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        隧道無砟軌道上拱整治的施工運輸組織對比分析①

        2020-12-28 02:37:32楊欽杰
        關鍵詞:混凝土施工

        楊欽杰

        (中國鐵路設計集團有限公司,天津 300300)

        1 工程概述

        隧道位于朝陽市喀左縣境內(nèi),隧道全長9490m,隧道共設置2座雙車道斜井。隧道內(nèi)軌道為CRTSⅢ型板式無砟道床。本隧道穿越侏羅系地層、寒武系地層及震旦系地層,巖性主要為凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)礫巖、泥灰?guī)r、安山巖及白云質(zhì)灰?guī)r,隧道洞身范圍存在褶皺及不整合接觸局部,導致構造處巖體較破碎。開通運營后,根據(jù)高鐵工務段的軌道精調(diào)小車靜態(tài)數(shù)據(jù)DK317+189-DK321+776有部分段落數(shù)據(jù)異常,發(fā)生了不同程度的上拱變形,為確保運營安全,采取軌道拆換、基底加固和揭板處理、仰拱拆換處理。對隧道無軌道的施工運輸進行了不同運輸方案,包括汽車運輸方案、火車運輸方案、汽車火車聯(lián)合運輸方案,比較三種方案的可行性、優(yōu)缺點及相關費用。

        2 不同運輸方案的可行性

        由于線路已經(jīng)開通運營,材料、機械設備的運輸是既有線隧道施工的關鍵,不同的運輸方案對整個施工組織的影響至關重要。

        2.1 汽車運輸方案

        通過隧道的1號斜井作為進入隧道內(nèi)五個施工工點的運輸通道。施工前先拆除1號斜井底的四電設施、防爆門、封堵混凝土以及斜井進口的大門及混凝土墻。隧道內(nèi)在上下行兩軌道板線間搭設施工便道作為汽車運輸通道,通道底面滿鋪一層土工布后采用方木填鋪,行車道頂面鋪設鋼板,鋼板焊接連接筋及防滑筋。斜井進洞平臺底面滿鋪一層土工布后下部采用方木填鋪,軌道板兩側縱向設置方木,縱向方木上橫向鋪滿方木,橫向方木頂再縱向鋪滿方木,頂面滿鋪鋼板,鋼板焊接連接筋及防滑筋。并間隔設置錯車平臺。

        材料采用隧道內(nèi)線間便道運輸,斜井底部設斜井進洞平臺,從斜井底部到施工點在線間鋪設便道,線間運輸采用定制車輛,定制車輛輪距為2.1m的運輸車輛。

        2.2 火車運輸方案

        利用小里程維修工區(qū)至施工點一、五(1號斜井左側的兩個工點)的軌道作為火車運輸通道,利用大里程維修工區(qū)至施工點二、三、四的軌道作為火車運輸通道。在兩個工區(qū)搭設機械上機車平臺,并且在拆換仰拱工點搭設裝卸車作業(yè)平臺。每個機車配備兩個混凝土罐車和兩個運渣平板車。 火車運輸主要運輸流程 棄渣:挖掘機-人工搬運裝袋-運輸平板車-運至維修工區(qū)-人工搬運至自卸汽車-汽運至棄渣場 CRTSⅢ型板:龍門吊吊裝至運輸平板車-運至維修工區(qū)-龍門吊吊裝至汽車平車-汽運至指定地點 鋼軌及扣配件:人工搬運至隧道未施工段落存放 主材材料:龍門吊吊裝至運輸平板車-維修工區(qū)運至工點-龍門吊吊裝至工點。 混凝土:拌合站-維修工區(qū)-倒運至軌道混凝土罐車-維修工區(qū)運至工點

