城市隧道下穿既有铁路加固施工技术探讨

２０１５年第０８期　总第２０６期　福　建　建　筑　ＮｏＯ８・２０１５　Ｖｏｌ・２Ｏ６　Ｆｕｉｉａｎ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　城市隧道下穿既有铁路加固施工技术探讨　林载庚　（福建省第一公路工程公司福建泉州３６２０００）　摘要：随着我国城市建设的发展，城市交通线路网越来越密集，新建城市公路以隧道的方式下穿既有铁路越来越多　的出现在大量的工程当中。因此，为了确保既有铁路线路的正常运营安全和新建城市隧道施工质量、安全及进度，本　文以某城市隧道工程下穿既有铁路工程为例，提出了采用纵横向轨道抬梁方式对既有铁路线路进行加固的施工方法，　有效保证了既有铁路正常运营安全，对后续类似工程施工具有较好的参考意义。　关键词：城市隧道；下穿；铁路；加固；施工技术　中图分类号：１５４５５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—６１３５（２０１５）０８—００７６—０４　Ｔｈｅ　ｃｉｔｙ　ｔｕｎｎｅｌ　ｕｎｄｅｒ　ｗｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｒａｉｌｗａｙｓ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｕＮ　Ｚａｉｇｅｎｇ　（Ｆｕｊｉａｎ　ｐｒｏｖｉｎｃｅｓ　ＮＯ．１　ｈｉｇｈｗａｙ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｍｐａｎｙ，Ｑｕａｎｚｈｏｕ　３６２０００）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｉｔｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｏｕｒ　ｃｏｕｎｔｒｙ，ｕｒｂａｎ　ｔｒａｆｆｉｃ　ｌｉｎｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｉｓ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｉｎｔｅｎｓｅ，ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｃｉｔｙ　ｒｏａｄ，　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍ　ｏｆ　ｔｕｎｎｅｌ　ｕｎｄｅｒ　ｗｅａｒ　ａｐｐｅａｒｅｄ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｒａｉｌｗａｙｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｄｓｔ　ｏｆ　ａ　ｌａｒｇｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈａｔ　ｂｏｔｈ　ｔｈｅ　ｒａｉｌｗａｙ　ｌｉｎｅｓ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　ｎｅｗ　ｕｒｂａｎ　ｔｕｎｎｅｌ　ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ，ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ，ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｃｉｔｙ　ｔｕｎｎｅｌ　ｐｒｏｊｅｅｔ　ｉｎ　ｂｏｔｈ　ｔｈｅ　ｒａｉｌｗａｙ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｐｕｔｓ　ｏｆｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅ　ｗｉｔｈ　ｌａｔｅｒｌａ　ｏｒｂｉｔａｌ　ｌｉｆｔｉｎｇ　