浅谈冉家浩隧道临近既有线施工方案

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摘要：冉家浩隧道是新建铁路兰渝线在广元西站分流货物运输到既有宝成线接入广元南编组站而设计的双线隧道，该隧道地处广元市乌龙山，全长916m，设计速度100km/h。隧道净空采用三心圆设计，净空高度7.94m，设计轨面至仰拱顶0.77m，为双线隧道。

关键词：冉家浩隧道；施工方案

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：

一、隧道工程地质及水文地质与周边环境

隧道进口段主要为泥岩，岩性较差，泥岩容易风化，遇水易软化，右侧边坡较高，很容易坍滑。隧道出口段主要以砂岩位主，岩性较差，覆盖层较薄。隧道位于川东北油气区，紧邻河湾场气田，下腹状产气底层，天然气等有害气体可能顺着岩层构造裂隙上溢，并在隧道洞身范围基岩裂隙或缝隙中局部游散富集，形成气囊。新建冉家浩隧道左侧有既有宝成线皇泽寺双线隧道，地表有居民建筑物以及皇泽禅院、广元殡仪馆和线路左侧临近皇泽寺。

二、既有皇泽寺隧道情况及与新建冉家浩隧道关系

2.1既有皇泽寺双线隧道情况

该隧道位于宝成线广元至广元南间，长900ｍ，为混凝土衬砌结构。根据现场调查，既有皇泽寺隧道洞身标875~900米范围附近拱腰处有12条斜向裂纹，既有线路左侧有7条，线路右侧有5条，拱顶有2条斜向裂纹，局部有渗水；洞身标512米附近衬砌有一条环向裂纹，局部有渗水；洞身标395米左侧和洞身标393米左侧施工缝渗水，衬砌局部有渗水；洞身标179-180米右侧拱墙开裂，局部有渗水。

2.2既有皇泽寺隧道与新建冉家浩隧道的位置关系

既有皇泽寺隧道位于冉家浩隧道左侧，距离较近。既有皇泽寺隧道线路右线与冉家浩隧道左线间距离13.9～66.2m，最近处位于冉家浩隧道出口位置，出口段与既有宝成线夹角为23°.进口段既有皇泽寺隧道位于冉家浩隧道左下方，高差为18.439。高差为1.43m，其余地段高差由设计坡度从进口的18.439米逐渐变化到出口的1.43米。

三、施工方案

3.1地表锚杆加固

冉家浩隧道临近既有线皇泽寺双线隧道，采取有效措施对既有皇泽寺隧道地表进行预加固处理，降低施工风险，是本次施工的技术重点。

锚杆直径为Φ32，水平间距1m呈梅花形布置，在既有皇泽寺隧道与新建冉家浩隧道间，用长锚杆加固，长锚杆加固深度应在轨顶标高以下，数目不少于4排，以形成有效隔离；既有皇泽寺隧道顶部锚杆加固至强弱风化岩层分界线，即锚杆嵌入弱风化岩层1.0米即可；新建冉家浩隧道顶部无需加固。锚杆采用全长砂浆锚杆，锚杆钻机钻孔，注浆泵注浆锚固。地表锚杆加固为在临近既有线及既有隧道上方施工，施工过程中存在坠落物侵入既有线限界的风险。为降低施工风险，保证既有线运营安全，设置钢管立柱并搭设细目网以防止坠落物侵入既有线限界。

3.2既有皇泽寺双线隧道增设照明设施

冉家浩隧道临近既有线皇泽寺双线隧道。采取有效措施保证既有隧道在施工期间运营安全和监控的顺利实施，精心设计照明方案则是本次施工的技术重点。

为保证冉家浩隧道施工过程中，既有皇泽寺双线隧道的行车安全和监控顺利实施，对既有皇泽寺双线隧道增设全隧24小时照明设备，照明设备用电搭接至冉家浩隧道施工电力线，采用优质防水电线贯通全遂，照明灯具采用安全照明灯具，并联连接，间距10米，功率200W。供电电缆间距10米在衬砌上用膨胀螺栓固定。位置设置在轨顶以上3米。供电电路设过电、漏电、短路保护装置。照明设备增设后，应加强检查，膨胀螺栓用冲击钻在既有隧道衬砌上打孔固定，前两个请点封锁区间用于打孔设置膨胀螺栓，线路及灯座预先连接，在后两个请点封锁区间悬挂布设，最后一个请点封锁区间用于检查线路和接驳供电线路，隧道进出口同时施工。

