Ｊ工程建设与设计 ｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ＆ ｓ 脚ｅｃｔ 隧道下穿既有铁路施工难点与控制研究 Ｔｕｎｎｅｌ Ｕｎｄｅｒ Ｒａｉｌｗａｙ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｄｉｉｃｕｌｆｔｉｅｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ 刘铭标 （中国铁建十六局集团有限公司，北京１０００１８） ＬＩＵ Ｍｉｎｇ・ｂｉａｏ （Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ１６ｔｈＢｕｒｅａｕ ＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１８，Ｃｈｉｎａ） 【摘 要】近年随着铁路建设的不断发展，我国新建线路下穿既有铁路的工程越来越多 在既有铁路下的进行隧道施工不仅难度 大，也存在的一定的安全隐患问题，例如爆破引起土体下沉造成的塌方等，影响隧道上方既有铁路的安全运行，这就需要有关部 门采取相关的措施进行处理。在实际的施工过程中，为保证工程的稳定性，需要铁路部门对其进行实时监测和维护，以防治不必 要的意外产生。论文以京九铁路为例，根据在施工过程中遇到的问题和解决措施对隧道下穿既有铁路施工难点与控制进行进一 步的分析。 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｗｉｔｈ ｈｅｔ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆｒａｉｌｗａｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｕｎｄｅｒ ｈｅｔ ｎｅｗ ｒｏｕｔｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｉｎ ｂｏｔｈ ｈｅｔ ｒａｉｌｗａｙ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅ．Ｃａｒｒｙｏｎｕｎｄ￣ｔｈｅｅｘｉｓｔｎｇｒａｉｉｌｗａｙｔｕｎｎｅｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｎｏｔｏｎｌｙｉｓｄｉｆｉｃｕｈ，ｔｆｈｅｒｅｉｓａｌｓｏａｃｅｒｔａｉｎ ｓｅｃｕｒｉｔｙｈｉｄｄｅｎ ｄａｎｇｅｒ，ｓｕｃｈ ａｓ ｓｏｉｌ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｈｅ ｔｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｂｌａｓｉｎｇ ｔｉｍｐａｃｔ ｔｕｎｎｅｌｓ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆｒａｉｌｗａｙ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ ｗｏｕｌｄ ｒｅｑｕｉｒｅｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓｔｏｔａｋｅ ｒｅｌｅｖａｎｔｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｉｎａｃｔｕａｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｎｅｅｄｔｏｒａｉｌｗａｙｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｃａｒｒｉｅｓｏｎｔｈｅｒｅａｌ—ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ｔｏｐｒｅｖｅｎｔｕｎｎｅｃｅｓｓａｒｙａｃｃｉｄｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｗｉｌｌ ｔａｋｅｔｈｅｊｉｎｇｊｉｕｒａｉｌｗａｙａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄ ｓｏｌｖｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｔｕｎｎｅｌｕｎｄｅｒ ｗｅａｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｉｉｃｕｌｆｉｔｅｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｒａｉｌｗａｙｓ。 