铁路隧道工程施工方案(6篇)
时间：2024-07-23
时间：2024-07-23
关键词：对外运输；交通条件；运输方案
中图分类号：U115文献标识码：A文章编号：1006―7973（2016）02-0050-02
1施工运输任务与特点
三峡工程正常蓄水位175m，坝顶高程185m，需混泥土总方量2820万m3。在三峡工程17年施工期间，需从外地运进各种物资材料设备4025万t，其中：商品材料1350万t，砂石料2675万t（天然砂石料1093万t，人工砂料1582万t）。高峰年运输量424.5万t（商品材料160.4万t，人工砂石料264.1万t）。并有直接施工的人员交通1971.0万次，高峰期每月达6000人次。客运估计每月单程3000人，往返6000人，总客运量1971万人次。
在1350万t商品材料中，重大件运输量总计约4万t，其中：200t以上水轮发电机重大部件和变压器2.32万t，超限界（宽高5.1m以上）的金属结构大件1.68万t，铁路、公路均不能承运，所以只能水运。
2工程修建前的交通条件
宜昌的水运、公路、航空设施，在二十世纪七十年代葛洲坝枢纽工程建设时已经形成交通网络：
2.1公路
宜昌至三峡工地约40km为崇山峻岭地段，交通设施简陋。
在左岸仅有一条葛洲坝至陡山沱三级公路，全线翻山越岭总长29km，标准很低。
从陡山沱至坝址下游的乐天溪距离3.2km，原为5至6m宽的乡村道路，1986年开始改扩建为路面宽12m，路基宽14m的超二级公路。并在乐天溪河口架设了一座钢筋混泥土大桥。乐天溪桥桥西至左岸电站厂房长9km，区域为三峡工程工区。右岸无现成道路。
三峡工程准备工程开工以来，进三峡的机械设备和大批量各类物资，绝大部分都是从险峻陡峭的宜莲公路拉进去的。时任总理1994年12月14日在坝址中堡岛宣布三峡工程正式开工后，宜莲公路承受的运输压力迅速增大，日均通车高达3000多辆，堵车严重，交通事故频繁。短短的40km路段，原本2小时内抵达却因赛车或交通事故延续半天甚至一天。
2.2铁路
国家铁路干线已通至宜昌，并经葛洲坝工区外缘延伸到小溪塔和官庄。
2.3水运
水路十分便利，三峡工程水运条件优越，长江水运上通重庆，下达武汉和上海。葛洲坝至三峡坝下杨家湾航程34km，为葛洲坝库区的深水航道，航道宽度在200m以上，石排湾最小弯道半径500多m，可通万吨船队。
3对外交通运输方案
三峡工程对外交通运输方案是指宜昌至坝址的交通运输方案。三峡工程规模巨大，施工任务艰巨，工期紧迫，设备器材多，运输量大，为此，对外交通方案是关系到整个工程能否如期建成提前受益的关键问题。根据当时国家经济发展水平，施工队伍技术装备条件，多年来反复比较过多种方案：
3.1八十年代
由于当时交通条件，国内国外大中型水电工程施工都以铁路运输、三峡地区水运条件优越等因素，长江水利委员会提出的《可行性研究报告》、《对外交通运输方案研究报告》和“加拿大扬子江联合企业（CYJV）审查对外交通运输方案结论”等讨论对外交通运输方案中，分别提出了铁路为主，辅以公路和水路方案，或公路为主，辅以水路方案，或水路为主，辅以公路运输方案，三个方案长期争论难以定案；
3.2九十年代
问题出现了转机，在我国出现了封闭式高速公路，从根本转变公路运输的形象，使水电工程开始重视公路运输。
三峡工程对外交通运输方案又进行了大量方案设计论证工作，集中为：公路为主，辅以水运或铁路为主，辅以公路和水路运输两个运输方案。赞成长江水利委员会的《长江三峡工程初步设计对外交通运输方案专题研究报告》的结论：公路为主的铁路为主的两个方案作为三峡工程对外交通运输方案，在技术上是可行的，多可满足三峡工程对外交通运输的要求。但两者在建设条件和运营条件及经济比较等方面差别是明显的。公路为主方案总费用比铁路为主方案总费用省4.4亿元；施工工期公路比铁路短1.5年，能更好适应加快三峡工程建设提前发电的需要；铁路为主方案多一条铁路，多一个运输渠道，但总的年运输能力比不上高等级公路的通过能力；公路为主方案运营条件好，但与长远结合，铁路专用线三峡工程竣工后，用途不大。因此，不赞成铁路为辅以公路和水路的方案，建议采用以公路为主，辅以水运的方案。
3.3国务院三峡建设委员会决策
经过十多年的研究，特别是认真听取了三峡工程施工重大技术方案专家座谈会和国务院三峡建设委员会办公室召开的三峡工程对外交通运输方案专题审查会，“建议采用公路为主方案，并尽快实施”的意见。国务院三峡建设委员会在1993年3月11日最后决策，“采用高等级公路为主，辅以水路的运输方案，并付诸实施”。
4对外交通方案的实施
以公路为主、水路为辅的三峡工程对外交通运输方案，包括：专用公路一条，在坝区与江峡大道相接，至宜昌市沙河与汉宜高速公路相接。起始点从宜昌夜明珠开始，至大坝工地止；专用港口两个，在大坝下游右岸修建杨家湾专用港口，在左岸修建坝河口重件码头；跨江桥一座，在船闸引航道段横跨长江修建西陵长江大桥。这四个部分的工程在坝区贯通一气，便能将水路两路的物资已及时有序地运到工地。
