國(guó)內(nèi)外高速鐵路概況

國(guó)內(nèi)外高速鐵路隧道概況北京交通大學(xué)隧道及地下工程試驗(yàn)研究中心報(bào)告人：駱建軍1/14/20231、概述高速鐵路定義：高速行車是鐵路現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，高速鐵路是一個(gè)具有國(guó)際性和時(shí)代性的概念。1970年5月，日本在第71號(hào)法律《全國(guó)新干線鐵路整備法》中規(guī)定：“列車在主要區(qū)間能以200km/h以上速度運(yùn)行的干線鐵道稱為高速鐵路”。這是世界上第一個(gè)以國(guó)家法律條文的形式給高速鐵路下的定義。

1/14/20231985年5月，聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)將高速鐵路的列車最高運(yùn)行速度規(guī)定為：客運(yùn)專線300km/h，客貨混線250km/h。1986年1月，國(guó)際鐵路聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)勃萊認(rèn)為，高速列車最高運(yùn)行速度至少應(yīng)達(dá)到200km/h。因此，國(guó)際上目前對(duì)列車運(yùn)行速度達(dá)到200km/h及以上的鐵路稱為高速鐵路；運(yùn)行速度達(dá)到140～160km/h時(shí)鐵路稱為快速鐵路；運(yùn)行速度為120km/h的鐵路稱為常速鐵路。

1/14/20231.1、高速鐵路的發(fā)展

高速鐵路的優(yōu)點(diǎn)：（1）具有運(yùn)輸能力大、環(huán)境污染少、行車速度高、安全性能好、占用土地少等特點(diǎn)。（2）高速鐵路還具有旅行時(shí)間短，準(zhǔn)點(diǎn)率高，能源消耗低，外部運(yùn)輸成本低等優(yōu)點(diǎn)。1/14/2023高速鐵路的發(fā)展?fàn)顩r（1）世界上第一條高速鐵路—日本東海道新干線（1964年開(kāi)通）。（2）繼日本之后法國(guó)、德國(guó)、西班牙、意大利、英國(guó)、韓國(guó)、瑞典等國(guó)的高速鐵路相繼新建或改建完成。（3）據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到2005年底，全世界已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的高速鐵路里程已達(dá)到6393km。其中日本2176km,韓國(guó)292km，法國(guó)1559km，德國(guó)917km，西班牙952km，意大利254km，比利時(shí)88km，英國(guó)70km，英法海峽隧道52km,丹麥瑞典33km。1/14/2023（4）我國(guó)一直密切跟蹤世界高速鐵路技術(shù)的發(fā)展，上世紀(jì)80年代結(jié)合京滬高速鐵路開(kāi)始了大量的研究工作。2004年初，國(guó)務(wù)院批復(fù)了《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》。按此規(guī)劃，到2020年全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程將達(dá)到10萬(wàn)公里。其中要建設(shè)“四縱四橫”鐵路快速客運(yùn)通道以及3個(gè)城際快速客運(yùn)系統(tǒng)，計(jì)修建設(shè)客運(yùn)專線1.2萬(wàn)km以上，客車運(yùn)行速度目標(biāo)值達(dá)到200km/h及以上。1/14/2023中國(guó)鐵路快速客運(yùn)通道及城際快速客運(yùn)系統(tǒng)規(guī)劃表

項(xiàng)目線別線路長(zhǎng)度（km）“四縱”客運(yùn)專線北京—上海約1300北京—武漢—廣州—深圳約2230北京—沈陽(yáng)—哈爾濱（大連）約1860杭州—寧波—福州—深圳約1600“四橫”客運(yùn)專線徐州—鄭州—蘭州約1400杭州—南昌—長(zhǎng)沙約880青島—石家莊—太原約770南京—武漢—重慶—成都約19003個(gè)城際客運(yùn)系統(tǒng)環(huán)渤海地區(qū)城際客運(yùn)系統(tǒng)約2000環(huán)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)城際客運(yùn)系統(tǒng)環(huán)珠江三角洲地區(qū)城際客運(yùn)系統(tǒng)合計(jì)約138601/14/20231.2、高速鐵路隧道現(xiàn)狀和特點(diǎn)

1、各國(guó)高速鐵路隧道現(xiàn)狀各國(guó)高速鐵路的發(fā)展，截至到2005年底，全世界已經(jīng)建成的高速鐵路隧道總長(zhǎng)度已經(jīng)超過(guò)1400km。其中日本783.6km，法國(guó)59.7km，德國(guó)201km，西班牙15.8km，意大利71km，英國(guó)26km，中國(guó)臺(tái)灣44km。1/14/2023

2、高速鐵路隧道特點(diǎn)高速鐵路隧道與一般鐵路隧道相比有較多的不同，高速鐵路隧道的特點(diǎn)主要是與空氣動(dòng)力學(xué)相關(guān)方面的，它涉及到隧道的洞口形狀、隧道及列車的橫斷面積、列車頭部形狀、車輛密封性、隧道結(jié)構(gòu)的耐久性、洞內(nèi)設(shè)施及軌道道床類型等一系列的問(wèn)題。1/14/20232、各國(guó)高速鐵路隧道技術(shù)要點(diǎn)

2.1、日本新干線高速鐵路隧道日本建設(shè)高速鐵路隧道歷史最長(zhǎng)，數(shù)量最多；日本新干線高速鐵路隧道多采用單洞雙線斷面，斷面有效凈空面積只有62～64m2，是目前世界各國(guó)雙線高速鐵路隧道中最小的；為解決乘車舒適度和降低洞口微氣壓波，日本新干線高速鐵路隧道采用了提高列車密封性能和在洞口設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)的措施；早期的新干線隧道內(nèi)一般采用碎石道床，后來(lái)修建的隧道內(nèi)一般采用無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)，并且以板式無(wú)碴軌道居多；隧道主要采用復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)為主要受力結(jié)構(gòu)，多采用型鋼支護(hù)，二次襯砌主要作用是安全儲(chǔ)備，厚度一般采用30cm。1/14/20231、東海道新干線隧道東海道新干線是日本第一條高速鐵路，全長(zhǎng)515.4km，1959年4月20日正式開(kāi)工，于1964年10月1日正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，設(shè)計(jì)列車運(yùn)營(yíng)速度為270km/h，有隧道67座，總長(zhǎng)度約68.5km。1/14/2023（1）地質(zhì)情況天童川以東為洪積層，第三紀(jì)地層和新期火山巖類，以軟石為主；斷層發(fā)育顯著，伴有大量涌水，特別是以新丹那隧道為中心的火山巖地區(qū)，除斷層和地下水之外，還存在著由于熱水溶液而產(chǎn)生的變質(zhì)巖等不良地質(zhì)。天童川以西主要是古生層水成巖，但伴隨有大量的斷層破碎帶。1/14/2023（2）凈空斷面東海道新干線的隧道全部采用復(fù)線型。軌道間距為1435mm。下圖1是直線隧道的標(biāo)準(zhǔn)斷面。圖2是曲線標(biāo)準(zhǔn)斷面。起拱線的內(nèi)寬都一樣為9.6m。起拱線到路面的高度，直線斷面是3.05m，曲線斷面是3.35m。隧道凈空斷面積為64m2。1/14/2023直線隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面曲線隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面

