朱帆

摘? ?要：鐵路長期以來在中國交通運(yùn)輸體系中一直起著骨干作用，作為中國經(jīng)濟(jì)、人民生活的重要紐帶。地鐵作為能夠提供便利快捷的交通、緩解交通壓力的重要途徑，是常見的城市新興建設(shè)的基礎(chǔ)交通設(shè)施之一。修建地鐵如何保證相鄰既有鐵路的安全，是地鐵工程需要解決的一大問題。本文簡要分析了暗挖大斷面隧道側(cè)穿既有鐵路站施工技術(shù)，為后續(xù)對涉鐵施工的研究者提供參考。

關(guān)鍵詞：既有鐵路? 地鐵施工? 大斷面爆破? 超前支護(hù)技術(shù)

中圖分類號：U445.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）06（b）-0040-02

地鐵是常見的城市基礎(chǔ)交通設(shè)施之一，隨著經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，城市生活節(jié)奏加快，人民對生活水平的要求也逐漸提高，越來越多的城市開始修建地鐵，以提供便利的交通方式、緩解交通壓力。地鐵線路中不可避免的涉及到既有運(yùn)營鐵路的施工，因此實(shí)際修建過程中，在保證避免影響既有鐵路設(shè)施運(yùn)營安全穩(wěn)定性的前提下，同時(shí)維持地鐵施工的安全、質(zhì)量和施工進(jìn)度，是地鐵施工過程需要解決的問題。

1? 工程案例概況

本文通過青島地鐵1號線的工程案例，分析說明暗挖大斷面隧道側(cè)穿既有鐵路的工程難點(diǎn)和解決這些問題的措施與技術(shù)。

青島市地鐵1號線西鎮(zhèn)站至青島站區(qū)間的單洞雙線大斷面隧道（后文簡略為“西青區(qū)間大斷面”）需要側(cè)穿既有膠濟(jì)鐵路的青島站及相關(guān)運(yùn)營設(shè)施。西青區(qū)間大斷面隧道拱頂埋深約12m，距離鐵路站房63m，站內(nèi)停車線88m。西青區(qū)間大斷面先經(jīng)TBM掘進(jìn)過后再行爆破擴(kuò)挖，前期TBM掘進(jìn)揭露洞身圍巖為中風(fēng)化～微風(fēng)化花崗巖，拱頂圍巖較差，圍巖破碎，局部有煌斑巖。西青區(qū)間大斷面隧道與既有鐵路位置關(guān)系如圖1所示。

2? 工程難點(diǎn)

該區(qū)間隧道開挖工程屬于I級風(fēng)險(xiǎn)，難點(diǎn)如下：

地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)：區(qū)間隧道開挖跨度14.1m，隧道埋深約12m。隧道開挖斷面較大，覆巖較薄，綜合圍巖分級Ⅵ級，暗挖施工易發(fā)生坍塌、地層變形過大等事故。

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)：修建的暗挖大斷面隧道與運(yùn)營的青島火車站距離近，施工時(shí)不能影響青島站火車站的運(yùn)營，施工難度大。隧道爆破開挖時(shí)既要嚴(yán)格控制爆破振速，又要滿足既有鐵路設(shè)施的變形量控制，對施工技術(shù)要求較高。

3? 側(cè)穿既有鐵路施工技術(shù)措施

大斷面隧道側(cè)穿施工面臨諸多難點(diǎn)時(shí)，采取基于監(jiān)測數(shù)據(jù)動態(tài)施工參數(shù)調(diào)整、水壓控制爆破施工技術(shù)、超前注漿加固技術(shù)等措施進(jìn)行控制。

（1）控制爆破施工技術(shù)。

為減小爆破施工對既有運(yùn)營鐵路線的影響，對西青區(qū)間大斷面隧道采用控制爆破技術(shù)，主要包括：水壓爆破技術(shù)、孔外延時(shí)爆破技術(shù)。

水壓爆破技術(shù)是采用特制水袋跟炸藥間隔裝填炮泥封孔的裝藥結(jié)構(gòu)技術(shù)，在裝藥過程中，往炮眼中按照設(shè)計(jì)計(jì)算的特定位置加入專用設(shè)備加工成的“水袋”，再加入炸藥，最后炮眼口部利用炮泥堵塞。水壓爆破的顯著特點(diǎn)是：降低炸藥用量、減弱爆破振動、降低爆破粉塵濃度、縮短通風(fēng)時(shí)間、緩沖爆破壓力、減小圍巖擾動，改善圍巖爆破效果。西青區(qū)間大斷面格柵間距0.5m，上臺階設(shè)計(jì)進(jìn)尺0.6m，下臺階設(shè)計(jì)進(jìn)尺1.2m，裝藥結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示。