【关键词】隧道下穿；施工问题；控制措施 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｔｕｎｎｅｌｎｄｅｒｗｅｕａｒ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｓ；ｃｏｎｔｒｏｌｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ０图分类号】Ｕ ４４５ 【文献标志码】Ａ 【文章编号】１００７．９４６７（２０１５）１０—０１４２．０３ ［ＤＯＩ］１０．１３６１６￣．ｃｎｋｉ．ｇｃｊｓｙｓｊ．２０１５．１０．０３９ １工程概况 ＧＺＨ．１４标走行线区间暗挖段ＺＸＤＫＩ＋Ｉ１０～ ＺＸＤＫｌ＋５３２隧道位于惠州市惠城区江北惠Ｉ』、『、ｆ大道附近，从广 约３８ｏ。京九铁路里程为Ｋ２２５５＋８ １ ７，新建莞惠城际里程为 ＺＸＤＫｌ＋２９１，与铁路斜交，夹角为３８。；区间隧道下穿既有京 九铁路线采用矿山法施工，对既有铁路影响范围长８８ｍ，走形 线为单洞双线隧道，最大毛洞宽为１３．２ｍ，线路最小间距为 汽本田合峰店向西南方向的林屋村、三新村延伸。全段为矿山 ４．５３７ｍ。本文对施工中遇到的问题和解决措施进行了分析ｆ１］。 法隧道，大小里程均与走形线明挖段隧道相接。其中，区间隧道 ＺＸＤＫｌ＋２４６￣ＺＸＤＫｌ＋３３４下穿既有京九铁路线，穿越角度 ２施工方案 隧道开挖下穿铁路前首先进行挖孔桩的施工，然后进行 【作者简介】刘铭标（１９７６ ），广东广州人，高级工程师，从事隧道 和桥梁研究，（电子信箱）１５４１６５１９４１＠１６３．ｃｏｍ。 Ｄ型梁吊装的施工，扣轨及线路架空加固后进行下穿铁路暗 挖隧道的施工（见图１），暗挖隧道施工完二衬混凝土强度达到 １４２ 设计要求后，进行相关检查，然后恢复道床及线路并拆除Ｄ型 梁。 图１施工现场图 ３工程建设中的安全问题 在进行隧道开挖期间要保证下穿京九铁路的安全运行， 保证铁路的正常运行，需要注意开挖期间的安全问题，本文下 面例举可能出现的安全问题。 １）隧道塌方。在实际的隧道工程建筑中出现塌方是由于施 工过程中的低压发生变化，导致岩石和泥土的松散进而产生 大规模的坍塌现象，或是爆破引起土质松散坍塌现象。 ２）隧道涌水。在隧道施工中因为含水层的地－ＦＴＪ￣由于水头 压力和其他压力的综合作用下，排开各种阻力大面积的涌入 隧道的现象，这种涌水有时会伴随着突泥，如果对其没有进行 合理的处理，会造成坑道堵塞等问题，严重的还会影响到施工 人员的安全。 ３１瓦斯爆炸。因为瓦斯存在于地下岩层中，进行隧道开挖 会使部分瓦斯随处流散，当瓦斯浓度达到５％～１６％并遇火 源、且氧气含量达到１２％接触时会引起爆炸，严重影响了隧道 工程的进程以及人民的生命安全翻。 ４）缺乏相应的紧急救助措施。现在许多工程由于缺少相应 的紧急预案措施，当遇到紧急问题时，一般按照经验来进行处 理。但是，在实际的工程建设中因为地质条件极其复杂，事故 又具有多样性和不可预见性的特点，且事故大，发生前没有预 警，如果在发生事故前没有做好相应的应急方案，那么当事故 发生时，会陷入无章可循的地步，慌乱不合理的措施往往会造 成更大程度上的人员伤亡和财产损失。 ５）在施工中如何实现既有线扣轨天窗的操作也是工程实 施中需要克服的难题。 ４对应的解决措施 为防止塌方、涌水、瓦斯爆炸等事故的发生对京九铁路的 影响，要求在对其隧道施工的过程中严格按照技术规范及设 计图纸进行施工。具体施工方案为： １）针对塌方对策。在工程开始施工前需要做好充分的准 备，根据实际情况制定严密的施工方案，严格按照工程设计中 的规范进行施工。对隧道每天定时定点进行安全检查，对开挖 撑子面、漏水点、破裂带进行着重检查，做好洞内监控量测及 地表沉降观测，发现问题及时应对处理。 ２）对线路进行封锁或慢行方案。在Ｄ型便梁的挖支墩桩 开始施工前，需要建设部１、－ｊ向铁路营运部门申请对车辆限行 的要求，限速为３０１ｗｎ／ｈ。施工中如果需要对列孥ｌ曼行或封锁铁 路时，应提前向铁路部门提出相关计划，并提交相关资料申请 天窗点。