1/14/20231/14/2023（3）設(shè)計(jì)情況1）支護(hù)新干線修建初期采用支護(hù)的原則是：1.除特殊地質(zhì)條件外，支護(hù)一律采用鋼支撐；2.鋼支撐采用舊鋼軌制作；3.標(biāo)準(zhǔn)鋼支撐由4構(gòu)件構(gòu)成。1/14/2023形式構(gòu)件（舊鋼軌）間距（m）襯砌厚度（m）拱部邊墻甲1@50kg2@30kg1.50.5乙2@302@50丙2@372@501.2～0.90.5～0.7丁2@30kg墊板2I－250·125·100.60.71/14/20232）襯砌結(jié)構(gòu)1、襯砌厚度在地質(zhì)較好時(shí)采用50cm，不良時(shí)為70cm，特別惡劣時(shí)采用90cm，在膨脹性地層雙層拱圈，外圈厚70cm；內(nèi)圈厚40cm。2、隧道的開(kāi)挖采用先拱后墻法施工。為了邊墻混凝土灌注的安全，在起拱線以上1.1m的地方，采用擴(kuò)大拱腳的辦法。1/14/2023拱圈厚度（cm）分布長(zhǎng)度（km）占隧道總長(zhǎng)的比例（%）5029.1427033.248904.771100.83其他0.7合計(jì)68.51001/14/20233）襯砌背后壓漿1、地質(zhì)不良地段的襯砌背后要進(jìn)行壓漿?；靥顗簼{時(shí)采用砂漿，砂漿為加氣砂漿，最初配合比為1:3，摻入10～15%的加氣劑。在工程后半期將水泥減少而采用1:4，摻入20～25%的加氣劑。最后又再次將砂減少而盡量增大加氣劑，采用1:1,摻入60%的加氣劑。2、圍巖壓漿時(shí)采用水泥漿。1/14/2023（4）施工概要東海道新干線多在復(fù)雜、變化頻繁的地質(zhì)中開(kāi)挖隧道，因此，幾乎都采用了導(dǎo)坑超前的開(kāi)挖方式，在地質(zhì)條件良好而且均質(zhì)的場(chǎng)合，以及比較短的隧道也采用其它開(kāi)挖方式的。1/14/20231）開(kāi)挖方式東海道新干線的隧道工程主要采用以下五種開(kāi)挖方式。①開(kāi)挖方式A：是下導(dǎo)坑開(kāi)挖方式。在地質(zhì)有急劇變化、經(jīng)常涌水的地質(zhì)中采用，也是新干線的標(biāo)準(zhǔn)方式。地質(zhì)較好時(shí)改為上半斷面和下導(dǎo)坑同時(shí)開(kāi)挖的方式。地質(zhì)較差的場(chǎng)合可改為只開(kāi)挖上部半斷面，留下核心土的的開(kāi)挖方式。開(kāi)挖順序及開(kāi)挖方式見(jiàn)下圖。1/14/2023開(kāi)挖方式A工序上半斷面與下導(dǎo)坑同時(shí)開(kāi)挖1/14/2023

上斷面留核心土開(kāi)挖下導(dǎo)坑和上半斷面同時(shí)開(kāi)挖

1/14/2023②開(kāi)挖方式B：開(kāi)挖方式B是開(kāi)挖方式A的下導(dǎo)坑和上半斷面同時(shí)開(kāi)挖的方式。在節(jié)理少、均質(zhì)的泥巖中，幾乎無(wú)涌水的牧原隧道中采用過(guò)。上頁(yè)右圖表示其開(kāi)挖順序。③開(kāi)挖方式C：是側(cè)壁導(dǎo)坑超前的開(kāi)挖方式。在膨脹性地質(zhì)、圍巖承載力不足的場(chǎng)合采用，有泉越等8個(gè)工區(qū)采用此開(kāi)挖方式。下圖為其開(kāi)挖順序及開(kāi)挖狀況。

1/14/2023開(kāi)挖方式C的開(kāi)挖順序開(kāi)挖方式C的狀況1/14/2023④開(kāi)挖方式D：開(kāi)挖方式D是上半斷面超前工法。地質(zhì)良好、隧道比較短的場(chǎng)合采用。下圖為其開(kāi)挖順序。⑤開(kāi)挖方式E是明挖方法，在短隧道中采用。1/14/20232）施工工序①開(kāi)挖：各隧道都采用鑿巖機(jī)、裝碴機(jī)、斗車等。出碴方式有無(wú)軌的，也有有軌的和兩種都采用的3種。采用有軌運(yùn)輸?shù)膱?chǎng)合，初期多用電瓶車，后期則改為內(nèi)燃機(jī)車。②支護(hù)：因?yàn)閲鷰r承載力不足，鋼支撐發(fā)生下沉的事例不少，因此鋼支撐變形大的場(chǎng)合多在支撐拱腳打混凝土加固，擴(kuò)大拱腳的底面積是很有效的。如果還不充分，開(kāi)挖過(guò)后要立即澆注拱部襯砌混凝土。③混凝土：拱部襯砌混凝土全部采用泵送混凝土。邊墻混凝土多采用運(yùn)輸機(jī)輸送。④回填壓漿：壓漿機(jī)械采用壓漿泵。襯砌背后回填壓漿，壓漿壓力要小，最高壓力在5kg/cm2左右。圍巖固結(jié)壓漿，最高壓力設(shè)定為10～20kg/cm2。壓漿孔只在拱部交錯(cuò)配置，每米0.5～3.0個(gè)。1/14/2023新干線隧道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

日本是第一個(gè)修建高速鐵路的國(guó)家，隧道在高速鐵路工程中占的比重較大?？紤]經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)由于對(duì)隧道空氣動(dòng)力學(xué)缺乏相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，日本新干線隧道的斷面積較小。空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)很明顯。采取了加強(qiáng)列車密封性等措施，仍無(wú)法根本緩解較為明顯的車內(nèi)壓力波動(dòng)，列車通過(guò)隧道時(shí)乘客仍有耳鳴等不適現(xiàn)象。因此，在適應(yīng)小斷面隧道的條件下，高速列車頭設(shè)計(jì)變更為流線型，車體也加強(qiáng)了密封性。其次在隧道口增設(shè)緩沖結(jié)構(gòu)。1/14/20231、新干線隧道斷面基本參數(shù)日本新干線隧道斷面的基本參數(shù)如下表所示。各條新干線隧道的標(biāo)準(zhǔn)斷面圖如下圖所示。1/14/2023項(xiàng)目東海道新干線山陽(yáng)新干線東北新干線上越新干線北陸新干線岡山以東岡山以西運(yùn)行速度（km/h）270300300275245275隧道高度H（m）7.157.47.47.47.47.25隧道寬度L（m）9.69.69.69.69.69.5高跨比H/L0.750.770.770.770.770.76隧道斷面積（m2）646464646464線間距（m）4.24.34.34.34.34.31/14/20231/14/20231/14/2023采用以單洞雙線為主的隧道斷面結(jié)構(gòu)在通常情況下，采用單洞雙線斷面，能較好解決空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)。較少采用雙洞單線的斷面。但如果隧道長(zhǎng)度很長(zhǎng)，考慮防災(zāi)疏散的需求等，也往往采用雙洞單線方案。日本新干線上的隧道，幾乎全部采用單洞雙線隧道斷面結(jié)構(gòu)。即使長(zhǎng)度大于20km的隧道，如八甲田隧道、飯山隧道等，也沒(méi)有采用兩單線隧道方案。另外，2個(gè)單線隧道橫斷面積總和要比1個(gè)雙線隧道橫斷面積大，也就是說(shuō)采用單洞雙線隧道比采用雙洞單線隧道方案更加經(jīng)濟(jì)。這也正是日本新干線隧道采用單洞雙線隧道斷面結(jié)構(gòu)的主要原因。1/14/2023支護(hù)結(jié)構(gòu)由整體式襯砌逐漸發(fā)展變?yōu)閺?fù)合式襯砌

1、初期，由于錨桿和噴射混凝土的技術(shù)還沒(méi)有得到推廣應(yīng)用，多采用整體式襯砌，施工過(guò)程中的支護(hù)形式主要采用插板法，如東海道新干線、山陽(yáng)新干線、上越新干線等，拱圈混凝土襯砌厚度一般采用50cm～70cm。

2、隨著隧道修建技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)新奧法理論研究逐步深入，從北陸新干線開(kāi)始，新奧法原理得到廣泛應(yīng)用，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用復(fù)合式襯砌。在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，充分發(fā)揮隧道周圍圍巖的支護(hù)功能。1/14/2023

3、新干線隧道的鋼支撐的材料多采用H型鋼或U型鋼，主要原因是，能用噴射混凝土很好填充其與圍巖間的空隙，在有很大荷載作用時(shí)，不易產(chǎn)生屈服及扭曲。對(duì)于U型鋼來(lái)說(shuō)，噴射混凝土的填充性好，在遇到膨脹巖地層，可設(shè)計(jì)成可伸縮接頭形式。在小斷面隧道多采用L型鋼、鋼管等。組合鋼筋加工成的格柵，雖與噴射混凝土的粘著好，但剛性小易彎曲。

