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摘要：传统的邻近既有线隧道施工，多是洞内控爆施工配合爆区覆盖防护，弊端甚多。随着国内经济的发展，普通单线铁路已经不能满足运输需求，增建二线或扩能支线工程逐年增多，邻近既有线的隧道施工频繁出现。急需研究和实践一套安全性更高，更全面的施工技术，来应对邻近既有线施工，本文主要就这个问题进行了实践探讨，以期同行参考。

Abstract： The traditional tunnel construction adjacent to existing railway line is mostly inside tunnel explosion control construction with explosion zone coverage protection， which has many drawbacks. With the development of the economy in China， the ordinary single-track railway has been unable to meet the transportation demand. The construction of the second-line or capacity-enhanced branch line has increased year by year， and the construction of adjacent tunnels has frequently appeared. It is urgent to research and practice a set of safer and more comprehensive construction techniques to deal with the adjacent line construction. This paper mainly discusses this issue in practice， to provide reference to peers.

关键词：新建隧道口;既有线隧道施工

Key words： new tunnel opening;tunnel construction adjacent to existing railway line

中图分类号：U455                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）17-0105-03

1  工程概况

1.1 工程简介

新建红豆垭隧道自川黔线赶水北站接轨，隧道线路左侧傍车站既有高边坡掘进。川黔线路为客货两用电气化铁路，为有砟轨道无缝线路。

隧道施工对赶水北站影响范围K110+860～K110+780为洞口ZD1K0+525～ZD1K0+605段共80m暗洞开挖，其中前30m为双线隧道，后50m为单线隧道。隧道中线距离川黔线股道中心40m～120m。既有高边坡紧川黔线正线，边坡坡比1：0.25，垂直高度平均在20～30m，坡脚距离牵2线4m，距离川黔正线中心8m，接触网一侧沿边坡布设，与坡脚距离2m。

虽然既有高边坡局部地段已有嵌补措施，但嵌补以上仍多为倒悬石岩块，而且植被茂密，围岩破碎，地表水发育，隧道从其侧掘进直接影响既有边坡的稳定，滚石滑落可能造成严重的铁路运营安全事故。

1.2 工程特点

传统的邻近既有线隧道施工，多是洞内控爆施工配合爆区覆盖防护，一方面会产生巨大冲击波、大量粉尘，造成洞内空气污浊，生产性粉尘职业病防治难度增加，洞口飞石和山体扰动可能危及铁路安全及既有边坡的稳定;另一方面尽管现代及边缘科学的不断发展与实践，控制爆破技术已得到了广泛的应用，但是控爆施工的震荡、冲击、飞石等对周围造成的威胁并没有消除，尤其在邻近既有线路和构造物施工中。

控爆施工受到严格的铁路审批手续和“要点”施工监管的制约，面对工期的压力和施工人员无法正常连续性开展施工造成的窝工状态。必须要研究一套适用该施工环境的施工技术，尽可能满足工期要求，预防铁路事故的發生，减少施工制约，有效预防和降低职业病的发生率，避免对周围居民因震荡造成房屋开裂和扰民。

1.3 工程难点

隧道暗洞掘进施工难点体现在四个必须上，首先，必须将既有边坡对紧邻的线路威胁采用可靠的安全措施加以防护;其次，暗洞施工必须减少甚至杜绝对既有边坡的扰动;然后，必须解决施工制约，确保连续施工，能满足工期要求和人机料环法的合理调配;最后，必须建立起一套立体式外部防护结合洞内消除扰动的施工技术，并很好的运用到现场，实现紧邻既有线和既有边坡无事故，高质量，快速无扰动掘进，又经济的目标。

2  总体施工技术方案

根据工程实际情况，采用“先防护，后施工”的原则。

2.1 防护工程

通过现场勘查边坡实际地质情况，划分成被动防护和主动防护两类。被动防护采用双层排架结合缓冲沟方式预防滚石侵限;主动防护采用柔性防护网整体性的对破碎围岩边坡进行防护。

2.2 暗洞掘进施工

避免对临近车站的设备的扰动，决定在洞口80m（双线30m+单线50m）采用静态爆破和液压式分裂机施工。

2.2.1 液压式分裂机施工

在洞口岩体风化严重、裂隙发育地段，施工完成大管棚后，采用液压式分裂机对围岩进行剥除施工。

2.2.2 静态爆破施工

在洞内围岩相对较为完整地段，通过设计炮眼布设位置和实际试验收集不同围岩应该适用的孔距、药量、温度、时间等具体参数，进行静态爆破施工。

3  关键施工技术

3.1 既有高边坡排架结合柔性网防护施工技术

3.1.1 现场防排架施工技术措施确定

防护排架采用工字钢和钢管骨架，埋深0.5米，用砼或砌体加固基础，搭设高度3m;排架内侧竖向密布竹排架，拉线上下两排错位布置，用紧线器拉紧。既有线一侧排架要保证与既有线5m以上的距离，避免排架倾覆对既有线造成影响

