新杨柳湾隧道施工及相邻既有隧道监测

收稿日期:19991218
第一作者简介:熊安祥(1969—
),男,工程师。

1991年毕业于石家庄铁道学院铁道工程专业。

电话:(0914)3574339
新杨柳湾隧道施工及相邻既有隧道监测
熊安祥　李俊法　伍绍鸿
(中铁第十一工程局　湖北襄樊　441003)
摘　要　介绍一座与既有电气化隧道相邻隧道的开挖、既有隧道监测及其防护加固方法。

通过对既有隧道进行预加固和爆破振速的监测,以及优化新建隧道的施工方案,保证了既有隧道的安全和施工的顺利进行。

关键词　铁路隧道　施工　爆破　监测
1　工程概况
新杨柳湾隧道位于六盘水枢纽工程内昆引入线
梅花山车站贵阳端,里程为K 266+920～K 267+070,全长150m 。

既有隧道为电气化贵昆线杨柳湾隧道,受梅花山车站站场的影响,两隧道相距较近,隧道中心线最小间距为1119m ,中间隔墙最小宽度为4m (在隧道出口处),新线施工与既有线行车相互干扰。

既有隧道已建成通车30多年,部分衬砌混凝土老化,表面已剥落,并有较多纵横裂纹,滴水现象严重,给新杨柳湾隧道的施工造成很大威胁,稍有不慎,就会破坏既有隧道接触网、衬砌,危及既有线路行车安全。

该段地质条件为溶蚀峰丛残丘地貌,上覆厚0～2m 粘土,基岩为中厚层灰岩,节理裂隙发育,地表溶沟溶槽发育。

加上受既有隧道施工时的影响,围岩较破碎。

因此,既保证新建隧道的施工安全,又使既有隧道稳定,确保既有线行车安全是施工中必须解决的关键问题。

2　既有隧道预加固及监控
211　布设观测标
根据既有隧道裂纹情况,为使既有隧道受新建
隧道开挖影响有一个量化分析值,在不同断面不同位置作了19个观测标。

施工过程中,对观测标随时
进行量测。

212　既有隧道加固
经观测,既有隧道裂缝有发展之势,且衬砌渗漏水严重,因此决定首先对既有隧道采取打入砂浆锚杆、注浆等加固措施,固结松散岩体及边墙衬砌混凝土,改善既有衬砌受力状况,增加既有隧道衬砌稳定性。

(1)清除即将剥落的混凝土块并测量隧道净空。

(2)在靠新线一侧边墙打入 22锚杆,锚杆长215m ,间距115m ,梅花形布置,并依次布置压浆孔,
钻眼,打入压浆花管,压双液浆。

在对既有隧道进行防护加固后,原裂缝发展得到控制。

213　爆破振动监测
根据《爆破安全规程》规定,爆破振动对建筑物破坏程度以振动速度作为衡量标准。

为了控制新隧道开挖爆破的振动,指导爆破施工,确保既有隧道的安全,用测振仪器对既有隧道进行监测。

21311　测试仪器
C D 1型磁电式速度传感器,DS VM
2型振动
测试仪,微机。

21312　洞口明挖处试验炮
(1)测点布置
共布置3个测点:1#测点在既有隧道的进口处,竖直粘在水沟旁的水泥地上,离爆区最近距离35m ,与爆区中心的高差约715m ,所测的速度为垂
直振动速度;2#测点粘在靠近新隧道一侧的既有隧道边墙衬砌上,高112m ,离爆区最近距离8m ,与爆区中心的高差为613m ,所测的振动速度为水平振
・隧　道・
动速度;3#测点粘在既有隧道进口钢轨下,离爆区最近距离为41m ,与爆区中心的高差约7m ,所测振动速度为水平振动速度。

(2)炮孔布置
孔网参数a ×b =1m ×112m ,深度215～310m ,垂直钻孔。

(3)测试结果及分析见表1。

表1　爆破振动速度测试结果
测试日期
爆区里程
最近距离
/m 炮孔个数
炮孔深度
/m 单孔药量
/kg 最大振速/cm ・s -1
V 1
V 2
V 3
19981010DK 266+91835
8
41
48
215～310
112～115
119221341139
图1　新旧隧道相互关系及施工工序(单位:cm )
按照《爆破安全规程》规定,既有隧道允许的振动速度为小于12cm/s 。

