铁路隧道泄水洞经济指标研究

宋新杰

中铁隧道局集团有限公司 广东广州 511458

摘  要：铁路隧道泄水洞相较于隧道正洞或辅助坑道设计断面要小，其开挖、出渣、运输等工序在施工组织安排和机械设备配置等方面，与隧道正洞或辅助坑道施工间差异性越来越明显。因此，对铁路隧道泄水洞的经济指标进行研究和探讨就显得尤为重要。

关键词：铁路隧道泄水洞；施工组织模型；泄水洞经济指标对比

1 引言

铁路隧道泄水洞相较于隧道正洞或辅助坑道设计断面要小，其开挖、出渣、运输等工序在施工组织安排和机械设备配置等方面，与隧道正洞或辅助坑道施工间差异性越来越明显，现行铁路隧道工程预算定额已难以满足泄水洞设计概（预）算编制和铁路建设项目投资管理的需要。因此，对铁路隧道泄水洞的经济指标进行研究和探讨就显得尤为重要。

2 研究样本隧道选择

不同项目泄水洞的净空断面根据项目实际情况存在较大差异，导致施工工艺也有所不同。本次研究选取西成铁路XX隧道为样本，对不同净空断面的泄水洞施工开展现场测定。

西成铁路XX隧道2标项目位于青海省同仁县境内，设计为双线铁路隧道，行车速度200公里/小时，隧道正洞长度10.4km。隧道出口1200m采用深埋中心沟+防寒泄水洞排水，出口海拔约2700米，泄水洞于正洞左侧引出，与线路夹角55°，长度1200m，全为V级围岩。泄水洞设计净空尺寸为2.20m×2.50m（宽×高）。泄水洞洞身开挖采用全断面法施工，支护采用喷射混凝土、砂浆锚杆、钢筋网和钢拱架组合结构，二次衬砌为30cm厚C35钢筋混凝土并预埋泄水孔，孔位按梅花状布置，纵、环向间距为1m，采用Φ50mmPVC管埋设，泄水洞防排水无土工布、防水板。通风采用压入式通风，排水采用自然排水，设计无加宽段。

3 西成铁路泄水洞施工工法

西成铁路泄水洞属于防寒泄水洞，净空断面5.5m2（2.2×2.5m），只有Ⅴ级围岩，开挖断面9.53m2。洞身开挖采用全断面控制爆破（钻爆法）开挖施工，矿用挖掘式装载机与小型运输车出渣；初期支护采用人工架立钢架、湿喷机喷射混凝土；衬砌采用拼装钢模板衬砌，泵送混凝土浇筑；泄水洞仰拱和底板混凝土采用钢模板浇筑施工；洞内混凝土通过罐车运输至洞口后利用小型运输车二次转运至施工面。泄水洞在正洞范围内，每隔50m设置一处检查井，浅埋式中心水沟通过6根Φ100mmPVC波纹管疏导水至泄水洞，间距40cm。在泄水洞起始位置设置横通道，侧沟底部通过5根Φ150mmPVC波纹管疏导水至泄水洞，间距50cm。

3.1超前地质预报

泄水洞开挖前，采用地质调查法、物探法及超前钻探法进行超前地质预报。超前钻探法分为超前地质钻孔和加深炮孔两种，超前地质钻孔一般地段每次钻孔深度30m，前后两次搭接长度不小于5m。

3.2 开挖支护

泄水洞全为Ⅴ级围岩，因断面小，采用全断面法开挖施工，采用自制简易开挖台架，人工手持式常规YT28风钻钻眼。通过找顶、安设钢架及钢筋网、打设系统锚杆、喷射混凝土顺序进行初期支护。找顶采用人工找顶，喷射混凝土采用小型湿喷机喷射，锚杆采用风钻钻孔，人工安插锚杆注浆固定。

