摘要：本文主要介绍高速铁路在不良地质条件影响下，运营期的隧道出现结构变形，利用营业线天窗作业时间采用套衬加固治理地质灾害，须克服时间短、空间窄、立体交叉作业等困难，通过优化方案、精心组织、提高工效，安全、优质、快速地完成套衬加固施工，保障铁路运营安全。
关键词：高速铁路；隧道；运营期；套衬加固；施工
1 概述
高铁运营线隧道套衬加固施工,即运营线隧道出现地质灾害危及行车安全时,在原有二衬基础上增加一层钢筋混凝土衬砌，通过增加结构安全系数，达到治理地质灾害的目的，保障运营安全。
某隧道全长3769m，受地质灾害影响，出现二衬裂缝、局部掉块，影响行车安全。经各方专家论证后，确定采取套衬加固进行整治，需加固长度194米。整治工程属于营业线Ⅲ级施工，只能利用运营天窗时间施工作业，套衬距离洞口1190米，每个天窗作业时间基本在夜晚11:30至次日零晨5:00不超过5.5小时，有限的时间内合理组织施工、确保安全质量、加快施工进度是对施工生产组织极大的考验。
2 施工方案
2.1施工工艺流程图
隧道套衬施工工艺流程详见图2-1。
2.2 施工准备主要工作
办理施工手续，培训施工人员，加工制作施工机具，脚手架搭拆演练，工艺性试验，风管、水管、电缆线接入施工现场，对影响套衬施工的通信信号、接触网线、电力等既有设施过渡施工。
2.3既有二衬局部凿除、表面凿毛、植筋（辅助筋）
首先，采用悬挂式石材切割机切缝，后使用风镐及电锤凿除混凝土，并对原二衬表面进行凿毛处理。其次，采用手持式电钻钻孔，气泵清孔，并注入植筋胶，同时用电锤顶入钢筋，钢筋不得松动和侵限。
2.4格栅钢架、锁脚锚杆、固定钢筋的制作及安装
格栅钢架采取洞外加工、洞内焊接的施工方案。技术工人按照实测隧道二衬断面曲率分节在工作台上加工后，利用轨道平板车运至洞内安装格栅钢架，并与植筋（辅助筋）快速焊接固定，及时连接纵向连接钢筋和施做锚杆。利用套衬的内层纵、环向结构钢筋作为接地钢筋，与既有隧道的综合接地系统焊接。
2.5模板安装及拆除
模板选用3015标准钢模板，采用无内撑吊模安装法。在格栅钢架上焊接25cm长的定位钢筋作为内支撑，采用设置吊筋与模板螺栓连接的内撑外拉的方式固定，待同条件养护试件抗压强度达到8MPa时拆模。
2.6模筑混凝土、回填注浆、监控量测
套衬采用C40钢纤维模筑混凝土，由拌合站集中拌和，混凝土罐车运至隧道口后，利用轨道平板车倒运至洞内施工现场，采用小型混凝土输送泵按纵向分段、错开分层的顺序浇筑，纵向分块施工缝相互错开设置。拆模后进行敲击检查，发现空响时钻孔埋管注浆，同时埋设监控量测点监测，掌握变化规律及整治效果。
3施工组织
3.1主要机械设备配置
单个工作面主要机械设备配置：柴油发电机2台、空压机1台、石材切割机4台、风镐7台、气腿式凿岩机7台、轨道平板车6台、简易龙门吊2台、混凝土输送泵2台、电焊机25台、混凝土运输车2台。
3.2主要施工人员配置
单个工作面施工人员配置要同时满足工序作业及脚手架搭设要求，人员配置见表3-1。
3.3临时设施布置
⑴洞口临时设施布置
在洞口设置生活区、钢筋加工厂、物料存放区、发电机房、空压机房及水泵房。生活区可租用集装箱房，就近接入生活用电，以快速形成生产能力为布置原则。
⑵风水电
空压机、发电机及水泵房设置在洞口，高压风管、水管、电缆线自隧道洞口进入隧道正洞接入施工现场，沿衬砌边墙底部铺设，并用U型卡与膨胀螺栓按2米/道进行限位固定。
3.4通信联络
施工前72小时向相关部门提报施工计划、方案和配合通知单，并联系铁路局（公司）各部门给予监护和配合。调度所设置驻台联络员，车站设置驻站联络员，现场设置现场防护员。驻站联络员、施工负责人、防护员使用GMS-R手持终端取得联系。严禁违章作业、超范围、超时间施工。
3.5加快施工进度及保证行车安全的措施
⑴模块化预制组装脚手架、洞外搭拆演练
套衬施工所需脚手架杆件较多，采取脚手架在洞外模块化拼装，利用轨道平板车运输至洞内施工现场组装的方式，避免受到隧道空间限制的影响。
施工12m 套衬（一板）需加工制作12个长1.8m×宽0.9m×高6.3m的单元模块脚手架，分中部和两侧将其置于线间。组成脚手架的连接杆件按长度分为9类，依搭拆顺序进行编号并分类存放。作业人员通过洞外70余次模拟演练，调整最优方案，才能达到熟练搭拆的程度，有效控制该工序作业时间，为其他工序赢得更多作业时间。
⑵自制轨道平板车运输物料
