客運(yùn)專線隧道修建技術(shù)

xx專線隧道修建技術(shù)xx工程管理中心xx一、鐵路隧道工程的技術(shù)進(jìn)步

近年來，隨著鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，鐵路隧道修建技術(shù)有了長足的進(jìn)步，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1．高速鐵路隧道關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)形成。研究解決了列車在隧道內(nèi)高速運(yùn)行產(chǎn)生的空氣動(dòng)力學(xué)問題，確定了不同運(yùn)行速度目標(biāo)值隧道凈空斷面，制定了各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確定了大斷面隧道的支護(hù)襯砌參數(shù)及施工方法，確定了洞口結(jié)構(gòu)型式，確定了長大隧道防災(zāi)救援的標(biāo)準(zhǔn)和措施。2．艱險(xiǎn)山區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件長大隧道修建技術(shù)不斷取得進(jìn)步。烏鞘嶺隧道的通車運(yùn)營、石太客專太行山隧道的貫通、宜萬鐵路、云南大麗、玉蒙鐵路的建設(shè)，標(biāo)志著我們?cè)陂L大隧道防災(zāi)救援、巖溶高壓突水、高地應(yīng)力、地質(zhì)復(fù)雜多變等方面取得了很大的技術(shù)進(jìn)步。宜萬鐵路宜萬鐵路全長378km，隧道161座，其長度占全線總長的60%。其中巖溶隧道92座，長247km，占隧道總長的74%。全線巖溶極其發(fā)育，有齊岳山等8座隧道為一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道，多次發(fā)生突水、突泥，采用綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)手段及時(shí)探明前方巖溶發(fā)育情況，采取注漿堵水、限量排放和防災(zāi)報(bào)警等綜合技術(shù)措施保證了隧道的施工安全。3．大斷面黃土隧道的修建技術(shù)取得突破性進(jìn)展。鄭西客運(yùn)專線正線全長458km，隧道38座，77公里，隧線比16.8％。建設(shè)過程中曾出現(xiàn)地面開裂、圍巖變形過大、支護(hù)結(jié)構(gòu)開裂、坍方，施工一度受阻的情況，通過開展科研和工程實(shí)踐的摸索，較好的控制了隧道和圍巖的變形，有力的保證了隧道施工安全，逐步形成了一套大斷面黃土隧道設(shè)計(jì)施工綜合配套技術(shù)。4．城市鐵路大跨淺埋隧道的修建技術(shù)取得進(jìn)展。北京地下鐵路直徑線采用單洞雙線結(jié)構(gòu)型式，采用盾構(gòu)法和淺埋暗挖法施工，進(jìn)展順利。天津地下直徑線、京石客專石家莊六線特大隧道正在設(shè)計(jì)中，今年將要開工建設(shè)。5．水下隧道修建技術(shù)取得進(jìn)展。廣深港客運(yùn)專線獅子洋隧道，穿越珠江口獅子洋河段，是國內(nèi)第一條水下鐵路隧道。隧道工程范圍全長10800m，采用四臺(tái)泥水平衡式盾構(gòu)施工，目前隧道兩端各有一臺(tái)盾構(gòu)已開始掘進(jìn)。武廣客運(yùn)專線瀏陽河隧道位于湖南省長沙市東部，隧道工程范圍全長10100m，設(shè)三座豎井、一座斜井。根據(jù)隧道各段所處的地質(zhì)、地面環(huán)境、隧道埋深等條件分別采用明挖法、鉆爆法及非爆破法施工，目前已施工至河底，進(jìn)展順利。二、客運(yùn)專線隧道概況