孔外延時(shí)技術(shù)是利用孔內(nèi)孔外雷管起爆間隔疊加效果以達(dá)到一次起爆所有炮孔單孔單響起爆效果的一種連線起爆方式。在進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)時(shí)對孔內(nèi)孔外雷管延時(shí)毫秒數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并保證雷管連接完成后單孔單響，且相鄰炮孔單孔起爆間隔大于50ms，從而減少爆轟波疊加引起的爆破振動?？淄庋訒r(shí)技術(shù)特點(diǎn)是：可以進(jìn)行全斷面微差爆破，可以完成任意需要的延時(shí)效果，提前進(jìn)行連線設(shè)計(jì)，聯(lián)網(wǎng)時(shí)不易聯(lián)混。上臺階孔外延時(shí)爆破網(wǎng)絡(luò)如圖4所示。

（2）超前注漿加固技術(shù)。為保證隧道及運(yùn)營鐵路線安全，正式爆破開挖作業(yè)前，先對開挖地段超前加固。超前加固主要采用隧道內(nèi)超前大管棚加固及地面超前加固注漿。超前大管棚采用激光導(dǎo)向一次成孔下管，注漿后與初支格柵形成受力體系。地面注漿加固采用膜袋封孔，后退式注漿，加固拱頂上方3m，漿液采用雙液漿避免漿液擴(kuò)散距離過大對既有車站造成影響。

（3）基于監(jiān)測數(shù)據(jù)動態(tài)施工參數(shù)調(diào)整。

鐵路運(yùn)營設(shè)施的安全性要求較高，因此施工時(shí)為保障既有鐵路線路及相關(guān)設(shè)施的安全，需要嚴(yán)格控制變形量等諸多參數(shù)。為此在施工過程中要對既有鐵路結(jié)構(gòu)進(jìn)行全天24h無間斷的自動化監(jiān)測，對參數(shù)進(jìn)行分析，以指導(dǎo)施工。爆破開挖過程中注意時(shí)刻監(jiān)控監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)、裝藥量等以達(dá)到最佳控制變形量的最優(yōu)開挖進(jìn)度的臨界參數(shù)值。初期支護(hù)完成后，二次襯砌施工前需拆除臨時(shí)支撐，整個(gè)過程存在受力轉(zhuǎn)換，整個(gè)過程必須進(jìn)行24h自動化監(jiān)測，根據(jù)動態(tài)分析進(jìn)行支撐拆除分段、拆撐長度的確定。

除上述三個(gè)方面的控制外，施工過程中還充分利用TBM掘進(jìn)的先行隧道作為臨空面，剝落式從上往下依次起爆，減小對大斷面拱部圍巖的擾動;爆破設(shè)計(jì)時(shí)采用分部、分臺階開挖，遵循“多分段、少裝藥“的原則，用足雷管段位，降低單段起爆藥量;采用光面爆破技術(shù)，進(jìn)行減振方案設(shè)計(jì)，采取減振措施，減少對保留圍巖的擾動，減少超欠挖，增強(qiáng)圍巖的自承力;嚴(yán)控超前支護(hù)注漿質(zhì)量，確保超前支護(hù)到位，從而最大限度降低對既有鐵路車站的影響。

4? 結(jié)語

為緩解城市交通壓力、滿足居民工作和生活需求，越來越多的地鐵開始興建。在地鐵工程中有較多的下穿施工，需要進(jìn)行諸多的技術(shù)控制措施，以降低暗挖區(qū)間施工與既有結(jié)構(gòu)運(yùn)營的安全風(fēng)險(xiǎn)。通過大量施工項(xiàng)目，我國也總結(jié)了許多工程經(jīng)驗(yàn)，積累了控制爆破、自動化監(jiān)測、孔外延時(shí)爆破等關(guān)鍵技術(shù)，有效降低了施工過程對既有設(shè)施的影響，保障了施工過程的安全穩(wěn)定性。

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