新建铁路隧道下穿铁路客运专线施工技术

南昌铁路局工程质量安全监督站　靳树海

新建铁路隧道下穿铁路客运专线施工技术

南昌铁路局工程质量安全监督站靳树海

该文以宁德天池山一号隧道工程下穿既有杭深铁路客运专线天池山隧道为例，对下穿隧道施工进行研究，通过采用各种安全和技术手段，成功完成隧道的下穿施工，确保了既有线运营和结构物的安全。此技术的成功运用，可为类似工程的设计和施工提供成功经验，具有一定的参考价值。

隧道下穿施工技术钻爆设计

1　项目概况

福建宁德白马港铁路支线天池山一号隧道工程是宁德白马港铁路支线工程的难点和关键控制工程，该工程进口位于湾坞村，出口位于祠洋村，为单线铁路隧道，进出口里程为SDK0+137～SDK3+305，全长3168米。于新建隧道SDK2+ 335～+410段下穿既有杭深铁路客运专线天池山隧道，本隧道与其成26.27°斜交，下穿段长度为75米。新建隧道二次衬砌拱顶外缘与既有隧道衬砌仰拱净距为12.32m，属于超近距下穿既有高速铁路双线隧道，施工难度大，安全等级要求高。

2　准备工作

对既有天池山隧道受影响段二衬进行无损检测，形成正式检测报告，为完善设计和施工方案提供依据。铁路工务段、参建各方联合对受影响段（K765+023.609～+093.609）的既有天池山隧道内的砼圬工结构情况进行重点查看，做好观测标记。对杭深铁路客运专线通过本段的行车密度详细调查，办理既有线列车限速120km/h的施工计划。

总体施工原则：在进行此下穿段施工时，将SDK2+410～+400作为试验段进行各参数的调整，爆破作业在夜间天窗点内进行。在首趟列车运行前，按设计完成本循环开挖段的初期支护，以确保行车安全。施工采用弱爆破，使影响到既有天池山隧道的爆破振动速度控制在15cm/s内；超短台阶开挖，加强型初期支护和二次衬砌紧跟。超前水平探孔，TSP超前预报探测，地质雷达等手段，确认围岩情况。

3　下穿施工方案

在施工过程中，为减小对既有杭深铁路客运专线天池山隧道的影响，保障既有铁路的运营安全和结构安全，在路局审批的施工计划时间内施工，做好对既有线和施工隧道的监控量测工作，并及时反馈，控制在预警值范围内。

新建隧道下穿段施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。重点为隧道的爆破安全设计。

3.1既有杭深线天池山隧道结构变形和沉降监测

3.1.1隧道变形监测

（1）布置范围。对结构变形进行动态监测：利用天窗时间将表面式应变计安装于衬砌表面，每个断面共5个测点，分别位于拱顶、拱腰、拱脚处。

（2）观测频率：24小时实时掌握隧道结构变形情况。

（3）结构变形测点及断面布置示意图如图1所示。

图1

3.1.2沉降监测

（1）布置范围：在既有隧道两线路中心线的仰拱填充顶面和左、右侧沟帮墙顶共布设4个测点。

（2）原理和频率：采用电子精密水准仪和铟钢尺进行测量，将每次测量结果详细记录，分析每次观测结果差值及累计差值；量测频率1次/d。

3.2超前支护

拱部设置导管加锚杆形式双层超前支护，锚杆采用Φ25中空注浆锚杆，长度4.5m，环向间距0.6m，外插角40°，小导管采用外径Φ42、厚3.5mm的热轧无缝钢管，单根长度4.5m。

3.3开挖

此段落Ⅲ级围岩采用了超短台阶法开挖，台阶间纵向距离不大于3～5m，每循环进尺控制在1.2m内，采用弱爆破技术，最大振动速度不超过15cm/s，边开挖边进行初期支护，尽量减少对既有隧道的扰动。

3.4爆破设计

爆布设计基本原则：根据本段Ⅲ级围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深20cm；严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布，导爆管起爆。

钻爆设计见图2、图3，装药量见表1。

图2　炮眼布置示意图

图3　掏槽眼布置图

表1　装药量

4　初期支护及衬砌

下穿段初期支护采用喷砼+钢筋网+型钢钢架+锚杆，并将型钢钢架和超前小导管、锚杆焊接；初期支护C25喷砼厚度23cm，Φ8钢筋网网格间距20cm×20cm，Ⅰ16型钢钢架间距1.2m，径向Φ22组合中空注浆锚杆长度2.5m，间距1.2×1.2（环×纵）；二次衬砌厚度30cm，双层Φ20钢筋网，纵、环向间距25cm，砼标号C35，仰拱厚度30cm，砼标号C35。

5　结束语

在整个下穿段的施工期间和施工后，有效控制了新建隧道的变形，实现了既有高速铁路双线隧道沉降≤3mm的控制目标；既有铁路运营正常，结构物安然无恙，达到了预期目标。

随着中国铁路高速发展，下穿铁路的情况会越来越多。该技术的成功应用为以后的设计及施工提供参考，对类似工程的设计施工优化以及节省投资成本具有重要的借鉴作用。

［1］汪旭光.工程爆破设计与施工［M］.北京：冶金工业出版社，2011.

［2］于亚伦.工程爆破设计与施工［M］.北京：冶金工业出版社，2004.