截至目前，在建鐵路客運(yùn)專線線路長度約6365公里，隧道約662座，隧道總長度約891.975公里，隧線比約14％。部分在建客專隧道統(tǒng)計(jì)如下：武廣線路全長869公里，隧道222座，總長172公里，隧線比19.8%；鄭西線路全長458公里，隧道32座，總長75公里，隧線比16.8%；石太線路全長190公里，隧道27座，總長73公里，隧線比39.5%；溫福線路全長298公里，隧道59座，總長149公里，隧線比50.%，詳見下表。客專隧道統(tǒng)計(jì)表序號(hào)線別線路長度／km隧道數(shù)量／座隧道長度／m隧線比／％設(shè)計(jì)速度（km/h)1武廣86922217215219.83502鄭西458387687916.83503廣深港103243201631.13504石太190327490439.42505鄭武47340411548.73506甬臺(tái)溫282598811531.22507溫福2985914942350.12508福廈256374040615.82509廈深5028011837723.625010合武359376407617.825011合寧133220051.525012廣珠142441722.925013哈大914896941.135014京滬131818143761.135015新廣州站68242666.3350合計(jì)636566289197514.0在建長大隧道統(tǒng)計(jì)表序號(hào)隧道名稱線別長度（m）備注1太行山隧道石太線27839雙單線2大別山隧道合武線13256雙線隧道3霞浦隧道溫福線13099貫通平導(dǎo)4南梁隧道石太線11526半雙單線5金寨隧道合武線10766雙線隧道6大瑤山一號(hào)武廣線10081雙線隧道7獅子洋隧道廣深港9009水下隧道8函谷關(guān)隧道鄭西線7851最長黃土9瀏陽河隧道武廣線10100水下隧道三、客運(yùn)專線隧道的特點(diǎn)

與普速鐵路隧道相比客運(yùn)專線隧道具有以下特點(diǎn)：由于列車高速運(yùn)行引起的空氣動(dòng)力學(xué)問題；隧道斷面積大（如在350km/h速度的條件下，隧道有效凈空面積為100m2，開挖斷面積達(dá)170m2）；由于開挖斷面積的增大，施工難度也急劇增加，特別是在淺埋和不良地質(zhì)條件下的施工難度很大；列車高速運(yùn)行，對(duì)洞內(nèi)軌道（包括基底結(jié)構(gòu)，如仰拱或鋪底）的影響增大，需要加強(qiáng)基底結(jié)構(gòu)；100年使用年限和混凝土的耐久性要求；新型的洞門形式和更高的洞口環(huán)保要求；高標(biāo)準(zhǔn)的防水要求（一級(jí)防水標(biāo)準(zhǔn)）。長大隧道的防災(zāi)救援和運(yùn)營通風(fēng)四、高速列車在隧道內(nèi)運(yùn)行產(chǎn)生的空氣動(dòng)力學(xué)問題及工程措施

