高铁隧道内无砟轨道板上拱整治新工艺及安全控制

许黎明 中国铁路上海局集团有限公司芜湖工务段

1 引言

合福高铁子谦山隧道于2016年7月2日发生无砟轨道上拱等严重病害，一时难以整治而采取列车限速运行措施。该病害发生在高铁隧道内在国内较为罕见，因发生在既有高铁线上，受隧道施工作业面和天窗作业时间限制，病害整治方面难度大，整治方法有限。该病害首次采用绳锯切割的新工艺进行整治，整治方案通过评审后在隧道口附近进行了轨道板绳锯切割新工艺模拟试验，试验达到预期效果后，在隧道内进行病害整治施工。为强化新工艺施工整治过程中的安全控制，重点分析了在病害整治施工期间存在的安全风险，并有效制定风险相应的对策措施，从而确保了施工全过程的安全受控。

2 设备基本概况

合福铁路子谦山隧道位于安徽省南陵县境内，位于合福高速线铜陵北至南陵站间，隧道全长3 820 m，起点里程K1156+141 m，终点里程K1159+961 m，隧道内采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道，轨道结构高度515mm，道床板厚260mm，道床板采用连续浇筑，直接浇筑在隧道仰拱回填层上。钢轨采用60 kg/mU71MnG长钢轨，采用福斯罗300-1型扣件。

子谦山隧道隧地质结构复杂，址区为剥蚀低山区，地形起伏大，相对高差（80～300）m，山体自然坡度一般为25°～50°，植被非常发育。灰岩段位于进口端，长度1 465 m。隧址分布区的地层较复杂，主要为灰岩、泥质灰岩、泥质页岩、石英砂岩、粉砂质细砂岩、粉砂质页岩、泥质粉砂岩等组成。隧址区主要水源为地表水、地下水，地表水以南北向山脊为分水岭，向北西、南东两侧排泄汇入青弋江水系。区内冲沟水系发育，径流条件良好，流量受大气降雨影响较大。地下水类型有孔隙水、基岩裂隙水、构造裂隙水和岩溶水，受大气降水补给，向低洼处排泄。

3 隧道上拱病害概况

2016年7月2日，经防洪添乘检查发现子谦山隧道内K1156+725～K1156+675动态不良造成严重晃车现象，后续现场检查发现该地段无砟轨道发生了上拱，集中在四个区段：上行线 K1156+680～K1156+740（最大上拱值为 61 mm）、上行K1157+175～K1157+250（最大上拱值为 22 mm）、下行线K1156+670～K1156+750（最大上拱值为 30.5 mm）、K1157+170～K1157+270（最大上拱值为35 mm）。后续经过线路临时处理后对上、下行K1156+600～K1157+700进行限速60 km/h运行。

4 轨道上拱整治施工工艺流程

将上拱区段调平层混凝土按每约2.5 m长度划分为1个小单元，采用绳锯切割调平层混凝土的新工艺，取出切割的混凝土后降低道床高度，道床板精调到位后灌注聚合物水泥砂浆，实现降低道床高程、恢复线路平顺性的目的。

绳锯切割新工艺施工流程包括：

道床板状态测量、整治区段两侧植筋锚固、绳锯施工槽准备、调平层混凝土绳锯切割孔水平钻取、轨道状态动态监测、调平层混凝土水平切割成独立单元、切割缝塑料垫板临时支撑、道床板限位装置安装、道床板上拱最高处竖向切割、调平层混凝土水平切割单元移除及砂浆袋临时支撑、道床板状态复测、道床板纠偏回落、立模灌注聚合物水泥砂浆、整治区段植筋锚固、轨道板竖向切割缝恢复、调平层混凝凝土恢复及隧底加固、线路精调，具备提速条件后逐级提速达速至300 km/h。

施工工艺流程如图1所示。

图1 施工工艺流程

图2 安全管理体系

5 绳锯切割新工艺整治施工安全控制措施

施工前分析在病害整治采用绳锯新工艺施工全过程中存在安全风险，并结合实际在施工全过程施工作业的条件危险性的风险分析进行了探讨，根据本项施工的特点和有关安全规定，制定了主要施工安全风险控制对策措施，并加以实施和盯控，确保了施工全过程的安全受控，每日天窗结束后放行列车，确保动车组列车的运行安全。