4.1三峡专用公路设计
根据对外交通运输方案要求；专用公路将承担三峡工程施工期运输总量达2652.3万t，占总运量的65.9%，并负责90%以上的客运任务，公路运输的最大年运输量为426万t。专用公路全线总长28.66km，设计标准为为4车道山岭重丘准一级全封闭汽车专用公路。桥梁的设计荷载为汽车-36级，验算荷载为2000KN平板车组。设计交通量9000车次/昼夜和900车次/h。
专用公路设计中大量采用新设计、新工艺，它的设计和施工代表了当时的国内的先进水平。
黄柏河特大桥和下牢溪大桥（>100m），结构形成基本相同，主跨均采用上承式倒悬链无铰钢管混泥土供，净跨160m，净失高32m。两桥设计新颖，采用9项新技术、新材料、新工艺在同类型桥梁中属全国之冠。
莲沱特大桥主桥采用38+114+38m中承式钢管混泥土连续拱，竖转合拢，用全桥通预应钢索平衡水平推力，构思独特，造型优美。钢管拱表面防腐采用热喷铝长效复合涂层。
乐天溪特大桥预应力采用无粘结工艺，纵向受力普通钢筋采用冷挤压接头。全线桥面铺装采用C50钢纤维混泥土，全线T梁采用部分预应力理论设计。
隧道采用新奥法原理设计施工。木鱼槽隧道，仙人溪2号隧道选用射流风机，诱导式纵向通风。隧道照明采用高压钠灯、新光源、新灯具、发光效率高、透雾能力强。隧道内设工业摄像机构成闭路电视系统，隧道外设中央控制室，可实时接收洞内的火灾探测器、手动报警器组成的火灾报警系统。
4.2三峡专用公路施工
三峡专用公路沿途跨许多溪涧，穿过很长的不良地质段，其中桥梁隧道总长11千米，约占公路总长的40%。由于沿路的地形、地质条件复杂，造成施工难度很大，有三个显著特点。
第一个特点是桥梁、隧道多。全线有特大桥4座（黄柏河特大桥、下牢溪特大桥、连托特大桥、乐天溪特大桥），总长1297.8米；另有大桥7座，总长1276.54米；中桥23座，总长1218，34米。双管隧道5座，以单管计算，总长14634.29米。其中仙人溪一号隧道为短隧道；仙人溪二号隧道为长隧道；渣盐山隧道为中隧道；天柱山隧道为长隧道；木鱼槽审于带为特长隧道，是目前国内高等级公路中最长的隧道。这些隧道主要集中在仙人溪至莲沱范围内，隧道一个接着一个，构成公路中西游的隧道群；且与桥梁项链，出洞即过桥，过桥又进洞，洞桥相接，密集很大；最长的木鱼槽隧道出口与天柱山隧道进口仅相距30多米。
第二个特点是桥梁设计新颖，多彩多姿。莲沱特大桥在桥梁建筑上的学名叫“中承式钢管混泥土拱桥”，两个墩台之间的主跨有114米。它位于西陵峡左岸支流――磨刀溪入江处，桥身造型像一只桔红色的彩蝶展翅飞舞。黄柏河特大桥和下牢溪特大桥是“上承式钢管混泥土拱桥”，主跨度均为160米，这两座拱桥位于三游洞风景区附近，宛如一对孪生银龙，飞跨在百丈绝壁之上，十分壮美。这3座拱桥主跨结构都是钢管内灌注混泥土。钢管、混泥土这两种材料扬长避短，最大限度地发挥出材料的潜力。全线桥面及部分路面采用钢纤维混泥土新型路面结构。这些桥梁创造了许多目前国内同类型桥梁之最。
关键字：长大隧道，隧道通风，新通风技术
中图分类号：U45文献标识码：A
近年来，我国铁路交通事业发展迅猛。隧道建设中，通风方案的好坏及运营效果的优劣都将直接影响到隧道的施工及救灾。我国也逐渐重视铁路隧道的通风设计问题。
工程概况
北天山隧道全长13.6公里，是精伊霍铁路的头号控制工程，也是我国目前在建的铁路特长隧道之一。隧道地处天山深处，地势险峻，地质复杂，埋层深。由于受客观地理条件的限制，建设者在隧道内无法设置斜井或竖井辅助施工，只能分别从两头掘进。担负隧道出口施工任务的中铁十七局集团克服困难，独头掘进达6805米，这在铁路长大隧道施工中是少见的。
石太铁路客运专线是我国第一批开工建设的客运专线，是一条集新技术、新工艺、新设备于一体的跨世纪高新技术系统工程，修建石太客运专线，与既有铁路实现客货分线，新线输送旅客设计时速每小时达250公里，太原至石家庄间的旅行时间缩短至一小时以内，将大大提高与高速公路竞争的能力。客货分线后，可充分释放石太既有线的货运能力，对提高交通运输质量、满足社会发展对运输的需求、推动沿线区域经济以及区域国土开发起到十分重要的作用。
石太客运专线专线将建隧道32座，隧道延展长度74.58公里，占新建铁路长度的45.9%。其中，太行山、南梁隧道是该线的重点工程项目。
太行山隧道长约27.84公里，设计为双洞两条单线隧道，左线隧道长27.839公里，右线隧道长27.848公里，是目前我国在建高速铁路最长的山岭隧道之一，隧道穿过太行山山脉主峰越宵山。
南梁隧道长约11.53公里，其中包括双线隧道长5.315公里；喇叭口过渡段隧道长0.48公里；左单线隧道长5.731公里，右单线隧道长5.743公里。
铁路隧道运营通风方式
机械通风