该既有隧道抗震能力较差,爆破振动速度宜控制在6cm/s 以下。

通过试验炮发现:最近距离在8m 左右,单孔装药量控制在112kg 以下,爆破振动速度较小,既有隧道是安全的。

3　新隧道施工
311　施工方案
31111　K 266+920～K 267+030段
该段采用微振动爆破,台阶法开挖,喷锚施工支护,先墙后拱法衬砌。

31112　K 267+030～K 267+070段新建隧道因离既有线较近,该段开挖采用右侧壁导坑引入,施工外侧边墙,再分部分
层开挖其余部分,尽量减少对既有隧道的扰动(见图
1)。

(1)①部采用微振动爆破,开挖侧壁导坑,并及
时喷混凝土,作好施工支护。

(2)②部采用微振动爆破,开挖部分拱部,并及时喷混凝土,打锚杆,作好施工支护。

(3)V 部灌筑一侧边墙混凝土。

(4)③部采用微振动爆破,开挖拱部,并及时喷
混凝土,打锚杆,锚杆间距110m 。

(5)④部采用微振动爆破,开挖边墙,并及时喷混凝土,打锚杆,锚杆间距110m ,并与由既有隧道打入的锚杆相互咬合。

(6)Ⅵ部灌筑边墙混凝土。

(7)Ⅶ部灌筑拱混凝土。

(8)Ⅷ部施作隧底工程。

312　隧道开挖及监测31211　K 266+920～K 267+030段开挖炮眼布置及爆破振动监测情况见表2。

31212　距离出口40m (K 267+030)处开挖炮眼布置同31211,最近距离为415m ,实测最大振速:上半断面为5162cm/s ,4126cm/s ;下半断面为5124cm/s ,6121cm/s 。

由于距离出口比较近,2座隧道相距也较近,爆
破开挖产生的振动速度较大,对既有隧道衬砌有一定影响,观测标有明显变化特征,因此在以后的开挖过程中,将上下半断面分别分成2部分开挖,先开挖远离既有隧道的一侧,再开挖另一侧;同时减小钻孔深度,减少单孔装药量。

31213　距离出口39m (K 267+31)处开挖
炮孔布置及爆破振动监测情况见表2。

爆破振动速度得到控制,以后的上半断面开挖依据此方案进行。

・隧　道・
表2　炮眼布置及爆破振动监测
测试日期爆区里程最近距离
/m
炮眼类型炮眼个数
炮眼深度
/m
单孔药量
/kg
最大振速
V1
/(cm・s-1)
V2
/(cm・s-1)
备注
19981110K266+965
(上)
19981112K266+965
(下)
7157.5掏槽眼92131121153121
辅助眼117118016
周边眼301180145
底眼13211019
715715辅助眼3211811131514105
周边眼8118019
底眼12211110
111#、2#测点在
炮眼底部、眼口
里程对应的既有
隧道衬砌上。

21爆后石碴破
碎,进尺115m左
右。

19990625K267+031 (上右)
19990628K267+031
(上左)
712712掏槽眼91150175115119
辅助眼561120145
周边眼61120137
底眼5115016
414414辅助眼4711201452192134
周边眼71120137
底眼6115016
111#、2#测点在
炮眼底部、眼口
里程对应的既有
隧道衬砌上。

21爆后石碴破
碎,进尺110m左
右。

19990623K267+031 (下右)
19990629K267+031
(下左)
712712辅助眼191150175118112
周边眼6115016
底眼5118019
414414辅助眼20115017541613141
周边眼7115016
底眼5118019
减振眼141180
111#、2#测点在
炮眼底部、眼口
里程对应的既有
隧道衬砌上。

21爆后石碴破
碎,进尺110m。

31减振眼位于左
边墙,每隔30cm
钻孔,不装药。

注:爆区里程指新隧道开挖位置的里程;最近距离指测点离爆区边缘的距离,即爆破位置处新旧2隧道相临衬砌之间的距离。

31214　出口K267+068处下半断面开挖
炮眼布置同31214,最近距离为4m,减振眼改为20个,并适当减少单孔装药量,实测左侧最大振速为3181cm/s,4185cm/s,既有隧道处于安全状态。

在隧道的开挖过程中,对一些特殊部位开挖进行了监测,尤其是对距离出口约40m至出口处,进行了多次监测,并对开挖方案随时作调整,严格将爆破振速控制6cm/s以下,确保了既有隧道的安全。

