姬云平，苑郁林，聞 雁

（1.中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院有限公司（蘭州）橋隧所，甘肅 蘭州 730000；2.蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210017）

新建公路項(xiàng)目與既有鐵路運(yùn)營線產(chǎn)生空間形式是多樣的，常見的有橋梁上跨既有鐵路、隧道下穿既有鐵路、路基并行既有鐵路等，這類工程完善了對既有鐵路運(yùn)營線的施工保護(hù)措施和保證鐵路運(yùn)營安全的相關(guān)規(guī)定，這類節(jié)點(diǎn)工程在設(shè)計(jì)和施工上已具成熟。但是以明挖隧道與既有電氣化鐵路運(yùn)營線并行的空間形式還未在以往的工程中出現(xiàn)過，其并行段最小間距的論證有一定的示范作用。

1 工程概況

民大隧道位于蘭州市城關(guān)區(qū)五泉山下，處于南山路市政公路中段，民大隧道為左、右線分幅并行箱體明挖框架結(jié)構(gòu)，左線長1 216 m，右線長1 278 m。隧道結(jié)構(gòu)上方2 m處為并行的輔道工程，主道與輔道上下并行。

空間最不利的地形如下：隧道進(jìn)口320 m范圍內(nèi)，隧道一側(cè)為高邊坡，坡頂高出隧道頂面最大為12 m；另一側(cè)為既有隴海鐵路路塹，隧道上方輔路路面高出鐵路軌面13~14 m，最大高差為14.14 m，見圖1。隧道結(jié)構(gòu)外緣距離隴海鐵路線下行線橫向距離最小處工程關(guān)系見圖2。

隨后100 m長度范圍內(nèi)，隧道上方輔路路面與鐵路路基面高差逐漸減小至8 m左右，最后858 m段，隧道主體結(jié)構(gòu)逐漸埋入鐵路路肩面高程以下。民大隧道主體結(jié)構(gòu)沿隧道縱向呈現(xiàn)出由明式框架逐漸過渡為 回填式框架結(jié)構(gòu)，隧道一直并行于隴海鐵路下行線［1-2］。

圖1 地形最不利處構(gòu)筑物之間橫向關(guān)系圖 （單位：cm）

圖2 隧道與鐵路最小間距處的橫向關(guān)系圖 （單位：cm）

2 問題分析

本工程與既有電氣化鐵路運(yùn)營線長距離并行，隧道處于高邊坡和鐵路路塹之間，大間距避開鐵路既有設(shè)施，將對高邊坡坡腳開挖過大，造成邊坡基坑側(cè)壓力過大，邊坡永久防護(hù)強(qiáng)度需提高；過近于既有鐵路路基，施工和公路運(yùn)營對既有鐵路的運(yùn)營會造成一定的風(fēng)險(xiǎn)。另外，部分隧道結(jié)構(gòu)和公路輔道高出既有鐵路軌面10 m以上，需重點(diǎn)考慮保證明挖隧道結(jié)構(gòu)的施工及運(yùn)營鐵路的安全；隧道與既有鐵路的最小安全距離，同時(shí)應(yīng)確定最小間距采用的設(shè)計(jì)依據(jù)及鐵路和公路雙方管理部門各能承受的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 鐵路方對本工程提出的設(shè)計(jì)要求

上跨既有鐵路和下穿既有鐵路這類工程均會遵循鐵路部門的相關(guān)規(guī)定來實(shí)施，并且根據(jù)鐵路接觸網(wǎng)防范高度來確定橋梁的最低高度以及下穿構(gòu)筑物頂面的最小埋深。這類工程每年都在大量建設(shè)，已經(jīng)形成了較為完善的設(shè)計(jì)依據(jù)和施工經(jīng)驗(yàn)。鐵路部門施工天窗時(shí)間的安排或降速慢行均能配合施工部門完成相關(guān)工程［3-4］。

隴海線本段為繁忙干線，行車密度平均為1列車/5 min，民大隧道與該線并行段落過長，超過1 km，非點(diǎn)狀交叉，平行并行，隧道構(gòu)筑物已經(jīng)侵入鐵路基本用地。在隧道工期內(nèi)，鐵路部門無法提供與隧道工期一樣長、影響隴海線正常運(yùn)營的天窗時(shí)間或慢速通過措施。因此本工程的前提條件是在繁忙干線鐵路正常運(yùn)行的情況下施工該隧道。