利用风机通风，一般采用纵向通风方式。机械通风设备主要包括风机、动力设备、通风机房、通风道和帘幕等。帘幕一般用于长大隧道通风，用信号控制其启闭装置，如采用与车站闭塞信号相联锁，确保行车安全。
特别长的铁路隧道通风，由于受到机械通风风速以及列车通风隧道的间隔时间的限制，要在行车间隔时间内排除隧道内聚集的污浊空气，一般采用分段式通风。
自然通风
铁路隧道由于洞内和洞外的气温不同，空气密度因此有差别，另外隧道两端洞口海拔高度不同，会产生气压差，从而引起隧道内空气的流动。尤其在列车通过长大铁路隧道时，会产生同列车运行方向相同的气流，即活塞风等。这些因素都会引起隧道内空气流动，通常称为自然通风。一些略短的隧道利用自然通风，一般有可能达到隧道运营通风的要求。
三、良好通风的重要性
1、稀释氮氧化物，以保证环境标准
铁路隧道通风的基本任务是采用安全、经济、有效的通风方法，供给隧道足够的新鲜空气，稀释和排除有毒有害气体和矿物尘埃，调节隧道内气候条件，以防止各种伤害和爆炸事故的发生。而为了保证通风按设计的线路流动，使各个通风地点得到所需要的风量，就必须在某些巷道中设置相应的通风设施，对风流、风量进行控制。
2、排除烟雾，用于火灾防排烟
铁路隧道通风技术可以有效预防灾害的发生，灾害一旦发生，通风技术又是控制、缩小、消除灾害必不可少的方式方法。因此，铁路隧道通风系统应该具有较强的防灾、抗灾能力，在灾变时应有利于控制和缩小施工的危害程度与范围，有利于救灾，救人，符合我国以人为本的国策。
太行山、南梁隧道地质情况复杂，不但要通过4478双延米的膏溶角砾岩及岩溶、岩爆和富水构造带及黏土、新老黄土等特殊地层，而且还相互毗连，两座隧道累计长度接近40公里，需在隧道内进行防灾救援模式、运营通风与防灾通风、火灾预警系统和控制系统等特殊设计。
铁三院工程技术人员为保证太行山、南梁隧道工程质量的百年大计，结合工程实际和设计需要，先后对《膏溶角砾岩工程特征及隧道结构与施工安全对策研究》、《客运专线单双线隧道渐变段结构型式研究》、《特长隧道防灾救援、安全疏散及通风技术研究》等课题进行研发，并获准作为2006年铁道部重大科技开发计划项目。
铁三院在《特长隧道防灾救援、安全疏散及通风技术研究》课题中，提出了“以防为主，防消结合，方便自救，快速疏散”的防灾救援原则，率先在铁路特长隧道内引入“紧急救援站”的设计理念。当列车意外发生火灾事故后不能及时驶出隧道时，列车可停靠在一个疏散条件完善的救援站。“紧急救援站”设有防灾通风设施，满足旅客在隧道内需要的新鲜空气，达到保护旅客、降低事故损失的目的。铁三院开发的《特长隧道防灾救援及安全疏散模式标准》、《特长隧道运营通风及防灾通风技术标准》阶段技术成果，已通过铁道部专家评审，填补了我国铁路特长隧道防灾救援、安全疏散、运营通风及防灾通风等技术领域的空白，为特长隧道的安全设计、运营管理、防灾救援、通风组织等，提供强有力的技术和理论支持。
长大铁路隧道通风设计分析
射流风机喷射角度对隧道轴线风速的影响
射流风机是一种特殊设计的轴流风机，风机出口的气流平均速度30m/s左右。
由于烟尘的密度大于空气的密度，集中在隧道横断面中下部。为了改善隧道内空气的空气质量，应尽量提高隧道路面空气的流动速度，这就是需要射流风机出风口与隧道轴向呈一定夹角。
检测通风效果
通风效果的检测是对竣工运营后的隧道通风状况进行实地检测。其最大困难在于设计交通工程的组织以及灭火排烟时效果的检验。成功的通风效果检测，不仅仅是对通风方案有一个实际的考察和评估，而且会为通风控制方案的完善提供有用的帮助。
通风管理措施
4.3.1成立以项目经理为中心，由安全员、通风管理员、通风检测员参加的通风管理机构，负责通风系统各种设备的管理和检修，督促严格按既定的通风方案实施、操作，不得走捷径，不得图省事。
4.3.2通风检测员应定期测试洞内风速、风量、气温、气压、瓦斯浓度等，并做出详细记录，及时反馈到现场主管人员并采取相应必要的措施。
4.3.3通风机应装有保险装置，当发生故障时应能自动停机，且通风机应有适当的备用数量。
4.3.4如通风设备出现事故或洞内通风受阻，作业条件太差，所有人员应撤离现场，在通风系统未恢复正常工作和经全面检查确认洞内已无有害气体之前，不得进入洞内。
长大铁路通风新技术
中铁十七局集团在精（河）伊（宁）霍（尔果斯）铁路北天山隧道掘进中，总结开发出的“超长距离通风技术”，实现了多公里独头掘进无障碍通风，创铁路隧道长距离通风之最，被专家们称为“长大隧道通风技术的重大突破，在全国同行业处于领先水平”。
由于隧道独头掘进距离长，给施工通风带来很大的困难，施工中，如果隧道里的粉尘和烟雾，不能及时排出，将严重威胁到职工的身体健康和工程的进度，针对这些问题，该集团指挥长张秋生率领有关人员钻入大山深处，进行隧道施工长距离通风试验。
经过多次艰难的技术攻关，他们总结开发出“超长距离通风技术”。这种通风技术的最大特点就是采用改变风向和风速的原理，迅速将隧道里的污浊空气排出洞外。