5.1 安全管理体系

健全和完善本项施工安全管理体系。以安全生产为目标，形成安全领导组织保证，制定了安全责任制度，开展所有上道人员的安全教育，进行不定期的安全检查，通过各项安全措施的落实来实现项目的安全生产。并且根据现场反馈的安全问题，及时优化安全措施，不断完善安全管理体系（见图2）。

5.2 安全保障措施

（1）施工前，做好所有施工人员的安全培训和安全交底，安全教育考核合格后方可上岗作业。严格执行施工登、销记制度。严格按当日批准的施工计划进行登、销记，并按命令下达的天窗时间组织施工，未接到上道命令严禁上道。严格执行天窗点施工制度，执行“行车不施工、施工不行车”的管理规定。

（2）施工负责人要明确每天的施工里程、施工项目、安全注意事项，全面掌握驻站联络方式、施工进出路线，确保施工人员和料具在施工防护员的带领下安全进、出施工通道。施工人员必须穿戴劳动防护用品，备好照明设备，保证现场照明。

（3）全过程安全检查。施工负责人、安全员、各作业组组长必须做到施工前检查准备工作、过程中检查施工步骤和质量情况、施工结束后确认开通条件，每日施工天窗结束前40 min停止一切对轨道板及轨道影响的作业。

（4）做好人员、上道材料和工机具的登记。所有作业组必须严格遵守高速铁路施工的相关要求，严格执行上下道清点、拍照制度。上道前，清点、登记各种上道工机具（对所有工机具进行编号管理、所有上道工机具必须有反光标识）和材料，并明确到每个施工人员。施工结束后复检、销记。由现场安全监督人员全面确认上道工机具和材料，严格执行进出通道门“三确认”制度，上下道过程中，所有工具分类摆放整齐，逐一清点。对凿除的废弃物必须在每日下道前全部清运出栅栏网外，不得遗留或存放在线路上。对允许存放在综合洞室的机具必须做好固定和加固，并加锁管理，最后由现场安全监督人员进行确认。

（5）启用施工用机械工具、交通车辆及劳保用品前，必须经检验合格，检验不合格的严禁使用。使用时，应严格按各操作规程要求由有资质的人员操作，严禁违章操作。

（6）施工开工前必须保障现场视频监控安装到位，能监控现场作业安全和列车运行通过施工地点的安全情况。

（7）施工后设备安全确认。结构方面确认绳锯切割缝临时支撑是否垫密实，确认“L”型限位装置安装是否符合要求，安装是否牢固。轨道几何状态方面做好人工检查，确认当日施工后线路是否满足开通放行条件。

（8）每日动态安全确认。一是每日携带便携式添乘仪对施工地段线路进行两遍次的安全确认，对动态添乘信息及时汇报，发现动态不良，立即汇报，并采取安全措施。二是做好动检车、每日车载式线路检查仪的动态数据分析，发现问题及时汇报和采取安全措施。

（9）制定各类相应的应急预案，确保各类应急处置有序、有效。主要有：线路轨道几何尺寸变化应急处置预案、动态检测不良应急处置预案、施工晚点应急预案、电源设备故障应急预案、绳锯设备故障应急预案、劳动伤害应急处置预案、劳动安全“八防”控制措施等。

（10）严格落实施工日例会制度，对前日施工情况进行总结分析，优化现场施工组织，并布置协调次日施工计划内容和安全控制措施，确保施工安全受控。

6 结束语

合福高铁子谦山隧道无砟轨道板上拱整治施工工程历时三个半月，全面控制了施工安全风险，确保了施工全过程的安全受控。整个工程做到了安全、正点，圆满高效地完成了此项高难度的上拱病害整治工程。整治完成后线路恢复到300 km/h的设计行车速度，比原计划工期提前了15天，为运输组织创造了良好的条件。通过总结本次隧道内的病害整治施工，可为今后的隧道病害整治提供参考和借鉴。