高速列車在隧道內(nèi)運(yùn)行產(chǎn)生的空氣動(dòng)力學(xué)問題由于高速列車進(jìn)入隧道產(chǎn)生瞬變壓力造成旅客及乘務(wù)人員耳膜不適，舒適度降低，長期在這種條件下工作,會(huì)對(duì)鐵路員工和車輛產(chǎn)生危害；高速列車進(jìn)入隧道時(shí)，會(huì)在隧道出口產(chǎn)生微氣壓波，發(fā)出轟鳴聲，如同“放炮”，引起擾民問題。國外從隧道設(shè)計(jì)角度解決空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)引起的問題，主要通過以下兩種途徑：一種是以日本新干線為代表，通過提高車輛密封強(qiáng)度來緩解車內(nèi)瞬變壓力，使之滿足舒適度要求，同時(shí)修建洞口緩沖結(jié)構(gòu)來消減洞口微壓波；另一種以德國為代表，主要通過放大隧道凈空斷面來解決問題。通過進(jìn)行隧道空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)和相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的研究，我們基本解決了隧道設(shè)計(jì)諸如凈空、斷面形式、緩沖結(jié)構(gòu)物等問題。但隧道按有碴道床考慮，目前350km/h及200km/h長度大于6km隧道為無碴道床；研究手段主要為類比、數(shù)值分析和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證只在遂渝線做過一次；以前的研究是針對(duì)最不利隧道長度，而對(duì)長隧道以及輔助導(dǎo)坑的影響還沒有研究，因此在隧道空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)方面還存在以下問題需要研究：①適合我國國情乘客耳膜舒適度準(zhǔn)則及壓力波閥值研究；②長隧道內(nèi)空氣壓力波動(dòng)規(guī)律的研究；③輔助導(dǎo)坑的影響；④無碴軌道隧道空氣動(dòng)力學(xué)特性研究（主要是首波形態(tài)，以及在傳播過程中的激化，相應(yīng)緩沖結(jié)構(gòu)參數(shù)）。緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)置根據(jù)咨詢報(bào)告，武廣客專有29座隧道需設(shè)洞口緩沖結(jié)構(gòu)，經(jīng)過反復(fù)研究，目前在武廣客專洞口環(huán)境條件要求較高的鷹嘴山等10座隧道的14個(gè)洞口設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)，其他19座隧道預(yù)留以后設(shè)置條件。鄭西、石太客專和即將建設(shè)的哈大客專的部分隧道也設(shè)置了洞口緩沖結(jié)構(gòu)。五、隧道洞口型式及景觀設(shè)計(jì)按照《鐵路主要技術(shù)政策》的規(guī)定，隧道洞門建設(shè)要考慮生態(tài)和環(huán)保的有關(guān)要求，對(duì)鐵路隧道洞口進(jìn)行新型結(jié)構(gòu)與景觀設(shè)計(jì)是完全有必要的，以適應(yīng)洞口環(huán)保、美觀、結(jié)構(gòu)安全和施工技術(shù)配套各方面的需要。新型洞門的形式：直切、正切、倒切和經(jīng)過藝術(shù)化處理的洞口形式。洞口型式國外高速鐵路洞口型式六、隧道斷面隧道凈空面積影響因素：隧道建筑限界線間距應(yīng)預(yù)留的空間：安全空間、救援通道、工程技術(shù)作業(yè)空間、內(nèi)部配件空間等考慮空氣動(dòng)力學(xué)影響所需的空間350km速度目標(biāo)值斷面優(yōu)化前優(yōu)化后各國高速鐵路隧道內(nèi)凈空面積表國家線別運(yùn)營速度(km/h)斷面積(m2)日本新干線240～30061～64法國大西洋線30071北方線、東南延伸線300100地中海線350100

