高速铁路隧道隧道结构设计及技术标准

1、隧道结构设计与技术标准高速铁路目 录一.境内外高铁建设情况二.国内高铁隧道主要设计原则及措施三.隧道设计的技术进步四.隧道使用需要注意的问题五.认识与建议一.境内外高铁隧道概况（一）境外高铁隧道概况（一）境外高铁隧道概况全长219Km，设计时速300Km/h，共修建有长约47Km的隧道30座，其中24座隧道采用矿山法修建。全线隧道内均铺设无碴轨道。双线隧道有效面积为92m2 ，开挖面积为150m2，隧道采用复合式衬砌。矿山法隧道断面如图。1、德国 科隆莱茵/美因高速铁路一.境内外高铁隧道概况（一）境外高铁隧道概况（一）境外高铁隧道概况马德里巴塞罗那高速铁路全长611公里，设计最高速度为350K

2、m/h,共有隧道26座。该线长大隧道断面面积采用74m2，短隧道断面面积109m2 。2、西班牙 马德里巴塞罗那高速铁路一.境内外高铁隧道概况（一）境外高铁隧道概况（一）境外高铁隧道概况那不勒斯-米兰新高速铁路为旅游专线，其中佛罗伦萨-博洛尼亚段49线路位于线路位于亚宁山区，为克服地形障碍，采用隧道方式穿越，该段线路全长78Km，隧道全长71.5km/9座。3、意大利 佛罗伦萨-博洛尼亚高速铁路一.境内外高铁隧道概况（一）境外高铁隧道概况（一）境外高铁隧道概况隧道采用分块开挖的方法(CRD)，在隧道拱部采用超前小钢管，钢管直径34mm，长2.75m，间距25cm，共用47根，临时支护结构采用1

3、25H型钢支撑，喷混凝土厚125mm，锁脚锚杆直径25mm，长2.0m，图中表示开挖顺序。4、日本 东京高速铁路线Narashinodai隧道一.境内外高铁隧道概况（一）境外高铁隧道概况（一）境外高铁隧道概况 台湾南北高速铁路全线长394km，设计时速350km/h，运行时速300km/h，其中暗挖施工隧道42座，总长39km。 隧道净空有效面积为90m2。双线隧道净空跨度为15.35m，净高10.5m，线间距4.5m，实际开挖面积147155m2。5、台湾 台北高雄高速铁路6、各地高速铁路隧道内净空面积对比地 名线 别运营速度(km/h)内净空面积(m2)日 本新干线2403006164法

4、国大西洋线30071北方线、东南延伸线300100地中海线350100德 国汉诺威维尔茨堡曼海姆斯图加特汉诺威柏林25082科隆法兰克福30092西班牙马德里塞维利亚27075韩 国汉城釜山350107中国台湾台北高雄35090一.境内外高铁隧道概况（一）境外高铁隧道概况（一）境外高铁隧道概况乌龙泉乌龙泉咸宁咸宁岳阳岳阳长沙长沙株洲株洲衡阳衡阳衡山衡山郴州郴州韶关韶关武广客运专线位于中南、华南地区，线路自武汉经咸宁、岳阳、长沙、株洲、衡山、衡阳、郴州、韶关至广州，通过湖北、湖南、广东三省，构成京广客运专线的南段。正线全长869km。（二）国内高铁隧道概况（二）国内高铁隧道概况1、武广客运专线广

5、州广州武汉武汉一.境内外高铁隧道概况项目项目隧道数隧道数（座）（座）隧道总长隧道总长度度(km)(km)隧线比隧线比特长隧道特长隧道数数( (座座-m)-m)3 310km10km隧道数隧道数( (座座-m)-m)最长隧道最长隧道速度目标速度目标值值名称名称长度长度数据数据22222217217219.819.81-100811-1008112-6716312-67163大瑶山一号大瑶山一号1008110081350km/h350km/h隧道概况如下：隧道概况如下：乌龙泉乌龙泉咸宁咸宁岳阳岳阳长沙长沙株洲株洲衡阳衡阳衡山衡山郴州郴州韶关韶关广州广州武汉武汉（二）国内高铁隧道概况（二）国内高铁隧

6、道概况1、武广客运专线一.境内外高铁隧道概况郑州郑州荥阳荥阳三门峡三门峡西安北西安北灵宝灵宝华山华山渭南渭南巩义巩义洛阳南洛阳南渑池渑池函谷关隧道函谷关隧道秦东隧道秦东隧道张茅隧道张茅隧道郑西客运专线东起中原中心郑州市，向西经洛阳市、三门峡市、渭南市，西止西北门户西安市，经豫、陕两省，横贯中州大地和关中平原东部，正线全长458km。 （二）国内高铁隧道概况（二）国内高铁隧道概况2、郑西客运专线一.境内外高铁隧道概况郑州郑州荥阳荥阳三门峡三门峡西安北西安北灵宝灵宝华山华山渭南渭南巩义巩义洛阳南洛阳南渑池渑池函谷关隧道函谷关隧道秦东隧道秦东隧道张茅隧道张茅隧道项目项目隧道数隧道数（座）（座）隧道总

