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摘要：铁路是国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具，是综合交通运输体系的骨干，在推动我国社会经济又好又快发展中发挥着重要作用，在高密度的列车运行和荷载作用下，及外部自然环境因素的影响下，铁路设备病害不断出现和发展，在进行设备病害整治过程中，确保营业线铁路安全是重点和难点，是各项工作的重中之重。本文以金温铁路三塘汇明洞拆除为例，介绍了拆除施工程序、方法及安全技术，为今后上跨铁路营业线构筑物拆除提供了有益借鉴。
关键词：铁路明洞；拆除；液压分裂；安全
1工程概况
金温铁路三塘汇明洞位于丽水市青田县腊口镇，属剥蚀低山区，地势起伏较大，自然坡度约40～45°；地层岩性为凝灰岩，紫灰色～深灰色，弱风化，节理裂隙发育，岩体较破碎，明洞顶见风化剥落孤石粒径0.5～1.0m不等，堑顶以上自然山坡植被发育，多为灌木、乔木；地下水主要为基岩裂隙水，不发育，地表水主要为雨季坡面流水；现场交通不便。明洞K135+987.50～K136+014.5段右侧起拱线处衬砌纵向开裂，缝宽2～5mm；起拱线上1.6m处拱部纵向开裂，缝宽3～10.8mm；K135+991.5、K136+001.5、+011.5处环向施工缝与两条纵向裂缝交错，将衬砌割裂成3块，其中第一块最严重；K136+002.5～+014.5段右侧起拱线上1.6m处拱部衬砌纵向裂缝有明显变化，裂缝呈错牙状。K135+917.5～+963.5段右侧边墙纵向开裂（水沟盖板上方2～2.5m处），缝宽1～2mm；K135+917.5～+963.5段、K135+987.5～K136+014.5段右侧排水沟靠线路一侧沟墙顺线路方向开裂、错牙，K135+987.5～K136+014.5段最大缝宽60mm；水沟盖板由左向右倾斜约6°，高差60mm；K135+917.5～+963.5段排水沟靠线路一侧沟墙顺线路方向开裂，最大缝宽20mm。
根据设计方案，经过多次方案比选、优化、论证，形成了人工清除明洞顶之上裸露边坡及堑顶松动岩块及孤石、边坡采用承压板锚索+主动网防护、搭设棚架防护、液压分裂分段拆除、坡面采用整板式锚杆墙加固处理的施工方案。
2施工程序及方法
2.1明洞拆除前施工
明洞拆除前，做好明洞顶铺枕木防护的基础上，先对上方坡面及洞顶风化松动岩石进行长臂挖机配合人工作业的方法清理，再对坡面进行预应力锚索+主动防护网施工。
主动防护网采用纵横交错的φ16、φ12纵横向支撑绳与4.5m×4.5m正方形风格布置的锚杆相联结，支撑绳构成的每个网格内铺设一张钢丝绳网，钢丝绳网下铺格栅网。每张钢绳网与四周支撑绳间用缝合绳缝合联结并进行预张拉，紧贴坡面。
2.2明洞拆除施工
上部预应力锚索+主动防护网施工完毕后，人工清除洞顶孤石→隧道两端铺设定向走行轨→安装隧道防护钢棚架（12m）→钢板焊接封闭钢棚架→人工配合机械挖除明洞防护钢架拱圈之上回填土→分段拆除明洞拱圈及左右边墙。
三塘汇明洞中心里程K135+966，全长97米，1996年5月20日开工，1996年12月29日竣工，施工时先开挖为路堑，后改为明洞，明洞内侧边墙背采用100#砼（C8）回填，拱圈为200#（C18）砼，外侧边墙为150#（C13）砼，外侧边墙为150#片石砼，铺底为100#砼，水沟及水沟盖板为150#混凝土。边墙之上采用砂夹卵石回填，砂夹卵石层上覆盖一层粘土隔水层。边墙与山体间采用100#混凝土回填。明洞靠近山体一侧边墙厚0.4m，靠近五里亭水库一侧边墙呈梯形，上小下宽，上宽0.4m左右，下部最宽处3米3。拱圈厚0.4m。砂夹卵石回填层厚度不一。
洞顶之上开挖边坡高约15～40m，基岩裸露，坡面无防护。
1Mpa=1000000N/㎡=F/S
令S=1㎡
则1Mpa相当于每平方米施加1000000N
又F=mg=m*10N/kg
m=100000kg=100t
根据隧道断面测量结果，选取最小截面（见附图隧道最小断面），防护钢架按照最小截面尺寸去控制搭设。
防护钢架走行轨铺设前，将临近河边一侧电缆槽内铁路光电缆用角钢包揽，置于线路边进行防护，从而不影响走行轨搭设。隧道靠近山体一侧有排水沟，排水沟部分破损，且需承担防护钢架及上部拆除拱圈的重量，用C25混凝土筑平排水沟以及临水一侧铁路光电缆槽，预计共需40m3混凝土。在C25混凝土达到规范要求抗压强度后，方可在其上搭设防护钢架。