德國漢諾威～維爾茨堡曼海姆～斯圖加特漢諾威～柏林25082科隆～法蘭克福30092西班牙馬德里～塞維利亞27075韓國漢城～釜山350107中國臺(tái)灣臺(tái)北～高雄35090我國客運(yùn)專線隧道內(nèi)凈空面積序號(hào)類別標(biāo)準(zhǔn)單線雙線1200km/h客專近期客貨共線50m280m22200km/h客專近期雙箱運(yùn)輸53m287m23250km/h近期客貨共線58m292m24250km/h近期雙箱運(yùn)輸5350km/h客運(yùn)專線70m2100m2七、夾防災(zāi)瘡救援防災(zāi)蛙救援怖設(shè)計(jì)蘋基本俗原則（一備）貫糧徹“復(fù)以防甚為主唐，以鄉(xiāng)豐消為櫻輔，罷防消際結(jié)合詠，立擴(kuò)足自口救”網(wǎng)的方仁針,續(xù)體現(xiàn)澡“以念人為炸本”勇的觀產(chǎn)念。（二蹲）旅嚇客列捏車在奮隧道紫內(nèi)發(fā)歲生火后災(zāi)時(shí)愛，凡忍能繼胡續(xù)運(yùn)鋪行時(shí)疲，均應(yīng)應(yīng)遵去循“魚先將更列車閱拉出頌洞外悼再進(jìn)膠行列足車解同體及茅火災(zāi)肌事故值處理蝕”的楚基本倚原則徑。(三石)隧姜道內(nèi)倍設(shè)置理貫通獅的救仍援通保道和朋必要典的緊債急出鹿口。(四謹(jǐn))隧懂道內(nèi)遠(yuǎn)設(shè)置現(xiàn)必要斧的監(jiān)緊控、贈(zèng)防災(zāi)謙報(bào)警絞、消敗防滅筒火、楚防排杏煙等東系統(tǒng)棋。防災(zāi)蛙及消情防系霞統(tǒng)火災(zāi)蘆自動(dòng)眉報(bào)警腐系統(tǒng)巷，清消火饞栓系曾統(tǒng)耳，火曲災(zāi)時(shí)不的防園、排頁煙系遲統(tǒng)雨，防密災(zāi)通輪訊，握防災(zāi)尾用電滴，把其他搶災(zāi)害躺報(bào)警刮（落瓦斯喬、穴有毒真氣體痰（C劣O等暈）電）防災(zāi)稀疏散隧道尤防災(zāi)質(zhì)疏散法問題押在土寒建上圈，一萬是單圓洞雙施線和蒼雙洞屆單線經(jīng)問題怎，二搏是緊與急出兇口數(shù)火量問肉題,做長隧感道還趁有定伸點(diǎn)疏耍散問細(xì)題。床德國嗚規(guī)范丸規(guī)定欣，隧杜道一趴般建鍬議設(shè)片雙洞灶單線職，如謎設(shè)單攜洞雙男線，城每一躲公里提應(yīng)設(shè)省一個(gè)茶緊急遞出口道，在狐有些險(xiǎn)長大挺和重沈要的截隧道巖口部笛還設(shè)蓄有停把車場(chǎng)京和停卸機(jī)坪堤（見嘉圖3蹄）。仆這些礎(chǔ)規(guī)定盛體現(xiàn)愛了以僑人為分本、張重視爸安全豈的理蜓念、冬反映帆了德跌國的秩經(jīng)濟(jì)住水平增和地底理環(huán)拔境。鈴在歐留洲其仆他國鴿家和鍋日本船也建耐設(shè)了零較多隱的高打速鐵筋路長微大隧她道，瞧單洞嫩雙線刪和雙刻洞單即線都世有采窗用，舊長度啊大于潔15川公里炊的隧唐道一安般采綢用雙絕洞單汁線。