要求施工单位在正式批准的地点和时间内完成施工 操作，以保证按时开通铁路或解除慢行，以保证铁路的畅通， 方便人们的出行。另外，在实行封锁、慢行施工的期间，需要安 排驻站联络员随时与车站保持联系，防护员负责设立有关防 护的标识，施工人员需要全面配合，以保证每个细节都做到清 晰、明确，确保铁路运营的安全。 ３）挖孔桩方案。为保证既有线铁路运营的安全，在进行 隧道下穿铁路施工前，需要采用Ｄ型便梁对其进行托起加固， 使其架空，沿铁路纵向分成中间主跨和两端副跨的样式开始 进行该方案的实施。在施工前需要对既有线道床进行加固，以 防止挖掘途中出现塌孔，然后根据架空图的要求孔位，再由人 工进行开挖，在挖掘时需要保证挖成孔与孔壁的钢筋砼护壁 施工同步，以保证施工的安全，严禁超挖和忽略护壁。待桩挖 到深位后，封闭孔桩前需要检查孔桩的深度和桩底的平整度， 以确保孔桩平稳受力。 ４）使用管线探明。在进行挖孔桩施工前需要对地下进行 清理并对地下结构物和管线的埋设进行初步探测，要保证地 下电缆管线的安全。在探测前需要与相关供电部门和铁通部 门进行产权单位安全协议的签订，进行探测时需要有关产权 １４３ ｌ工程建设与设计 ｌ Ｃｏｎｓｔｎｗｔｉｏａ＆ＤｅｓｉｇｎＦｏｒＦｔｏｊｅｃｔ 部门安排专人进行现场监督，按照相关部门要求进行操作。 ５）既有铁路加固方案。为保证在暗挖隧道下穿既有铁路 的施工中不影响铁路的正常运行，需要对下穿铁路线前和轨 道进行架空加固，在加固进行前要申请列车通过施工地点时 限逮ｌ曼行或禁止通过，以便线路架空和穿横抬梁的施工能够 正常进行。因为本文案例中的位置处理京九铁路轨道上、下线 施工安全，不仅需要考虑到的施工的方法是否有效，更重要的 是重视对铁路的加固；为保证隧道工作的顺利进行，需要施工 单位与相关部门进行协调统一，共同维护既有铁路的安全；最 后在实际的施工过程中，不仅需要合理的安排施工顺序，还应 该强化监控测量，以保证工程的安全和整体的质量嗍。 【参考文献】 出 无缝线路处，在进行无缝线路加固时需要提前与线路维修部 门取得联系，了解轨道的基本情况，然后进行施工。 ６）接触网加固方案。对接触网立柱进行地面预加固，有利 于缓解因Ｄ型梁基础桩的开挖工作进行时扰动立柱，进而影 【１】李华．浅谈隧道下穿既有铁路施工【Ｊ】．黑龙江科技信息，２０１２（９）： ２９６． 【２】龙雪峰．隧道施工安全管理问题与对策研究［Ｊ］．城市建设理论研究 （电子版），２０１３（１８）：３３３． 响到铁路的正常通车的现象。 ７）加强应急管理。安全生产的原则是“安全第一，预防为 【３】熊昌根．隧道下穿既有铁路施工方法总结［Ｊ］．城市建设理论研究 （电子版），２０１３（３５）：１２１－１２１． 主”，建立健全事故救援体制、制定有效的紧急救援预警方案， 是保障一项工程能顺利进行的重要措施。针对各种风险源和 【４】汪明坤．浅谈隧道下穿既有铁路施工 ．中国高新技术企业，２０１ １ （１３）：４９・５０． 目标制定有效的应急措施，能极大程度上减少人员的伤亡和 经济的损失，为施工中的施工人员提供了安全保障翻。 ５结语 隧道下穿既有铁路时，为保证铁路的正常运行和隧道的 ・【收稿日期１２０１ ５．０５．０７ ”＋“＋－＋－＋－＋一＋＊＋－＋一＋一＋－＋一＋－＋一＋－＋＊＋－＋一＋ ＋－＋一＋一＋＊—・ —■一－－— 一十一＋－＋”＋”＋－ （上接第１４１页） 施工承重防护平台施工完毕，其拉条锚杆施工、钢筋绑扎 施工、模板支立、混凝土浇筑、养护、拆模等施工，与常规洞衬 施工相同。 弯矩图如图５所示。 ６结语 虽然该受力计算难度及深度并不比其他复杂结构计算， 但经蒲石河抽水蓄能电站工程引水斜井上弯段衬砌混凝土实 图５弯矩图 Ｍ ３３．９６９ｋＮ。ｌｉ ＿ ｅ际施工的成功经验，能够为与此类似的工程提供一定的技术 参考。若为提高其承重平台的施工安全陛，可在岩壁上增加锚 杆利用钢筋与每根工字钢的１／３处焊接与承重平台共同受力。 ／Ｗ￣３３．９６９／２３７＝１４３．３３ＭＰａ＜［ｔｒ］＝１６０ＭＰａ 满足工２０ａ钢抗弯强度要求。 ４）刚度计算 同时，也可提高承重防护平台的密闭性，从而进行斜井段灌浆 等其他工作施工。 【参考文献】 由于梁上各集中荷载的指向相同，其挠曲线方程无折点， 故梁的中点４点处为最大挠度∞ ，利用叠加原理计算得： ∞ 【１】ＧＢ５００７－－２０１ １建筑地基基础设计规范［ｓ】． 曩 （ｓ 【收稿日期］２０１６．０８—０３ ＝２９．８ｍｍ（计算过程略）＜８１００ｍｍ／２５０＝３２．４ｍｍ 满足梁的刚度要求。 ５其他工序施工 １４４