公路構(gòu)筑物近距離、長段落施工與鐵路側(cè)相鄰，相關(guān)規(guī)定和管理辦法未有專項(xiàng)內(nèi)容，所能依據(jù)的是：《鐵路安全管理?xiàng)l例》（國務(wù)院2013年第639號）；《鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法》（鐵運(yùn)（2012）280號）；以及《蘭州鐵路局營業(yè)線施工安全管理補(bǔ)充辦法實(shí)施細(xì)則》（蘭鐵辦（2010）46號）相關(guān)內(nèi)容［5-6］。蘭州鐵路局的補(bǔ)充細(xì)則與上述兩個(gè)文件內(nèi)容基本一致，針對的都是點(diǎn)狀工程，無長距離并行工程的明確內(nèi)容。

依據(jù)上述3個(gè)管理辦法編制宗旨和接觸網(wǎng)的防范要求來延伸對外界工程的制約條件，并結(jié)合構(gòu)筑物施工中出現(xiàn)的問題來確定最小間距及相應(yīng)的防范要求。

隴海鐵路該段落設(shè)有電氣化鐵路接觸網(wǎng)及供電設(shè)備，接觸網(wǎng)的電壓為27 500 V，在此高壓電作用下，許多正常情況下作為絕緣體的物體都能夠變成導(dǎo)體而導(dǎo)電，人靠近接觸網(wǎng)即被觸電，一旦觸及將被擊穿而亡并跳閘中斷列車的運(yùn)行。鐵道部《電氣化鐵路有關(guān)人員電氣安全規(guī)則》規(guī)定，人體及其所攜帶的任何物體與接觸網(wǎng)帶電部分必須保持2 m以上的安全距離。

在接觸網(wǎng)附近做好安全防護(hù)措施，是民大隧道工程順利實(shí)施的關(guān)鍵。根據(jù)3個(gè)管理辦法和牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范總結(jié)出以下設(shè)計(jì)要求：

（1）需嚴(yán)格按照《鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法》（鐵運(yùn)（2012）280號）及其補(bǔ)充辦法和蘭州鐵路局《蘭州鐵路營業(yè)線施工安全管理補(bǔ)充辦法實(shí)施細(xì)則》相關(guān)內(nèi)容執(zhí)行；

（2）隴海線為繁忙干線，民大隧道與該線并行段落過長，非點(diǎn)狀交叉，施工不得長時(shí)間影響隴海線的正常運(yùn)營；

（3）《鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10009—2005）中規(guī)定，結(jié)構(gòu)及施工操作空間需在接觸網(wǎng)帶電體以外2 m設(shè)置，永久建筑物保持在2.5 m以外；

（4）下錨關(guān)節(jié)段內(nèi)的接觸網(wǎng)桿頂部的下錨線為帶電體，電壓同為27 500 V，應(yīng)按2 m外要求處置；

（5）在陰雨潮濕天氣，接觸網(wǎng)周圍空氣濕度較大，增加了導(dǎo)電的幾率，按規(guī)定：施工作業(yè)在陰雨潮濕天氣時(shí)，與接觸網(wǎng)中帶電線體的安全距離擴(kuò)大為3 m，即陰雨天氣任何人員及其所攜帶的任何物體與接觸網(wǎng)的距離保持在3 m以上。

4 接觸網(wǎng)設(shè)施現(xiàn)狀

本隧道工程范圍內(nèi)共有24根接觸網(wǎng)桿，間距為60 m，接觸網(wǎng)桿中線距隴海線下行線線路中線3.1 m。其中有一處下錨關(guān)結(jié)段，長186 m，位于隧道進(jìn)口段內(nèi)。接觸網(wǎng)桿上布有帶電線體下錨線，電壓同為27 500 V。全段落內(nèi)無回流線，接觸網(wǎng)桿外側(cè)掛有一根架空地線，見圖3。該段下錨線的存在使得接觸網(wǎng)桿中心線外側(cè)2 m范圍內(nèi)不得有吊裝作業(yè)、結(jié)構(gòu)物侵入；非下錨段內(nèi)的接觸網(wǎng)桿內(nèi)的瓷瓶為絕緣體，瓷瓶長度為0.5 m，則接觸網(wǎng)桿中心線外側(cè)1.5 m范圍內(nèi)為禁區(qū)。架空地線可改移至地下埋設(shè)，改移后對工程無防護(hù)距離的要求。

