道路工程論文發(fā)表穿運(yùn)營(yíng)隧道施工技術(shù)

　　1 工程概況

　　秦嶺翠華山隧道位于西安市長(zhǎng)安區(qū)境內(nèi)，起訖里程為D1K65+807～D1K77+078,全長(zhǎng)11271米。翠華山隧道界于既有線K64+300～K67+700之間。隧道進(jìn)口段在D1K66+298處下穿既有西康線小峪隧道，(交叉點(diǎn)在既有線隧道內(nèi)的里程為K64+752)，隧道中線與既有小峪隧道中心線夾角為29°23‘28“，新建隧道與既有隧道間巖層凈距約8m(詳見平面關(guān)系圖)。

　　新建秦嶺翠華山隧道下穿既有線小峪隧道段圍巖為Ⅲ級(jí)圍巖，離既有隧道巖層凈距離較小(約8米)，交叉段長(zhǎng)度為26.1米。隧道下穿既有線隧道施工時(shí)，由于圍巖要受運(yùn)營(yíng)列車振動(dòng)影響，會(huì)造成洞身開挖后圍巖的穩(wěn)定性較差，為此必須采取較為穩(wěn)妥的施工方法，確保隧道施工安全。新建隧道在下穿既有線隧道施工過程中，采取大量的預(yù)加固措施，以嚴(yán)格控制既有隧道沉降，確保既有線路運(yùn)營(yíng)及新建隧道施工安全。

　　2 原設(shè)計(jì)方案施工措施

　　2.1既有隧道加固措施

　　新建隧道施工前，對(duì)既有小峪隧道K64+710～K64+780段襯砌邊墻背后鉆孔壓注水泥漿，孔徑50mm，孔深1m，環(huán)向間距2.5m，縱向間距5m，梅花形布置;拱腳采取R32N自進(jìn)式錨桿加固，錨桿長(zhǎng)L-3.5m，間距@1.0×1.0m，錨桿為雙排，交錯(cuò)布置。

　　在新建隧道施工至D1K66+300以前，對(duì)既有隧道K64+735～+759段進(jìn)行D24梁加固，在新建隧道支護(hù)達(dá)到足夠強(qiáng)度后，將D24梁加固段移至K64+745～+769段，新建隧道繼續(xù)施工。設(shè)計(jì)既有線加固中，工字形鋼枕作橫抬，高強(qiáng)度螺栓連接;支墩采用C20鋼筋混凝土，厚度50厘米，直徑120厘米;線路穩(wěn)固采用木支撐，間距120厘米。

　　2.2新建隧道加固措施

　　D1K66+210～+386段下穿段既有西康鐵路小峪隧道，為Ⅲ級(jí)圍巖，為保證施工安全及既有線運(yùn)營(yíng)安全，設(shè)計(jì)D1K66+250～+340段采用Ⅴ級(jí)加強(qiáng)鋼筋混凝土襯砌，全斷面設(shè)1榀/0.8m的I16工字鋼架，拱部120°范圍采用φ60中管棚，長(zhǎng)8米，每5米1環(huán)，環(huán)向間距0.4m，外插角不大于12°，并注水泥-水玻璃雙液漿預(yù)加固巖層。D1K66+210～+250、 D1K66+340～+386下穿影響段采用Ⅳ級(jí)加強(qiáng)襯砌，拱墻設(shè)1榀/1.2m格柵鋼架。

　　3 施工方案優(yōu)化措施

　　3.1既有線小峪隧道加固施工方案優(yōu)化措施

　　1、新建隧道施工前，對(duì)既有線小峪隧道K64+710～K64+780段襯砌拱墻進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)掃描，根據(jù)掃描情況確定拱墻注漿加固方案，注漿時(shí)注漿孔孔徑50mm，孔深1m，環(huán)向間距2.5m，縱向間距2.5m，梅花形布置。

　　2、對(duì)既有隧道(K64+710～K64+780)拱腳上下1米位置采取R32N自進(jìn)式錨桿加固，錨桿長(zhǎng)L-3.5m，間距@1.0×1.0m，錨桿為雙排，交錯(cuò)布置，共280根。