7、长隧道总长度度(km)(km)隧线比隧线比特长隧道特长隧道数数( (座座-m)-m)3 310km10km隧道数隧道数( (座座-m)-m)最长隧道最长隧道速度目标速度目标值值名称名称长度长度数据数据3838777716.816.8无无11-5729911-57299张茅隧道张茅隧道84838483350km/h350km/h隧道概况如下：隧道概况如下：（二）国内高铁隧道概况（二）国内高铁隧道概况2、郑西客运专线一.境内外高铁隧道概况新广州新广州新深圳新深圳西九龙站西九龙站福田福田 广深港客运专线广深段位于广东省中南部，该线北起广州铁路枢纽的新广州站，向南经番禺区的沙湾、黄阁等镇，经过东莞市沙

8、田、虎门、长安等镇，进入深圳市的公明、光明、石岩、龙华等镇，并在龙华设深圳第二客站（新深圳站、本线设计终点），正线全长103km。 （二）国内高铁隧道概况（二）国内高铁隧道概况3、广深港客运专线一.境内外高铁隧道概况新广州新广州新深圳新深圳西九龙站西九龙站福田福田项目项目隧道数隧道数（座）（座）隧道总长隧道总长度度(km)(km)隧线比隧线比特长隧道特长隧道数数( (座座-m)-m)3 310km10km隧道数隧道数( (座座-m)-m)最长隧道最长隧道速度目标值速度目标值名称名称长度长度数据数据2424323231.131.11-108001-108001-108001-10800狮子洋隧道

9、狮子洋隧道1080010800350km/h350km/h隧道概况如下：隧道概况如下：（二）国内高铁隧道概况（二）国内高铁隧道概况3、广深港客运专线一.境内外高铁隧道概况二.主要设计原则及措施（一）建筑限界及内轮廓（一）建筑限界及内轮廓1、内轮廓需要考虑的因素隧道建筑限界；股道数及线间距；隧道设备空间；预留技术作业空间；机车车辆类型及其密封性；缓解空气动力学效应必须的断面积；轨道结构形式及其运营维护方式。二.主要设计原则及措施 根据京沪高速铁路隧道前期研究和遂渝线关于隧道空气动力学研究成果，中国高速铁路隧道舒适度准则见下表： 铁路类型隧道长度（占线路长度的比例）关系隧道密集程度(座/h)瞬变压

10、力(kPa/3s)A（平原）单线10而且42.0B（平原）双线10而且43.0C（山丘）单线25或者40.8D（山丘）双线25或者41.25（一）建筑限界及内轮廓（一）建筑限界及内轮廓2、乘车舒适度和净空有效面积、乘车舒适度和净空有效面积二.主要设计原则及措施有效净空面积：100m2线间距：5m双侧救援通道：1.5m技术作业空间：30cm线路中线距安全空间：3m3、国内客运专线隧道拟定的建筑限界及内轮廓（一）建筑限界及内轮廓（一）建筑限界及内轮廓二.主要设计原则及措施大断面隧道支护结构的安全性、适用性、耐久性与经济性；防排水技术措施的可靠性、施工可行性、运营可维护性；复杂地质条件下大断面隧道施

11、工方法的安全性与经济性；新型、简洁的景观、环保洞门的开发；复杂地形条件下的洞口处理技术；隧道综合防救灾措施的系统性、高效性。4、客运专线隧道需要解决的技术问题（一）建筑限界及内轮廓（一）建筑限界及内轮廓二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计二种类型结构的设计原则与支护参数有所不同。根据二次衬砌结构在运营期间是否承受水压力防水型衬砌型式排水型衬砌型式复合式衬砌结构不承受水压力承受水压力1、衬砌类型的选取二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计1、衬砌类型的选取暗挖隧道采用复合式衬砌；明挖隧道采用整体式衬砌；级围岩隧道衬砌应采用曲墙有仰拱的形式；级围岩隧道衬砌可采用曲墙式加底

12、板的形式；边墙与仰拱应圆顺连接；二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计2、排水型结构计算原则初期支护承担施工阶段大部分荷载或全部荷载；初期支护作用，是为确保施工安全，减少围岩松驰、及时控制地压发展和围岩自支护能力降低，与围岩一起共同承载；二次衬砌承担部分围岩形变压力以及由于初期支护可能劣化、软岩蠕变、环境条件变化等而作用于二次衬砌上的荷载，并作为安全储备。初期支护根据共同变形理论，按地层-结构模式进行计算；模筑衬砌按荷载-结构模式进行计算。细化隧道围岩级别、地形、地质条件；结合工程类比。二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计3、排水型结构计算工况围岩级别工况计算模式地层