曬在歐飲洲其嚼他國危家和份日本冷的規(guī)膏范中規(guī)未發(fā)森現(xiàn)有籃每一偽公里須應(yīng)設(shè)溝一個(gè)勵(lì)緊急素出口伯的規(guī)暈定，奶日本巡壽的規(guī)首定是壩3-僵4公罪里設(shè)姥一個(gè)旱工區(qū)與，輔半助坑切道在拘施工殺完后派作為盛緊急驅(qū)疏散浸口用殘。我室們目腿前的友設(shè)計(jì)魯原則朗是小喪于6央km彎不設(shè)他輔助球坑道埋；6攏～1啟0k括m：光利用仁施工歸輔助壘坑道內(nèi)作為催緊急高出口店；1挑0～疑20乒km慶：設(shè)溪緊急鐮疏散筍點(diǎn)、括防災(zāi)厚通風(fēng)階；大膠于2插0k木m：牧設(shè)兩捆單線汽隧道宮,定守點(diǎn)疏壓散,甚系確統(tǒng)防暖災(zāi)；課有條據(jù)件的鋒洞口翅充分產(chǎn)利用樸施工棟場(chǎng)地劣，預(yù)刪留救趁援條善件。單洞稠雙線在隧道膠和雙狐洞單記線隧晴道的紹比較比較項(xiàng)目空氣動(dòng)力學(xué)影響相對(duì)大相對(duì)小逃生疏散方便滿足要求養(yǎng)護(hù)維修一樣一樣工程施工難度相對(duì)容易較大環(huán)境影響相對(duì)大相對(duì)小投資比較大30%～40%小大瑤爐山長博大隧雖道群那地段戲的防握災(zāi)與保救援⑴報(bào)差警系宮統(tǒng)與蒙火災(zāi)測(cè)初期散消防⑵逃密生通扎道設(shè)歷置⑶洞跨口消行防設(shè)希施⑷事揉故通些風(fēng)八、鉤防水止標(biāo)準(zhǔn)撞、原跳則及炎措施1．腹防水暗標(biāo)準(zhǔn)我國由客運(yùn)吳專線法鐵路邀隧道容防水北等級(jí)熔為一漁級(jí)，遭即不友允許定滲水啊，結(jié)盜構(gòu)表倚面無以濕漬皂?！芭艖n水型尼”隧列道，抄防排楊水原妨則“防孝、排隙、截外、堵簡相結(jié)綠合，燈因地銹制宜限、綜挑合治荷理”縮慧。其惠中“娘全排栽型”維隧道液的重紫點(diǎn)是蘆“排章水暢抖通、家運(yùn)營剩可維亮護(hù)”露，“止以堵恒為主槽、限晃量排飲放”隸型隧殼道的風(fēng)重點(diǎn)溜是“箭堵水厲有效住、排升水暢擇通、臨運(yùn)營老可維寨護(hù)”該?！胺朗乃脱蟆彼硇艿?，灘防排此水原逆則“以鞭防為亮主，腳多道祝設(shè)防醒，輔泛之以僚排”蜻，最促關(guān)鍵魔的是乳防水技措施隱的可通靠性淚。在下真列條藍(lán)件下價(jià)宜優(yōu)瓦先采規(guī)用防膀水型窗隧道象：⑴、前地面底生態(tài)昂或社明會(huì)環(huán)寧境敏貢感，悶要求梳嚴(yán)格碧限制租排水旅以免憤對(duì)其勾造成饒不良名影響總，特胞別是澆在隧諒道地熊區(qū)居芹民分市布密居集或脅存在諷地下敗水供或水水老源，桌大量重排水略會(huì)對(duì)帳環(huán)境上造成寫重大丈影響倍的場(chǎng)星合。⑵、絡(luò)地表砌下沉皺影響縣較大召，從累而危恥及結(jié)益構(gòu)物逃正常膊使用已的場(chǎng)翠合。⑶、啊地下恒水具醋有侵龜蝕性回，需偶要將麗地下膀水與謹(jǐn)混凝誦土隔咬離的隱場(chǎng)合謹(jǐn)。2.熱防排越水設(shè)喘計(jì)原摩則3.牙防排選水措照施對(duì)于市“排城水型同”隧唱道，輩噴射就混凝著土層寒－防解水板箭－縱斥向盲濾溝－巾洞內(nèi)喝水溝擁組成傾隧道害的防賴排水源關(guān)鍵握路徑勻。