186 m長的下錨關(guān)結(jié)段內(nèi)，外側(cè)安全區(qū)域邊線為接觸網(wǎng)桿外2 m，見圖4。其余段落，外側(cè)安全區(qū)域邊線為接觸網(wǎng)桿外1.4 m，見圖5。本工程隧道進(jìn)口段以下錨關(guān)節(jié)段為控制段落，即以接觸網(wǎng)桿外2 m作為防護(hù)最低標(biāo)準(zhǔn)。如圖4、圖5所示，虛線包裹的范圍內(nèi)為《鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》要求防范的危險(xiǎn)區(qū)，將此危險(xiǎn)區(qū)域邊線標(biāo)在路基面、接觸網(wǎng)桿上，做出明顯標(biāo)記，可作為施工范圍警戒線。

圖3 下錨關(guān)結(jié)段接觸網(wǎng)示意圖 （單位：cm）

圖4 下錨段與接觸網(wǎng)安全距離示意圖 （單位：cm）

圖5 一般段與接觸網(wǎng)安全距離示意圖 （單位：cm）

5 隧道與運(yùn)營線中線距離的確定

隧道進(jìn)口段300 m范圍內(nèi)，隧道頂面和上部輔路高于隴海鐵路運(yùn)營線的路基面，高差在13~14 m，是兩構(gòu)筑物最制約的段落。同時(shí)此段內(nèi)還包含了長度186 m的下錨關(guān)結(jié)段,其為該段最不利的制約條件。在最不利的情況下，隧道主體結(jié)構(gòu)與鐵路間各類距離數(shù)值如下：

（1）數(shù)值1：接觸網(wǎng)網(wǎng)桿中心線與鐵路中心線間距3.1 m（本段鐵路測量出來的固定值）；

（2）數(shù)值2：網(wǎng)桿外側(cè)防護(hù)距離為2.0 m（固定值）；

（3）數(shù)值3：接觸網(wǎng)防護(hù)禁區(qū)距施工構(gòu)筑物之間的距離1.0 m（可調(diào)節(jié)值，鐵路方和公路隧道施工方共同能夠接受的安全隔離區(qū)，同時(shí)也可滿足雨天帶電體3 m以外活動的最小距離）；

（4）數(shù)值4：施工方可接受的施工寬度1.8 m（可調(diào)節(jié)值，施工方需要的最大寬度，可向小調(diào)節(jié)）。

則在最不利的情況下，隧道結(jié)構(gòu)距鐵路下行線中心線最小距離3.1+2.0+1.0+1.8=7.9 m。以此值為控制要素重新布置隧道的線路走向，最終將隧道結(jié)構(gòu)外緣距隴海鐵路下行線中心線距離控制在8.01~9.08 m，見圖6。

圖6 隧道結(jié)構(gòu)外防護(hù)示意圖 （單位：cm）

上述“數(shù)值3”屬于鐵路方必將爭取的一個(gè)隔離空間，該值越大對鐵路的干擾就越小，風(fēng)險(xiǎn)越低。風(fēng)險(xiǎn)包括如下幾個(gè)方面：（1）施工用水灑落到接觸網(wǎng)帶電體上；（2）高空墜物如鋼管等物觸及接觸網(wǎng)帶電體；（3）施工人員容易進(jìn)入2 m危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)；（4）吊裝設(shè)備吊臂進(jìn)入2 m危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)；（5）吊裝設(shè)備、臨時(shí)圍擋結(jié)構(gòu)倒塌砸向軌道或觸及接觸網(wǎng)帶電體；（6）運(yùn)營期間高空拋物進(jìn)入2 m禁區(qū)內(nèi)；（7）運(yùn)營期間隧道上方輔路車輛沖入2 m禁區(qū)內(nèi)和軌道上等。

本工程這個(gè)數(shù)值鐵路方確認(rèn)為1 m，是本著對隧道工程的理解：民大隧道再往外布置，帶來的拆遷面積和防測壓工程數(shù)量巨大，認(rèn)可了隧道是在一個(gè)狹小空間內(nèi)修建，不得不近距離靠近既有運(yùn)營線。但同時(shí)對于這1 m的隔離空間又提出了相關(guān)約束條件，如施工腳手架的架設(shè)方式、隔擋措施、防施工用水措施、施工人員的控制、基坑開挖方式、吊裝設(shè)備的位置設(shè)定、永久檔護(hù)設(shè)置的設(shè)置、鐵路方參與公路隧道工程的管理等。