专家们称，此项技术的发明，是对长大隧道施工通风技术的一大贡献，开创了铁路长大隧道施工长距离通风的新纪元。
结束语
随着隧道施工技术和井巷工程技术的不断发展，其施工通风技术也在不断提高并向着综合通风技术的方向发展。其不断发展还涉及相关技术的提高和完善，涉及设备专业去进一步研究开发更好的通风设备和配套设备，使通风技术在理论上通俗易懂，在实际操作中简捷方便，并且能够合理使用和配备资源与设备，使隧道与地下工程出现更多的绿色环保工程。
参考文献：
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[3]苏立勇.铁路隧道通风设计问题分析[J]，现代隧道技术，2005.05
浅埋出入口通道交叉段地震动力特性及稳定性分析
消息
南水北调西线超长隧洞TBM施工通风方案研究
盾构切削刀具的布置规律及优化研究
北京地铁区间大盾构先行浅埋暗挖法扩挖车站致险因素与对策
砂卵石地层大直径泥水盾构刀具配置适应性分析
单列列车通过无辅助坑道长大铁路隧道时空气阻力计算方法研究
大跨度地下厂房岩锚梁结构施工过程受力与变形计算和监测分析
隧道洞口围岩稳定型变形的非线性回归分析
南京四桥南锚碇深基坑施工安全监控研究
复杂环境条件下盾构接收井的设计
隧道仰拱全幅施工技术
重庆轨道交通暗挖大跨及重叠隧道施工技术
建筑密集地区浅埋双线铁路隧道施工变形控制技术
盾构模拟江底掘进接收技术
山岭隧道施工通风方式的发展
霞浦铁路隧道在断层破碎带中的施工技术
钢筋套筒连接技术在宝台山铁路隧道中的应用
膨胀土隧道仰拱施工技术
盾构隧道施工风险与规避对策
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“中国中铁一号”盾构通过科技成果鉴定
高速铁路深埋黄土隧道变形模式及锚杆作用机理研究
中天山隧道TBM施工同步衬砌模板台车喜获国家专利
关角隧道施工通风斜井分隔技术研究
中国中铁列2009中国上市公司100强第7位
中国中铁世界500强排名大幅跃升
软岩超浅埋近接跨越既有隧道地层变形分析
中铁一局承建的国内首例长距离超近距重叠隧道胜利贯通
山岭隧道地震反应的几个特性
对地铁基坑混凝土支撑轴力监测精准性的探讨
岩溶发育机理研究在隧道岩溶超前预报中的应用
乌鞘岭特长隧道排水系统设计
大直径泥水盾构复合地层进仓技术比较与应用
中铁隧道集团狮子洋项目勇夺国际项目管理大奖银奖
超浅埋隧道下穿高速公路、国道施工技术研究
小半径曲线地铁隧道盾构施工技术
南京云锦路电缆隧道盾构掘进技术
含孤石软弱围岩浅埋隧道施工方法
台湾海峡海底铁路隧道建设方案
我国修建跨海峡海底隧道的关键技术问题
陕西引红济石调水工程Ⅳ标TBM成功始发
隧道施工时探查、预报断层、岩溶、地下水的技术新进展——将隐患变成明示,将危险消灭在发生之前
高速铁路隧道全断面预加固技术的应用研究
中铁五局彭武高速公路中兴隧道左线主体完工
分离式车站洞桩法施工地层变形规律分析
宝成铁路新109隧道贯通
基于地层结构法的傍山路段棚洞结构设计
公路隧道全射流通风压力坡度的现场测试
对隧道快速出碴运输机械配套原则及合理方式的探讨
中铁隧道大伙房输水二期工程四标隧洞全线贯通
郑西铁路客运专线函谷关隧道顺利贯通
对土工标准击实试验中几个问题的探讨
武汉长江隧道管片接缝防水密封垫设计与试验研究
宜万铁路野三关隧道Ⅱ线胜利贯通
中铁隧道集团成功破解TBM掘进与衬砌同步的世界性难题
公路隧道低压配电系统的保护方式
（杭州地方铁路开发有限公司浙江杭州310007）
【摘要】以杭州地铁1号线盾构隧道下穿沪杭高铁高架桥为例，探讨类似工程从设计到施工诸阶段中的关键控制问题，提出相应措施，优化方案，从而最大限度地保证高速铁路的运营安全。
关键词沪杭高铁；盾构穿越；工程管理
Explorethesubwaytunnelthroughhighironbridgeacrosstheengineeringcontrolproblems
YuGen-miao
（Hangzhoulocalrailwaydevelopmentco.，LTDHangzhouZhejiang310007）
【Abstract】WearinHangzhouMetroLine1Shanghai-Hangzhouhigh-speedrailshieldtunnelundertheviaduct，forexample，toexploresimilarprojectsfromdesigntoconstructionofvariousstagesofthekeycontrolproblems，proposeappropriatemeasurestooptimizetheprogram，toensuremaximumoperationalsafetyofhigh-speedrail.
