新线上跨既有铁路隧道加固综合施工技术,摘 要：在成渝铁路客运专线新中梁山隧道施工中，新建隧道上跨既有襄渝线中梁山隧道，两隧道最小净距仅为2.7米，为确保既有隧道营业线的运营安全，需要先对既有隧道与新建隧道的立交影响段进行型钢加固，待加固工程完成后，再开挖新隧道上跨部分本文介绍了既有隧道内型钢加固的施工技术、施工要点和确保营业线安全运营的措施，为今后类似工程的施工提供参考意见 关键词：上跨 既有线 隧道加固 施工,1、概述,既有襄渝线中梁山隧道位于襄渝线西段西永至上桥之间，是横贯中梁山脉的越岭隧道该隧道全长3984米,于1972年10月竣工，1978年9月交付运营, 目前每昼夜运行客、货列车30余对，是襄渝线终点引入重庆枢纽的重点工程新建成渝客运专线新中梁山隧道为引入重庆枢纽控制性重点工程，采用左右线分修，其中左线隧道于D3K291+100～+140段上跨既有襄渝铁路隧道，两线相交角度约34度，轨面相差12.95m，净距2.81m；右线隧道于YDK291+200～+240处段上跨既有襄渝铁路隧道，两线相交角度约34度，轨面相差14.06m，净距4.18m，下锚段位置（两线交叉点）净距2.7m。
上跨既有线的交叉影响段位于直线上，相交角度小，轨面高差低，两隧道最小净距仅为2.7米，安全风险极高两隧道相交平面、立面位置关系详见图1-1、图1-2，两隧道立交里程详见表1表1：新中梁山左右线隧道与既有中梁山隧道立交段里程表,既有襄渝铁路中梁山隧道于上世纪70年代初建成，隧道净空为5m，采用先拱后墙法施工，衬砌断面极不规则，衬砌边墙及拱部与围岩之间存在大量不密实带和空洞新建中梁山隧道两线间距20m～66m，隧道进口段与上跨既有襄渝铁路中梁山隧道（单线），下穿大学城左右幅公路隧道（双车道），隧道间竖向净间距最小为2.7m施工中需解决以下问题： （1）与既有隧道净间距最小为2.7m的新建隧道的开挖施工技术，设计经济合理的既有铁路加固措施 （2）解决既有铁路加固施工过程中接触网降高处理问题；钢拱架与衬砌结合紧密的问题；3.5m锁脚锚杆安装时操作空间不足问题；钢拱架与接触网悬挂处的绝缘距离问题；“天窗”时间加固的施工组织设计及施工安全控制1）新中梁山左线隧道D3K291+050～D3K291+190，新中梁山右线隧道YDK291+150～YDK291+290，合计280米影响范围，其中交叉点前后各40米采用德国艾卡特ER2000-1型横向铣挖机，铣挖头安装在挖掘机进行机械开挖，临近机械开挖30米为控制爆破。
（2）待襄渝线既有中梁山隧道临时加固完成，注水泥砂浆加固衬砌背后空洞、水泥浆加固不密实带到设计强度后，开挖新中梁山隧道D3K291+080～+160(长度80m)和YDK291+180～+260（长度80m）立交影响段，只开挖轨面以上部分，采用机械开挖，及时施做初期支护，临时仰拱封闭 （3）待兴隆场编站开通运营后，封闭既有襄渝线中梁山隧道，对立交影响段采用钢筋混凝土衬砌置换，衬砌达到设计强度后，开挖轨面以下部分，施作新中梁山左右线隧道二次衬砌2、新建隧道的施工开挖,3.1 既有线隧道加固方案 新中梁山左右线隧道立交段施工前，利用既有“天窗”时间，对既有襄渝线中梁山隧道K821+530～+580段、K821+643～+693段采取了临时加固，方案如下： （1）拆除电力、电缆槽，并对电力、信号电缆等进行临时保护其中通信电缆包括GDZL23，GYSTA53144B1光缆，GYSTA5332B1光缆目前采用右侧直埋式；槽钢采用水泥进行包封处理对加固区内的避车洞采用片石混凝土封堵 （2）加固前，根据钢架制作需求进行隧道钢架架设断面净空测量，并将设计钢架加固后的实际净空断面与上报铁路相关部门（单位）有效进口尺寸对比，不得小于上报净空尺寸。