13、结构荷载结构III级工况一对称20m对称8.6m工况二偏压中心20m偏压中心10m工况三300m深埋IV级工况一对称30m对称17.2m工况二偏压中心30m偏压中心20m工况三300m深埋V级工况一对称45m对称45m工况二对称10m偏压中心45m工况三深埋二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计4、排水型结构计算算例 级围岩偏压工况 级围岩偏压工况初期支护计算模型 级围岩偏压工况二次衬砌弯矩图（KNm） 级围岩偏压工况二次衬砌轴力图（KN）二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计4、排水型结构计算算例 级围岩偏压工况 级围岩偏压工况计算模型 级围岩偏压工况二次衬砌弯矩图（

14、KNm） 级围岩偏压工况二次衬砌轴力图（KN）二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计4、排水型结构计算算例 底板结构计算底板按弹性地基梁进行计算，弹性抗力系数取1200MPa/m；荷载及冲击系数按“ZK标准活载（二）”作为设计活载；动力系数按涵洞结构计算。二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计4、排水型结构计算算例 底板结构计算单列单列作用作用弯矩图（弯矩图（KN.m）双双列列作用作用弯矩图（弯矩图（KN.m）单列单列作用应力作用应力图（图（KPa）双双列列作用应力作用应力图（图（ KPa ）衬砌类型衬砌类型初期支护初期支护二次衬砌二次衬砌预留变形预留变形量量(cm)(

15、cm)喷砼喷砼钢筋网钢筋网(8)(8)锚杆锚杆钢架钢架拱墙拱墙(cm)(cm)仰拱仰拱/ /底板底板(cm)(cm)部位部位/ /厚度厚度(cm)(cm)网格间距网格间距(cm)(cm)设置部位设置部位长度（长度（m m）间距（间距（m m）（环（环纵）纵）规格规格间距间距（m m）（无仰（无仰拱）拱）拱墙拱墙/10/10/ / /2.52.51.51.51 1/ / /3535/30/30* *3 35 5（有仰（有仰拱）拱）拱墙拱墙/10/10/ / /2.52.51.51.51 1/ / /353535/35/3 35 5拱墙拱墙/15/1525252525拱部拱部3.03.01.21.

16、21 1/ / /404055/55/5 58 8偏偏拱墙拱墙/18/1820202020拱部拱部3.03.01.21.21 1型钢型钢1.0(1.0(拱墙拱墙) )4040* *5555* */ /5 58 8拱墙拱墙/25/25仰拱仰拱/15/1520202020拱墙拱墙3.53.51.01.01 1格栅格栅1.0(1.0(拱墙拱墙) )4545* *5555* */ /8 81010加加全环全环/25/2520202020拱墙拱墙3.53.51.01.01 1格栅或型钢格栅或型钢 1.0(1.0(全环全环) )4545* *5555* */ /8 81010偏偏全环全环/25/25202

17、02020拱墙拱墙3.53.51.01.01 1型钢型钢0.8(0.8(全环全环) )5050* *6060* */ /8 81010全环全环/28/2820202020拱墙拱墙4.04.01.01.00.80.8格栅或型钢格栅或型钢0.60.60.8(0.8(全环全环) )5050* *6060* */ /10101515加加全环全环/28/2820202020拱墙拱墙4.04.00.800.801.01.0型钢型钢0.6(0.6(全环全环) )5050* *6060* */ /10101515偏偏全环全环/28/2820202020拱墙拱墙4.04.00.800.801.01.0型钢型钢0

18、.5(0.5(全环全环) )5555* *6565* */ /10101515注：表中带注：表中带*号表示为钢筋砼；所有拱墙喷射混凝土中掺加合成纤维；加强衬砌用于浅埋隧道段；喷射混凝土强度等号表示为钢筋砼；所有拱墙喷射混凝土中掺加合成纤维；加强衬砌用于浅埋隧道段；喷射混凝土强度等 级级C25，钢筋混凝土强度等级，钢筋混凝土强度等级C35，素混凝土强度等级，素混凝土强度等级C30。 二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计排水型结构支护参数表二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计5、排水型结构断面示例二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计6、素混凝土结构加筋设计