        圖1

        圖2

        2.3 汽車和火車運輸方案

        使用紅山隧道的1號斜井和維修工區(qū)作為2處進入隧道內(nèi)施工工點的運輸通道。施工前先拆除1號斜井底的四電設施、防爆門、封堵混凝土以及斜井進口的大門及混凝土墻。隧道內(nèi)用現(xiàn)有的軌道上行線作為施工點二、三、四的運輸通道,在維修工區(qū)搭設機械上機車平臺,利用維修工區(qū)至進口作為施工點一、五的機車運輸通道。

        圖3

        3 不同運輸方案對比分析

        3.1 不同運輸方案優(yōu)缺點比較

        3.1.1 汽車運輸方案

        (1)汽車運輸方案優(yōu)點

        1)小型車輛走行通道設置在軌道板間,行走在兩線之間,避免對既有設施的損壞,安全可控。

        2)物料可直達工點,避免倒運,機動靈活,工效高、施工組織相對簡單。

        3)采用小型車輛,尾氣排放較少,洞內(nèi)限載限速,可最大限度避免揚塵。

        4)能夠?qū)崿F(xiàn)從工作面至棄渣場的一次運輸,平臺處無需增加龍門吊,不需要二次倒運。

        5)車輛統(tǒng)一管理,無外部干擾,便于協(xié)調(diào)。

        (2)汽車運輸方案缺點

        1)隧道內(nèi)施工便道鋪設較長。

        2)通過斜井運輸,需要施工前先拆除1號斜井底的四電設施、防爆門、封堵混凝土以及斜井進口的大門及混凝土墻,并且斜井與進入正洞處需要加強四電防護,增加了四電的防護費用。

        3)線間運輸采用定制車輛,限定車輛輪距。

        3.1.2 火車運輸方案

        (1)火車運輸方案優(yōu)點

        1)不需要打開斜井,避免了相關拆除修復費用。

        2)不需要修建隧道內(nèi)運輸便道,減少了對既有線的擾動。

        (2)火車運輸方案缺點

        1)進口段到1號斜井段運輸距離3km,均位于超高段,超高110mm,頻繁裝卸車、啟動、剎車安全隱患大,重載車對鋼軌磨損大。

        2)運輸材料、混凝土和棄渣等無法直達工點。需增加2次倒運,混凝土需倒運1次,泵送一次。施工效率低,施工時間長。

        3)運料平臺需增加特制龍門吊,各施工點也需要增加特制龍門吊。運送混凝土需增加特制罐車,需增加泵車泵送混凝土到工作面。

        4)機車調(diào)進調(diào)出需協(xié)調(diào)車站、機務、運輸、信號等多個部門,靈活機動性差。

        5)斷道施工時間長,影響既有線運營。

        3.1.3 混合運輸方案

        隧道進口兩個工點從左至右分別進行軌道拆換、基地加固和揭板處理,1號斜井右側三個工點從左至右分別進行仰拱拆換、仰拱拆換和軌道拆換處理,結合整治方案分析,隧道進口兩工點整治方案相對簡單,不對總工期控制,隧道進口兩工點離斜井距離2.9km,施工便道運輸長,臨時工程費用大,且突出不了汽車運輸靈活,需要短時間內(nèi)施工完的特點,選擇火車運輸更合適。另外三個工點由于距離洞口較遠,且需要拆換仰拱,對斷道施工工期要求較高,采用汽車運輸更能體現(xiàn)其優(yōu)點。

        3.2 不同運輸方案費用對比分析

        根據(jù)三種運輸方案,分析其費用大小情況,結合工點情況,從費用對照可以分析出,混合運輸費用最為合理。

        表1

        4 結 語

        不同的運輸方案需要結合工點在隧道中位置,長大隧道病害工點中隧道中部離斜井口較近,采用汽車運輸比較適宜;工點靠近隧道進出口,且離工區(qū)較近,采用火車運輸比較經(jīng)濟。在處理隧道病害整治時,要結合工點位置、對既有線擾動、施工工期等影響整合考慮,選取最合適的經(jīng)濟的方案。

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