3、既有线隧道加固,（3）采用I20b型钢钢架对既有线K821+530～+580段、K821+643～+693段衬砌进行临时加固，钢架间距0.4m，钢架纵向采Φ25钢筋连接，钢筋环向间距0.6m；锚杆锚固，隧道拱部铺设1.5mm厚钢板，防止既有衬砌因新线隧道施工掉块，影响既有线安全 （4）钢架施作后，采用水泥浆对衬砌背后空洞、不密实带进行低压进行填充注浆，注浆工序滞后钢架加固6～10m注浆完成后对注浆效果进行检测，确保注浆质量 加固方案设计详见图3-13.2 既有通信设备改迁施工 既有襄渝线中梁山隧道加固工程范围内的通信光、电缆有直埋缆线和架空缆线两种，直埋缆线位于右侧电缆沟槽内，架空缆线位于隧道左侧墙壁上，距轨面约4.5m直埋缆线包括光电综合缆一条、144芯光缆一条和32芯光缆一条直埋的三条光、电缆均敷设在靠隧道壁电缆沟槽内，既有沟槽采用水泥包封；架空缆线包括： 12芯光缆一条、漏泄电缆及与漏缆同径路敷设的电力电缆各一条架空的三条光、电缆均采用吊线悬挂于隧道壁上 ⑴ 右侧直埋式光电缆迁改及保护 第一步：利用天窗点，将右侧既有水泥电缆槽盖板人工掀开 第二步：利用天窗点，在设备管理单位的配合指导下，将3根光电缆从既有沟槽中移出，敷设至隧道底板顶面（紧靠隧道侧壁护墙脚）。
第三步：利用天窗点，对敷设好光电缆采用预制电缆槽反扣，并采用C25混凝土对电缆槽进行包封处理，包封厚度5cm ⑵ 左侧架空光电缆的割接及保护 第一步：请点在迁改区段（260m）隧道底板顶面护脚墙内侧新敷设1根8芯光缆、1根电力缆、1根漏泄电缆 第二步：请点由设备管理单位对新敷设的3根光电缆进行测试，确保光电缆良好，对新敷设的3根光电缆采用电缆槽反扣，并采用C25混泥土对电缆槽进行包封处理，包封厚度5cm 第三步：请点由设备管理单位对8芯光缆进行割接，具体割接步骤为：①开断既有8芯光缆；②开剥既有8芯光缆；③开剥新敷设的8芯光缆；④新旧光缆进行对接；⑤安装好接头防护盒；⑥进行整体测试；⑦确认良好后开通 第四步：请点由设备管理单位对漏泄电缆和电力电缆进行割接，割接步骤与8芯光缆一致3.3 接触网降高处理 既有襄渝线为电气化铁路，采用直接供电方式，接触网悬挂方式为全补偿简单链形悬挂，在既有中梁山隧道内采用水平悬挂该隧道的接触网结构参数无法满足采用I20b工字钢对隧道二衬进行加固后的绝缘安全距离要求，因此，加固区段必须进行承力索、接触线的降高以及下锚段的绝缘改造 ⑴ 承力索、接触线的降高处理 第一步：每天接触网请点停电120分钟，先进行左线加固段接触网降高调整，调整范围为300m，承力索悬挂点降高采用加长悬吊滑轮连接零件的方法，即采用调节板临时降低接触网中间点承力索高度，然后调整吊弦长度，满足既有行车要求。
第二步：对在钢架加固范围之外的中间定位进行迁改，可在钢架加固施工封锁点内施工方法是在中间定位附近打孔预埋化学锚栓，安装定位底座及悬挂底座，安装承力索悬挂及接触线定位杆件第三步：采用“过渡定位”法对在钢架加固范围内的中间定位进行迁改，可在钢架加固施工封锁点内施工根据接触网供电的绝缘距离要求，在安装工字钢钢架时，遇到接触网悬挂处，钢架距中间定位及悬挂的绝缘距离不得小于350mm，因此，此处的钢架间距需要增大到80cm，而且不能铺设钢板由于既有隧道拱部裂纹、渗水较多，新线上跨施工时一旦中间定位位置发生变形导致出现拱顶掉块或接触网垮塌事故，后果将不堪设想为保证施工安全，决定采用“过渡定位”的方法保证钢架间距具体做法是：待中间定位两侧钢架锁脚锚杆、纵向连接钢筋施工完毕后，封锁点内在中间定位附近的一榀钢架拱部安装4根3.5m长的中空锚杆并注浆，然后在钢架上焊接“过渡定位”的底座及悬挂底座，安装承力索悬挂及接触线定位杆件，按设计迁改高度要求对接触网和承力索进行定位后拆除原中间定位的杆件，并按设计钢架间距（40cm）补安装钢拱架待钢架拆除、衬砌置换施工完成后，再按照设计要求重新安装接触网定位和悬挂杆件。
