浅析既有铁路新建棚（明）洞施工

曹友三

摘 要：在山区铁路运营过程时，尤其是隧道进出口段和山体破碎地段，为了防止崩塌落石对线路运营安全造成严重影响，多采用清除危石、主动网与被动网等综合处理措施。但是，考虑到上述工程措施的安全局限性以及彻底整治、不留安全隱患的铁路长期运营要求，在必要的情况下，隧道在进出口段和山体破碎地段应增设一定长度的明洞的方式，以抵御崩塌落石对轨道结构的破坏。此外，在半路堑外侧地形狭窄的地段，明洞也具有一定的适应性。

中铁十局西北公司自2008年进驻昆明铁路局管段以来，先后在成昆线、南昆线、威红线进行了大量的既有线明洞施工，在明洞施工中总结了施工方法和经验，形成了一套行之有效的管理经验和施工方法，该种施工方法在既有线明洞施工中的应用即保证了行车安全又在工期进度方面取得了明显效果，技术先进，施工简便，便于操作，确保了既有线的行车安全和人身安全，有一定的社会效益和经济效益。

关键词：结构形式;施工;措施

1 明洞结构形式及适用

当隧道埋深较浅，上覆岩（土）体较薄，难采用暗挖法时，则应采用明挖法来开挖隧道。用这种明挖法修筑的隧道结构，通常称明洞。

明洞具有地面、地下建筑物的双重特点，既作为地面建筑物用以抵御边坡、仰坡的坍方、落石、滑坡、泥石流等病害。明洞净空必须满足隧道建筑限界要求，洞门一般作成直立端墙式洞门。

明洞的结构形式应根据地形、地质、经济、运营安全及施工难易等条件进行选择，采用最多的是拱形明洞和棚式明洞。

1.1 拱形明洞

隧道进出口两端的接长明洞或在路堑边坡不稳定地段修建的独立明洞等，多采用拱形明洞的形式。拱形明洞整体性好，能承受较大的垂直压力和侧压力。其形式有路堑对称型、路堑偏压型、半路堑偏压型和半路堑单压型四种。

1.2 棚式明洞

当山坡坍方，落石数量较少，山体侧压力不大，或因受地质、地形条件的限制，难以修建拱形明洞时，可采用棚式明洞。

棚式明洞顶板为梁式结构。内侧边墙一般采用重力式挡墙，当岩层完整，山体坡面较陡采用重力式挡墙开挖量较大时，也可采用钢筋混凝土锚杆挡墙。但在地下水发育地段不宜采用。

棚式明洞的类型主要取决于外侧边墙的结构形式。通常有墙式、刚架式，柱式和悬臂式（不修建外墙时）等棚式明洞之分。

2 棚（明）洞施工顺序

工程开工前充分做好各项准备工作，技术部门严格核实既有线里程、轨顶高程，确认与设计无误并进行严密的技术交底后方可进行施工。因本工程属既有线路施工，为确保行车和施工安全，在开工之前要与有关设备管理单位签定安全配合施工协议，否则，不得开始施工，具体棚洞、明洞总体施工工序如下：

2.1 棚洞施工施工工序

线路加固→搭设防护排架→拆除既有护坡或挡墙→孔桩护臂开挖→绑扎孔桩钢筋→浇注砼→恢复线路→搭设脚手架→绑扎立柱钢筋→立模→浇注立柱砼→搭设左（右）侧脚手架、支立左（右）侧托梁模板或台车→绑扎钢筋→预埋支座螺栓→浇注托梁砼→T梁的预制架设→施做防水层→素土回填→施做粘土隔水层→附属工程施工。

2.2 明洞施工具体施工工序

施工准备→测量放线→线路加固→基础开挖→浇注基础混凝土→恢复线路→洞身施工→拱顶支架及模板安装→拱顶钢筋绑扎→浇注拱顶混凝土→拆模养生→施做防水层→片石混凝土回填→素土回填→施做粘土隔水层→附属工程施工。