ｂｅａｍ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ・　ｍｅｎｔ　ｏｆ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｒａｉｌｗａｙ　ｌｉｎｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｒａｉｌｗａｙｓ　ａｒｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｎｏｒｍａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓａｆｅｔｙ，ｈａｓ　ａ　ｇｏｏｄ　ｒｅａｒ—　ｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｉｔｙ　ｔｕｎｎｅｌ；Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｒｏｕｇｈ；Ｒａｉｌｗａｙ；Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ；Ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｅ．ｍａｉｌ：１４９８７７２６１３＠ｑｑ．ｃｏｒｎ　１工程概况　本项目工程区位于“闽东燕山断坳带”东侧与闽　早作策划；针对设计情况、工程进展及相关外部环境　早作了解；对工程设备早作落实。因隧道下穿既有　东沿海变质带相接触的中部，主要经历了燕山期与喜　马拉雅二期构造运动，并奠定了本区地质构造基本格　局。原始地貌位于海陆交互地段，地貌单元主要由海　湾滩涂和残积台地组成。项目附近铁路线复杂，铁路　货场多、农田多，环境保护须贯穿于项目各个组成部　分。隧道采用双向四车道行车标准，围岩级别为Ｖ　级，按新奥法原理组织施工。该隧道线路下穿铁路货　场线，从既有铁路货场下方近距离穿越，平交角约　７２。，铁路共有３股道，隧道顶板与铁路的最小竖向　间距约１３．６０ｍ，属浅埋暗挖隧道，穿越底层主要为　铁路运营线路，须先行施工洞外加固工程，再施工洞　内支护加固措施。在施工洞外加固工程时应先对道　床进行加固后再进行人工挖孔桩的施工，之后再采　用纵横抬梁加固铁路轨道，最后再进行隧道进洞开　挖施工。　隧道施工时尽量采用人工或机械开挖，需要爆破　时必须采用控制爆破技术，减少对围岩的扰动，采用　机械开挖，无轨运输方式，装载机配合自卸车运输。　施工中加强超前地质预测预报及监控量测，及时处理　分析数据，并根据分析结果及时调整支护参数。为严　砂质粘性土及全风化花岗岩，施工地质及外部条件　较为复杂。　２　总体施工安排和加固方案　格控制地表及铁路沉降，保证铁路的安全、畅通，并确　保隧道施工安全，从隧道洞外和洞内两个方面制定如　下工程加固措施：　２．１　隧道洞外工程措施　施工前成立施工筹备组，对机构设置、人员组尽　（１）从既有铁路货场时，为确保铁路运行安全，采　＿　作收者稿简日介期：林２０载１５庚—０（５１９—６０７６．　１２一），男，高级工程师。　用３—５—３扣吊轨梁加设纵横工字钢梁加固方案，吊　轨梁采用Ｐ５０ｋｇ／ｍ旧轨，吊枕与其下枕木用Ｕ形螺　栓和角钢连在一起以增加其整体性。　（２）在隧道施工期间应对列车限速，以保证列车　２０１５年０８期总第２０６期　许航莉・最佳减震效果的加层隔震结构参数优化　・５４・　（２）当隔震层侧移刚度采用ｋ　一时，对于加层隔　（３）当采用隔震层最优刚度后，不仅能最大限度　地降低隔震层上部结构的地震反应，同时还能有效控　震结构的层间位移，隔震层上部结构的减震率仅为采　用　。。　时的一半，下部结构的减震率较采用　时也有　小幅减小；而对于结构的绝对加速度，虽然隔震层下　部结构的减震率较采用ｋ　时有所增大，但作为起控　制作用的顶层，减震率仅为１９．４％，仅为采用ｋ　时　制隔震层下部结构的地震反应，使结构达到整体最优　减震效果。　参考文献　［１］张开鹏，张耀庭．ＴＭＤ在多层房屋加层减震中的理论分析　与试验研究．世界地震工程．２００４（１）：８２～８４．　４２．７％的一半，故效果也不如采用　时好。　