施工区域距洞口1190m，施工使用材料、机具繁多。采用自制轨道平板车运输材料、机具，大大缩短了进出施工现场时间，节省了人力，增加了套衬施工有效作业时间。
⑶植筋固定格栅钢架
在钢架两侧提前植筋，钢架分节安装就位后，能够加快与植入钢筋的焊接速度，杜绝天窗作业时间钢架焊接不成环的现象发生，从而保证行车安全。
⑷无内撑吊模安装模板
模板采用衬砌内钢筋支撑及拉筋固定的方式安装，随着安装的进度及时固定。可解决模板内侧设置支撑加固模板，在天窗点作业时间因内不能拆除而影响行车安全的问题。
⑸选用小型混凝土泵
洞内不能使用大型机械设备，全部需要人工运输至作业面，选用WHBT-6S小型输送泵泵送混凝土，借助龙门吊及1m长的小栈桥，方便设备运输，满足混凝土施工需要。
⑹自制可拆卸简易龙门吊
在线路施工区横向设置两台可拆卸简易龙门吊，便于轨道平板车在上下行线转向作业，用进出洞分道的方式保证运输畅通。简易龙门吊操作起来方便，既可节省人工，又能提高施工效率。
⑺上料人员跟车作业
混凝土运至隧道洞口后，需通过容积为1m³的料箱利用轨道平板车倒运至洞内施工作业面。为保证上料速度以及施工组织有序，需配置一组6人的上料员随车作业，包括运输车卸料、轨道平板车掉头、上料至输送泵等作业。
⑻利用综合洞室临时存放机具
套衬施工使用材料、小型机具繁多，每天上下道运输进出洞工作量较大。可向铁路局（公司）申请，将小型机具材料临时存放于综合洞室，并设置好安全防护门封闭，以此降低运输工作量。
⑼在既有二衬上设置脚手架吊点，保证轨道平板车通行顺畅
每板套衬（5m、6m、9m、12m长度不等）需分环、分块施工。作业范围内要同时施工格栅钢架、安装锚杆、安装模板、浇筑混凝土、拆除模板，工序间立体交叉相互干扰，尤其是混凝土浇筑过程中会与材料机具运输车产生较大干扰，为保障混凝土浇筑质量及进度，道床板范围脚手架由下部支撑改为在既有二衬上设置吊点固定，保障了下行线运料进洞，上行线出洞，互不干扰。
3.6防止“施工延点”措施
施工“窗口”时间一旦申请下来是不可随意变更的。整治工程“施工延点”，除了上级单位会将其列为施工事故处理以外，重要的是如若处理不好会危及到生命财产安全。为确保在天窗作业时间内顺利完成施工任务，以及避免因“施工延点”出现安全事故，应做好以下工作：
⑴班前会要将工序作业时间做为重点进行部署。
⑵作业中除了严格控制各道工序的作业时间以外，还须将混凝土浇筑作为重点盯控对象，两侧边墙及拱腰一次浇筑8～10m³，拱部封顶混凝土浇筑量控制在6 m³左右。遇到堵管或设备故障，要立即更换备用设备，保证混凝土连续按时浇筑完成。
⑶出现“施工延点”情况的处理原则：一是正确做出预判，预留充足的时间对钢架、模板进行加固；二是封顶混凝土浇筑未完成或设备不能按时拆除时，施工负责人必须提前1小时上报驻台、驻站联络员，向调度所申请延点，确保行车及人员安全。
3.7安全防护
施工前确保完成接触网放电处理工作，对既有设施采取安设预绞丝保护条、海绵保护套，以及铺设土工布、钢板、钢筋笼保护罩、彩条布等防护措施；套衬作业时，安全员、防护员及其他管理人员现场全程盯控，防止触碰接触网、应答器、信号灯、钢轨等设施，制止违规作业；天窗作业结束前40分钟派专人确认格栅钢架、模板、注浆管等安装牢固、注浆管及排气管球阀关闭严密，并及时清理隧道上方松散杂物；作业完成后拉网式巡道，检查清理工料机遗漏及杂物。
4小结
高铁运营线套衬施工，如何在有效施工作业时间内提高施工效率、组织有序，同时确保过程施工安全、质量可控，是我们需要进一步探索的课题。目前的组织模式对类似整治工程有着很好的参考作用。工程项目不同，制约条件也不同，需要我们在施工中不断摸索、钻研。
参考文献
[桑明玉]营业线隧道病害整治施工技术，四川建材2012年 38卷第4期 127～128页。
作者简介：
惠 轩（1982.06）男，天津市，大学本科，工程师，土木工程。
刘 学（1982.02）男，四川省眉山市，大学本科， 助理工程师，土木工程。
论文写于2017年4月，第一、第二作者分别在工作中担任项目副经理和工程部副部长职务。
论文作者:惠轩 刘学
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/21
标签：作业论文; 混凝土论文; 钢架论文; 隧道论文; 平板车论文; 脚手架论文; 钢筋论文; 《基层建设》2017年5期论文;