3.3非爆破施工

在确保既有线安全情况下，加强非爆破施工方案研究，减少对既有隧道的影响。隧道进口明洞开挖方式在隧道进口段的明洞采用非爆破施工，利用机械破碎头进行开挖 。以下标段B.BHDK581+484 ~BHDK581+514、BHDK581+560～BHDK581+640、BHDK582+361 ~ BHDK582+391采用非爆破掘进，标段共140米，与皇泽寺双线隧道距离最近，为避免爆破振动影响附近皇泽寺双线隧道结构安全，采用预凿隔振槽,中央大直径水平钻孔提供临空面的非爆破开挖施工方法。采用上下台阶开挖法，上台阶全环预设隔振槽，中央大直径水平钻孔为开挖核心土提供临空面，由内而外逐圈逐层利用破碎头开挖石方，设计循环进尺0.8米。上台阶开挖后立即进行支护，支护完成后才能进行下台阶开挖。下台阶开挖利用上台阶开挖形成的临空面，周边预设隔振槽由上至下逐层开挖，设计循环进尺1.5米。BHDK581+475～BHDK581+484，长9米，为冉家浩隧道明洞开挖段，为防止爆破飞石危及既有线安全，采用非爆破开挖。因既有皇泽寺隧道和冉家浩隧道在此段有较大高差，施工中为防止机械倾覆和开挖中石方坠落，设置防护排架和防撞墩以保证既有线运营安全，同时作为进口段隧道暗洞非爆破开挖防护措施使用。

3.4微振控制爆破施工

冉家浩隧道临近既有线皇泽寺双线隧道，掘进中爆破产生的振动对其构筑物有较大影响，开挖爆破要求高，施工难度大。如何有效控制爆破振动速度，减小对既有隧道的影响，是冉家浩隧道施工的技术难点，精心设计掘进方案则是本次施工的技术重点。

针对隧道的工程地质、地形条件、既有皇泽寺隧道和皇泽寺国家级文物保护以及工程质量的要求，隧道开挖爆破应达到如下要求。采取必要的有效技术与工程措施，使隧道开挖爆破产生的个别飞石不致飞出洞口外，且削弱爆破空气冲击波的强度，将爆破振动强度控制在安全允许的标准范围内，以保证被保护对象和洞外的人员的安全。

冉家浩隧道在BHDK581+514～BHDK581+560，BHDK581+640～BHDK582+361区段采用微振控制爆破方法开挖，并且为了最大限度地降低开挖爆破振动，选用数码电子雷管实现逐孔毫秒延迟起爆，所有爆破炮孔直径选取为=40mm。

3.4.7.2 微振控制爆破的具体技术措施

A开挖爆破的设计思路

在BHDK581+514～BHDK581+560，BHDK581+640～BHDK582+361段采用三台阶微振控制爆破进行施工。由于该区段内的围岩等级和隧道与既有皇泽寺隧道、皇泽寺保护区的距离不等，为减弱以至消除隧道掘进爆破对既有隧道和皇泽寺保护区安全的影响，保证围岩的稳定，在该区段的不同具置分别采用有针对性的微振控制爆破方式进行隧道开挖。由于掘进爆破采用数码电子雷管，其最小延迟时间间隔为1ms，可实现爆破工作面所有炮孔的逐孔毫秒延迟起爆，一次爆破的最大单段炸药量完全能够控制在1.5kg以内，隧道在BHDK581+715～+760及BHDK582+082～BHDK582+280区段采用中心大直径空孔直眼掏槽微振动掘进爆破方法开挖时，周边采用光面爆破技术，在减少超欠挖、保证开挖边界平整和光滑的同时，能够减弱爆破作用对围岩的扰动，保证围岩的完整性和稳定性.隧道在BHDK581+514～BHDK581+560及BHDK582+280～361区段采用周边预凿隔震沟的侧向临空面微振动爆破方案，隧道上台阶周边是使用长管棚钻机进行钻孔以设置隔震槽，上台阶开挖即是以此作为临空面爆破。每个炮孔内使用1个数码电子雷管起爆，为避免相邻炮孔爆破产生的地震波相互叠加而形成较大的地震效应，孔间延迟时间选取为5ms，各炮孔由隧道临近既有线周边开始向内、且由下向上逐孔顺序起爆，所有炮孔采用串联连接，上台阶掘进爆破的炮孔起爆.周边隔震槽的中心大直径空孔直眼掏槽微振动爆破方案设计。