　　3、新建隧道臨近既有線隧道施工時(shí)，加強(qiáng)對(duì)新建隧道及既有隧道監(jiān)控測(cè)量，在施工中采用多波共振儀對(duì)隧道圍巖收斂變形、下穿段地表沉降，對(duì)新建、既有隧道嚴(yán)密監(jiān)控，測(cè)點(diǎn)加密，量測(cè)頻率加大，根據(jù)量測(cè)結(jié)果及時(shí)指導(dǎo)施工。

　　3.2隧道在下穿段的施工安全保證措施

　　3.2.1 加強(qiáng)調(diào)整支護(hù)參數(shù)

　　下穿段圍巖為Ⅲ級(jí)圍巖，對(duì)支護(hù)進(jìn)行加強(qiáng)，D1K66+278～+318段斷面形式及支護(hù)參數(shù)采用Ⅴ級(jí)加強(qiáng)鋼筋混凝土襯砌，拱墻設(shè)1榀/0.5m的I20工字鋼架，仰拱設(shè)1榀/0.5m的I16工字鋼架;D1K66+250～+340其他段斷面形式及支護(hù)參數(shù)也采用Ⅴ級(jí)加強(qiáng)襯砌，全斷面設(shè)1榀/0.8m的I16工字鋼架;D1K66+210～+250、 D1K66+340～+386段采用Ⅳ級(jí)加強(qiáng)襯砌，拱墻設(shè)1榀/1.2m格柵鋼架。開挖后及時(shí)初噴并施作徑向錨桿、輔以鋼拱架加強(qiáng)支護(hù)，盡量減少圍巖風(fēng)化及收斂變形，加強(qiáng)隧道的自穩(wěn)能力。施工上臺(tái)階拱架時(shí)，鎖腳錨桿采用φ42小導(dǎo)管，長(zhǎng)3.0米。

　　3.2.2 加強(qiáng)超前支護(hù)

　　對(duì)D1K66+278～+318段拱部120°范圍采用φ60中管棚，長(zhǎng)8米，每5米1環(huán)，環(huán)向間距0.4m，外插角不大于12°，并注水泥-水玻璃雙液漿預(yù)加固巖層，形成棚護(hù)結(jié)構(gòu)，以保證每次開挖后上部圍巖的穩(wěn)定，減少圍巖收斂。

　　3.2.3調(diào)整開挖方法

　　嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)、緊襯砌”的原則。在Ⅲ級(jí)圍巖中進(jìn)行施工，采取臺(tái)階法開挖，循環(huán)進(jìn)尺控制在0.6～1.0米左右。嚴(yán)格按照控制爆破試驗(yàn)獲得的爆破參數(shù)進(jìn)行爆破作業(yè)，按照監(jiān)控方案進(jìn)行監(jiān)控，以確保既有隧道結(jié)構(gòu)安全。

　　3.2.4隧道施工爆破控制

　　1、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)方案在掌子面布置炮眼，誤差不超過5㎝;

　　2、工地代班員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控炮工打眼位置、深度以及裝藥量，現(xiàn)場(chǎng)安全員負(fù)責(zé)炸藥的領(lǐng)取及發(fā)放工作，并做好裝藥量記錄，同時(shí)要求監(jiān)理員現(xiàn)場(chǎng)旁站監(jiān)督，裝藥量報(bào)監(jiān)理工程師簽認(rèn);

　　3、現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人和小峪車站駐站聯(lián)絡(luò)員密切聯(lián)系了解列車運(yùn)行情況，駐站員和車站運(yùn)轉(zhuǎn)室取得聯(lián)系，確定西安方向來(lái)車到小峪車站至發(fā)車最少不少于10min，確定安康方向來(lái)車到南五臺(tái)車站至發(fā)車時(shí)間最少不少于5 min(南五臺(tái)車站發(fā)車到下峪車站按120km/h的速度行駛需10min;80km/h的速度需要15 min);

　　4、得到運(yùn)轉(zhuǎn)室同意后駐站防護(hù)員反映信息給現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)人向開挖班長(zhǎng)發(fā)放電雷管，允許起爆;