4　结束语
该隧道为内昆线的难点工程之一,也是铁道部确定的年度科技攻关项目。

通过对既有隧道进行监测、预加固,新建隧道采取微振动爆破,侧壁导坑引入,先施工外侧边墙再分部分层开挖其余部分的开挖方法,最大限度地减少了对既有隧道的扰动。

同时在施工中,始终坚持防护加固与爆破开挖相结合、爆破开挖与振速监测相结合,以监测的数据指导、调整施工方案,不但降低了既有隧道加固防护费用,而且保证了工期要求,保证了既有线行车安全。

・隧　道・
RAI LWAY CONSTRUCTION TECHNOLO GY
No.2,2000
Abstracts and K eyw ords
On development of geotechnical engineering in China
Zhou J ing
Abstract　According to the d omestic present status of geotechnical engineering,three points shall be stressed for its development,which are:ex periment and research on basic properties of s oil,prototy pe m onitoring and summing up engineering practices,as well as im prov2 ing construction machinery,techn ology and means of quality inspec2 tion and control.
K ey Words　geotechnical engineering,s oil,prototy pe m onitoring, ex periment,theory
E xploration on stability calculation of concrete cylinder with tan2 gent modulus theory
Wang Y infu
Abstract　Based on n on2linear analysis meth od,the process of con2 crete cylinder com pression is imitated;In terms of tangent m odulus theory,the meth od of theoretical calculation is established.By the contrast between results of stability coefficient of com pressed cylinder by tw o ways,it is con firmed that the latter is feasible.
K ey Words　tangent m odulus theory,cylinder,n onlinear analysis, stability
Concrete pumping technology for construction of long sp an con2 crete steel tube arch bridge
Fu Chao,K uang Y ong,Cai J inhuo
Abstract　A concrete pum ping meth od of symmetric casting at tw o banks and n on2symmetric casting at upstream/d ownstream was ad opt2 ed for pouring concrete into the 1m steel tube of a long span con2 crete steel tube arch bridge—Jiuwanxi Bridge under special land form conditions.Fastening cable was applied for the first time in China to bear load replacing loading in construction,which saved project costs and speeded up the construction.
K ey Words　highway bridge,steel tube arch,concrete,pum p cast2 ing
B asic frame for suspension bridge construction control
Huang J ianhua
Abstract　In view of the features of suspension bridge construction, the basic frame for its construction control is raised.T he calculation before construction shall be stressed on h ow to im prove the accuracy of n on2stress dimension(or length)of main cable,suspension cable, stiffened girder section,and preset deviation of saddle,clam p and the like.T he controlling during construction shall be stressed on h ow to eliminate the in fluence of construction errors of main tower and main cable to stiffened girder erection,closure and linear figure control of the bridge.At last,with an exam ple of cable length adjustment dur2 ing construction of a suspension bridge with main span of1385m, the feasibility of the basic frame is proved.
K ey Words　suspension bridge,construction control,calculation
Construction of rail w ay emb ankment using gangue
Xu Dingcheng
Abstract　T he paper introduces the physical and chemical properties of gangue,characteristics and construction meth od of gangue embank2 ment,and site environmental protection and other issues deserving ex2 tra attention during construction process.It is suggested that further study on embankment construction using gangue be made and relevant technical specifications be issued.
K ey Words　embankment,gangue,construction
Construction of N ew Yangliuw an Tunnel and monitoring of the existing adjacent tunnel
Xiong Anxiang,Li J unfa,Wu shaohong
Abstract　T he paper introduces the excavation of a tunnel which is adjacent to an existing electrified railway tunnel,the m onitoring, protection and strengthening of the existing tunnel.T he safety of the existing tunnel and sm ooth construction of the newly built one is en2 sured through strengthening the existing tunnel and m onitoring the blast vibration speed,and optimizing the construction programme of the newly built tunnel.
K ey Words　railway tunnel,construction,blasting,m onitoring
Controlled blasting for extending cut of high slope at H u angtong2 H u achu Section of Zhuzhou2Liup anshui Double2track R ail w ay Wang Qigao
Abstract　T he paper introduces a construction meth od of controlled blasting for extending cut at existing railway line via an engineering exam ple.By ad opting shallow h ole controlled blasting and slope sm ooth blasting techn ology combining protective measures including strengthening bent and heavy flexible blasting cover,the flying rock is well controlled,and the g oal of safety and rapid construction is achieved.
K ey Words　high slope,extending cut,shallow h ole blasting, sm ooth blasting,control,construction techn ology。