1/14/20234、新干線襯砌混凝土的厚度，除去圍巖不穩(wěn)定的情況和隧道洞口附近等情況外，一般設(shè)計(jì)厚度采用30cm左右。對(duì)于圍巖差的情況、埋深小的情況、偏壓的情況及期待襯砌有較大承載能力的情況時(shí)，增加襯砌厚度不僅使隧道開(kāi)挖斷面增大，反而引起土壓的增加，此外，增加抗拉強(qiáng)度小的素混凝土，從防止彎曲破壞看也是有限度的。所示增加襯砌厚度，不如改變力學(xué)上的有利的襯砌形狀或采用鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土等提高彎曲強(qiáng)度的材料。1/14/2023支護(hù)構(gòu)件圍巖類別錨桿噴混凝土厚度鋼支撐布置長(zhǎng)度（m）×根數(shù)縱距（m）拱、墻仰拱類型VN——————5（平均）————IVN拱2×0～8（任意）5（平均）————ⅢN拱2×121.510（平均）————ⅡN拱、墻3×161.2硬巖10（平均）軟巖7（最?。馧拱、墻3×201.015（最小）——（125H）+++ⅠS拱、墻3×14*4.5×80.8～1.015（最?。?5（最小）150HⅠL拱腳、墻3×120.8～1.015（最小）——125H1/14/2023新干線隧道的道床型式

1、早期修建的東海道新干線隧道中全部是有碴軌道。2、以后修建的新干線隧道內(nèi)大多為無(wú)碴軌道。1/14/2023減少微氣壓波的技術(shù)措施日本因新干線隧道的斷面積只有64m2，列車在隧道內(nèi)運(yùn)行特別是在隧道內(nèi)會(huì)車時(shí)，會(huì)在隧道內(nèi)產(chǎn)生很大的壓力波動(dòng)，同時(shí)，洞口會(huì)有明顯的爆破聲，為了有效緩解隧道的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，采取在洞口段設(shè)置不同類型的緩沖段的措施。1/14/2023（一）洞口緩沖結(jié)構(gòu)1、設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)是減緩空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的有效措施之一。2、緩沖結(jié)構(gòu)形式：常斷面；1.5倍隧道斷面積喇叭型；階梯型；開(kāi)口型。1/14/20231/14/2023（二）其它降低微氣壓波的措施除在入口設(shè)置緩沖段外，日本新干線隧道還采取以下方法。1、利用斜井、豎井；2、做帶有開(kāi)口的防護(hù)棚；3、車輛方面的措施，如采用密閉車輛等；4、隧道壁面的措施；5、也可在埋深小的洞口段開(kāi)挖豎井來(lái)降低壓縮波的坡度。1/14/2023日本針對(duì)隧道空氣動(dòng)力學(xué)的特性，在隧道結(jié)構(gòu)和洞內(nèi)應(yīng)采取的工程措施可歸納出以下幾點(diǎn)：1、改善洞口形狀，在洞口設(shè)置微氣壓波緩沖段，以減少壓力波的沖擊。2、洞內(nèi)設(shè)施盡量隱蔽設(shè)置，使隧道表面平整光滑，減少列車運(yùn)行時(shí)的阻力對(duì)設(shè)施的破壞。3、在洞內(nèi)設(shè)置減壓信道或豎井。4、使機(jī)車具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)特性的形狀。為減少隧道橫斷面積和列車運(yùn)行時(shí)的阻力，就必須改進(jìn)現(xiàn)行車輛的車體橫斷面積和車輛頭部的形狀。1/14/2023小結(jié)日本建設(shè)高速鐵路隧道歷史最長(zhǎng)，數(shù)量最多；日本新干線高速鐵路隧道多采用單洞雙線斷面，斷面有效凈空面積只有62～64m2，是目前世界各國(guó)雙線高速鐵路隧道中最小的；為解決乘車舒適度和降低洞口微氣壓波，日本新干線高速鐵路隧道采用了提高列車密封性能和在洞口設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)的措施；早期的新干線隧道內(nèi)一般采用碎石道床，后來(lái)修建的隧道內(nèi)一般采用無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)，并且以板式無(wú)碴軌道居多；隧道主要采用復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)為主要受力結(jié)構(gòu)，多采用型鋼支護(hù)，二次襯砌主要作用是安全儲(chǔ)備，厚度一般采用30cm。1/14/20232.2、德國(guó)高速鐵路隧道德國(guó)第一條高速鐵路于1971年計(jì)劃修建，到2005年底，已經(jīng)建成通車的高速鐵路共有4條，共計(jì)916km。其中隧道工程共有107座，總長(zhǎng)度為201km。另外，紐倫堡—慕尼黑高速鐵路已于2006年開(kāi)通，該線中高速鐵路新線紐倫堡至英戈?duì)査顾毓灿?座隧道，最長(zhǎng)的隧道為7700m。1/14/2023一、漢諾威—維爾茨堡高速鐵路隧道工程漢諾威—維爾茨堡高速鐵路全長(zhǎng)327km，1991年6月全部投入使用。該線設(shè)計(jì)為客貨混運(yùn)鐵路，設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為250km/h，最高運(yùn)營(yíng)速度為280km/h；設(shè)計(jì)貨物列車速度目標(biāo)值為80km/h，最高運(yùn)營(yíng)速度為120～160km/h。全線共有隧道64座，總延長(zhǎng)123km。其中在2000m以上的隧道19座，最長(zhǎng)蘭德呂肯隧道長(zhǎng)達(dá)10779m。該線全部隧道均為雙線鐵路隧道，隧道有效內(nèi)凈空面積為82m2，開(kāi)挖橫斷面面積為105～145m2，隧道主要采用暗挖法施工。1/14/2023科隆—法蘭克福高速鐵路隧道工程科隆—法蘭克福高速鐵路新線是德國(guó)鐵路第一條高速客運(yùn)專線，2002年8月1日正式投入運(yùn)營(yíng)。最高運(yùn)行速度為300km/h，線路最大坡度達(dá)40‰，鋪設(shè)了155km長(zhǎng)的無(wú)碴軌道，有30座隧道，隧道總長(zhǎng)度47km?？坡　ㄌm克福高速新線的隧道工程地質(zhì)條件相對(duì)較差，以軟巖為主，覆蓋層較淺，有30座隧道采用礦山法施工，6座隧道采用明挖法施工。1/14/2023德國(guó)高速鐵路隧道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

一、德國(guó)高速鐵路隧道設(shè)計(jì)的特殊性考慮隧道空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，德國(guó)鐵路在高速隧道設(shè)計(jì)時(shí)很注意考慮如下問(wèn)題：1、有效凈空面積是世界各國(guó)高速鐵路中較大的，客貨混運(yùn)線路達(dá)82m2，客運(yùn)專線為92m2。2、在洞口修建緩沖棚。3、由于空氣阻力加大而引起的縱向坡度折減。1/14/2023二、德國(guó)高速鐵路隧道斷面德國(guó)高速隧道設(shè)計(jì)時(shí)滿足如下基本要求:1、從緩解和消減空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)出發(fā)對(duì)隧道有效凈空面積的要求。2、高速鐵路建筑接近限界、線間距和曲線加寬要求。3、隧道內(nèi)專門(mén)養(yǎng)護(hù)、維修、防災(zāi)救援所需空間。4、隧道內(nèi)作業(yè)人員承受的列車風(fēng)不超過(guò)臨界值。1/14/2023克服空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)對(duì)旅客舒適度、車輛結(jié)構(gòu)、洞口環(huán)境(微壓波)和行車阻力的影響是確定隧道設(shè)計(jì)參數(shù)的首要因素。德國(guó)在高速隧道修建時(shí)，主要通過(guò)放大橫截面來(lái)解決上述問(wèn)題。以曼海姆一斯圖加特和漢諾威一維爾茨堡高速鐵路為例，運(yùn)行速度為250km/h，As=82m2(曲線區(qū)段As=94m2），β=0.13。對(duì)于己修建的運(yùn)行速度為300km/h的科隆一法蘭克福高速鐵路，則采用As=92m2，盡可能使有效凈空面積加大，有利于克服空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，增加旅客舒適度。這些隧道施工方法均采用新奧法原理。1/14/2023（a）直線地段As=82m2，（b）曲線區(qū)段As=94m21/14/2023德國(guó)科隆—法蘭克福高速鐵路隧道斷面圖（As=92m2）（單位：m）

