[发明专利]接长既有电气化铁路隧道的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气化铁路隧道，特别涉及一种接长既有电气化铁路隧道的施工方法。

背景技术

在既有隧道运营中，需接长隧道通常有如下两个原因，因山体出露的岩层分化剥落，产生危岩落石，危及行车安全；在既有隧道洞口附近，需新建公路、铁路或其他建筑物。

接长隧道一般采用明洞或棚洞，明洞由于拱部为单心圆或三心圆，受力条件较好，能承受较大的冲击荷载，故应优先采用。

电气化铁路中，牵引变电所输出的电能，是通过供电线送到接触网的接触线上，提供给电力机车。既有隧道的接触网由接触悬挂、支乘装置及定位器组成。电气化铁路接触网电压高达27.5千伏，这个电压的闪络距离约为0.3米，在此距离内，即使不接触带电部位，人体也可能触电，所以在既有隧道改建施工中必须保证安全。

目前，常见的既有隧道的接长改建的施工方法有如下两种：

一、利用接触网维修的“天窗”时间，进行隧道改建

“天窗”就是在列车运行图中空出一段时间不行车，留给接触网维修用。而“综合天窗”就是让工务、电务等单位都参与进来，在同一时间、同一区段一起进行维修和施工。“天窗”时间一般为2小时，多在夜间。在天窗点兑现、施工天窗点综合利用以及大型技术作业天窗组织等方面，仍存在不少问题，主要表现在：

(1)天窗点兑现得不到充分保证。繁忙干线能力十分紧张，客货列车混跑，运输波动较大，造成阶段性、季节性、流向上存在不均衡，“吃点”或“无点”等综合天窗点兑现不足的现象时有发生；在春暑运、防洪等关键时期，由于大量加开临客或受到水害影响，对正常运输干扰较大，造成天窗兑现率的下降。

(2)施工天窗点综合利用不充分。部分单位施工方案、施工组织、安全措施不落实；设备管理单位对施工安全协议、安全监督、施工质量把关不严，造成综合天窗点内多工种、大兵团作战中没有施工作业主体单位；各施工单位、作业人员、作业机具缺乏统筹协调；部分施工单位干小活，要大点，点内作业量不饱满，销点不及时，天窗资源浪费现象较为普遍。

(3)大型技术作业天窗组织难度大。由于没有图定天窗点，加之大型技术作业接发列车数量大、方向多，调车作业频繁，站场道岔多、联锁关系复杂，组织难度大；部分客车由停车改通过，更换提速道岔任务重、联锁关系变化大、影响范围广。

隧道改建在“天窗”时间进行，施工工期长，效率低，生产组织难度大，协调困难，易产生行车事故，并影响运输能力。如1991至1998年，全路因既有线上的施工造成行车重大事故高达40多起。

采用此施工组织方案，如完成30m长的隧道接长段的施工，预计施工时间为120天。施工的主要步骤如下：

①在限速25km/h条件下，先施作边墙衬砌；

②架设拱部内缘的钢模板，钢模板沿隧道纵向长度为6～9m，钢模板下方须设置防电板，以保证绝缘；

③绑扎拱部衬砌钢筋，立侧模板和外模板，泵送混凝土浇筑；

④混凝土养护

重复工序②至④，直到施作完成新建明洞衬砌。

⑤施作拱部防水层，对称分层夯填土石，一次分层厚度0.3～0.5m。由于施工时间均在“天窗”时间进行，工作人员和机具就位和撤离，就需1/3～1/4的时间，故该方案存在施工工期长，施工组织困难，施工对运营干扰极大、工作效率低的缺点。另外，由于施工时间长，易发生安全事故。

二、架设防电台车，进行隧道改建

防电台车也称多功能框架式防电作业车，长度一般为6～9m，它是用两侧的桁架来连接固定顶框主梁，顶框主梁的下面设有防电板，为了便于防电台车的移动，在桁架下端固定有行走轮。顶框主梁上还有固定的防护网，可装设钢模板。

采用此施工组织方案，如完成30m长的隧道接长段的施工，预计施工时间为70天。施工的主要步骤如下：

①在限速25km/h条件下，先进行扣轨，然后架设防电台车的行走轨；

②在“天窗”时间架设防电台车(含拱部钢模板)，台车长度为6m，钢模板下方须设置防电板，以保证绝缘；

③在防电台车保护下施作边墙衬砌；

④抬升拱部钢模板就位，绑扎拱部衬砌钢筋，立侧模板和外模板，泵送混凝土浇筑；

⑤混凝土养护；

⑥降低钢模板(脱模)，防电台车行走到下一个位置；

重复工序③～⑥，直到施作完成新建明洞衬砌；

⑦施作拱部防水层，对称分层夯填土石，一次分层厚度0.3～0.5m。

该方案就位和拆除防电台车，如完成长30米的新建明洞需使用15个“天窗”时间，其余施工期间通行的列车需限速25km/h。