下穿既有线段隧道施工控制技术

１４８　第６期　２０１０年１１月　下穿既有线段隧道施工控制技术　陈海军　（中铁十二局集团第三工程有限公司，山西太原０３００２４）　摘　要：针对某下穿既有铁路线公路隧道的工程地质条件，采用路基梁加固既有线段，保证既　Ｈ　有线行车安全和施工安全；对下穿既有线松散、软弱围岩段隧道采用超前管棚辅以小导管注浆加　固围岩，管棚起棚架作用，小导管注浆加固地层。施工监测和跟踪观测结果表明该下穿既有线段　公伽　路＆　Ａ　隧道施工是成功的。　关键词：隧道；施工控制技术；下穿既有线路；路基加固　中图分类号：Ｕ４５７　文献标志码：Ｂ　文章编号：１６７１—２６６８（２０１ｏ）０６一ｏ１４８～０２　与∞　某公路隧道全长３．５　ｋｍ，为两座单线隧道，线　问距４０　ｍ，最大埋深１　０００　ｍ，左线出口在ＤＫ１８３　２既有线路基加固施工　出口下穿既有线采用１孔２４　ｍ加宽Ｄ形便梁　对既有线路进行加固，两端共设４根　１２Ｏ　ｃｍ挖孔　桩支撑，孔桩置于隧道开挖轮廓线以外（见图２）。　汽　＋１４６处与既有铁路线斜交下穿，斜交角度为４２。。　Ａ　既有线左侧山坡泉眼密布，地下水顺山坡渗入既有　运　以　Ｃ　线路基，冬冻夏融，采用砂卵石填筑。隧道下穿地质　为Ⅵ级围岩，洞身通过区基本为人工填土，既有线下　为了确保既有线安全，在孔桩施工时，既有线采用路　基梁加固。既有线加固步骤：路基梁加固既有线一　挖孔桩施工一拆除路基梁一安装Ｄ形梁。　为砂卵石，土体松散，地下水丰富。　．ｎ　１　施工方案　既有铁路线运输繁忙，为了确保铁路运营和隧　道施工安全，隧道出口下穿既有线段设计采用暗挖　法通过。由于左线出口下穿既有线段覆盖层很薄，　隧道开挖拱顶距既有线轨底６８３．５　ｃｍ，且地质情况　复杂，施工难度很大。为了安全顺利地通过既有线，　施工中首先采用１孔２４　ｍ　Ｄ形便梁加固既有铁路，　便梁采用４根￣１２ｏ　ｃｍ的挖孔桩支撑（见图１），然　后开始正洞施工。洞口段６６　ｍ采用超前管棚辅以　小导管注浆进行预支护，采用锚、喷、网及全断面型　图２　Ｄ形梁加固既有线平面示意图　钢钢架联合支护，钢筋砼衬砌，正台阶预留核心土法　施工。在隧道下穿段衬砌砼达到设计强度后，恢复　既有线原样。　（１）路基梁加固既有线施工孔桩。在孔桩开挖　前，采用两组路基梁对孔桩段４．７５　ｍ既有线进行　加固，确保孔桩开挖期间既有线的稳定。路基梁主　要技术参数见表１，路基梁加固路基设计见图３。　表１　路基梁主要技术参数　项目　全长／ｍ　参数　４．７６０　３００．０００　４．０００　主粱高度／ｍｍ　宽度／ｍ　重量／ｔ　２．５２９　图１　Ｄ形便梁加固既有线示意图（单位：ｃｍ）　路基梁安装施工方法：安装前根据孔桩位置确　总第１４１期　Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆Ａｕｔｏ　ｍ　ｏｔｉｖｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　公　路　与　汽　运　１４９　下０　０　ｎ『０　０　ｌ　０　＿＿　寸　寸　　－图３路基梁加固既有线路基示意图（单位：ｍｍ）　定路基梁位置，并根据既有线轨道标高和路基梁的　结构尺寸确定枕木垛位置和标高。主梁按计划的位　置就位。抽换枕木安装横梁，为防止轨道电路短路，　在一根钢轨下垫大块绝缘橡胶板。由于横梁间距与　轨枕间距基本一致，施工时仅对轨枕间距作适当调　整，不需要抽换枕木，横梁对准主梁肋板沿轨枕问空　隙塞入，将铁座置于主梁与横梁间并将四孔位对正，　上好联接螺栓和扣件，垫好橡胶轨垫。