆破設(shè)計(jì)與施工［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.