1/14/2023德國(guó)鐵路采用的隧道橫斷面形狀，除了考慮增大有效凈空面積的要求以及建筑接近限界外，還考慮隧道內(nèi)養(yǎng)護(hù)、維修和防災(zāi)、救援所需的空間。1/14/2023小結(jié)1、早期修建的高速鐵路中，隧道斷面有效凈空面積采用82m2，2002年建成通車的科隆—法蘭克福高速鐵路隧道凈空有效面積采用92m2；洞口型式大多采用帽檐式斜切洞口，有利于提高乘車舒適度和減緩高速鐵路隧道的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)。2、近期修建的隧道防水全部采用“全封閉”結(jié)構(gòu)，不允許地下水流入隧道，襯砌結(jié)構(gòu)除考慮圍巖和其他荷載外，還承受部分水壓力，所以，德國(guó)新修建的隧道全部采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并且隧道內(nèi)輪廓均采用圓順連接，仰拱厚度一般比拱墻襯砌厚度大，不良地層中仰拱填充厚度通常大于2.0m。3、德國(guó)高速鐵路隧道設(shè)置有完善的防災(zāi)救援系統(tǒng)，隧道內(nèi)兩側(cè)設(shè)有貫通的救援通道，洞口一般設(shè)有救助車輛停放場(chǎng)，并且通過(guò)便道與公路網(wǎng)連通，救援交通較為便利。1/14/20232.3、法國(guó)高速鐵路隧道

法國(guó)第一條高速鐵路線—TGV東南線南北兩段于1981年9月和1983年9月相繼通車以來(lái)，大西洋線、北方線（300km/h,100m2，雙線）、東南延伸線（300km/h,100m2，雙線）、巴黎地區(qū)聯(lián)絡(luò)線（58m2，雙線）、地中海線相繼開(kāi)通，到2005年底，法國(guó)已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)的高速鐵路總長(zhǎng)度達(dá)1541km。1/14/2023大西洋線隧道概況大西洋高速鐵路是法國(guó)繼東南高速鐵路后的第二條TGV高速鐵路。高速線總長(zhǎng)280km。大西洋線TGV高速動(dòng)車組允許的最高速度達(dá)到300km/h，從巴黎到勒芒的旅行速度為220km/h，從巴黎到圖爾的旅行速度為236km/h。該線共有20.8km的隧道和明洞，均為有碴軌道，其中有三座雙線隧道，2座平行單線隧道。1/14/2023

本線隧道的斷面形狀有圓形、馬蹄形、城門(mén)洞形及梯形，根據(jù)列車的運(yùn)行速度，隧道有效凈空面積為55m2～71m2，1/14/2023

隧道施工根據(jù)地質(zhì)條件分別采用部分?jǐn)嗝骈_(kāi)挖法和TBM方法。其中，楓特耐隧道長(zhǎng)475m，色科斯隧道長(zhǎng)800m，烏弗萊隧道長(zhǎng)1496m，；列車通過(guò)隧道速度為200km/h和270km/h。1/14/2023馬西隧道斷面圖布里斯蘇爾浮杰斯隧道斷面圖1/14/2023東南延伸線

東南延伸線共有隧道約6.3km。主要隧道有：洞貝斯隧道長(zhǎng)501m;高蒂埃爾隧道,長(zhǎng)約300m；梅西埃茲隧道,長(zhǎng)1787m，高洛爾隧道長(zhǎng)2686m。上述前三個(gè)隧道采用了分?jǐn)嗝骈_(kāi)挖法。高洛爾隧道采用的是全斷面開(kāi)挖法。除洞貝斯隧道外，列車通過(guò)速度均為300km/h。值得提及的是洞貝斯隧道和高蒂埃爾隧道。這兩個(gè)連續(xù)的隧道位于35‰的坡道上；北端有長(zhǎng)250m的明洞，中間有長(zhǎng)260m的過(guò)渡性隧道；高蒂埃爾隧道南端出口處直接與高架橋相連，如下圖。高蒂埃爾隧道位于曲線處，半徑4000m。列車在上述隧道內(nèi)的運(yùn)行速度可達(dá)300km/h。隧道有效凈空面積100m2，開(kāi)挖斷面達(dá)150m2，如圖3-1-17所示。兩隧道之間的過(guò)渡隧道斷面如下右圖3-1-18所示。1/14/20231/14/2023高蒂埃爾隧道位于曲線處，半徑4000m。列車運(yùn)行速度可達(dá)300km/h。隧道有效凈空面積100m2，開(kāi)挖斷面達(dá)150m2，如下左圖所示。兩隧道之間的過(guò)渡隧道斷面如下右圖所示。高洛爾隧道是東南延伸線上最長(zhǎng)的隧道，位于高原地區(qū)，距地面深80m。該地區(qū)為石灰質(zhì)青砂巖地質(zhì)，由不同的深谷底線材質(zhì)構(gòu)成，且水文條件特殊，有涌水的危險(xiǎn)。因此，用分?jǐn)嗝骈_(kāi)挖法，采用了噴混凝土和螺桿錨固支護(hù)方式。1/14/20231/14/2023為了準(zhǔn)確地掌握地質(zhì)資料，保證工程順利進(jìn)行，先在中央部位開(kāi)一通道，確認(rèn)地面取樣是否準(zhǔn)確，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。此外，還在中間開(kāi)70m深的豎井，直徑10m，以加快施工進(jìn)度。施工時(shí)使用了預(yù)拱(perforex)方法。根據(jù)土質(zhì)的特點(diǎn)，預(yù)拱厚度為19m至29m不等。側(cè)拱施行錨固，危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)錨桿間距僅1m。該工程的另一個(gè)特點(diǎn)是:為保證約13m高開(kāi)挖面的穩(wěn)定，進(jìn)行了噴混凝土處理，使用長(zhǎng)18m的玻璃纖維材料錨桿。這樣，可在后期實(shí)施土方工程時(shí)減少難度，并且長(zhǎng)短交替，不會(huì)使開(kāi)挖面產(chǎn)生裂紋，縮短作業(yè)時(shí)間。1/14/2023東南延伸線上隧道的特點(diǎn)是:工程量大，隧道斷面均在100m2以上，洞底板呈凹型。由于側(cè)拱需設(shè)錨桿支護(hù)，因此，開(kāi)挖斷面至少為150m2，這在鐵路工程中是少見(jiàn)的。隧道開(kāi)挖分4個(gè)階段進(jìn)行:第一階段為上半斷面開(kāi)挖，第二、三階段為下半斷面開(kāi)挖，第四階段為洞底面施工?？紤]到運(yùn)營(yíng)后乘坐的舒適性，洞口設(shè)計(jì)成喇叭口狀。1/14/2023法國(guó)高速鐵路隧道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一、隧道有效凈空面積法國(guó)高速鐵路隧道有效凈空面積一般根據(jù)列車運(yùn)行速度決定，大西洋線的雙線隧道凈空面積為55m2～71m2，巴黎地區(qū)聯(lián)絡(luò)線雙線隧道有效凈空面積僅有58m2，而北方線、東南延伸線和地中海線的雙線隧道有效凈空面積均為100m2。并不低于下述規(guī)定值：列車速度230km/h270km/h300km/h雙線隧道63m283m2100m2單線隧道46m259m270m21/14/2023法國(guó)實(shí)測(cè)的隧道最不利長(zhǎng)度數(shù)據(jù)：當(dāng)列車長(zhǎng)度為360m時(shí)，考慮隧道內(nèi)會(huì)車時(shí)瞬變壓力最不利情況下，隧道最不利長(zhǎng)度如下（0.8，1.2及3.5倍列車長(zhǎng)）：速度300km/h時(shí)為299m，485m，1254m；速度350km/h時(shí)為257m，415m，1075m。