“數(shù)值4”是在隧道主體混凝土澆筑施工工藝和圍擋明確后確定的施工寬度。民大隧道鐵路施工側(cè)圍擋采用工程中常用的綠色密目棉質(zhì)防護(hù)網(wǎng)及防水板，架設(shè)在臨側(cè)腳手架上，隨施工工作平面的升高而續(xù)接升高，并保持防護(hù)網(wǎng)高度高于施工工作平面2 m。直接在腳手架邊側(cè)搭設(shè)密目防護(hù)網(wǎng)及防水板，節(jié)省了施工空間，圍擋屬輕式設(shè)備，對鐵路運(yùn)營相對比較安全。在靠近接觸網(wǎng)位置施工，務(wù)必將人員的各種可能操作以及各種材料的可能擺動范圍限制在防護(hù)網(wǎng)內(nèi)，機(jī)械、人員均不得越過防護(hù)設(shè)施。施工方根據(jù)施工組織方案確定了“數(shù)值4”。

6 鐵路對民大隧道工程的施工類別判定

臨近隴海線進(jìn)行可能因翻塌、墜落等意外而危及行車安全的工程施工，以下作業(yè)應(yīng)被列為B類施工：

（1）使用高度（結(jié)構(gòu)高度）大于吊車至營業(yè)線設(shè)備安全限界之間距離的吊車吊裝作業(yè)；

（2）臨近隴海線進(jìn)行現(xiàn)澆梁、鋼板樁、鋼管樁、搭設(shè)腳手架、膺架等施工的設(shè)備和材料翻落后侵入接觸網(wǎng)桿2 m范圍內(nèi)的施工；

（3）營業(yè)線路塹地段有可能發(fā)生物體墜落，翻落侵入接觸網(wǎng)2 m范圍內(nèi)的施工。

按遠(yuǎn)離帶電線體外2 m施工的原則，民大隧道的施工應(yīng)屬于鐵路指定的B類工程。

7 鐵路對民大隧道工程管理總則

依據(jù)《鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法》及其補(bǔ)充辦法：B類施工應(yīng)設(shè)置防護(hù)設(shè)施并經(jīng)鐵路局有關(guān)部門審批，卻不能設(shè)置防護(hù)設(shè)施時(shí)納入鐵路局施工計(jì)劃。影響營業(yè)線設(shè)備穩(wěn)定、使用和行車安全的防護(hù)設(shè)施設(shè)置必須納入鐵路局施工計(jì)劃。

8 鐵路方對本隧道提出的施工管理措施

（1）建立安全管理體系，并提高體系內(nèi)所有成員的安全防護(hù)素質(zhì)

①選拔具有多年鐵路施工安全管理工作經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀安全員擔(dān)任本工程安全工程師。

②通過考核選拔優(yōu)秀的安全防護(hù)員，對施工中的各環(huán)節(jié)進(jìn)行安全防護(hù)管理。建立系統(tǒng)、完善的安全管理體系。

③對參與施工的全體工作人員及各工種操作人員進(jìn)行鐵路既有線施工安全和接觸網(wǎng)安全的教育。學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容有《電氣安全規(guī)則》、《職工“兩紀(jì)一代”》、《關(guān)于防止電氣化區(qū)段職工觸電傷亡事故的措施》以及車站特殊環(huán)境下的安全防護(hù)應(yīng)注意的事項(xiàng)等。

（2）所有工人需掌握如何正確地測量自身與接觸網(wǎng)的距離

一般人無法直接測量出自身與接觸網(wǎng)的距離，需通過相對參照物和地表上、接觸網(wǎng)桿上的標(biāo)示來判斷。

（3）施工中用水監(jiān)控

①陰雨天氣，接觸網(wǎng)周圍空氣濕度較大，增加了導(dǎo)電的幾率。按規(guī)定，在陰雨潮濕天氣，與接觸網(wǎng)中帶電線體的安全距離擴(kuò)大為3 m，即陰雨天氣任何人員及其所攜帶的任何物體與接觸網(wǎng)的距離保持在3 m以上。同時(shí)，加派防護(hù)人員，加強(qiáng)對接觸網(wǎng)臨邊施工作業(yè)的監(jiān)護(hù)。盡量停止施工，撤出一切作業(yè)人員。