防护钢架长度12m，采用工14、工16、工18工字钢架，每榀钢架间距0.5m。施工前对隧道断面进行测量，采用的具体钢架型号根据实测明洞最小净空确定，钢架间距可根据钢架型号调整，钢架不得侵入隧道基本建筑限界（见附图）。防护钢架的搭设、拆除、移动、钢板焊接都必须在封锁时间内进行。隧道的打眼、凿除、清理等作业，可利用列车间隔时间进行。
第一步：在需要被分裂的物体上钻好相应直径与深度的孔，将楔块组（一个中间楔块和两个反向楔块）插入钻好的孔中；
第二步：中间楔块通过液压压力的作用在两个反向楔块之前向前运动，并以最大分裂力将它们向外推压，被分裂的物体在几秒钟之内便可产生裂缝；
第三步：使用扩大垫片再次对被分裂体进行分裂既可以加宽分裂裂缝。
上一段拆完之前，不得清理下一段的粘土层及砂夹卵石层。分段长度应结合拱圈伸缩缝以及既有横向裂缝。拆除时，防护钢架由温州往丽水方向推进。先拆除拱圈，分段的拱圈部分拆完之后，在有防护钢架的作用下拆除两侧边墙，靠近山体一侧边墙采用风镐破除，靠近河边一侧的边墙采用炮头机结合液压分裂机进行拆除，靠近防护钢架的采用液压分裂机破除，保证炮头机不扰动钢架。待拱圈和边墙混凝土全部破除完毕后，防护钢架向前推进，之后重复上述拆除程序。
2.3明洞拆除后续施工
采用流水作业的方式，在明洞整体拆除8米之后及时跟进整板式锚杆墙加固施工。
2.4施工安全措施
对三塘汇明洞段洞顶回填以上边坡按铁路专业设计措施进行防护处理，在边坡防护施工完成后，方能开展明洞拆除；施工期间设置专职安全防护员，定期量测所搭钢架是否超限，确保施工安全；施工期间，限速45km/h；对三塘汇明洞进行净空量测，量测断面间距5m；对三塘汇明洞沟槽盖板面进行清理、修复和加固，确保平顺、稳固，便于防护台架走行；在最大级超限货物装载限界之外，在隧道实测净空之内，施做明洞结构拆除防护台架；防护台架从温州方向推向金华方向前进。根据货物的超限程度，超限货物分为三个等级：一级超限、二级超限和超级超限。防护台架长度12m，采用工14、工16、工18工字钢架，每榀钢架间距0.5m。施工前对隧道断面进行测量，采用的具体钢架型号根据实测明洞最小净空确定，钢架间距可根据钢架型号调整，钢架不得侵入隧道基本建筑限界。防护钢架的搭设、拆除、移动、钢板焊接都必须在封锁时间内进行。隧道的打眼、凿除、清理等作业，可利用列车间隔时间进行；为增加防护台架的整体稳定性，工字钢架采用直径22钢筋（HRB400级）焊接连接，环向间距1.0m；在钢架外侧与明洞衬砌内缘之间，铺设1.0cm厚钢板，钢板与钢架间采用焊接连接；在边墙钢架底端采用20b型槽钢托底，槽钢底焊接定向走行轮； 在防护台架保护下，采用人工方式，首先清除明洞土顶石回填，每次清除长度不超过4m；在12m防护台架保护下，采用液压分裂机，对明洞结构混凝土进行分段拆除，先拱部后边墙，每次分段拆除长度0.5m；12米长防护台架的防护位置，在每个0.5米的拆除段的温州方向留2米防护安全长度；利用列车间隔，人工配合挖机及时转运清理的土石和拆除的明洞结构混凝土；前移防护台架，按每次清除回填土石不超过4m，每次分段拆除明洞结构混凝土0.5m，开展作业循环，直至明洞结构拆除完成；拆除防护台架，对已经破坏的侧沟进行整理修复，完成明洞回填面高度范围内边坡防护施工；施工开展前，应制定专项施工方案，报设备管理单位审查同意后，方能开展现场施工。
3结语
营业线金温铁路三塘汇明洞拆除方案采用搭设棚架防护、液压分裂分段拆除等主要技术措施解决了工程现场施工环境条件差、安全风险大、技术措施复杂等不利因素，通过强化施工组织、流程优化、安全控制、质量保障等各项控制措施，在确保不影响铁路运输安全和秩序的条件下按工期拆除了明洞，并完成其他设备加固工程措施。与常规的大临改线、原位拆除施工方法相比，在安全、工期、经济等方面都具有优势，对营业线铁路拆除上跨构筑物具有一定的实践参考意义。
参考文献：
[1]TB-10003-2016-铁路隧道设计规范 《铁路隧道设计规范》
[2]朱永全. 隧道工程[M].北京：中国铁道出版社，2014
[3]刘金山.隧道工程施工技术管理要点[J].铁道建筑技术，2012
论文作者:陈铎
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/8/30
标签：钢架论文; 防护论文; 拱圈论文; 台架论文; 隧道论文; 铁路论文; 混凝土论文; 《防护工程》2019年12期论文;