3.3出渣

出渣采用无轨运输，矿用挖掘式装载机（ZWY-80/18.5T）配合小型运输车出渣。因掌子面的开挖宽度仅为2.2m宽，出渣时，小型运输车只能倒车进入，随着开挖总进尺加大，倒车耗费时间增长。

3.4监控量测

全隧进行拱顶下沉、净空变化监控量测，拱顶下沉测点和净空变化测点布置在同一断面上，拱顶下沉及净空变化的量测测线数为2个/断面，量测断面纵向间距为10m。

3.5施工通风

采用压入式通风，采用直径0.5m软风管，部分工点待泄水洞横通道与正洞贯通后采用巷道式通风。

3.6洞身衬砌施工

泄水洞洞身设计全段模筑衬砌，由于洞身断面小，每工点模筑数量小，主要采用自加工6m长可移动模架或满堂支架+小型模板形式衬砌。底板采用自加工移动栈桥分段浇筑，衬砌、底板模筑混凝土采取混凝土罐车运至洞口，再由小型运输车二次转运至砼施工作业面，其他材料由小型运输车一次转运至施工作业面。

4 施工组织模型设定

图示：泄水洞钢架、喷射混凝土、锚杆初支施工

结合样本隧道所处位置及设计图，以泄水洞净空断面5.5m2的Ⅴ级围岩设置施工组织模型。对泄水洞开挖、出碴、洞内材料运输、泄水孔钻孔、泄水洞支护等工序进行了人员、机械设备的配置；对火工品、钻头钻杆等重点材料消耗进行了统计分析；对现场施工综合进度及工序循环写实数据进行了统计与分析。模型计算时，洞内人工工日按7小时折算，不考虑人工幅度差。施工机具中凿岩机、空气压缩机台班按纯工作时间6.5 （小时/台班）进行换算，其他机械按8小时/台班进行计算。

5 泄水洞经济指标对比

净空断面5.5m2泄水洞Ⅴ级围岩开挖，与平行导坑相应子目基价对比均大于现行平导开挖子目，主要原因有以下几方面，一是受开挖断面较小的影响，人工和主要施工机具施工效率降低，导致人工、气腿式凿岩机、压缩机和清水泵消耗量较平导开挖子目增加；二是小断面隧道开挖，单方火工品消耗较平导开挖子目增加；三是测定样本采用爆破品运输车运输，台班单价比现行定额选用的载重汽车更高，导致相应施工机具使用费增加。

根据现行铁路造价体系（人工费已采用国铁科法〔2021〕15号文）及铁路隧道辅助坑道工程量计算原则，本次研究以西成铁路泄水洞设计标准为样本，分别采用现行定额和测定子目编制概算，对延米指标进行对比，其中平导和泄水洞工程量均按辅助坑道每延米工程量计算，材料取基期价格，未进行运杂费分析。通过对比，对于净空断面5.5m2的泄水洞Ⅴ级围岩开挖，利用样本隧道研究成果得到的开挖、出渣、运输子目编制的延米指标，比采用现行隧道预算定额相应平行导坑子目的延米指标高13.84%。

6 结论

泄水洞的开挖、出渣、运输工序受有效净空的影响，施工工效、施工组织与平行导坑施工差异明显，对工程造价影响较大。本论文根据测定数据建立的净空断面5.5m2泄水洞Ⅴ级围岩开挖、泄水洞出渣、泄水洞运输、正洞泄水孔钻孔等工序施工组织模型可作为相关补充定额子目的编制基础。本论文测定的泄水洞支护子目，人工与机械台班费用比现行定额相应子目增长了1.80%~15.85%，体现了较小施工空间对主要支护工序的施工工效影响，但属于现行定额支护子目合理的工效范围内。因此泄水洞概预算编制时，支护子目可采用现行定额相关子目，测定得到泄水洞支护工序施工组织模型，可作为编制下一轮预算定额的基础资料。

参考文献：

铁路隧道泄水洞定额测定与研究