隧道無砟軌道上拱整治的施工運輸組織對比分析①

楊欽杰

(中國鐵路設計集團有限公司，天津 300300)

1 工程概述

隧道位于朝陽市喀左縣境內(nèi)，隧道全長9490m，隧道共設置2座雙車道斜井。隧道內(nèi)軌道為CRTSⅢ型板式無砟道床。本隧道穿越侏羅系地層、寒武系地層及震旦系地層，巖性主要為凝灰?guī)r、凝灰質砂巖、凝灰質礫巖、泥灰?guī)r、安山巖及白云質灰?guī)r，隧道洞身范圍存在褶皺及不整合接觸局部，導致構造處巖體較破碎。開通運營后，根據(jù)高鐵工務段的軌道精調小車靜態(tài)數(shù)據(jù)DK317+189-DK321+776有部分段落數(shù)據(jù)異常，發(fā)生了不同程度的上拱變形，為確保運營安全，采取軌道拆換、基底加固和揭板處理、仰拱拆換處理。對隧道無軌道的施工運輸進行了不同運輸方案，包括汽車運輸方案、火車運輸方案、汽車火車聯(lián)合運輸方案，比較三種方案的可行性、優(yōu)缺點及相關費用。

2 不同運輸方案的可行性

由于線路已經(jīng)開通運營，材料、機械設備的運輸是既有線隧道施工的關鍵，不同的運輸方案對整個施工組織的影響至關重要。

2.1 汽車運輸方案

通過隧道的1號斜井作為進入隧道內(nèi)五個施工工點的運輸通道。施工前先拆除1號斜井底的四電設施、防爆門、封堵混凝土以及斜井進口的大門及混凝土墻。隧道內(nèi)在上下行兩軌道板線間搭設施工便道作為汽車運輸通道，通道底面滿鋪一層土工布后采用方木填鋪，行車道頂面鋪設鋼板，鋼板焊接連接筋及防滑筋。斜井進洞平臺底面滿鋪一層土工布后下部采用方木填鋪，軌道板兩側縱向設置方木，縱向方木上橫向鋪滿方木，橫向方木頂再縱向鋪滿方木，頂面滿鋪鋼板，鋼板焊接連接筋及防滑筋。并間隔設置錯車平臺。

材料采用隧道內(nèi)線間便道運輸，斜井底部設斜井進洞平臺，從斜井底部到施工點在線間鋪設便道，線間運輸采用定制車輛，定制車輛輪距為2.1m的運輸車輛。

2.2 火車運輸方案

利用小里程維修工區(qū)至施工點一、五(1號斜井左側的兩個工點)的軌道作為火車運輸通道，利用大里程維修工區(qū)至施工點二、三、四的軌道作為火車運輸通道。在兩個工區(qū)搭設機械上機車平臺，并且在拆換仰拱工點搭設裝卸車作業(yè)平臺。每個機車配備兩個混凝土罐車和兩個運渣平板車。 火車運輸主要運輸流程 棄渣：挖掘機-人工搬運裝袋-運輸平板車-運至維修工區(qū)-人工搬運至自卸汽車-汽運至棄渣場 CRTSⅢ型板：龍門吊吊裝至運輸平板車-運至維修工區(qū)-龍門吊吊裝至汽車平車-汽運至指定地點 鋼軌及扣配件：人工搬運至隧道未施工段落存放 主材材料：龍門吊吊裝至運輸平板車-維修工區(qū)運至工點-龍門吊吊裝至工點。 混凝土：拌合站-維修工區(qū)-倒運至軌道混凝土罐車-維修工區(qū)運至工點

圖1

圖2

2.3 汽車和火車運輸方案

使用紅山隧道的1號斜井和維修工區(qū)作為2處進入隧道內(nèi)施工工點的運輸通道。施工前先拆除1號斜井底的四電設施、防爆門、封堵混凝土以及斜井進口的大門及混凝土墻。隧道內(nèi)用現(xiàn)有的軌道上行線作為施工點二、三、四的運輸通道，在維修工區(qū)搭設機械上機車平臺，利用維修工區(qū)至進口作為施工點一、五的機車運輸通道。

圖3

3 不同運輸方案對比分析

3.1 不同運輸方案優(yōu)缺點比較

3.1.1 汽車運輸方案

(1)汽車運輸方案優(yōu)點

1)小型車輛走行通道設置在軌道板間，行走在兩線之間，避免對既有設施的損壞，安全可控。

2)物料可直達工點，避免倒運，機動靈活，工效高、施工組織相對簡單。

3)采用小型車輛，尾氣排放較少，洞內(nèi)限載限速，可最大限度避免揚塵。

4)能夠實現(xiàn)從工作面至棄渣場的一次運輸，平臺處無需增加龍門吊，不需要二次倒運。

5)車輛統(tǒng)一管理，無外部干擾，便于協(xié)調。

(2)汽車運輸方案缺點

1)隧道內(nèi)施工便道鋪設較長。

2)通過斜井運輸，需要施工前先拆除1號斜井底的四電設施、防爆門、封堵混凝土以及斜井進口的大門及混凝土墻，并且斜井與進入正洞處需要加強四電防護，增加了四電的防護費用。

3)線間運輸采用定制車輛，限定車輛輪距。

3.1.2 火車運輸方案

(1)火車運輸方案優(yōu)點

1)不需要打開斜井，避免了相關拆除修復費用。

2)不需要修建隧道內(nèi)運輸便道，減少了對既有線的擾動。

(2)火車運輸方案缺點

1)進口段到1號斜井段運輸距離3km，均位于超高段，超高110mm，頻繁裝卸車、啟動、剎車安全隱患大，重載車對鋼軌磨損大。

2)運輸材料、混凝土和棄渣等無法直達工點。需增加2次倒運，混凝土需倒運1次，泵送一次。施工效率低，施工時間長。

3)運料平臺需增加特制龍門吊，各施工點也需要增加特制龍門吊。運送混凝土需增加特制罐車，需增加泵車泵送混凝土到工作面。

4)機車調進調出需協(xié)調車站、機務、運輸、信號等多個部門，靈活機動性差。

5)斷道施工時間長，影響既有線運營。

3.1.3 混合運輸方案

隧道進口兩個工點從左至右分別進行軌道拆換、基地加固和揭板處理，1號斜井右側三個工點從左至右分別進行仰拱拆換、仰拱拆換和軌道拆換處理，結合整治方案分析，隧道進口兩工點整治方案相對簡單，不對總工期控制，隧道進口兩工點離斜井距離2.9km，施工便道運輸長，臨時工程費用大，且突出不了汽車運輸靈活，需要短時間內(nèi)施工完的特點，選擇火車運輸更合適。另外三個工點由于距離洞口較遠，且需要拆換仰拱，對斷道施工工期要求較高，采用汽車運輸更能體現(xiàn)其優(yōu)點。

3.2 不同運輸方案費用對比分析

根據(jù)三種運輸方案,分析其費用大小情況,結合工點情況，從費用對照可以分析出，混合運輸費用最為合理。

表1

4 結 語

不同的運輸方案需要結合工點在隧道中位置，長大隧道病害工點中隧道中部離斜井口較近，采用汽車運輸比較適宜；工點靠近隧道進出口，且離工區(qū)較近，采用火車運輸比較經(jīng)濟。在處理隧道病害整治時，要結合工點位置、對既有線擾動、施工工期等影響整合考慮，選取最合適的經(jīng)濟的方案。