【Keywords】Shanghai-Hangzhouhigh-speedrail；Shieldcrossing；Projectmanagement
随着我国经济建设的迅猛发展，我国的经济水平已跃居世界前列，同样，我国的基础设施建设也得到了举世瞩目的发展。当今世界除了少数发达国家运营着为数不多的高速铁路外，其余国家尚未开展高速铁路建设和运营。随着我国经济实力的日渐雄厚，经过几代铁路人的不懈努力，目前，我国无论从高速铁路的运营里程还是关键技术，我们已经把世界上的其他国家远远地甩在后面。随着运营里程的井喷式增长，高速铁路不可避免地会出现与其他交通方式交叉的问题。由于高速铁路运营速度快，是普通铁路运营速度的两到三倍，且又是无砟轨道，高速铁路结构的变形要求非常之高，变形量的控制往往是在毫米级别，这对下穿高速铁路结构的设计和施工提出了极其严格的要求，同样也对我们管理这些项目提出了近乎苛刻的要求。根据路线规划，杭州地铁1号线在沪杭高铁余杭站交叉，高铁建设时预留了地铁隧道的穿越空间。即便如此，在浙江省，地铁隧道穿越营运高铁尚属首例，没有在周围地区可借鉴的经验。但是地铁建设势在必行，这个难题必须克服，我们就是在这样的背景下开展这个项目的建设和管理的。经过参建各方的共同努力，我们顺利地完成了这个使命，地铁隧道安全通过沪杭高铁，目前已运营了相当一段时间，各种数据都证明了这次建设管理是相当成功的。作为这个项目的主要建设管理者，以下是我就这个项目的建设管理经验的粗略总结，尤其是此类项目中的关键控制问题和对策，与各位同行分享。
1.工程概况
1.1杭州地铁1号线下穿沪杭高铁余杭南站工程概况：
（1）杭州地铁1号线乔司北站~临平高铁站区间隧道下穿沪杭高铁，隧道左线与沪杭高铁下行线交叉里程为下行K141+999.131，隧道右线与沪杭高铁下行线交叉里程为下行K141+982.252，隧道左右线穿越里程为左K37+410.91~左K37+455.91、右K37+423.16~右K37+468.16，埋深为11.82m。隧道左线距离沪杭高铁西侧承台桩基最近净距为7.7m，隧道右线距离沪杭高铁东侧承台桩基最近净距为5.1m。
（2下穿段高架桥上设2条正线、2条站线及2座站台；下部桥梁及基础承台独立。邻近隧道右线位置的高架桥桥墩中心里程为DK142+824.605，承台顶面在地面以下约0.5m；承台基础为钻孔灌注桩，通长配筋，直径1.5m，正线下方桩长69.5m，站线下方桩长71.5m，正线和两侧站线钻孔桩数量分别为8根和12根。邻近隧道左线位置的高架桥桥墩中心里程为DK142+888.605，桥墩高10m，正线下方桩长68.5m，站线下方桩长70.5m。地铁隧道穿越平面图如图1所示。
1.2工程特点。
（1）下穿段两侧沪杭高铁高架桥桩基密集，盾构先后两次近距离侧穿沪杭高铁高架桥桩基，盾构隧道外边缘与高铁桩基最小净距左线仅6.16m、右线仅5.19m。沪杭高铁桩基变形控制要求极高，必须研究加固措施以确保地铁盾构穿越期间和运营后的高铁安全。
（2）地铁隧道的穿越土层主要以粉砂、砂性粉土为主，该土层渗透系数大，地下水含量丰富，易产生液化、流砂及涌水现象，盾构掘进施工中极易发生流土、引起过大地层损失及位移从而影响高铁运营安全。
2.管理思路的确立
2.1要保证地铁隧道安全穿越高铁高架桥，保证高铁在地铁隧道穿越期间和长期运营期间的安全，需要研究解决的问题主要有以下几个方面：
（1）研究是否需要采取加固措施和采取怎样的加固方案。
（2）研究加固方案对高铁桩基的影响和需要采取的控制措施。
（3）研究地铁盾构穿越期间对高铁桩基的影响和需要采取的控制措施。
（4）研究地铁长期运营对高铁桩基的影响。
2.2按照以往的管理思路，作为代建单位，我们介入项目管理的时间往往是在施工图设计阶段以后，但是由于本项目牵涉到高铁运营安全，是浙江省首例地铁隧道穿越高速铁路的项目，无任何先期管理经验可借鉴，安全上哪怕是一丁点儿的风吹草动都有可能成为牵动全局的事件，因此，经过研究，我们扩展了管理思路，决定提前介入项目的建设管理，即从设计方案确定阶段就开始介入，实行全阶段管理。这样的思路是对以往工作思路的创新，也是值得一试的更科学的管理模式。
3.设计方案的确定
3.1根据上面确定的工作思路，我们全程参与了设计方案的确定过程。咨询单位对地铁隧道穿越该处高铁的全过程和后期运营进行了数字化模拟分析。分析结果是：由于该处地质情况良好，地铁隧道通过管片加强后可以满足地铁长期运营的要求，在土体变形稳定后可保证高铁运营安全。但是，由于现行的地铁盾构施工方法必然会引起一定量的地层损失，在地铁隧道穿越期间会对高架桥桩基产生一定的影响，变形超过了桩基的变形允许范围，因此必须采取加固措施以控制土体变形在可控范围之内。
3.2根据以上结论，咨询单位提出了两种加固方案，一种是地铁隧道全断面注浆加固方案，另一种是刚性桩隔离方案。这是两种截然不同的加固思路，前者是通过提高穿越区域土体本身的强度来减少盾构穿越带来的土体变形，同时也减弱了地下水的影响。后者是通过设置刚性隔离墙来隔离变形区域，将主要变形控制在盾构穿越区域，土体重分布产生的外力由刚性隔离体承担，确保桩基不变形或变形甚小以控制桩基的变形在可控范围之内。前者方案虽然对地下水控制较好，但是由于穿越土层本身强度较高，且土体的变形是连续的，不能很好地控制盾构穿越地层损失带来的较大变形，桩基变形的控制存在一定的不确定性。而且即使是设计满足了要求，注浆施工的不均匀性也是一个难以控制的因素。相反，刚性隔离的方案是通过刚性体承担主要变形，尽管隔离体内部可能存在较大变形，但是隔离体之外的变形却是微乎其微。数字模拟分析也充分证明了这一点。因此，经过专家和参建各方充分论证，采用了刚性隔离的方案，即在地铁隧道穿越段桩基影响范围内采用钻孔灌注桩排桩隔离。这样，方案前期研究阶段的关键问题得到了圆满解决。