噴啞射混拐凝土阿層是桐隧道這的第犬一道裙防水偽屏障淡，大校面積煉的滲洲漏水孤必須斯封堵傾，少稀量的凈地下曲水可來以引黎排；世防水裳板兼臘有防長水和浙排水亂的雙降重作召用；匙縱向筑盲溝睜要確糧保其償暢通子性和爹運(yùn)營考可維窗護(hù)性芝?？驮惯\(yùn)專蜓線隧新道對(duì)絹縱向吊盲溝質(zhì)的設(shè)耕置方販?zhǔn)胶驼嬷睆綇d進(jìn)行匙改進(jìn)鋪：縱向舊盲溝曲管徑否采用滔16旬0m絕m，橫且按冠每1率0～俗15聞m分紅段引雙入水給溝的糧方式凡設(shè)置乓。對(duì)于饅“防援水型社”隧鴨道，煉應(yīng)加凡強(qiáng)噴步射混以凝土彎、二豬次襯虎砌的億防水漢能力雪，確做保防零水板笑的密料封性醋，對(duì)云施工綱縫采云用多四道措罵施止祖水，競并設(shè)棄置可抽維護(hù)假注漿伍管，么施工曉縫內(nèi)嶼側(cè)設(shè)置置必酬要的比引排氣措施謙。二腫次襯裹砌抗婆滲等惑級(jí)一慎般應(yīng)炭大于混P1麗2。九、耽結(jié)構(gòu)擔(dān)耐久迎性要話求及邊工程截措施在目凝前我頸國的傅高速某鐵路石隧道捆中，渡支護(hù)粗結(jié)構(gòu)腐多數(shù)住都采毯用復(fù)央合式憶襯砌件，復(fù)鍬合式前襯砌救包括獨(dú)初期兆支護(hù)低和二吐次襯分砌兩藥部分蚊，所役以在橋隧道磚結(jié)構(gòu)簡耐久晴性設(shè)遲計(jì)中確，要撓分別饅考慮智初期匠支護(hù)朱和二運(yùn)次襯疲砌的緣瑞耐久扮性。困在復(fù)喪合式毯襯砌椅結(jié)構(gòu)雄耐久螞性設(shè)鵝計(jì)中賺，要醉包括劇以下質(zhì)主要冷內(nèi)容累：·明都確混也凝土釋結(jié)構(gòu)唯的使篇用環(huán)效境類改別與慈環(huán)境脾作用算等級(jí)拌；·提速出混以凝土煩結(jié)構(gòu)濁的設(shè)序計(jì)使栽用年?duì)肯?；·設(shè)胞計(jì)與歉結(jié)構(gòu)徹耐久訂性有讓關(guān)的平結(jié)構(gòu)誰構(gòu)造庭措施技；·提巴出混終凝土括原材賴料品瘦質(zhì)要捐求、鞏配合貞比的轎主要己參數(shù)饒及耐咐久性迎的具加體指胞標(biāo)；·提血出確詳?；焯幽链途娩浶缘姆妒┕愘|(zhì)量商關(guān)鍵修控制賺要求申與措鋤施；·確謎定鋼機(jī)筋混謊凝土負(fù)保護(hù)鑼層厚秋度；·提尼出對(duì)瓣結(jié)構(gòu)喝應(yīng)采柜取的俘防腐旬蝕附頁加措樂施；·明煙確結(jié)拾構(gòu)使茂用過戀程中此的檢非測(cè)、塌養(yǎng)護(hù)膝、維諸修或粉局部存更換醉的要溉求。十、脫隧道帽施工歪關(guān)鍵焰技術(shù)1非輔助稿坑道棋設(shè)計(jì)我國棍在建洞的客套運(yùn)專厭線長別大隧偷道輔余助坑駕道類卡型有貢斜井僅、平岸導(dǎo)、扁橫洞牛和豎膚井，愧除豎嶄井外拔均采例用無膚軌運(yùn)喝輸方腸式。作輔助愁坑道天的設(shè)貨置原唉則與暖特點(diǎn)構(gòu)如下扶：1、斜巖溶脫發(fā)育幅的隧余道優(yōu)俘先采張用平岔行導(dǎo)絕坑；2、逮非巖菌溶隧擋道優(yōu)富先采鎮(zhèn)用橫戀洞，絮不具毯備橫曠洞條窄件時(shí)清優(yōu)先聾采用厘無軌智運(yùn)輸圈斜井吉，斜飄井最昏大長健度一脈般控仇制在堂2k粱m左花右；3、赤在埋描深淺透、地中面建烏筑密須集的輸?shù)囟涡遥瑑?yōu)詢先采械用豎使井，功豎井汁位于良隧道杏正上牽方。2信施工常方法紋選擇我國前在建路的客講運(yùn)專現(xiàn)線長敘大隧動(dòng)道施螺工方跨法有