（３）当隔震层侧移刚度采用｜ｉ｝　时，虽然上部结构　【２］胡云珍．结构加层减震动力随机响应分析［Ｊ］．湖南城市学　院学报．２００４，１３（２）：９～１２．　层间位移的减震效果不及ｋ。　一，下部结构绝对加速度　的减震效果较ｋ　有小幅下降（降幅均在５％以内），　［３］王曙光，赵学斐，苗启松等．加层隔震结构隔震支座参数优　化及试验研究．振动工程学报，２０１３，２６（５）：７２２～７３１．　［４］郭继武．建筑抗震设计［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，　２００２．　但是，由于层间位移一般由底层起控制作用，而绝对　加速度一般由顶层起控制作用，且绝对加速度值均未　超出舒适度指标限值（ｋ＝１９６ｇａ１），因此，从总体上　看，刚度采用ｋ　时，能同时对隔震层上、下部结构的　地震反应进行统筹控制，而没有忽略其中的任何一个　［５］祁皑，郑国琛，阎维明．考虑参数优化的层间隔震结构振动　台试验研究［Ｊ］．建筑结构学报，２００９，３０（２）：８—１６．　［６］祁皑，许航莉，郑国琛，等．高位层间隔震结构地震反应参　数影响研究．工程抗震与加固改造，２０１０，３２（２）：５１～５６．　［７］李春祥，刘艳霞，熊学玉．ＴＭＤ系统最优参数的实用设计　部分，使得结构能达到整体最优控制效果，故采用ｋ　作为隔震层刚度对于控制地震作用最为有利。　３结论　方法［Ｊ］．工业建筑，１９９９（１）：３０—３４．　［８］林云腾．层间隔震结构工作机理研究：硕士学位论文［Ｍ］．　福州大学，２００４．１２．　［９］杜永峰，赵国藩．隔震结构中非经典阻尼影响及最佳阻尼　比分析．地震工程与工程振动，２０００，２０（３）：１００～１０７．　［１０］谢军龙，周福霖．多层房屋结构ＴＭＤ“加层减震”试验研　究和应用．世界地震工程，１９９８（１４）：５７～６０．　由上述分析，可以得出以下结论：　（１）加层隔震结构能有效地降低结构的地震反应。　（２）对于实际加层隔震结构，当获得了隔震层上　下部质量比和阻尼比后，即可获得最优频率比，并可　转化为隔震层最优刚度。　（上接第７８页）　５结语　（２）施工期间应派专人进行监护，每次列车通过前　该工程城市隧道下穿既有铁路加固施工从隧道　应停止施工，列车通过后必须进行及时检查，做到及时发　洞外和洞内两个方面采取了加固措施，既保障了既有　现问题随时解决，保证线路标高、各构件连接可靠。　（３）施工前对地下结构物、管线埋设进行探测，对　地下电缆管线进行防护。根据施工调查，对线路两侧　的电缆管线等进行施工前探测，探测前必须和电务部　铁路运营安全，又确保了隧道施工安全，对后续类似　工程施工具有较好的参考意义。　参考文献　［１］ＣＪＪ３７—２０１２，城市道路工程设计规范［Ｓ］．　门、供电、铁通等产权单位签订安全协议，探测时要求　产权部门必须派专人进行现场监督，严格按照产权部　门的要求进行施工，用人工掏探形式，小心挖出电缆　及管线，严禁用尖锐工具开挖，以免破坏电缆及管线，　［２］ＪＴＧ　Ｆ６０－－２００９，公路隧道施工技术规范［ｓ］．　［３］ＴＢＩＯ００３—２００５，铁路隧道设计规范［ｓ］．　［４］铁路运输安全保护条例．（国务院令第４３０号）．　［５］高速铁路有砟轨道线路维修规则（试行）．（铁运（２０１３）　２９号）．　电缆、管线挖出后按产权部门的有关规定进行防护。　（４）若隧道开挖需采用控制爆破，爆破后应有专　人巡查铁路路基是否有裂纹等不正常现象，发现问题　及时联系相关部门处理。　（５）考虑管棚施工误差，因此挖孔桩与隧道结构　［６］中国铁道科学，霍军帅、王炳龙、周顺华，《地铁盾构隧道下　穿城际铁路地基加固方案安全性分析》，２０１　１年第５期．　［７］现代隧道技术，丁维利、赵永明等．浅埋大断面黄土隧道　下穿既有铁路施工技术［Ｊ］．２００８年第６期．　［８］铁道标准设计，陈周斌、吴祖福等．浅埋隧道下穿铁路的　外轮廓线的最小净间距应不小于５０ｅｍ。　（６）挖孔桩顶标高应根据加固所设置的纵横梁等　相关构件的相应规格参数进行确定。　线路加固措施与效果分析［Ｊ］．２００５年第３期．　［９］公路隧道，岳立忠．隘岭公路隧道下穿运营铁路隧道施工　安全控制［Ｊ］．２００６年第２期．