隧道无砟轨道上拱整治的施工运输组织对比分析①

杨钦杰

(中国铁路设计集团有限公司，天津 300300)

1 工程概述

隧道位于朝阳市喀左县境内，隧道全长9490m，隧道共设置2座双车道斜井。隧道内轨道为CRTSⅢ型板式无砟道床。本隧道穿越侏罗系地层、寒武系地层及震旦系地层，岩性主要为凝灰岩、凝灰质砂岩、凝灰质砾岩、泥灰岩、安山岩及白云质灰岩，隧道洞身范围存在褶皱及不整合接触局部，导致构造处岩体较破碎。开通运营后，根据高铁工务段的轨道精调小车静态数据DK317+189-DK321+776有部分段落数据异常，发生了不同程度的上拱变形，为确保运营安全，采取轨道拆换、基底加固和揭板处理、仰拱拆换处理。对隧道无轨道的施工运输进行了不同运输方案，包括汽车运输方案、火车运输方案、汽车火车联合运输方案，比较三种方案的可行性、优缺点及相关费用。

2 不同运输方案的可行性

由于线路已经开通运营，材料、机械设备的运输是既有线隧道施工的关键，不同的运输方案对整个施工组织的影响至关重要。

2.1 汽车运输方案

通过隧道的1号斜井作为进入隧道内五个施工工点的运输通道。施工前先拆除1号斜井底的四电设施、防爆门、封堵混凝土以及斜井进口的大门及混凝土墙。隧道内在上下行两轨道板线间搭设施工便道作为汽车运输通道，通道底面满铺一层土工布后采用方木填铺，行车道顶面铺设钢板，钢板焊接连接筋及防滑筋。斜井进洞平台底面满铺一层土工布后下部采用方木填铺，轨道板两侧纵向设置方木，纵向方木上横向铺满方木，横向方木顶再纵向铺满方木，顶面满铺钢板，钢板焊接连接筋及防滑筋。并间隔设置错车平台。

材料采用隧道内线间便道运输，斜井底部设斜井进洞平台，从斜井底部到施工点在线间铺设便道，线间运输采用定制车辆，定制车辆轮距为2.1m的运输车辆。

2.2 火车运输方案

利用小里程维修工区至施工点一、五(1号斜井左侧的两个工点)的轨道作为火车运输通道，利用大里程维修工区至施工点二、三、四的轨道作为火车运输通道。在两个工区搭设机械上机车平台，并且在拆换仰拱工点搭设装卸车作业平台。每个机车配备两个混凝土罐车和两个运渣平板车。 火车运输主要运输流程 弃渣：挖掘机-人工搬运装袋-运输平板车-运至维修工区-人工搬运至自卸汽车-汽运至弃渣场 CRTSⅢ型板：龙门吊吊装至运输平板车-运至维修工区-龙门吊吊装至汽车平车-汽运至指定地点 钢轨及扣配件：人工搬运至隧道未施工段落存放 主材材料：龙门吊吊装至运输平板车-维修工区运至工点-龙门吊吊装至工点。 混凝土：拌合站-维修工区-倒运至轨道混凝土罐车-维修工区运至工点

图1

图2

2.3 汽车和火车运输方案

使用红山隧道的1号斜井和维修工区作为2处进入隧道内施工工点的运输通道。施工前先拆除1号斜井底的四电设施、防爆门、封堵混凝土以及斜井进口的大门及混凝土墙。隧道内用现有的轨道上行线作为施工点二、三、四的运输通道，在维修工区搭设机械上机车平台，利用维修工区至进口作为施工点一、五的机车运输通道。

图3

3 不同运输方案对比分析

3.1 不同运输方案优缺点比较

3.1.1 汽车运输方案

(1)汽车运输方案优点

1)小型车辆走行通道设置在轨道板间，行走在两线之间，避免对既有设施的损坏，安全可控。

2)物料可直达工点，避免倒运，机动灵活，工效高、施工组织相对简单。

3)采用小型车辆，尾气排放较少，洞内限载限速，可最大限度避免扬尘。

4)能够实现从工作面至弃渣场的一次运输，平台处无需增加龙门吊，不需要二次倒运。

5)车辆统一管理，无外部干扰，便于协调。

(2)汽车运输方案缺点

1)隧道内施工便道铺设较长。

2)通过斜井运输，需要施工前先拆除1号斜井底的四电设施、防爆门、封堵混凝土以及斜井进口的大门及混凝土墙，并且斜井与进入正洞处需要加强四电防护，增加了四电的防护费用。

3)线间运输采用定制车辆，限定车辆轮距。

3.1.2 火车运输方案

(1)火车运输方案优点

1)不需要打开斜井，避免了相关拆除修复费用。

2)不需要修建隧道内运输便道，减少了对既有线的扰动。

(2)火车运输方案缺点

1)进口段到1号斜井段运输距离3km，均位于超高段，超高110mm，频繁装卸车、启动、刹车安全隐患大，重载车对钢轨磨损大。

2)运输材料、混凝土和弃渣等无法直达工点。需增加2次倒运，混凝土需倒运1次，泵送一次。施工效率低，施工时间长。

3)运料平台需增加特制龙门吊，各施工点也需要增加特制龙门吊。运送混凝土需增加特制罐车，需增加泵车泵送混凝土到工作面。

4)机车调进调出需协调车站、机务、运输、信号等多个部门，灵活机动性差。

5)断道施工时间长，影响既有线运营。

3.1.3 混合运输方案

隧道进口两个工点从左至右分别进行轨道拆换、基地加固和揭板处理，1号斜井右侧三个工点从左至右分别进行仰拱拆换、仰拱拆换和轨道拆换处理，结合整治方案分析，隧道进口两工点整治方案相对简单，不对总工期控制，隧道进口两工点离斜井距离2.9km，施工便道运输长，临时工程费用大，且突出不了汽车运输灵活，需要短时间内施工完的特点，选择火车运输更合适。另外三个工点由于距离洞口较远，且需要拆换仰拱，对断道施工工期要求较高，采用汽车运输更能体现其优点。

3.2 不同运输方案费用对比分析

根据三种运输方案,分析其费用大小情况,结合工点情况，从费用对照可以分析出，混合运输费用最为合理。

表1

4 结 语

不同的运输方案需要结合工点在隧道中位置，长大隧道病害工点中隧道中部离斜井口较近，采用汽车运输比较适宜；工点靠近隧道进出口，且离工区较近，采用火车运输比较经济。在处理隧道病害整治时，要结合工点位置、对既有线扰动、施工工期等影响整合考虑，选取最合适的经济的方案。