先联接主梁　两端的两根横梁，测量对角线，调整主梁位置，保证　对角线差小于１５　ｍｍ，再联接其余主横梁。　（２）挖孔桩施工。在路基梁加固既有线后开始　孔桩施工。在线路两侧设置挖孔桩４个。孑Ｌ桩按柔　性墩设计，孔桩直径１．５　ｍ（含护壁），主筋用直径　２２钢筋，桩身采用３００号砼，桩顶设承台，桩长为　１５．８　ｍ，要求嵌人基岩不少于２　ｍ。两孔桩纵距２Ｏ　ｍ，横距４．４６　ｍ。孔桩采用人工对角开挖，即先开　挖对角两根，另外两根２　ｄ后挖，以保证路基的稳　定。由于既有线路基采用砂卵石填筑，为避免列车　通过时孔壁发生坍塌，用小导管沿护壁打人注浆，固　结后再开挖，小导管长２　ｍ，环向间距０．３　ｍ，每环　小导管开挖１．５　ｍ。孔桩开挖前严格设计定位，每　次挖孔深度不超过０．５　ｍ。孔口采用　一１０　ｍｍ钢　板钢护筒支护，钢护筒长１．５　ｍ，埋设时外露０．５　ｍ，防止道渣滚人孔内，护筒空隙部分采用注浆充填　密实，孑Ｌ桩其余部分采用钢筋砼护壁，砼掺早强剂，　出渣采用手摇绞车起吊。主要采用风镐开挖，在进　入基岩后，采用风钻浅眼弱爆破。孑Ｌ桩开挖到位后　即放入钢筋笼并灌注砼。钢筋笼采用三角架支撑导　链配合起吊，现场焊接连接。在放入钢筋笼后开始　浇筑砼，砼采用砼输送泵输送，用串筒向孔桩内灌　注。在孔桩砼浇筑完毕后进行养护。　（３）拆除路基梁。在孔桩砼灌注完毕并且砼有　一定强度后拆除路基梁。　（４）安装Ｄ形便梁。根据隧道左线出口现场情　况，实际施工中采用Ｄ２０形工字钢便梁，该便梁每　片纵梁由１片８　ｍ、２片６　１ＴＩ工字钢组成，横梁共３６　根，在加固线路时，横梁悬挂于纵梁之下。和路基梁　一样，该Ｄ形梁在安装过程中不需要抽换枕木，只　需将枕木间距适当进行调整，塞入横梁，联接纵梁即　可（见图４）。　６００　『８００　１　Ｉ　　ｌ６００　（ａ）正面示意图　５６　ｌ９ｏ　！　ｌ９ｏ　５６　（ｂ）Ｉ—Ｉ截面　图４　Ｄ形梁加固既有线示意图（单位：ｃｍ）　施工方法：先测量孔桩承台的标高，根据该标高　确定枕木垛的高度；然后纵梁就位，纵梁就位时注意　按照计划位置进行调整；横梁按计划位置塞人，为防　止轨道电路短路，影响信号和行车，在靠洞口侧钢轨　下垫绝缘垫，塞入横梁时要对准纵梁联接板并定位；　用螺栓联接纵横梁，同时上好扣件，垫好橡胶轨垫；　在Ｄ形梁安装完成后补充道渣，并捣固道床。　３下穿既有线段隧道施工　对既有线加固完后开始隧道施工，待既有线下　隧道衬砌完毕并且砼达到设计强度后，拆除Ｄ形便　梁，恢复既有线路，解除行车慢行限速。　下穿既有线隧道洞身段，采用拱部超前管棚辅　以小导管注浆加固地层，在对既有线加固后，先施作　管棚、小导管超前支护，再进行开挖。开挖采用台阶　法，上部预留核心土，边开挖边进行网、喷、锚、型钢　钢架联合支护，下部开挖支护到位后施工仰拱，然后　施工衬砌。　长管棚采用￣１０８热轧无缝钢管，钢管壁厚５．０　ｍｍ，长１５　ｍ，环向间距４０　ｃｍ。管棚纵向水平搭接　长度不小于２　ｍ，外插角５。～７。，排距为１２　ｍ。注浆　采用水泥水玻璃浆液，浆液扩散半径０．５　ｍ。水泥　１５Ｏ　第６期　２０１０年１１月　隧道爆破引起的地面及砼路面质点振动响应研究　鉴学升，吴从师　（长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙４１０００４）　摘要：通过测量由隧道爆破引起的砼路面及地面质点振动速度，根据萨氏经验公式对不同　Ｈ　ｇ　爆心距ｒ、起爆药量Ｑ及相似岩石性质地震波幅值进行回归分析，得出砼面及地面两种测试情况下　的Ｋ、　值之间的规律；比较了砼面及地面因隧道爆破而产生的动应力，计算了砼板应变。　