3.3根据上述确定的加固方案，设计单位进行了细化设计，主要表现在以下三个方面：
（1）为了增加隔离体的整体抗弯刚度，在两排钻孔灌注桩的桩顶增加了压顶梁，并在两排桩之间增设了横向钢筋混凝土支撑，将两排桩组成一座门字架，抗变形性能大大增强。
（2）为了隔断隔离体内外的水体互渗，降低盾构穿越期间的水害风险，在刚性桩的内侧增设了两排高压旋喷桩隔水帷幕。
（3）为使整个加固施工和盾构穿越阶段高架桥桩基的变形始终处在可控的范围内，同时也为了防止施工意外，设计提出了一整套完整的变形监测方案。
4.施工组织中的关键问题和对策
4.1方案阶段的前期参与和研究让我们深刻理解了设计意图，对后期的施工管理起到了很好的承前启后的作用。我们要指导的是两家不同的施工单位，一家是加固措施施工单位，另一家则是地铁隧道施工单位。首先是加固措施施工单位，他们工作质量的好坏直接影响到下一阶段地铁隧道穿越施工。加固质量的好坏是整个项目成败的关键所在。他们能否做好关键是他们对本项目设计意图的理解和关键部位的把握。在我们的指导帮助下，施工单位在全面研究了设计文件后很快理解了加固目的所在，并牢牢地抓住了核心问题，并加以认真解决落实，主要表现在几个方面：
（1）理解施工顺序问题。必须是先施工钻孔灌注桩，再施工高压旋喷桩隔水帷幕，然后才是其他附属结构的施工。
（2）钻孔灌注桩施工的重点问题是泥浆配比。泥浆护壁的成败是钻孔桩施工成败的关键。孔壁的坍塌和孔壁土的流失都会造成桥墩桩基周围土体的大量流失，造成桩基偏载而引起过大位移影响高铁运营安全。因此，泥浆配型乃是重中之重。在施工过程中，施工单位经过多次实地采样进行泥浆配比试验，直到试验成功率达到100%才最终定型。这样就确保了每根桩都不出现坍孔现象，钻孔灌注桩施工顺利完成。
（3）高压旋喷桩的施工。隔水帷幕之所以选择在钻孔灌注桩内侧是因为钻孔灌注桩可以最大程度地隔离旋喷桩施工期间高压带来的影响，因此，它的施工必须在钻孔灌注桩完成以后混凝土达到一定强度后方能实施，同时应严格控制压力。施工中，施工单位充分实现了这个设计意图，并采取了跳打方案，配合第三方监测随时调整注浆压力，在压力减小的地方进行了补桩，在保证隔水帷幕完整性的同时也保证了高铁桥墩的变位处在监测报警允许值范围之内。
（4）严格执行监测方案，实行第三方监测反馈制度。针对本次加固施工，设计提供了一整套严密的监测方案，包括监测方法和变形控制数据。我们除了要求施工单位自行监测外还聘请了具备相应资质的第三方专业监测机构。他们根据设计提供的监测方案，经现场考察后提出了更为实际的、更易操作的实施方案。这个方案包括两个过程的监测，一是加固施工期间的监测，用以指导加固施工；二是地铁盾构穿越期间和穿越后数据收敛期的监测，用以指导盾构穿越施工控制。加固施工期间，这些监测数据很好地指导了施工参数的控制，尤其是高压旋喷桩施工后期，随着帷幕的形成，注浆压力的轻微变化也会引起监测数据的改变，施工单位随时调整压力并及时补桩，很好的保证了帷幕的完整性，后来的取样试验有力地证实了帷幕的施工高质量，起到了应有的隔水效果。
4.2在前一阶段加固施工保质保量完成的前提下，我们也加强了对地铁施工单位在地铁盾构穿越高铁施工期间的管控。我们同样组织地铁盾构施工单位深入理解设计方案，抓住关键问题，编制专项施工组织设计，针对这些问题提出相应的措施，并不折不扣地加以执行。盾构穿越施工期间主要是盾构掘进参数和注浆参数在第三方监测数据的指导下不断调整的问题。针对这个问题，我们成立了地上与地下的联动机构，穿越期间保持不间断通信联络，随时将地面监测数据反馈给盾构施工单位，随时调整各项参数，严格控制盾构机掘进进度。由于加固体施工质量上乘，很好地起到了隔离作用，地铁盾构整个穿越期间高架桥桥墩变化甚微，均在变形控制值范围以内，盾构两次穿越都顺利通过。盾构穿越后，按设计要求，监测机构继续对桥墩实施了两个月的监测，未见明显变化，说明此次地铁盾构穿越高铁的加固和穿越是相当成功的。
5.小结
5.1这次实践，我们经受住了严重考验，在省内开了地铁隧道安全穿越高速铁路的先河，对今后的类似工程有比较大的借鉴意义。作为建设方，在建设管理方面，我总结了以下几个方面：
（1）创新了建设管理模式，建立了全过程管理模式。这样的管理模式在重大项目和复杂项目的管理中可以起到事半功倍的效果。在本项目中，我们的提前介入让我们清楚地掌握了项目的关键点，避免了在大方案意见上的分歧与反复，在后来的施工管理中，我们轻车熟路，让施工单位很快掌握了项目的关键点，从而制定相应的应对措施，针对性强，执行效率高。
（2）开辟了与高铁交叉项目的管理先河，积累了此类项目的管理经验，在实践中掌握了大量有用数据，这些数据可以用来指导此类项目的相关实践，具有重大借鉴意义。
（3）初步掌握了此类项目技术管理的关键问题，初步形成了针对此类问题的解决方法和应对策略，可以大大提高此类项目的管理效率。
关键词：黄土隧道下穿铁路施工技术
中图分类号：U44文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0052-02
