新建鐵路隧道下穿鐵路客運專線施工技術

南昌鐵路局工程質量安全監督站　靳樹海

新建鐵路隧道下穿鐵路客運專線施工技術

南昌鐵路局工程質量安全監督站靳樹海

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，對下穿隧道施工進行研究，通過采用各種安全和技術手段，成功完成隧道的下穿施工，確保了既有線運營和結構物的安全。此技術的成功運用，可為類似工程的設計和施工提供成功經驗，具有一定的參考價值。

隧道下穿施工技術鉆爆設計

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鍵控制工程，該工程進口位于灣塢村，出口位于祠洋村，為單線鐵路隧道，進出口里程為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　準備工作

對既有天池山隧道受影響段二襯進行無損檢測，形成正式檢測報告，為完善設計和施工方案提供依據。鐵路工務段、參建各方聯合對受影響段（K765+023.609～+093.609）的既有天池山隧道內的砼圬工結構情況進行重點查看，做好觀測標記。對杭深鐵路客運專線通過本段的行車密度詳細調查，辦理既有線列車限速120km/h的施工計劃。

總體施工原則：在進行此下穿段施工時，將SDK2+410～+400作為試驗段進行各參數的調整，爆破作業在夜間天窗點內進行。在首趟列車運行前，按設計完成本循環開挖段的初期支護，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；超短臺階開挖，加強型初期支護和二次襯砌緊跟。超前水平探孔，TSP超前預報探測，地質雷達等手段，確認圍巖情況。

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構安全，在路局審批的施工計劃時間內施工，做好對既有線和施工隧道的監控量測工作，并及時反饋，控制在預警值范圍內。

新建隧道下穿段施工堅持“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則。重點為隧道的爆破安全設計。

3.1既有杭深線天池山隧道結構變形和沉降監測

3.1.1隧道變形監測

（1）布置范圍。對結構變形進行動態監測：利用天窗時間將表面式應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構變形情況。

（3）結構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、右側溝幫墻頂共布設4個測點。

（2）原理和頻率：采用電子精密水準儀和銦鋼尺進行測量，將每次測量結果詳細記錄，分析每次觀測結果差值及累計差值；量測頻率1次/d。

3.2超前支護

拱部設置導管加錨桿形式雙層超前支護，錨桿采用Φ25中空注漿錨桿，長度4.5m，環向間距0.6m，外插角40°，小導管采用外徑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，每循環進尺控制在1.2m內，采用弱爆破技術，最大振動速度不超過15cm/s，邊開挖邊進行初期支護，盡量減少對既有隧道的擾動。

3.4爆破設計

爆布設計基本原則：根據本段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，導爆管起爆。

鉆爆設計見圖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　初期支護及襯砌

下穿段初期支護采用噴砼+鋼筋網+型鋼鋼架+錨桿，并將型鋼鋼架和超前小導管、錨桿焊接；初期支護C25噴砼厚度23cm，Φ8鋼筋網網格間距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×縱）；二次襯砌厚度30cm，雙層Φ20鋼筋網，縱、環向間距25cm，砼標號C35，仰拱厚度30cm，砼標號C35。

5　結束語

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，實現了既有高速鐵路雙線隧道沉降≤3mm的控制目標；既有鐵路運營正常，結構物安然無恙，達到了預期目標。

隨著中國鐵路高速發展，下穿鐵路的情況會越來越多。該技術的成功應用為以后的設計及施工提供參考，對類似工程的設計施工優化以及節省投資成本具有重要的借鑒作用。

［1］汪旭光.工程爆破設計與施工［M］.北京：冶金工業出版社，2011.

［2］于亞倫.工程爆破設計與施工［M］.北京：冶金工業出版社，2004.