1/14/2023二、洞門(mén)型式及緩沖結(jié)構(gòu)法國(guó)高速鐵路隧道一般采用曲線形，明洞一般較長(zhǎng)并簡(jiǎn)化洞門(mén)山體的防護(hù)處理。如下左圖所示洞門(mén)，僅進(jìn)行明洞接長(zhǎng)，采用斜切式結(jié)構(gòu)，邊仰坡錨固處理，非常簡(jiǎn)潔。1/14/2023簡(jiǎn)潔的隧道洞門(mén)裝飾性隧道洞門(mén)1/14/2023由于列車通過(guò)隧道時(shí)的速度較高，有些隧道在明洞頂部開(kāi)天窗以起到緩解列車的微氣壓波作用，在東南延伸線上的部分隧道，考慮到運(yùn)營(yíng)時(shí)乘坐的舒適性，洞口設(shè)計(jì)成喇叭口形狀，起到緩沖結(jié)構(gòu)的作用。1/14/2023小結(jié)法國(guó)高速鐵路隧道相對(duì)較少，其有效凈空面積與各線路列車的運(yùn)行速度密切相關(guān)。大西洋線的雙線隧道有效凈空面積為55m2～71m2，巴黎地區(qū)聯(lián)絡(luò)線雙線隧道有效凈空面積僅有58m2，而北方線、東南延伸線和地中海線的雙線隧道有效凈空面積均為100m2，單線隧道有效凈空面積為70m2。法國(guó)大部分高速鐵路隧道采用碎石道床結(jié)構(gòu)，隧道內(nèi)設(shè)置避車洞，側(cè)壁上設(shè)人行扶手桿。接觸網(wǎng)固定件預(yù)埋在模筑襯砌混凝土內(nèi)。1/14/20232.4、韓國(guó)高速鐵路隧道

韓國(guó)高速鐵路建設(shè)現(xiàn)狀韓國(guó)高速鐵路網(wǎng)主要由京釜高速鐵路和湖南高速鐵路組成。京釜高速鐵路全長(zhǎng)412km，設(shè)計(jì)最高速度目標(biāo)值為350km/h。湖南高速鐵路全長(zhǎng)230.9km，計(jì)劃2006年開(kāi)工建設(shè)，2017年開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。

1/14/2023京釜高速鐵路總長(zhǎng)為412km，其中隧道長(zhǎng)度為189km。全線共有86座隧道,最長(zhǎng)隧道為金井隧道，長(zhǎng)度為20.323km。其中長(zhǎng)度L<500m的短隧道有31座，總長(zhǎng)度為8.308km；長(zhǎng)度500m≤L<3km的中長(zhǎng)隧道有42座，總長(zhǎng)度為56.047km；長(zhǎng)度3km≤L<10km的長(zhǎng)隧道有10座，總長(zhǎng)度為53.227km；長(zhǎng)度L≥10km的特長(zhǎng)隧道有3座，總長(zhǎng)度為43.925km。1/14/2023韓國(guó)高速鐵路隧道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

一、隧道有效凈空面積韓國(guó)高速鐵路隧道有效凈空面積采用107m2,是目前世界各國(guó)高速鐵路隧道凈空面積最大的。其主要考慮以下幾個(gè)方面的因素：1、列車截面積、速度、規(guī)模2、列車密封性隧道內(nèi)（列車外部）壓力變動(dòng)可允許標(biāo)準(zhǔn)如下表所示，以τ=5sec為準(zhǔn)。1/14/2023隧道內(nèi)壓力變動(dòng)可允許標(biāo)準(zhǔn)

密封性單列車會(huì)車R=列車外部壓力/列車內(nèi)部壓力Τ=08001250R=1Τ=3.522003400R=2.7Τ=527004300R=3.4Τ=734005400R=4.3Τ=1043006700R=5.351/14/2023二、斷面結(jié)構(gòu)形式及支護(hù)參數(shù)

1、斷面結(jié)構(gòu)形式采用半徑R＝7.1m的單心圓形式，兩側(cè)設(shè)置水溝及電纜槽，隧道內(nèi)底部不設(shè)置仰拱，而采用鋼筋混凝土底板形式，底板厚度根據(jù)不同圍巖地質(zhì)情況采用不同的厚度。底板下面兩側(cè)設(shè)置貫通的排水管，以排除底板下的積水。1/14/20231/14/2023

2、支護(hù)參數(shù)韓國(guó)京釜高鐵隧道多采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，初期支護(hù)以錨、網(wǎng)、噴和格柵拱架為主，根據(jù)不同圍巖級(jí)別，主要采用5種不同支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，支護(hù)結(jié)構(gòu)下圖所示。其中噴射混凝土采用不小于18MPa的標(biāo)號(hào)，局部地段可摻加鋼纖維補(bǔ)料；襯砌混凝土采用不小于24MPa的標(biāo)號(hào)，在隧道洞口150m段和第4、5種支護(hù)模式段采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋采用單層配筋，每隔10m設(shè)置3組格柵支架固定襯砌鋼筋，其余采用素混凝土襯砌結(jié)構(gòu)。1/14/20231/14/2023三、洞門(mén)結(jié)構(gòu)型式韓國(guó)京釜高速鐵路隧道洞門(mén)采用單一的喇叭口式洞門(mén)型式，有利于減緩隧道的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，提高乘車舒適度，同時(shí)也有效防止大面積的洞口邊仰坡的開(kāi)挖，有利于生態(tài)和植被。1/14/20231/14/2023四、隧道防排水隧道襯砌結(jié)構(gòu)和噴射混凝土中間拱墻設(shè)置防水板，墻底設(shè)置縱向排水盲管，縱向盲管（直徑150mm）每隔一定長(zhǎng)度（10m）與隧道底部?jī)蓚?cè)水溝連接；底板兩側(cè)設(shè)置縱向貫通排水盲管，排除底部滲水，底部排水盲管（直徑200mm）每隔50m，設(shè)置一處檢查孔，方便檢查維修。1/14/2023六、其他附屬設(shè)施隧道內(nèi)其他附屬設(shè)施主要防災(zāi)疏散設(shè)施和電纜槽、接觸網(wǎng)基礎(chǔ)和配電設(shè)備等。防災(zāi)疏散設(shè)施包括緊急措施指揮空間、隧道內(nèi)部緊急疏散通道、應(yīng)急照明燈、避難引導(dǎo)設(shè)施、避難所以及灑水車輛、排煙設(shè)備、輸水管連接設(shè)備、新鮮空氣供應(yīng)設(shè)備、消防水池、緊急救護(hù)站臺(tái)等。1/14/2023小結(jié)韓國(guó)漢城至釜山高速鐵路列車運(yùn)行速度設(shè)計(jì)目標(biāo)值350km/h,隧道有效凈空面積采用107m2，是世界各國(guó)高速鐵路隧道中隧道斷面最大的；斷面內(nèi)輪廓采用半徑R=7.1m的單心圓形式；隧道內(nèi)底部不設(shè)置仰拱，而采用鋼筋混凝土底板形式，根據(jù)不同圍巖地質(zhì)情況采用不同的底板厚度；隧道一般采用排水型設(shè)計(jì)，底板兩側(cè)設(shè)置排水溝；一般隧道內(nèi)采用有碴軌道，特長(zhǎng)隧道和第二期修建的隧道中多采用無(wú)碴軌道；洞口采用喇叭口式斜切式洞口。1/14/20232.5、其他國(guó)家高速鐵路隧道

西班牙高速鐵路隧道概況截止到2005年7月，西班牙已經(jīng)建成通車的高速鐵路線路有兩條。第一條高速鐵路是1992年通車的馬德里—塞維利亞高速鐵路，全長(zhǎng)471km；第二條高速鐵路是馬德里—巴塞羅那，線路全長(zhǎng)651km。馬德里—塞維利亞高速鐵路全線共修筑大、小隧道17座，總長(zhǎng)15.819km，最長(zhǎng)隧道2540m，為雙線隧道斷面，有效凈空面積為75m2。馬德里—塞維利亞高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)速度為300km/h，列車實(shí)際運(yùn)行速度可達(dá)250～270km/h。馬德里-巴塞羅那高速鐵路全長(zhǎng)651km。該線按客運(yùn)專線設(shè)計(jì)，線路允許最高最高運(yùn)行速度達(dá)350km/h。共修建隧道26座，總長(zhǎng)度61km，為了改善高速列車在隧道群中運(yùn)行的條件，隧道內(nèi)有效面積增大到100m2。1/14/2023意大利高速鐵路隧道意大利已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)的高速鐵路是羅馬—佛羅倫薩線，全長(zhǎng)，全線于1992年開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為250km/h。意大利正在建設(shè)的高速鐵路有：羅馬—那不勒斯線，全長(zhǎng)９２km。以上線路工程艱巨，隧道工程也較多，其中羅馬—那不勒斯高速鐵路，共有隧道28.3km。佛羅倫薩—博羅尼亞高速鐵路，其中73.3km是隧道，占該段總長(zhǎng)的93%，共有9座隧道，其中最長(zhǎng)的隧道是Vaglia隧道，長(zhǎng)度為18.561km，全部采用單洞雙線斷面結(jié)構(gòu)，開(kāi)挖斷面為135m2，開(kāi)挖采用鉆爆法、裝有剝離破碎裝置的液壓錘和機(jī)械開(kāi)挖，還有1.5km采用明挖法開(kāi)挖等等。1/14/2023