　　5、起爆后既有線洞內(nèi)施工監(jiān)測(cè)員、長(zhǎng)安大學(xué)監(jiān)測(cè)負(fù)責(zé)人和設(shè)備管理單位三方共同對(duì)線路及既有隧道檢查，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人和量測(cè)小組對(duì)新建隧道進(jìn)行檢查，雙方將檢查情況通報(bào)給現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人(用對(duì)講機(jī)在洞內(nèi)第一時(shí)間匯報(bào)情況)，確定新建隧道和既有隧道及線路變形數(shù)據(jù)在允許范圍后報(bào)駐站聯(lián)絡(luò)員，駐站員報(bào)運(yùn)轉(zhuǎn)室同意列車通過。若隧道、線路變形超過允許范圍通知車站停止發(fā)車。

　　3.2.5對(duì)洞身周邊圍巖進(jìn)行加固

　　對(duì)隧道開挖后，靠近掌子面周邊圍巖可能出現(xiàn)的裂縫、軟弱破碎地段采用小導(dǎo)管并注水泥-水玻璃雙液漿進(jìn)行預(yù)加固處理。

　　3.2.6加強(qiáng)仰拱及二次襯砌

　　開挖后，盡快施作仰拱，便于快速成環(huán)，以加強(qiáng)隧道整體性;及時(shí)施工二次襯砌。仰拱離掌子面不大于20米，二次襯砌離掌子面不大于40米。其步長(zhǎng)關(guān)系如圖：

　　二襯施工完成，強(qiáng)度滿足施工技術(shù)要求時(shí)，及時(shí)進(jìn)行二襯背后注漿回填，并保證密實(shí)。

　　3.2.7對(duì)既有隧道和新建隧道加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)

　　成立6人監(jiān)控量測(cè)小組，負(fù)責(zé)對(duì)既有隧道和新建隧道進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)工作。

　　1、既有線隧道的監(jiān)控量測(cè)

　　新建隧道施工爆破時(shí)，派專測(cè)組對(duì)下穿段既有線隧道進(jìn)行既有隧道襯砌混凝土表面應(yīng)變監(jiān)測(cè)和爆破振動(dòng)加速度監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格控制爆破震速在10cm/s以內(nèi);每次爆破后，對(duì)下穿段既有線隧道進(jìn)行隧底沉降、洞身凈空收斂使用精密全站儀及收斂?jī)x進(jìn)行量測(cè)，以確定既有隧道的安全與穩(wěn)定。

　　每次爆破后，配合工務(wù)段采用軌距尺等對(duì)既有線軌道軌距、水平度、超高進(jìn)行測(cè)量并及時(shí)調(diào)整。

　　2、新建隧道的監(jiān)控量測(cè)

　　及時(shí)對(duì)隧道拱頂下沉及凈空收斂進(jìn)行量測(cè)采取數(shù)據(jù)后及時(shí)處理數(shù)據(jù)，對(duì)結(jié)果及時(shí)反饋以加強(qiáng)對(duì)隧道施工指導(dǎo)。隧道情況出現(xiàn)變化時(shí)，及時(shí)進(jìn)行加固。

　　3.2.8 臨時(shí)預(yù)警機(jī)制

　　當(dāng)隧道施工存在問題時(shí)，及時(shí)按下列要求進(jìn)行處理

　　3.2.9 既有隧道慢行要求

　　新建隧道下穿既有線隧道施工期間，為減少列車行車對(duì)圍巖的擾動(dòng)，保證列車的行車安全，請(qǐng)求列車按45km/小時(shí)的速度通過既有線小峪隧道K64+690～+800段。

　　4 施工總結(jié)

　　4.1取消了既有線隧道采用D24便梁加固的方法，大量減少了在既有線作業(yè)時(shí)間，而且也減少了架空線路對(duì)水溝電纜槽等既有隧道現(xiàn)狀破壞，減少了既有線施工安全隱患及對(duì)行車的干擾。

　　4.2加強(qiáng)了新建隧道施工措施，減少了新建隧道施工時(shí)對(duì)周邊圍巖的擾動(dòng)，保證了新建隧道施工安全及既有線行車安全。

　　4.3加強(qiáng)對(duì)既有線的監(jiān)控，并做好既有線運(yùn)營(yíng)的應(yīng)急物資儲(chǔ)備，適時(shí)進(jìn)行安全應(yīng)急演練，保證下穿隧道時(shí)安全可控。