3 棚（明）洞主要工程项目的施工方法和施工工艺

3.1 线路加固支护

临近线路的基坑开挖有可能扰动线路时需进行线路加固，首先办理封锁要点慢行手续，并邀请既有线工务部门指导及配合，严格按既有线施工作业防护办法进行防护。现场设专职防护员并配齐所有防护用品，在接到封锁慢行通知以后，进入施工作业范围进行施工。结合施工现场条件，线路加固采用木板、杉木杆支护加固处理;线路加固支护在封锁时间内作业，在线路加固支护作业时，提前备好工字钢、编织袋、枕木、起道机等应急用品。

主要工作内容如下：

①对线路采用木板加固支挡跳槽开挖，拆除既有圬工。

②挖孔桩、桩基托梁、水沟及侧沟电缆槽、刚架及附属工程施工。

条形基础开挖必须在封锁时间内线路加固好后方能进行开挖作业;开挖长度不得大于3米，且作业时必须实行跳槽开挖。在封锁点内按2m一段对既有道床进行跳槽扒碴支护，在开挖尺寸符合设计要求后及时将挡碴板支护好，并砸实挡

碴板内的道碴，稳固道床。挡碴板采用5cm木板，背后每隔80cm设置上下各设置一道加固竖撑和横撑。

由于基底属石质路基，地质较好，在开挖前先将水沟内沟帮外侧挖至设计标高后再统一对靠线路侧进行跳槽开挖。

③慢行期间对线路的维护与保养。

线路加固用的钢轨，枕木、垫板、胶垫、道钉等材料均应符合质量要求。更换下的钢筋混凝土枕应放在指定位置，螺丝应上油保养，所有配件应装袋存放。必需在慢行点下达后进入线路施工，对施工场地两端100m范围内应进行线路保养。每更换1根枕木、钢筋混凝土枕，都要检查线路中线水平，确保线路和行车安全。

3.2 封闭施工

为确保既有线施工人身和行车安全，对能满足封闭施工条件地段全部采用封闭施工，特别对于既有圬工拆除、基础开挖和边墙、刚架施工等作业项目均采用

封闭施工的方式进行。具体封闭形式分模板支挡和钢管架挂设安全网或安全警戒绳2种形式，各工点根据设计图纸新建结构物净宽和铁路两侧既有结构物或山体限界要求，结合施工地段现场情况，采用全封闭和半封闭的形式进行施工，必要时采用分段间隔性封闭施工。封闭限界为线路两侧各2.75m的位置。个别施工区段依据新建结构物设计净宽要求，尤其对于扩大（或条形）基础开挖时，按技规限界要求进行封闭施工，曲线段按标准进行加宽设置。针对既有挡墙下部拆除施工，为确保施工安全，施工过程中，根据现场情况，确定安全可靠的拆除方案审批后方可进行施工。

3.3 拆除既有圬工

在拆除既有挡墙和护坡施工前，先进行线路防护工作，确保行车安全。施工期间，对低于5m的挡墙，分节分段跳槽进行拆除，每个开挖面不大于3m，工作面净间距不小于5m 。在每一节内采用自上而下逐段拆除， 对高于5m的挡墙，同样要分节分段跳槽进行拆除， 每个开挖面不大于2m，每段工作面净间距不小于5m ，并做到及时支撑、及时浇注，拆除过程中注意加强安全防护，确保施工人员的人身和行车安全。

拆除既有圬工时如遇地质情况不好的现象，采取喷射混凝土的方式对边坡进行支护，总之以确保线路行车和安全施工为目标。

4 安全措施

4.1 施工期间防洪、防汛措施

针对该工点实际情况，防洪、防汛施工立足于“防”字，坚持“防重于抢”的方针，要在汛期来临之前，对防洪组织机构、动员教育、措施落实、抢险预案进行全面检查，把防洪所需的资金、设备、物资、人员重点作出安排并予以保证。检查中发现问题或隐患，立即采取措施整改。

汛前，對施工驻地、料库、工地临设、料场进行全面检查，及早安排整治不合理部位。对于破坏路基植被、护坡、挡墙和排水系统等影响路基稳定和侵占河道、阻碍排洪的工程，会同有关部门进行现场联合检查，共同确定防汛措施及方案，发现易受水害隐患，限期解决。