第四步：进行右线加固段的接触网降高调整，施工方法和左线相同 在接触网承力索、接触线的降高施工中，必须保证在隧道加固完成后25KV带电体距固定接地体（即接触网承力索距隧道壁及工字钢拱架内轮廓）之间的绝缘距离不小于350mm，最短吊弦长度不小于200mm，降网后接触网导线高度不小于5600mm ⑵ 下锚段的绝缘改造 第一步：为保证安装工字钢拱架后下锚悬瓶的有效绝缘（距离隧道壁的水平距离足够），需要在工务施工封锁点内将下锚段附近支承力索及支接触线的下锚悬瓶更换成绝缘棒 第二步：工务施工封锁点内将中间定位附近支承力索及支接触线的下锚悬瓶更换成绝缘棒 第三步：工务施工封锁点内对下锚支承力索降高250mm,为保证结构高度，对下锚支接触线降高200mm，确保钢架顺利安装第四步：工务施工封锁点内在下锚段附近钢架上安装接触线锚柱拉线所需要的锚杆及底座板，完成后请点改造下锚段的接触线锚柱拉线 第五步：工务施工封锁点内在下锚段附近钢架上安装承力索锚柱拉线所需要的锚杆及底座板，完成后请点改造下锚段的承力索锚柱拉线 接触网降高调整时必须保证每一次施工完成后接触网状态都能满足线路的行车速度要求接触网降网完成至隧道改造施工结束期间，接触网停电120分钟，配合工务架设拱架，同时根据施工具体情况调整接触网设备，满足施工需要。
3.4 既有铁路隧道加固工艺 （1）既有隧道加固施工工艺流程见图3-2图3-2既有隧道钢架施工工艺流程图,（2）既有隧道加固工程量 隧道加固工程共需要安装I20b工字钢钢架252榀，安装锁脚锚杆2520根，铺设1.5mm钢板700㎡，安装纵向钢筋96.25t，锚杆注浆及衬砌背后注浆约1000m3，而施工工期要求60天，每天的封锁时间为150分钟，施工时间只有100分钟，工程面临施工工序多、时间紧、任务重等施工难点，且涉及到工务、供电、通信、车务、运输等众多铁路配合部门，沟通协调工作量大 （3）既有隧道加固工艺 钢架加固前，需拆除隧道护脚墙顶面的电缆槽，并对加固范围内的通信光、电缆等进行迁改保护，对接触网进行降高处理，对加固区内的避车洞采用片石混凝土封堵钢架加固施工采用两台轨道车牵引四台平板车（轨道车+作业台车+料具台车+料具台车+作业台车+轨道车）作为施工平台，作业平台采用普通钢管脚手架铺设木板，台架四周设好防护围栏，以保证施工安全，空压机、发电机等柴油设备放置在隧道外钢架加固施工全部在封锁时间内进行，每天封锁150分钟左右，停电接地完毕后即可进行施工主要施工顺序为：施工人员提前40分钟到车站清点施工机具并把钢架、锚杆等材料搬运至平板车上，做好准备。
接到驻站联络员封锁指令后，轨道作业车从西永车站出发运行至左线加固段后停车，由两台料具车间摘钩，前端轨道车继续运行至右线加固段，分两组进行施工作业；先在两侧边墙同时安装钢架立柱，后安装拱圈部分钢架，钢架采用U型卡临时固定，并用木楔楔紧；随后在点内焊接纵向钢筋，安装中空锚杆并注浆；封锁结束前20分钟，右线加固段作业轨道车返回至左线加固段后和该端作业组轨道车连挂，在封锁结束前返回西永车站，加固施工具体详见图3-3 《封锁施工网络图》、图3-4 《中梁山隧道两段临时加固同时施工示意图》和图3-5《新建中梁山隧道两段临时加固平面布置图》为确保既有线施工及运营安全，在加固工程施工期间，安排专人对既有隧道进行监控量测图3-3 封锁施工网络图,,图3-4新建中梁山隧道两段临时加固同时施工示意图,,图3-5 新建中梁山隧道两段临时加固平面布置图,,钢拱架施工期间及施工完毕后慢行区段通过列车限制速度为昼夜45km/h施工期间按《铁路工务安全规则》要求规范设置防护，即每日封锁施工时在施工地点两端设置移动停车信号防护标志、施工地点标牌和限速牌，施工完毕后放行列车，具体设置详见图3-6《移动停车信号的防护图》图3-6 移动停车信号的防护图(长度单位：m),3.5、钢拱架加固施工 3.5.1 I20b工字钢拱架加工 由于既有襄渝线中梁山隧道采用先拱后墙的施工方法，拱部采用140级混凝土，边墙采用100#砂浆砌。