近接既有公路隧道的铁路隧道设计与分析

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1、近接既有公路隧道的铁路隧道设计与分析余刚中铁二院贵阳设计研宄院有限责任公司摘要：由于我国西南部山区交通走廊地带狭窄，新建公铁道路工程往往临近既有工程，在确保既有建筑物结构及运营安全的基础上，保证新建项目的实施是一个重要的课题。本文以新建地方铁路瓮马线花桥一号隧道近接既有道瓮高速西洋隧道为实例，对新建铁路隧道临近既有建筑物时的设计进行阐述，并以风险评估的方法对受影响的既有建筑物进行分析。关键词：隧道;近接;既有建筑物;风险评估;作者简介：余刚（1983-）,男，汉族，工程师，硕士，主耍从事铁路隧道设计方面工作。收稿日期：2017-8-6Received：2017-8-61引言随着我国两部大开发

2、步伐的加快，以PPP为投融资运营模式的交通工程项目纷纷落户贵州。由于贵州省地处我国西南腹地，高原山地居多，地质情况复杂，公铁道路工程选线难度巨大，“共用交通走廊地带”成为新建公铁道路工程与既有工程之间无法规避的现象。本文以新建地方铁路瓮马线花桥一号隧道临近高速公路西洋隧道施工为实例，分析铁路隧道修建临近既有建筑物时的工程措施，并以风险评估的方法对受影响的西洋隧道进行分析。2概况2.1工程概况新建地方铁路瓮安至马场坪线位于贵州省黔南州福泉市和瓮安县境内，线路正线为单线，设计时速为120km/h,长度为65.409km,新建隧道27座，共29846m,隧线比为45.63%。其屮，花桥一号隧道全长

3、399m,最大埋深为56.5m。2.2地质条件花桥一号隧道隧区地属贵州高原低中山岩溶侵蚀地貌，相对高差约110m，自然横坡局部较陡。丘坡上覆土层较薄，基岩部分裸露。全隧穿越可溶岩地层，出口段峰丛部位地形陡峻，岩石节理裂隙发育。在自然情况及上部重力卸载影响下，隧道出口段上部岩石与母岩发生剥离脱落，形成岩石堆积体。堆积体呈圆锥形，纵向长约100m,横向宽约50m，岩性密实为块石土，石质成份为白云岩、灰岩强风化-弱风化。2.3选线原因由于受到地形、地质限制，且辅助坑道条件困难，该IX域交通走廊地带十分狭窄。线路左偏绕避岩堆，势必形成长度为8km以上的长隧道，施工风险较大且工期紧张。所以，线路选择右

4、偏绕避的方式，避让岩堆影响严重、整治困难的地段，即向道瓮高速公路靠近，与其共用该区域交通走廊。新建花桥一号隧道与既有西洋隧道形成近接关系。线路右偏后，岩堆体对花桥一号隧道影响较小。2.4与公路隧道关系花桥一号隧道右侧为道瓮高速公路西洋隧道。西洋隧道为双向四车道分离式隧道,其右幅隧道距离花桥一号隧道较近。花桥一号隧道DK55+228处距西洋隧道（右幅）衬砌水平净距为55.51m，是两隧间最大距离；出口DK55+491处，与四洋隧道（右幅）衬砌水平净距为15.73m，是两隧间最小距离。两隧间距由铁路小里程向大里程方向逐渐减小，其平面位置关系如图1所示。图1平面图下载原图3近接既有公路隧道的铁路隧

5、道设计3.1铁路隧道进口及洞身段花桥一号隧道进口处由于地方采石作业，仰坡基岩出露、陡峭直立。为保证该处铁路结构及运营安全，隧道进门采用双耳式明洞，龙水坝一号大桥大里程端桥台仲入隧道内。该段施工进行非爆作业，采取清除和支顶加同的方式对隧道进口段仰坡危岩落石进行防护，并且于靠高速公路侧施作防护排架，防止落石危害高速公路行车安全。隧道洞身施工时严格按照“短进尺、非爆破、强支护、勤监测、衬砌紧跟”的原则组织施工。木隧道围岩情况较好，无V级围岩，洞身均为III、IV级围岩。III级围岩地段采用全断面法开挖。IV级围岩地段采用台阶法开挖，并设置格栅钢架进行加强支护。IV级围岩地段台阶法施工时，上台阶、边

6、墙每循环开挖支护进尺不得大丁*2榀钢架间距，仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺不得大于3m，开挖后初期支护应及时施作并封闭成环。对出口处IV级围岩地形偏压严重地段釆用洞顶坡面设置预应力锚杆，洞内架设118型钢钢架的方式进行加强支护。3.2铁路隧道出口段由于受到选线条件的制约，隧道出口至分界里程(DK55+49r+499.693)地形横坡偏斜严重，且线路左侧基础漏空。隧道出口洞门采用偏压式明洞。为保证结构及运营安全，明洞基础漏空部分釆用C25片石混凝土回填，洞U至分界里程范围内路基面下漏空部分采用M10浆砌片石冋填。于DK55+472.0491段线路左侧设置桩基托梁支撑隧道明洞，桩

7、顶以下lm处各设置一孔三束锚杆;于DK55+49广DK55+499.693段线路左侧，设路肩桩板墙，并采用C35钢筋混凝土桩浇筑。出口正面及纵断面分别见图2~3。图2出口正面图(面向洞门)下载原图图3过渡段纵断面下载原图隧道出口至分界里程段采用非爆开挖，线路右侧边坡坡顶处施作被动防护网，并于线路右侧设置混凝土挡墙，挡墙高8m,挡墙背后靠山侧用M10浆砌片石冋填，并设置落石槽，落石槽宽lm,高1.5m，墙顶设置