②每一個(gè)階段的用水需將水龍頭直接接到用水點(diǎn)，盡量少用軟管接水，混凝土養(yǎng)護(hù)等必須用軟管噴射時(shí)由專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)，明確接觸網(wǎng)的位置，背向接觸網(wǎng)噴水。因?yàn)橐坏┧湎蚪佑|網(wǎng)，電流將通過水柱傳向?yàn)⑺耍瑸⑺藢⒘⒓从|電身亡。灑水作業(yè)全程均由接觸網(wǎng)臨邊防護(hù)員進(jìn)行監(jiān)控，防止任何水流、水柱向接觸網(wǎng)方向噴射。

③鐵路原有路基內(nèi)的既有土建設(shè)施，如水溝、路塹邊坡、地下通訊信號管線等可挖除或改移。

④施工期間排水不得進(jìn)入鐵路路基內(nèi)，已挖毀的路塹排水系統(tǒng)，需設(shè)臨時(shí)排水系統(tǒng)。

（4）外墻腳手架的安全防護(hù)

結(jié)構(gòu)外緣腳手架是伸出外墻的懸挑腳手架，為外墻裝修等工序而搭設(shè)，由于其處于接觸網(wǎng)上方，因此，安全防護(hù)工作尤為重要，必須做好接地、防水、防墜落措施。

①為防止出現(xiàn)意外而使人身遭受電擊、設(shè)備和線路遭受損壞、預(yù)防火災(zāi)和防止雷擊、防止靜電損害及保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，外墻腳手架在使用過程必須做好接地處理，在腳手架每個(gè)節(jié)點(diǎn)處用準(zhǔn)12 圓鋼做跨接線，并與避雷網(wǎng)重復(fù)接地保證接地電阻小于4Ω（用搖表測量）。其它靠近接觸網(wǎng)5 m范圍的各設(shè)備均參照以上方法焊接接地線與接地極可靠連接，以確保安全。

②在接觸網(wǎng)上方，腳手架需做防水處理，以防止施工用水、雨水等聚集后匯成一股向下滴水成線滴向接觸網(wǎng)，造成觸電。在腳手架底層腳手板上鋪防水卷材做防水層，靠近接觸網(wǎng)端部分稍高，將水引向結(jié)構(gòu)端排走。

③在腳手架外圍，加密防護(hù)欄桿間距，并滿鋪密目安全網(wǎng)，以防人員及各種材料墜落，發(fā)生觸電或損壞接觸網(wǎng)設(shè)備等安全事故。

9 公路運(yùn)營期間對鐵路的安全防范措施

運(yùn)營期間隧道上方輔路的人行道要高于行車道40 cm設(shè)置腳墻，作為第1道防撞設(shè)施；外邊墻設(shè)置s級防撞墻，高94 cm，高于鐵路路基面的公路均設(shè)置防拋網(wǎng)，見圖7。通過設(shè)置兩級防護(hù)措施，可確保運(yùn)營安全。

圖7 輔路防撞措施示意圖 （單位：cm）

10 結(jié)語

公路或市政等項(xiàng)目在既有電氣化鐵路運(yùn)營線旁近距離大段落并行施工之前，有一個(gè)與鐵路管理部門協(xié)商的過程，對于了解鐵路方承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)的起因，項(xiàng)目的重新審視和對外談判具有指導(dǎo)作用。本項(xiàng)目具有一定的特殊性，有條件的情況下，類似工程應(yīng)盡量遠(yuǎn)離鐵路。

［1］ 鐵道第一勘察設(shè)計(jì)院有限公司（蘭州院）.蘭州市南山路工程五泉天橋至工林路段初步設(shè)計(jì)［R］.2009.

［2］ 鐵道第一勘察設(shè)計(jì)院有限公司（蘭州院）.蘭州市南山路工程五泉天橋至工林路段民大隧道涉隴海鐵路工程設(shè)計(jì)說明［R］.2010.

［3］ TB10009—2005 鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］ TB10301—2009 鐵路工程基本作業(yè)施工安全技術(shù)規(guī)程［S］.

［5］ 蘭州鐵路局. 蘭鐵辦（2010）46號蘭州鐵路局營業(yè)線施工安全管理補(bǔ)充辦法實(shí)施細(xì)則［R］.2010.

［6］ 鐵道部. 鐵運(yùn)（2012）280號鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法［S］.