抗倾覆计算：根据历年气象资料，考虑最大风力为15m/s，排架顶至地表面距离为4m，排架长10m，受风面50m2，整体受风力抵抗风载，在最不利风力下计算基础的抗倾覆性。

3.1.2 陡峭破碎岩体高边坡柔性防护网的施工技术措施确定

首先，坡面防护区域的浮土及浮石进行清除。确定锚杆孔位，孔位凹坑口径20cm，深20cm。锚杆的钻孔深度应比设计锚杆长度长5cm以上，孔径不小于？准42;

然后，注浆并插入锚杆，锚杆外露环套顶端不能高出地表，浆液标号不低于M30，孔内应确保浆液饱满，注浆体养护不少于三天。锚杆锚固后抗拔力不小于50kN。边坡岩层破碎、松散时，锚杆可加长。

接着，安装纵横向张拉绳，张拉紧后绳卡与锚杆外露环套固定连接，从上向下铺挂钢丝格栅，格栅间重叠宽度不小于5cm，缝合以及与张拉绳间用φ1.2铁丝按1m间距进行扎结。从上向下铺挂钢丝绳网并封合，缝合绳两端各用两个绳卡与锚杆外露环套进行固定联结。该预张拉工艺能使系统对坡面施以一定的法向预紧压力，从而提高表层岩土体的稳定性，尽可能地阻止崩塌落石的发生并将小部分落石限制在一定的空间内运动。

3.1.3 防护排架和柔性网受力点控制

防排架施工关键是主骨架的稳定，它是防落石冲击的主要受力结构，水平钢管必须与其联成一体，通过骨架基础的控制即可实现骨架是否达到要求;柔性网施工关键部位在于锚杆的深度和注浆的效果，因为防护网挂设完成后，对山体滑落的石块冲击，锚杆稳固是主要受力关键。通过拉拔试验抽查可以控制其是否符合要求。

3.1.4 防护排架结合柔性网控制大边坡落石成果

根据实际情况采取的排架与柔性网结合立体的防护措施，能有效的对滚石、落石进行拦截，本身的抗冲击力与既有线安全距离符合要求，彻底杜绝了因自稳力差和掘进施工对边坡影响造成的滚石、落石上道的隐患，为随后的隧道开挖树立了一道安全可靠的屏障，成功的与开挖工作融为一个系统，保证了铁路安全，为加快施工进度，减少铁路部门对施工干扰提前铺平了道路。

3.2 液压分裂机系统施工技术

3.2.1 液压分裂机系统组成与运作原理

该系统主要组成：液压动力站、分裂机（控制阀、分裂缸、机头和楔块组）、液压油管。

运作原理：在被分裂的物体上钻一个特定直径和深度的孔，将分裂机的楔块组插入孔中，液压动力站工作产生高压，驱动分裂机楔块组中的中间楔块向前驶出，将反向楔块向两边撑开，从而产生巨大的分裂力，将被分裂的物体结构内部破坏并分裂开来，达到破碎岩石的目的。

3.2.2 液压分裂机系统施工方法

主要是针对围岩完整性差，没有临空面，不具备破碎剂施工条件的部位，在钻孔完毕后采用液压分裂机系统对开挖断面进行分裂凿除。使用长度为80cm分裂臂，动力站使用液压油管与分裂机连接，将分裂臂插入事先钻毕的孔道，每次开挖约50cm深度。液压分裂机利用液压力将孔道撑开，开挖的岩体会被分裂成许多小石块，自然落到地上，直接用机械进行清除即可。液压式分裂机在剥落较破碎的岩体同时，必须凿出更多的临空面，便于静态爆破施工。

3.2.3 液压分裂机系统技术成果

液压分裂机系统施工很好的弥补了无扰动静态爆破没有临空面就无法完成开挖的问题，并且也达到了无扰动、不产生生产性粉尘的效果，比传统的破碎锤效率和精确度更高，能耗少，无振动噪音、不产生粉尘。液压分裂机系统开挖作业，验证了在邻近既有边坡和线路环境下完成施工任务安全质量的可性。

