新建鐵路隧道下穿鐵路客運專線施工技術(shù)

南昌鐵路局工程質(zhì)量安全監(jiān)督站　靳樹海

新建鐵路隧道下穿鐵路客運專線施工技術(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隧道工程下穿既有杭深鐵路客運專線天池山隧道為例，對下穿隧道施工進(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，確保了既有線運營和結(jié)構(gòu)物的安全。此技術(shù)的成功運用，可為類似工程的設(shè)計和施工提供成功經(jīng)驗，具有一定的參考價值。

隧道下穿施工技術(shù)鉆爆設(shè)計

1　項目概況

福建寧德白馬港鐵路支線天池山一號隧道工程是寧德白馬港鐵路支線工程的難點和關(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3168米。于新建隧道SDK2+ 335～+410段下穿既有杭深鐵路客運專線天池山隧道，本隧道與其成26.27°斜交，下穿段長度為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，安全等級要求高。

2　準(zhǔn)備工作

對既有天池山隧道受影響段二襯進(jìn)行無損檢測，形成正式檢測報告，為完善設(shè)計和施工方案提供依據(jù)。鐵路工務(wù)段、參建各方聯(lián)合對受影響段（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)行重點查看，做好觀測標(biāo)記。對杭深鐵路客運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的施工計劃。

總體施工原則：在進(jìn)行此下穿段施工時，將SDK2+410～+400作為試驗段進(jìn)行各參數(shù)的調(diào)整，爆破作業(yè)在夜間天窗點內(nèi)進(jìn)行。在首趟列車運行前，按設(shè)計完成本循環(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速度控制在15cm/s內(nèi)；超短臺階開挖，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)報探測，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，為減小對既有杭深鐵路客運專線天池山隧道的影響，保障既有鐵路的運營安全和結(jié)構(gòu)安全，在路局審批的施工計劃時間內(nèi)施工，做好對既有線和施工隧道的監(jiān)控量測工作，并及時反饋，控制在預(yù)警值范圍內(nèi)。

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

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

3.1.1隧道變形監(jiān)測

（1）布置范圍。對結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測：利用天窗時間將表面式應(yīng)變計安裝于襯砌表面，每個斷面共5個測點，分別位于拱頂、拱腰、拱腳處。

（2）觀測頻率：24小時實時掌握隧道結(jié)構(gòu)變形情況。

（3）結(jié)構(gòu)變形測點及斷面布置示意圖如圖1所示。

圖1

3.1.2沉降監(jiān)測

（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個測點。

（2）原理和頻率：采用電子精密水準(zhǔn)儀和銦鋼尺進(jìn)行測量，將每次測量結(jié)果詳細(xì)記錄，分析每次觀測結(jié)果差值及累計差值；量測頻率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，單根長度4.5m。

3.3開挖

此段落Ⅲ級圍巖采用了超短臺階法開挖，臺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)，最大振動速度不超過15cm/s，邊開挖邊進(jìn)行初期支護(hù)，盡量減少對既有隧道的擾動。

3.4爆破設(shè)計

爆布設(shè)計基本原則：根據(jù)本段Ⅲ級圍巖特點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，使藥量沿炮眼全長均勻分布，導(dǎo)爆管起爆。

鉆爆設(shè)計見圖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C35，仰拱厚度30cm，砼標(biāo)號C35。

5　結(jié)束語

在整個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)；既有鐵路運營正常，結(jié)構(gòu)物安然無恙，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

隨著中國鐵路高速發(fā)展，下穿鐵路的情況會越來越多。該技術(shù)的成功應(yīng)用為以后的設(shè)計及施工提供參考，對類似工程的設(shè)計施工優(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)計與施工［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.