高鐵隧道內(nèi)無(wú)砟軌道板上拱整治新工藝及安全控制

許黎明 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司蕪湖工務(wù)段

1 引言

合福高鐵子謙山隧道于2016年7月2日發(fā)生無(wú)砟軌道上拱等嚴(yán)重病害，一時(shí)難以整治而采取列車限速運(yùn)行措施。該病害發(fā)生在高鐵隧道內(nèi)在國(guó)內(nèi)較為罕見，因發(fā)生在既有高鐵線上，受隧道施工作業(yè)面和天窗作業(yè)時(shí)間限制，病害整治方面難度大，整治方法有限。該病害首次采用繩鋸切割的新工藝進(jìn)行整治，整治方案通過(guò)評(píng)審后在隧道口附近進(jìn)行了軌道板繩鋸切割新工藝模擬試驗(yàn)，試驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果后，在隧道內(nèi)進(jìn)行病害整治施工。為強(qiáng)化新工藝施工整治過(guò)程中的安全控制，重點(diǎn)分析了在病害整治施工期間存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，并有效制定風(fēng)險(xiǎn)相應(yīng)的對(duì)策措施，從而確保了施工全過(guò)程的安全受控。

2 設(shè)備基本概況

合福鐵路子謙山隧道位于安徽省南陵縣境內(nèi)，位于合福高速線銅陵北至南陵站間，隧道全長(zhǎng)3 820 m，起點(diǎn)里程K1156+141 m，終點(diǎn)里程K1159+961 m，隧道內(nèi)采用CRTSⅠ型雙塊式無(wú)砟軌道，軌道結(jié)構(gòu)高度515mm，道床板厚260mm，道床板采用連續(xù)澆筑，直接澆筑在隧道仰拱回填層上。鋼軌采用60 kg/mU71MnG長(zhǎng)鋼軌，采用福斯羅300-1型扣件。

子謙山隧道隧地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，址區(qū)為剝蝕低山區(qū)，地形起伏大，相對(duì)高差（80～300）m，山體自然坡度一般為25°～50°，植被非常發(fā)育?；?guī)r段位于進(jìn)口端，長(zhǎng)度1 465 m。隧址分布區(qū)的地層較復(fù)雜，主要為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)頁(yè)巖、石英砂巖、粉砂質(zhì)細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖等組成。隧址區(qū)主要水源為地表水、地下水，地表水以南北向山脊為分水嶺，向北西、南東兩側(cè)排泄匯入青弋江水系。區(qū)內(nèi)沖溝水系發(fā)育，徑流條件良好，流量受大氣降雨影響較大。地下水類型有孔隙水、基巖裂隙水、構(gòu)造裂隙水和巖溶水，受大氣降水補(bǔ)給，向低洼處排泄。

3 隧道上拱病害概況

2016年7月2日，經(jīng)防洪添乘檢查發(fā)現(xiàn)子謙山隧道內(nèi)K1156+725～K1156+675動(dòng)態(tài)不良造成嚴(yán)重晃車現(xiàn)象，后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)該地段無(wú)砟軌道發(fā)生了上拱，集中在四個(gè)區(qū)段：上行線 K1156+680～K1156+740（最大上拱值為 61 mm）、上行K1157+175～K1157+250（最大上拱值為 22 mm）、下行線K1156+670～K1156+750（最大上拱值為 30.5 mm）、K1157+170～K1157+270（最大上拱值為35 mm）。后續(xù)經(jīng)過(guò)線路臨時(shí)處理后對(duì)上、下行K1156+600～K1157+700進(jìn)行限速60 km/h運(yùn)行。

4 軌道上拱整治施工工藝流程

將上拱區(qū)段調(diào)平層混凝土按每約2.5 m長(zhǎng)度劃分為1個(gè)小單元，采用繩鋸切割調(diào)平層混凝土的新工藝，取出切割的混凝土后降低道床高度，道床板精調(diào)到位后灌注聚合物水泥砂漿，實(shí)現(xiàn)降低道床高程、恢復(fù)線路平順性的目的。