3.3 无扰动静态爆破施工技术

3.3.1 静态破碎剂布孔设计参数表1、参数对比表2

3.3.2 无扰动静态爆破施工方法

在隧道断面事先合理布置钻孔位置，将静态爆破所需要的物品及机具运送至作業面。具备施工条件后开始钻孔施工。隧道核心台阶和边墙的开挖，钻孔可采取垂直岩面向下或水平钻孔，孔径 准42～ 准50。

钻孔完成后，装药或分裂机插入开挖前，必须对钻孔进行清孔处理。孔内无虚碴，保证孔深与孔径符合要求，更好的使膨胀剂或分裂机施工发挥作用。

竖向钻孔装药可在静态破碎剂中加入22-32%（重量比）左右的水拌成流质状态（糊状）后，迅速倒入孔内并确保静态破碎剂在孔内处于密实状态。施工条件允许可采用“由上到下，分层破碎”的施工方式，方便工人操作。水平钻孔装药可用比钻孔直径略小的高强长纤维纸袋装入药剂，按一个操作循环所需要的药卷数量，放入盆中，倒入清洁水完全浸泡，30～50秒左右药卷充分湿润，完全不冒气泡时，取出药卷从孔底开始逐条装入并捅紧，密实地装填到孔口。即“集中浸泡，充分浸透，逐条装入，分别捣实”。也可将药剂拌合后用灰浆泵压入，孔口留五厘米用黄泥封堵保证水分药剂不流出。

8小时后药剂反应基本结束，装药过程中发现药粉已开始发生化学反应（表现为发热、冒气、温度急升）则不允许装入孔内。从药剂加入拌合水到灌装结束，过程时间不能超过5分钟。

药剂反应快慢和温度有直接关系，温度越高，反应时间越快，反之越慢。最佳温度在5℃～30℃。药剂反应过快易发生喷孔伤人事故，影响施工效果，增加成本。解决办法，可在每小包破碎剂里面加2-3两水泥，可以避免喷孔的发生。岩石开裂后，破碎锤或挖机即可对破碎的岩体进行开挖清除。

3.3.3 无扰动静态爆破施工成果

无扰动静态爆破洞身开挖，既不会产生振动也不会造成毒尘弥漫洞内，一方面消除了扰动山体对既有线安全的影响，有效的降低了职业病的发生率;另一方面解决了“要点”施工的制约，保证了工序的连贯衔接，减少了对施工进度的影响。

4  经济、社会效益

4.1 经济效益

应用本成果，运用防排架结合主动网防护与无扰动隧道掘进技术综合系统，预防重大铁路运营事故的发生，避免发生责任事故及停工损失;传统爆破施工需向铁路部门“要点”施工，每天只能爆破开挖一次，夜间禁止爆破作业，无法形成24h连续施工，逢节假日全天候不得施工，依据控制爆破与静态爆破参数对比，经测算节省费用：

以上合计直接节省费用10.7万元，经济效益明显。

4.2 社会效益

①本成果为红豆垭隧道进口邻近既有站场施工提供了技术支撑，确保了铁路的运营安全，并按期完成了该段80m邻近既有线监管的施工任务，为后续的正常隧道开挖创造了有利条件。

②本施工技术成果为邻近既有线隧道开挖建设积累了施工经验和技术参数，可供今后类似环境施工更广泛的借鉴和使用。

5  结论

采用防排架和柔性网防护可以提前保障施工的外围安全，为开展正常的施工提供有力的条件，预防事故发生影响正常施工;在傍高边坡隧道开挖又紧邻既有铁路的环境中采用无扰动静态爆破进行开挖，即继承了传统的炸药爆破的部分优点，又剔除了传统爆破开挖带来的负面影响，大大降低了安全隐患和职业病发生率;液压分裂机系统施工很好的弥补了无扰动静态爆破没有临空面就无法完成开挖的问题，并且也达到了无扰动、不产生生产性粉尘的效果，比传统的破碎锤效率和精确度更高，能耗少，无振动噪音、不产生粉尘。通过静态爆破结合液压分裂机系统立体式开挖作业，验证了在傍高边坡隧道开挖又紧邻既有铁路的施工环境下完成施工任务安全质量的可靠性，为以后类似施工提供了可借鑒的经验和理论参考。

参考文献：

[1]何明雨.邻近隧道施工对既有线的影响[J].江西建材，2016（23）.

[2]詹祥元，孟祥伟.紧邻铁路既有线道路改移施工安全管理[J].太原城市职业技术学院学报，2018（01）.

[3]张禄.移动式液压支撑台架在跨既有线空间刚构施工中的应用技术[J].建筑技术开发，2017（19）.

作者简介：韩伟（1984-），男，安徽人，研究方向为桥梁、轻轨、市政。