英國(guó)高速鐵路隧道

英國(guó)海峽隧道鐵路連接線（UTRL）是按照UIC軌距和標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的第一條高速鐵路，將于2007年建成，將英法海峽隧道與倫敦的StPancras車站聯(lián)結(jié)。該條鐵路全長(zhǎng)109km，共有4座隧道，總長(zhǎng)約26.7km，占全線路長(zhǎng)度的24%，最大設(shè)計(jì)速度為300km/h。全線共分兩段建設(shè)，第一段在南部，長(zhǎng)度為74km，其中3.6km為雙線隧道，占該段線路長(zhǎng)度的5%；第二段位于北部，全長(zhǎng)38.5km，其中包括2座隧道，總長(zhǎng)23.15km，占該段線路長(zhǎng)度的60%，均為雙洞單線隧道，其中Thames隧道長(zhǎng)度為3.65km，北倫敦隧道長(zhǎng)度為19.5km。每間隔600m設(shè)置橫向聯(lián)絡(luò)通道，以滿足緊急情況下疏散旅客的需要。1/14/2023小結(jié)西班牙第一條高速鐵路，設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為300km/h，雙線隧道斷面有效凈空面積采用75m2，第二條高速鐵路設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為350km/h，雙線隧道斷面有效凈空面積采用100m2，西班牙高速鐵路隧道內(nèi)均采用中心排水溝。意大利高速鐵路隧道斷面結(jié)構(gòu)內(nèi)輪廓均采用雙心圓型式，軌面以上為單心圓，軌面以下為單心圓，在修建的各條高速鐵路隧道中圓心半徑有逐漸增大的趨勢(shì)。荷蘭高速鐵路隧道由于埋深較淺，地下水位較高，一般采用盾構(gòu)法、沉管法或明挖法施工。瑞士巖石長(zhǎng)隧道居多，一般采用掘進(jìn)機(jī)法開(kāi)挖。1/14/20232.6、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)高速鐵路隧道

臺(tái)灣臺(tái)北至高雄高速鐵路工程，全長(zhǎng)345km，其中隧道有48座，總長(zhǎng)度為47.217km其中鉆爆法施工的隧道有42座，明挖法施工的隧道有六座。臺(tái)灣高速鐵路暗挖法施工的隧道均采用新奧法施工，為單洞雙線隧道，其開(kāi)挖寬度為13.5m，高度約為11.7m，開(kāi)挖斷面積約130～140m2。襯砌完成后寬度為12.6m，高度為9.6m，軌面以上凈斷面積為90m2。1/14/2023臺(tái)灣高速鐵路隧道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

臺(tái)灣高速鐵路最高行駛設(shè)計(jì)速度為350km/h，考慮隧道內(nèi)空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，軌面以上凈斷面積采用90m2，長(zhǎng)度大于3km的隧道，為防止列車出隧道時(shí)引起突爆噪音，隧道洞口采用45o斜洞門(mén)設(shè)計(jì)，另加設(shè)明洞解壓段，頂部開(kāi)設(shè)2處開(kāi)孔，將微氣壓波逐漸釋放。1/14/20231/14/2023臺(tái)灣高速鐵路隧道設(shè)計(jì)及施工均采用新奧法原理，具有如下特性：1、支護(hù)系統(tǒng)根據(jù)巖體的分類選用，對(duì)于巖層地質(zhì)條件多變的情況下，具有較高的適應(yīng)性。2、根據(jù)地質(zhì)情況的變化，可方便的調(diào)整開(kāi)挖斷面。3、充分利用巖石的支撐能力，可減少開(kāi)挖面積，較礦山法施工更具經(jīng)濟(jì)性。4、利用量測(cè)反饋分析，可彈性調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工程序，靈活施工安排。5、隨時(shí)監(jiān)測(cè)巖體動(dòng)態(tài)，可有效監(jiān)控隧道變形，施工安全性高。1/14/2023臺(tái)灣高速鐵路隧道設(shè)計(jì)一、隧道斷面型式隧道斷面的幾何形狀與隧道結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)有關(guān)，主要考慮功能要求，包括凈空斷面、附屬設(shè)施空間、襯砌與開(kāi)挖預(yù)計(jì)變形量及其他特殊需要外，尚需配合地質(zhì)條件、支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工方法，設(shè)計(jì)采用盡量圓順平滑的隧道斷面形狀。對(duì)于高速鐵路隧道工程而言，主要斷面控制條件為列車高速行駛時(shí)的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)和設(shè)置仰拱結(jié)構(gòu)的需要，另外考慮經(jīng)濟(jì)性、安全性和施工方便性，斷面型式采用雙心或三心圓構(gòu)成，其開(kāi)挖斷面扁平率（H/W）約為0.91,接近圓形斷面有利于隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。1/14/2023二、斷面開(kāi)挖方式隧道開(kāi)挖方式，主要根據(jù)開(kāi)挖面的自立性、周邊圍巖的承載力、地表沉陷預(yù)估變形量及地下水位的高低等因素來(lái)選定。臺(tái)灣高速鐵路隧道通常開(kāi)挖方式包括：全斷面法、臺(tái)階法及側(cè)壁導(dǎo)坑法等三類，其中臺(tái)階法又可細(xì)分為長(zhǎng)臺(tái)階、短臺(tái)階、多段臺(tái)階、超短臺(tái)階及臨時(shí)仰拱開(kāi)挖法等，臺(tái)北至高雄高速鐵路隧道主要采用臺(tái)階法開(kāi)挖方式。

1/14/2023開(kāi)挖方式概略圖適用條件橫斷面縱斷面全斷面開(kāi)挖極穩(wěn)定地層分階段開(kāi)挖長(zhǎng)臺(tái)階開(kāi)挖（上半先進(jìn)開(kāi)挖）穩(wěn)定地層，但以全斷面開(kāi)挖無(wú)法自立時(shí)短臺(tái)階開(kāi)挖一般地層，在變形、沉陷顯著需速予閉合時(shí)多段臺(tái)階開(kāi)挖（預(yù)撐）以短臺(tái)階開(kāi)挖，開(kāi)挖面不宜自立時(shí)（依地質(zhì)情況須加預(yù)撐）超短臺(tái)階開(kāi)挖開(kāi)挖需抑制深陷時(shí)臨時(shí)仰拱開(kāi)挖開(kāi)挖需抑制沉陷時(shí)或短臺(tái)階開(kāi)挖沉陷變大時(shí)側(cè)導(dǎo)坑開(kāi)挖斷面大時(shí)或地層支撐力不足時(shí)或須抑制沉降量時(shí)1/14/2023三、支護(hù)設(shè)計(jì)臺(tái)灣高速鐵路隧道的支護(hù)設(shè)計(jì)，是在施工前根據(jù)巖體的分類，擬定支護(hù)構(gòu)件及施工程序，然后輔以數(shù)值分析法進(jìn)行檢算，并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整作為施工的支護(hù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；在實(shí)際開(kāi)挖時(shí)，根據(jù)隧道的周邊地質(zhì)情況、地下水狀況、隧道斷面尺寸和覆蓋層厚度等，研究判斷隧道周邊圍巖的破壞機(jī)理，來(lái)選擇鋼支撐、噴混凝土及錨桿等支護(hù)構(gòu)件，必要加上輔助工法以維持隧道開(kāi)挖時(shí)的穩(wěn)定。