繩鋸切割新工藝施工流程包括：

道床板狀態(tài)測(cè)量、整治區(qū)段兩側(cè)植筋錨固、繩鋸施工槽準(zhǔn)備、調(diào)平層混凝土繩鋸切割孔水平鉆取、軌道狀態(tài)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、調(diào)平層混凝土水平切割成獨(dú)立單元、切割縫塑料墊板臨時(shí)支撐、道床板限位裝置安裝、道床板上拱最高處豎向切割、調(diào)平層混凝土水平切割單元移除及砂漿袋臨時(shí)支撐、道床板狀態(tài)復(fù)測(cè)、道床板糾偏回落、立模灌注聚合物水泥砂漿、整治區(qū)段植筋錨固、軌道板豎向切割縫恢復(fù)、調(diào)平層混凝凝土恢復(fù)及隧底加固、線路精調(diào)，具備提速條件后逐級(jí)提速達(dá)速至300 km/h。

施工工藝流程如圖1所示。

圖1 施工工藝流程

圖2 安全管理體系

5 繩鋸切割新工藝整治施工安全控制措施

施工前分析在病害整治采用繩鋸新工藝施工全過(guò)程中存在安全風(fēng)險(xiǎn)，并結(jié)合實(shí)際在施工全過(guò)程施工作業(yè)的條件危險(xiǎn)性的風(fēng)險(xiǎn)分析進(jìn)行了探討，根據(jù)本項(xiàng)施工的特點(diǎn)和有關(guān)安全規(guī)定，制定了主要施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策措施，并加以實(shí)施和盯控，確保了施工全過(guò)程的安全受控，每日天窗結(jié)束后放行列車，確保動(dòng)車組列車的運(yùn)行安全。

5.1 安全管理體系

健全和完善本項(xiàng)施工安全管理體系。以安全生產(chǎn)為目標(biāo)，形成安全領(lǐng)導(dǎo)組織保證，制定了安全責(zé)任制度，開展所有上道人員的安全教育，進(jìn)行不定期的安全檢查，通過(guò)各項(xiàng)安全措施的落實(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的安全生產(chǎn)。并且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反饋的安全問題，及時(shí)優(yōu)化安全措施，不斷完善安全管理體系（見圖2）。

5.2 安全保障措施

（1）施工前，做好所有施工人員的安全培訓(xùn)和安全交底，安全教育考核合格后方可上崗作業(yè)。嚴(yán)格執(zhí)行施工登、銷記制度。嚴(yán)格按當(dāng)日批準(zhǔn)的施工計(jì)劃進(jìn)行登、銷記，并按命令下達(dá)的天窗時(shí)間組織施工，未接到上道命令嚴(yán)禁上道。嚴(yán)格執(zhí)行天窗點(diǎn)施工制度，執(zhí)行“行車不施工、施工不行車”的管理規(guī)定。

（2）施工負(fù)責(zé)人要明確每天的施工里程、施工項(xiàng)目、安全注意事項(xiàng)，全面掌握駐站聯(lián)絡(luò)方式、施工進(jìn)出路線，確保施工人員和料具在施工防護(hù)員的帶領(lǐng)下安全進(jìn)、出施工通道。施工人員必須穿戴勞動(dòng)防護(hù)用品，備好照明設(shè)備，保證現(xiàn)場(chǎng)照明。

（3）全過(guò)程安全檢查。施工負(fù)責(zé)人、安全員、各作業(yè)組組長(zhǎng)必須做到施工前檢查準(zhǔn)備工作、過(guò)程中檢查施工步驟和質(zhì)量情況、施工結(jié)束后確認(rèn)開通條件，每日施工天窗結(jié)束前40 min停止一切對(duì)軌道板及軌道影響的作業(yè)。