立足早准备、早安排，防大汛、防水灾。项目经理部提前编制防汛专项器材计划，汛前齐全、足量储备进场，专项专用、挂牌标识、定置保管。抗洪抢险期间，一切车辆、设备服从抗洪抢险调配使用。

基础工程施工尽量在汛期来临之前完成。不能避开汛期施工的必须做好排水导流针对性措施，防止雨水侵入基坑，浸泡软化地基。施工弃土、弃碴要严格按设计要求进行，以防影响泄水行洪。

4.2 防止既有挡土墙坍塌的安全措施

在拆除既有挡墙和护坡施工前，先进行线路防护工作，确保行车安全。施工期间，对低于5m的挡墙，分节分段跳槽进行拆除，每个开挖面不大于3m，工作面净间距不小于5m 。在每一节内采用自上而下逐段拆除， 对高于5m的挡墙，同样要分节分段跳槽进行拆除， 每个开挖面不大于2m，每段工作面净间距不小于5m ，并做到及时支撑、及时浇注，拆除过程中注意加强安全防护，确保施工人员的人身安全。

拆除既有圬工时如遇地质情况不好的现象，采取喷射混凝土的方式对边坡进行支护，总之以确保线路行车和安全施工为目标。

拆除既有挡墙时，若发现挡墙失稳时，应及时停止施工并对挡墙进行打锚杆的处理方法，待到挡墙稳定后再进行施工。

4.3 接触网断线事故预防措施

接触网是电力机车牵引列车运行必不可少的装置，接触网沿铁路线布设，没有备用，结构复杂，技术要求高。

在既有线路进行施工时，一定要在距离接触网较近区域悬挂标示牌和装设遮护栏等技术措施，并按规定穿戴好劳动保护用品。在10千伏及以下的高压架空线路上进行带电作业时，设专人监护，监护人不参加操作，监护的范围不超过一个作业点。无论是采用等电压、还是采用中间电压及地电压方式带电作业，均按电业安全规程操作。

对于在施工过程中有可能造成接触网短线的情况下，要在日常的巡视和检查中注意施工对接触网造成的影响，加强对施工人员的控制及教育，不但应该注意与接触网的绝缘距离，还要看接触网的稳固状态，一旦发现问题及时通知相关单位进行处理。

4.4 倒杆事故的应急措施

倒杆直接导致接触网局部张力增大，甚至断线，严重影响电力机车供电，对运输造成极大威胁。为了预防因倒杆造成线路事故突发和在突发情况下快速、有效地组织抢修，项目部在既有线施工过程中应对线杆三面用枕木捆扎进行加强保护，严格按规范施工，距线杆较近区域悬挂标示牌和装设遮护栏等技术措施，若线杆在施工范围内，为了不影响施工质量和工期，可提前向有关部门申请线杆改迁，等待落实后再施工。若因突发原因造成倒杆，应查明原因，由现场负责人及时向项目部和供电段反映简要情况，说明事故发生地点、线杆的编号、损坏部位，做好所有准备工作等待抢修。在供电站段抢修人员未到达现场之前，项目部应安排专人在现场监护，防止行人及施工机械靠近，并排查一切因倒杆引起的不安全隐患，及时消除。抢修人员到达现场后极力配合，无条件提供现场所有的机具设备和人员。抢修结束后，通过专业人员的确认，确保正常供电，行车开通后，方可进行施工作业。

5 结果评介

本工程无论是桩基爆破还是悬臂刚架施工均未发生一次列车和人身安全质量事故，大大减少了线路监护人员的工作量，并且结构物设计尺寸及质量均满足要求，受到监理单位和昆明铁路局的赞许。

另外，本工点所采用施工方法最大的特点是特别安全。台车行走过程在天窗点内实施，现场有施工负责人、安全员及铁路监护人员时时卡控，监督施工作业人员标准作业，保证在点内安全完成作业任务。

利用本施工方法，保证了计划工期，为后续施工争取了时间，为整体工期的按时完成打下了基础。