1/14/2023臺(tái)灣高速鐵路隧道使用的支撐構(gòu)件系統(tǒng)包括：噴混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼支撐及錨桿等，其中噴混凝土厚度為175mm～350mm不等；鋼筋網(wǎng)為Ф6×150×150mm～Ф8×150×150mm，配合噴混凝土厚度采用一層至兩層；鋼支撐采用格柵或100×100mm～250×250mm的H型鋼，支撐間距配合循環(huán)進(jìn)尺長(zhǎng)度確定，其中格柵支撐具有材質(zhì)輕、架設(shè)容易以及噴混凝土背后空隙少等優(yōu)點(diǎn)，臺(tái)灣高速鐵路隧道工程大量采用；采用的錨桿長(zhǎng)度為4m、5m、6m，徑向間距自1.2m～2m不等，縱向間距則采用循環(huán)掘進(jìn)長(zhǎng)度。1/14/2023四、防水層及二次襯砌設(shè)計(jì)考慮隧道通過(guò)人口稠密區(qū)，為避免隧道周圍地下水降低而影響當(dāng)?shù)厣瞽h(huán)境，采用鋪設(shè)全周邊防水層的不排水隧道方式設(shè)計(jì)；半周邊設(shè)置防水層的為排水隧道，其隧道填充內(nèi)埋設(shè)排水管，并每隔50m設(shè)置清理維護(hù)點(diǎn)，防水層通常包括無(wú)紡布和防水膜。二次襯砌的混凝土結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)主筋時(shí)采用極限強(qiáng)度設(shè)計(jì)法，需考慮地下水、圍巖及混凝土自重等3中荷載，結(jié)構(gòu)分析時(shí)，除混凝土自重外，將其余荷載組合為下列兩種情況：（1）二次襯砌承受地下水滲經(jīng)二次襯砌的水壓力，而所有的土壓力由初期支護(hù)承受，即所謂單純水壓模式；（2）二次襯砌承受土壓力及水壓力。1/14/2023五、洞口設(shè)計(jì)臺(tái)灣高速鐵路隧道洞口設(shè)計(jì)除考慮地形、工程地質(zhì)、活塞效應(yīng)、環(huán)境及排水等5項(xiàng)因素外，還考慮以下準(zhǔn)則，以降低施工和運(yùn)營(yíng)期間的風(fēng)險(xiǎn)。1、洞口應(yīng)盡量采用與等高線直交進(jìn)洞。2、避免將洞口設(shè)置于高地應(yīng)力集中區(qū)，如山谷底部。3、洞口位于滑坡活動(dòng)區(qū)時(shí)，應(yīng)采取措施穩(wěn)定地層。4、洞門(mén)應(yīng)設(shè)置永久性水平筋以防止施工中及完工后的移動(dòng)。5、洞口結(jié)構(gòu)須適當(dāng)回填，整體設(shè)計(jì)應(yīng)與周圍景觀相協(xié)調(diào)。1/14/20231/14/2023小結(jié)我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)臺(tái)北至高雄高速鐵路設(shè)計(jì)行車速度目標(biāo)值為350km/h，考慮隧道內(nèi)空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，軌面以上凈斷面積采用90m2，對(duì)于長(zhǎng)度大于3km的隧道，為防止列車出隧道時(shí)引起突爆噪音，隧道洞口采用挑檐式、斜度為45o的斜切式洞口，另加設(shè)明洞解壓段，頂部開(kāi)設(shè)2處開(kāi)孔，將微氣壓波逐漸釋放。臺(tái)灣高速鐵路隧道為避免影響區(qū)域水文變化，長(zhǎng)度大于3km的隧道，大部分設(shè)計(jì)為不排水型隧道，全部采用鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)。1/14/20232.7、中國(guó)大陸高速鐵路隧道概況

中國(guó)大陸客運(yùn)專線隧道分布情況《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》“四縱四橫”的快速客運(yùn)通道和三個(gè)城際快速客運(yùn)系統(tǒng)。根據(jù)以上規(guī)劃，建設(shè)客運(yùn)專線隧道總長(zhǎng)度將超過(guò)1000km，目前已經(jīng)開(kāi)工和即將開(kāi)工的客運(yùn)專線隧道長(zhǎng)度約874km。其中共有10km以上的特長(zhǎng)隧道7座，客運(yùn)專線隧道中，獅子洋隧道采用盾構(gòu)法施工，其他均采用鉆爆法施工。1/14/2023序號(hào)線別線路長(zhǎng)度（km）隧道數(shù)量（座）隧道長(zhǎng)度（m）隧線比（%）設(shè)計(jì)速度（km/h）1武廣線87422217234319.73502廣深港105263277332.93503鄭武線47229302566.43504鄭西線485387676315.93505石太線190327490439.42506甬臺(tái)溫274598811632.12507溫福線29858149423552508福廈線263353986815.32509廈深線4987511092022.925010合武線35637640761825011合寧線99220052.525012廣珠線115441723.620013哈大線9149142940.935014京滬線131818145291.1350合計(jì)550064487440215.91/14/2023中國(guó)大陸高速鐵路隧道的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

一、有效內(nèi)凈空面積高速鐵路隧道有效凈空面積，即隧道內(nèi)輪廓內(nèi)軌面以上的凈空面積。根據(jù)我國(guó)不同速度目標(biāo)值和通行列車限界的不同，考慮空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)等各種情況，擬定的隧道有效凈空面積如下表所示。1/14/2023序號(hào)類別標(biāo)準(zhǔn)單線雙線1200km/h客運(yùn)專線兼顧普貨運(yùn)輸52m280m22200km/h客運(yùn)專線兼顧雙箱運(yùn)輸53.6m287m23250km/h高速鐵路隧道60m292m24300km/h客運(yùn)專線隧道70m2100m25350km/h客運(yùn)專線隧道70m2100m21/14/2023二、單洞雙線和雙洞單線隧道斷面形式的選擇長(zhǎng)度小于10km的客運(yùn)專線隧道，采用單洞雙線隧道，在滿足洞內(nèi)會(huì)車最不利條件的前提下，可有效地提高乘車舒適度長(zhǎng)度大于10km而小于20km的隧道，如果客車速度目標(biāo)值為200km/h及以上并且為客貨共線時(shí)，宜采用雙洞單線隧道方案，如果是客運(yùn)專線，則可根據(jù)輔助坑道的設(shè)置情況進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，選用合適的方案；當(dāng)隧道長(zhǎng)度大于20km時(shí)，采用雙洞單線隧道方案。1/14/2023三、支護(hù)結(jié)構(gòu)形式我國(guó)高速鐵路隧道一般采用復(fù)合式襯砌；個(gè)別淺埋或偏壓隧道局部采用整體式襯砌；部分圍巖地下水不發(fā)育，巖體完整性較好的Ⅰ、Ⅱ級(jí)圍巖隧道段，采用不設(shè)置防水板的單層整體式襯砌。隧道內(nèi)輪廓均采用曲墻形式，Ⅲ級(jí)以上圍巖隧道內(nèi)設(shè)置仰拱，仰拱和曲墻采用圓順連接；Ⅰ、Ⅱ級(jí)圍巖底部設(shè)置鋼筋混凝土底板；為防止襯砌開(kāi)裂和耐久性的影響，Ⅳ級(jí)以上圍巖采用鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，部分Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖襯砌混凝土內(nèi)摻加合成纖維。1/14/2023四、防排水標(biāo)準(zhǔn)1、對(duì)于巖溶和暗河發(fā)育的隧道，采用疏導(dǎo)的工程措施，不隨意封堵巖溶管道和暗河出口。2、在地下水發(fā)育和可能造成地下水流失的隧道地段，采用“以堵為主、限量排放”的防排水設(shè)計(jì)理念，使隧道的修建，對(duì)原有的水環(huán)境影響最小。3、盡量采用可維護(hù)的防排水系統(tǒng)，即采用耐久性好、可靠性高的防排水材料，提高防排水系統(tǒng)的使用功能，關(guān)鍵部位發(fā)生損壞或防排水功能不能滿足使用要求時(shí)，可以進(jìn)行維護(hù)、檢修或更換，恢復(fù)其應(yīng)有的使用功能，滿足隧道設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的防排水作用。4、越江水底隧道和城市內(nèi)下穿的“倒人字型”坡度的隧道，采用全封堵的不排水設(shè)計(jì)理念，襯砌結(jié)構(gòu)采用全環(huán)防水混凝土，并考慮水壓力的影響。1/14/2023五、防災(zāi)救援標(biāo)準(zhǔn)1、雙線隧道內(nèi)，均設(shè)置雙側(cè)救援通道，單線隧道內(nèi)在單側(cè)設(shè)置救援通道。救援通道的寬度為1.5m，高度2.2m。在綜合峒室內(nèi)安裝簡(jiǎn)易消防器具。在有變壓器的峒室內(nèi)安裝自動(dòng)消防裝置。2、長(zhǎng)度大于6km小于10km的隧道，利用施工輔助坑道作為緊急出口，并設(shè)置明顯的緊急疏散標(biāo)志。3、對(duì)于長(zhǎng)度大于10km小于20km的隧道，應(yīng)設(shè)置多處專用緊急疏散通道，并在疏散通道內(nèi)設(shè)置防災(zāi)通風(fēng)設(shè)備。有條件時(shí)，盡量采用雙洞單線隧道方案，兩隧道可互為救援疏散。在兩洞口上方設(shè)置高壓水池，洞口處設(shè)置消火栓。4、長(zhǎng)度大于20km的隧道，采用雙洞單線隧道方案，并設(shè)置“定點(diǎn)消防疏散點(diǎn)”。配備必要的通風(fēng)設(shè)施和消防設(shè)施。5、在靠近城市和有條件的隧道洞口處和緊急通道出口處，設(shè)置供外部救援車輛停放的場(chǎng)地。1/14/2023六、通風(fēng)照明標(biāo)準(zhǔn)（一）通風(fēng)按照要求，長(zhǎng)度大于8km的電氣化鐵路隧道應(yīng)考慮運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)備。但是結(jié)合高速鐵路隧道的特殊情況，一般采用如下原則：1、長(zhǎng)度大于10km的特長(zhǎng)隧道，考慮運(yùn)營(yíng)通風(fēng)和防災(zāi)通風(fēng)，小于10km而大于6km的隧道，結(jié)合輔助坑道的設(shè)置，如果輔助坑道用作緊急疏散通道，則在緊急出口處考慮防災(zāi)疏散通風(fēng)設(shè)備，其他不考慮運(yùn)營(yíng)通風(fēng)。2、運(yùn)營(yíng)通風(fēng)一般采用縱向射流誘導(dǎo)式通風(fēng)。采用遠(yuǎn)程和本地雙重控制。