高桥隧道位于陕西潼关，全程1450m，开挖断面172m2，为双线黄土隧道，隧道进口处与南同蒲线相隔，出口处位于磨沟右岸陡坡，下穿南同蒲线和磨沟大桥连接，交通十分不便。在高桥隧道下穿南同蒲既有铁路的施工中，施工人员将双层支护形式的双侧逼到洞开挖法优化为双侧支护形式的弧形导洞三台阶七步开挖法，并结合仰拱与二次衬砌紧跟法，科学的解决了施工进度与安全间的矛盾。本文以该工程为例，分析了浅埋大断面黄土隧道下既有穿铁路的施工技术，希望能对广大同行提供借鉴。
1确定下穿方案
高桥隧道下穿段埋深较浅，和南通莆铁路的相交角度较小，施工长度较长，且该段位于小半径曲线与傍山深路堑内，左侧为五级高边坡，偏压严重，设计方案一直在优化。
1.1原设计方案
高桥隧道出口DK349+410～+500为V级围岩，下穿同蒲铁路段，采用弹孔跨度64m的八七铁路应急抢修钢梁架空铁路，将梁置于隧道开挖轮廓外的群桩基础上，在架空线路的情况下以双侧壁导洞法暗挖通过，既有铁路以15km/h的最大速度维持运行。初期以0.35m厚度喷混凝土层支护，以1榀/0.6m的间距全面铺设I25a钢架；二次衬砌采用0.8m厚的钢筋混凝土结构。
1.2最终优化方案
超前支护：采用Φ159管棚进行洞内超前支护，并往钢管内压注水泥浆。于管棚拱部120°范围内铺设Φ159钢管，每根钢管长100m，壁厚6mm，环向间距20cm。自DK349+407处做至DK349+507段。
初期支护：采用双层支护，初期支护采用全断面喷射0.35m厚的混凝土，在拱墙上挂Φ8钢筋网，网格间距为20cm×20cm，于全断面设I25a钢架，间距2榀/米，于边墙设常4m的Φ22砂浆锚杆，间距1m，梅花形分布；初期支护，于么分布隧道两侧钢架的分节处设置4根4m长Φ2锁脚锚管，并在上台级二次支护钢架拱角处埋设两根3.5m长的Φ42锁脚锚管；二次支护为0.25m厚度C25喷混凝土，于全断面设I20a型钢，间距0.6m/榀，以Φ42钢管连接钢架，环向间距为1m，并设双层Φ8钢筋网片，间距20×20cm。
二次衬砌：使用0.5m厚的钢筋混凝土，并于内外侧每处布置两根2Φ25@200mm主筋。
管幕工作室地段的施工：于DK349+399～407段作管幕工作室，长8m，工作室比隧道扩大0.8m，在施工前先对120m内的铁轨进行每侧以7扣P50轨加固。管幕工作室的原设计为双侧壁导洞法开挖，但由于双侧壁导洞法有初期支护，支撑处难以进行施工，且双侧壁导洞中部接近7m的开挖高度远大于管幕工作室所需的5m。因此，为保证施工安全和施工进度，在DK349+395～415段做长20m，间距0.35m的Φ108管棚进行与加固，以弧形导洞法开挖管幕工作室地段。
下穿段的施工。
（1）Φ159长管棚的施工：由于高桥隧道下穿段的围岩为新黄土，无法采用水钻钻孔，因此，在下穿段采用了风动导向跟管钻进施工技术，将Φ159钢管加工为若干节钻杆，每节长6m，用水平导向钻机将钻杆钻入，以空气压缩机将钻渣吹出，有线导向仪控制打设精度。
（2）双层支护弧形导洞法的施工。
①上台阶弧形导洞的开挖和支护：上台阶每循环开挖0.5m，核心土与两侧拱角采用挖掘机挖掘，拱部采用人工挖掘。上台阶开挖高度约4m，长度约4m，核心土距离拱顶1.5m左右，核心土两侧局开挖约2m。开挖后，喷射0.04m厚混凝土，架设I25a钢架，并在钢架拱脚30cm高度上设置四根4m常的锁脚锚管，将锁脚锚管牢固的焊接在钢架上，并在预设位置埋设2根二次支护拱角的锁脚锚管。挂设钢筋网片，喷射初期支护混凝土，二次支护可依据初期支护的长度跟进。
②阶左侧与下台阶右侧边墙的开挖与支护：上台阶超出前阶约4m厚，交错开挖下台阶右侧与阶左侧边墙，每次1～2榀，使拱部初期支护不会同时悬空，并及时安装拱架、挂网，喷射混凝土，阶的长度设置在3m左右。阶右侧、下台阶左侧边墙的开挖同上。
③仰拱的开挖与支护：下台阶开挖长度约5m时，停止挖掘，并封闭掌子面，开挖仰拱。分两次开挖，每次开挖2.5m，及时进行初期和二次支护，然后进行二次衬砌，填充混凝土。下台阶长度再有5m时，重复以上施工。
④二次衬砌的施工：当仰拱填充长度至8.9m时，架设钢管架工作平台，安装防水板和二次衬砌钢筋。检查合格后查处钢管件，并用台车浇筑二次衬砌混凝土，段长度8.9m。
2变形控制措施
（1）拱部开挖进尺采用间距1榀钢拱架控制，中下台阶边墙的开挖进尺采用间距1～2榀钢拱架控制，左右较粗开挖，避免初期支护悬空。
（2）底部一次开挖长度为4～5榀间距，控制在2.5m以内。
（3）上台阶长度不超过4m，阶不超过3m，下台阶不超过2m。佯攻距离上台阶掌子面的最大距离不超过14m，二次衬砌距离上台阶掌子面的最大距离不超过18m。
（4）基础开挖和扩大拱角采用人工开挖，并保证不吵瓦，无浮渣、虚土，并在钢板底部设置混凝土垫块和纵向焊接32槽钢。
（5）初期支护钢架设置4根锁脚锚管，且安设角度不小于45°，不短于4m，与钢架焊接。
（6）开挖后，及时设立拱架，喷射混凝土，架设横撑并封闭成环。
（7）在开挖和初期支护中，严格管理施工用水，禁制初期支护基础被浸泡，严防整体下沉。隧道洞顶的陷穴、暗管、暗沟、冲沟、人工洞穴进行及时回填，高出地表约0.3m做防水处理。
3结语
下穿铁路和公路的隧道工程，需要和相关部门进行多次协调，上移施工方案，从而耗时比较长，严重延长了施工工期，因此，根据现场条件设置斜井，建立作业面，保证下穿段之外工程的不间断施工，是保证工程进度和工程质量的有效途径。
参考文献
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[4]龚成术.浅谈大断面黄土隧道三台阶七步开挖法[J].铁道建筑技术，2009（6）.