（4）做好人員、上道材料和工機(jī)具的登記。所有作業(yè)組必須嚴(yán)格遵守高速鐵路施工的相關(guān)要求，嚴(yán)格執(zhí)行上下道清點(diǎn)、拍照制度。上道前，清點(diǎn)、登記各種上道工機(jī)具（對(duì)所有工機(jī)具進(jìn)行編號(hào)管理、所有上道工機(jī)具必須有反光標(biāo)識(shí)）和材料，并明確到每個(gè)施工人員。施工結(jié)束后復(fù)檢、銷記。由現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督人員全面確認(rèn)上道工機(jī)具和材料，嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)出通道門“三確認(rèn)”制度，上下道過(guò)程中，所有工具分類擺放整齊，逐一清點(diǎn)。對(duì)鑿除的廢棄物必須在每日下道前全部清運(yùn)出柵欄網(wǎng)外，不得遺留或存放在線路上。對(duì)允許存放在綜合洞室的機(jī)具必須做好固定和加固，并加鎖管理，最后由現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督人員進(jìn)行確認(rèn)。

（5）啟用施工用機(jī)械工具、交通車輛及勞保用品前，必須經(jīng)檢驗(yàn)合格，檢驗(yàn)不合格的嚴(yán)禁使用。使用時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按各操作規(guī)程要求由有資質(zhì)的人員操作，嚴(yán)禁違章操作。

（6）施工開工前必須保障現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控安裝到位，能監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全和列車運(yùn)行通過(guò)施工地點(diǎn)的安全情況。

（7）施工后設(shè)備安全確認(rèn)。結(jié)構(gòu)方面確認(rèn)繩鋸切割縫臨時(shí)支撐是否墊密實(shí)，確認(rèn)“L”型限位裝置安裝是否符合要求，安裝是否牢固。軌道幾何狀態(tài)方面做好人工檢查，確認(rèn)當(dāng)日施工后線路是否滿足開通放行條件。

（8）每日動(dòng)態(tài)安全確認(rèn)。一是每日攜帶便攜式添乘儀對(duì)施工地段線路進(jìn)行兩遍次的安全確認(rèn)，對(duì)動(dòng)態(tài)添乘信息及時(shí)匯報(bào)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)不良，立即匯報(bào)，并采取安全措施。二是做好動(dòng)檢車、每日車載式線路檢查儀的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)匯報(bào)和采取安全措施。

（9）制定各類相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，確保各類應(yīng)急處置有序、有效。主要有：線路軌道幾何尺寸變化應(yīng)急處置預(yù)案、動(dòng)態(tài)檢測(cè)不良應(yīng)急處置預(yù)案、施工晚點(diǎn)應(yīng)急預(yù)案、電源設(shè)備故障應(yīng)急預(yù)案、繩鋸設(shè)備故障應(yīng)急預(yù)案、勞動(dòng)傷害應(yīng)急處置預(yù)案、勞動(dòng)安全“八防”控制措施等。

（10）嚴(yán)格落實(shí)施工日例會(huì)制度，對(duì)前日施工情況進(jìn)行總結(jié)分析，優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)施工組織，并布置協(xié)調(diào)次日施工計(jì)劃內(nèi)容和安全控制措施，確保施工安全受控。

6 結(jié)束語(yǔ)

合福高鐵子謙山隧道無(wú)砟軌道板上拱整治施工工程歷時(shí)三個(gè)半月，全面控制了施工安全風(fēng)險(xiǎn)，確保了施工全過(guò)程的安全受控。整個(gè)工程做到了安全、正點(diǎn)，圓滿高效地完成了此項(xiàng)高難度的上拱病害整治工程。整治完成后線路恢復(fù)到300 km/h的設(shè)計(jì)行車速度，比原計(jì)劃工期提前了15天，為運(yùn)輸組織創(chuàng)造了良好的條件。通過(guò)總結(jié)本次隧道內(nèi)的病害整治施工，可為今后的隧道病害整治提供參考和借鑒。