关键词：隧道；爆破振动；峰值；动应力；应变　公啪　路　Ａ　中图分类号：Ｕ４５６．３　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７１—２６６８（２０１０）Ｏ６一Ｏ１５Ｏ—Ｏ４　高速铁路隧道、城市地铁区间隧道等穿过城市　分析，对爆破振动的衰减规律及建筑物的爆破振动　破坏标准进行了大量的研究，取得了一系列的成果。　但关于隧道爆破对地表道路的影响研究不多。　龙厦（龙岩一厦门）铁路石桥头隧道从地下穿过　龙岩市的部分居民区，在隧道下穿某居民区前和小　区道路上进行爆破振动监测，并进行小区砼路面和　与的地下工程越来越多，在城区开挖隧道的爆破施工　∞　对地面建筑物的影响是城市居民特别关注的问题。　汽　如何选择适宜的隧道爆破方案，既使得爆破开挖效　Ａ　果最佳，而由爆破引起的振动强度又不至于对建筑　Ｃ　物、构筑物的稳定造成威胁，是隧道工程技术人员不　运　口　得不面对的问题。　．。　目前一般是通过对爆破振动监测结果的回归分　附近土层地面的对比振动监测，以分析隧道掘进爆　破情况下，砼路面结构对地面运动的响应。　析，推导出质点振动速度传播规律经验公式，根据爆　破掌子面与地面建、构筑物距爆源间距离的远近，确　定爆破作业振动安全允许值下的装药量，以保证隧　道爆破开挖顺利进行。国内外学者通过理论和监测　辩谱带　带　索谱带　＊谱带　常　带谱素常带　崇　带诺带　带谱＊　带　带　带　※谱带常常　素常　１　振动测试　龙厦铁路石桥头隧道位于龙岩市区内，整体由　西北折向东南方向。进口里程为ＤＫ２＋４５０，出口　和水玻璃浆液比为１：１～１：０．６，水泥浆浓度为　１：１．２５～１：０．８，水玻璃浓度为３５　Ｂｅ，缓凝剂掺　量为２　～２．５　。注浆压力，初压为０．５～１．０　压０．５～１．０　ＭＰａ，终压２．０　ＭＰａ。在上部弧形导坑　开挖前，先用喷射砼将开挖面和５　１ＴＩ范围内的坑道　封闭，然后沿开挖轮廓周边施作小导管，并通过小导　管向围岩注浆，与坑道周围形成一定厚度的加固圈，　然后在加固圈的保护下进行开挖等作业。小导管施　工采用ＹＴ一２８凿岩机钻孔，采用￣５ｏ大钻头。小　导管插人孔内后采用ＫＢＹ一５０／７０注浆泵注浆，外　ＭＰａ，终压２．０　ＭＰａ。施工中准确测定孔位，管棚钻　机定位后，支撑稳固，避免偏移和倾斜；合理选择钻　机及钻头、钻杆，保证钻孔孔径和成孔质量，钻孔由　高孔位向低孑Ｌ位进行；管棚不得侵入隧道开挖界内，　相邻的钢管不得相撞或立交；在钻进时，若出现卡　钻、坍孔时，注浆后再钻，或直接将管棚钢管钻入，开　孔时低速低压，待成孔后加压到１．０～１．５　ＭＰａ；管　露２０　ｃｍ，外露端支撑于开挖面后方的钢拱架上，与　钢拱架共同组成支护体系。　参考文献：　［１］王梦恕．北京地铁浅埋暗挖施工法［Ｊ］．岩石力学与工　程学报，１９８９，８（１）．　棚压浆用注浆泵灌注，封堵塞设进料孔和出气孔。　小导管采用　４２热轧无缝钢管，长４　ｒｎ，环向间　距４０　ｃｍ。小导管纵向水平搭接长度不小于１　ｍ，　外插角５。～１Ｏ。。注浆采用水泥水玻璃浆液，浆液扩　散半径０．５　１２１。水泥和水玻璃浆液比为１：１～１：　０．６，水泥浆浓度为１：１．２５～１：０．８，水玻璃浓度　为３５　Ｂｅ，缓凝剂掺量为２　～２．５％。注浆压力，初　Ｅｚ］王刚．不良地层大断面隧道施工技术［Ｊ］．隧道建设，　２００１，２１（２）．　［３］ＪＴＧ　Ｆ６Ｏ一２００９，公路隧道施工技术规范［ｓ］．　收稿日期：２Ｏ１Ｏ—Ｏ６—２６