[5]王柱，仇玉良，黄瑞，等.浅埋地下输煤道下穿既有铁路设计与施工技术[J].地下空间与工程学报，2012（2）.
关键词：复杂地质山区特长隧道选线研究
中图分类号：U21文献标识码：A文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0064-03
1引言
1.1自然地理
玉蒙铁路属泛亚铁路东线的一段，位于云南省滇东南地区，北起昆玉线玉溪南站，经通海、建水、个旧等县（市）到达红河州蒙自县，线路全长141.5km。
玉蒙线其中一段线路需从通海盆地（高程约1800m）紧坡下至曲江盆地（高程约1300m），需以秀山特长隧道横穿平顶山至里山一带山体，为全线重点控制工程。
该区域地质构造复杂，新构造运动强烈，是我国大陆现今地壳构造运动最为强烈的地区，以活动断裂规模大，分布密集，地震活动频繁，震级大，地震破裂带长，位错量大为主要特征，1970年通海曾发生7.7级地震。由此造成该区域工程地质条件极其复杂，存在众多不良地质体。因此，在设计阶段做好线路方案比选，确定技术可行、经济合理的重点控制工程，对下阶段的施工、运营都具有重要意义。
1.2线路主要技术标准
国铁I级，单线；设计行车速度Vmax=120km/h；限制坡度12‰，双机24‰；最小曲线半径：一般1200m，特殊困难800m；牵引种类：电力牵引，货机SS3b型、客机SS7C型；牵引质量：2000t；到发线有效长度：650m，预留850m；闭塞类型：站间自动闭塞。
1.3方案研究目的
该段线路为越岭地段，受地形地貌和两端盆地高程控制，线路从通海盆地需以紧坡下至曲江盆地，造成该段线路工程较大，桥隧相连。
可研线路方案存在的主要问题：通海隧道进口段漫坡进洞，有一段浅埋土质隧道，有近400m路基拉槽，其坡面水将排往隧道，洞口条件较差，施工困难；同时，通海隧道进口之前穿过第四系湖积层较长，该段软土及砂土层厚度超过40m，对路基工程不利。
针对上述问题，有必要对该段线路方案进行优化比选，遵循“线路方案服从重点工程选址”的原则，合理选定作为全线重点控制工程的特长隧道――通海隧道的位置，兼顾其他工程，稳定该段线路方案。
2线路方案研究比选
2.1方案研究的基础工作
从以往隧道施工情况看，隧道选址的好坏，工程地质和水文地质条件起决定作用，直接影响隧道安全、质量、工期和投资。因此，特长隧道选线，归根到底是地质选线，应在尽可能搞清楚地质条件的前提下，尽量绕避不良地质，合理选定隧址。
为了尽可能准确地为方案研究提供地质资料，在研究1：20万区域地质图、区域水文地质图、区域水文地质普查报告基础上，进行不同比例的工程地质遥感卫片、航片解译判释，工程地质调绘，物探结合控制性钻探等手段，并委托中国地震局地壳应力研究所完成《活动断裂鉴定报告》、《场地地震安全性评价报告》等工作，为隧址选定和线路方案比选研究提供了翔实、可靠的基础地质资料。
2.2线路方案研究布置
2.2.1设计原则
（1）线路服从重点特长隧道工程地质选址的原则。根据工程地质情况，选定地质条件相对较好的隧道位置，洞身轴线尽量以较大交角穿过地质构造线，避免顺断层破碎带布置。
（2）兼顾两端工程技术条件可行、安全的原则。适当控制高烈度地震区桥（墩）高度，确保安全。
（3）经济合理，有利施工、运营的原则。确保工程安全的前提下，尽量节省工程投资，改善运营条件。
2.2.2线路方案布置及综合技术经济比选
根据地形、水文及工程地质条件，结合工程特点，在进行大面积、多方案隧道选址比较后，重点选定了有比较价值的地质条件相对较好的通海隧道位置与可研设计方案进行比较，同时为了控制处于高烈度地震区的曲江大桥高度，在新选定的线路平面位置下进行不同桥高的纵断面设计比较。见图1。
各方案主要工程数量及投资比较见表1，主要优缺点比较见表2。
比较范围：DK23+600～DK53+400。
2.2.3方案比选结论
高桥位方案虽然曲江大桥最大墩高为80m，但该方案彻底改善了通海隧道进口条件和通海站设站条件，为下步施工和运营创造了有利条件，工程投资较工程可行性研究方案少2671.48万元。经综合比较，推荐采用高桥位方案，得到专家认可。
3结语
随着铁路修建技术日趋成熟和施工水平不断提高，特长隧道和高墩、大跨桥梁被普遍采用作为铁路选线克服高程、改善运营条件的有利手段。铁路为带状建筑物，在特定的地形地貌和工程地质条件下，尤其在地质条件极为复杂的西南山区选线，应遵循“线路服从重大工程地质选址”的原则，对于控制线路方案的桥、隧等重大控制工程选址，采用综合地质勘察手段，在查明工程地质条件的基础上合理选定，然后再兼顾其它工程进行线路方案的综合技术经济比选，做到工程安全、技术可行、经济合理，切实稳定线路方案，缩短设计周期，为后续阶段施工、运营打下坚实基础。
参考文献
[1]GB50090-2006，铁路线路设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2006.
[2]何振宁.区域工程地质与铁路选线[M].北京：中国铁道出版社，2004.
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