1/14/2023（二）照明隧道內(nèi)照明設(shè)置主要是考慮維修養(yǎng)護(hù)、滿足緊急情況下的人員疏散及救援人員的通行要求。同時(shí)也考慮到列車進(jìn)入隧道后的亮度變化對(duì)旅客乘車舒適度的影響。并滿足下列規(guī)定：1、時(shí)速在300km以下，隧道長(zhǎng)度大于500m設(shè)置固定的電力照明設(shè)備；時(shí)速大于300km的隧道，長(zhǎng)度大于100m即應(yīng)設(shè)置固定的電力照明，大于500m的隧道內(nèi)增設(shè)應(yīng)急照明設(shè)備，應(yīng)急照明燈具安裝間隔不大于50m，應(yīng)急照明必須在供電中斷時(shí)能自動(dòng)接通并能連續(xù)工作2h以上。2、緊急呼叫電話處及緊急出口處、緊急出口通道內(nèi)均設(shè)置應(yīng)急照明燈具。1/14/2023七、輔助洞室的設(shè)置隧道內(nèi)可供養(yǎng)護(hù)維修人員待避的專用洞室，但應(yīng)考慮設(shè)置存放維修工具和其他業(yè)務(wù)部門(mén)需要的綜合洞室。洞室延隧道兩側(cè)交錯(cuò)布置，每側(cè)間距應(yīng)為500m左右。1/14/2023八、洞內(nèi)預(yù)留空間標(biāo)準(zhǔn)（一）安全空間隧道內(nèi)在線路中心線3.0m以外設(shè)置安全空間，單線隧道設(shè)在電纜槽一側(cè)，多線隧道設(shè)在兩側(cè)。安全空間尺寸：高度不應(yīng)小于2.2m，寬度不應(yīng)小于0.8m。安全區(qū)的地面應(yīng)不低于軌面規(guī)定高度，必須平整，允許有3‰的排水坡。安全空間的地面與接觸網(wǎng)設(shè)備的帶電部件之間的距離不小于3.95m。1/14/2023（二）救援通道救援通道設(shè)在安全空間一側(cè)，距線路中線不小于2.3m。救援通道走行面不低于軌面高程。速度目標(biāo)值為200公里的隧道，救援通道寬度不小于1.25m；速度目標(biāo)值大于250公里的隧道救援通道寬度不小于1.5m，在裝設(shè)專業(yè)設(shè)施處，寬度可減少0.5m；凈高不小于2.2m。（三）工程技術(shù)作業(yè)空間工程技術(shù)作業(yè)空間在安全空間和救援通道之外，其寬度為0.3m。一般要求不得用工程技術(shù)作業(yè)空間來(lái)滿足隧道建設(shè)的施工誤差。1/14/20233、我國(guó)大陸高速鐵路隧道的特點(diǎn)1、隧道數(shù)量多，長(zhǎng)度長(zhǎng)已經(jīng)開(kāi)工和即將開(kāi)工的客運(yùn)專線隧道數(shù)量就達(dá)645座，長(zhǎng)度達(dá)870km，規(guī)劃中的西安～蘭州等高速鐵路線上還有很多隧道。包括規(guī)劃并即將實(shí)施的其他高速鐵路隧道，總長(zhǎng)度將超過(guò)1000km。其中正在建設(shè)中的石太線太行山特長(zhǎng)隧道是亞洲最長(zhǎng)的山嶺隧道，也是世界上速度目標(biāo)值最高的特長(zhǎng)隧道之一。規(guī)劃即將建設(shè)的青藏線西寧至格爾木段增建第二線的關(guān)角隧道，設(shè)計(jì)客車速度目標(biāo)值為200km/h，長(zhǎng)度超過(guò)太行山隧道，為32.6km。1/14/20232、隧道內(nèi)行車速度目標(biāo)值高，相關(guān)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求高我國(guó)客運(yùn)專線鐵路隧道除廣珠城際鐵路設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為200km/h外，其他速度目標(biāo)值均在250km/h及以上，其中鄭武、武廣、廣深港、鄭西、哈大客運(yùn)專線設(shè)計(jì)行車速度目標(biāo)值達(dá)到350km/h，為世界上運(yùn)行速度目標(biāo)值最高的鐵路。防水等級(jí)高，并且大部分隧道均采用無(wú)碴軌道，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求高。1/14/20233、隧道分布區(qū)域廣，所處環(huán)境和地質(zhì)情況復(fù)雜我國(guó)鐵路客運(yùn)專線隧道分布涉及東北、華北、華東、華中、華南、東南沿海及中西部地區(qū)，通過(guò)的地形及地質(zhì)情況異常復(fù)雜，尤其是武廣客運(yùn)專線隧道通過(guò)巖溶地區(qū)，鄭西、石太客運(yùn)專線部分隧道在黃土地區(qū)，有的下穿高速公路和既有建筑物，有的位于自然保護(hù)區(qū)，有穿越獅子洋的水下隧道，穿越瀏陽(yáng)河和長(zhǎng)沙市區(qū)的瀏陽(yáng)河隧道，下穿長(zhǎng)春市的哈大客專長(zhǎng)春隧道，還有通過(guò)采空區(qū)的山嶺隧道，等等?？傊ㄔO(shè)環(huán)境和地質(zhì)情況復(fù)雜。1/14/20234、隧道修建技術(shù)儲(chǔ)備少，建設(shè)經(jīng)驗(yàn)少我國(guó)以前沒(méi)有建設(shè)高速鐵路隧道的成熟經(jīng)驗(yàn)，也缺乏對(duì)高速鐵路隧道