19、国外高铁建设起步较早，在早期建设的高铁隧道中地层条件较好地段的二次衬砌，曾采用素混凝土结构，但随着运营时间的推移，内衬裂缝的扩展也在不断加大、加密，导致后期维护工程量的加大、甚至影响铁路运营安全。鉴于此，欧洲近期建设的高铁隧道内衬均采用加筋结构，韩国则在高铁隧道交付运营前对每座隧道的每一条裂缝进行检查及处理。（1）国外高铁隧道现状二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计6、素混凝土结构加筋设计 从结构计算角度看，、级围岩隧道二次衬砌采用素混凝土结构均能满足承载要求，但从使用耐久性性能分析则存在一定问题。鉴于混凝土材质的特性及施工工艺的原因，干缩或温差引起的微裂缝存在不可避免，微裂缝在

20、高铁运营过程中受频繁的动荷载及围岩蠕变影响，使裂缝逐步开展、扩大、交错贯通，易引起混凝土掉块事故，给铁路运营的安全造成威胁。 因此需要寻求适当的措施以抑制裂缝的产生与扩展，满足运营安全要求。（2）原因分析二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计6、素混凝土结构加筋设计 从经济技术比较，采用单层护面钢筋的结构型式实施质量易于控制，且施工方便，但造价较高，设计在距洞口150m范围内受温度变化影响较大的、级围岩段采用单层护面钢筋混凝土结构，其它地段、级围岩衬砌混凝土内掺加合成纤维，合成纤维类型选择建议根据现场试验确定。（3）加筋方案二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计6、素混

21、凝土结构加筋设计二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计7、防水型衬砌结构设计时速350km/h双线铁路隧道防水型复合式衬砌内轮廓断面与排水型完全相同，但根据水压力大小调整了仰拱深度与厚度，由于防水型隧道二次衬砌承受的水压力为主要荷载，一般远大于围岩压力，为提高经济性，支护参数的设计原则是：初期支护按满足施工安全和控制地面沉降的要求确定，二次衬砌承担全部围岩压力和水压力。水作为外部荷载全部作用在结构上；计算考虑的荷载为：结构自重+土压力+水压力；各种作用的组合系数取1.0；对于河床下结构将河水作为超载用太沙基公式分层计算荷载。二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计7、防水

22、型衬砌结构设计浏阳河隧道河下断面弯矩图（KNm）浏阳河隧道河下断面轴力图（KN）断面断面类型类型初期支护初期支护二次衬砌二次衬砌适用条件适用条件（拱顶以（拱顶以上水压力上水压力m m）仰拱仰拱加深加深深度深度(cm)(cm)网喷网喷C25C25合成纤维砼合成纤维砼喷喷C25C25钢纤维砼钢纤维砼钢架钢架锚锚 杆杆C35C35钢筋砼钢筋砼厚度厚度(cm)(cm)合成纤维合成纤维 (kg/m(kg/m3 3) )厚度厚度(cm)(cm)钢纤维钢纤维(kg/m(kg/m3 3) )位置位置规格规格(mm)(mm)间距间距(m)(m)位位 置置长度长度(m)(m)间距（间距（m m）拱墙拱墙(cm)(

23、cm)仰拱仰拱(cm)(cm)aa22221.21.2/ / /全环全60.6拱拱墙墙3.53.51.01.01.01.0454555550 018180 0bb拱部拱部2222仰拱仰拱10101.21.2/ / /拱墙拱750.7545456565181830300 0cc拱部拱部2222仰拱仰拱10101.21.2/ / /拱墙拱750.7550507070303050505050dd拱部拱部2222仰拱仰拱10101.21.2/ / /拱墙拱750.755555808050507070

24、5050aa25251.21.2/ / /全环全环I20aI20a0.60.6拱拱墙墙4 41.01.01.01.0505065650 030300 0bb25251.21.2/ / /全环全环I20aI20a0.60.655557070303050505050cc25251.21.2/ / /全环全环I20aI20a0.60.660608080505070705050注：断面类型中注：断面类型中、指围岩级别；仰拱加深深度指相对于排水型隧道轨面至仰拱内侧最低点的深度。指围岩级别；仰拱加深深度指相对于排水型隧道轨面至仰拱内侧最低点的深度。时速时速350km/h350km/h双线铁路隧道防水型复合

25、式隧道结构支护参数表双线铁路隧道防水型复合式隧道结构支护参数表 二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计防水型结构支护参数表二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计7、防水型衬砌结构设计二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计8、结构设计特点细化了支护结构类型细化了支护结构类型以往的习惯作法是浅埋段按降低一级围岩级别设计，这难以正确反应工程的实际特性，也不够经济；客运专线隧道跨度大，对应的浅埋段覆土厚度也增大，同时从环保要求出发，隧道洞口位置一般较以往外延较多，致使浅埋段长度较长，因此有必要专门设计浅埋段支护结构。二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计

26、8、结构设计特点提出提出“加强基底加强基底”和和 重视重视“刚度变化刚度变化”针对以往隧道底部易发病害和高速列车运行要求，本线隧道加强了基底设计，、级围岩均采用有仰拱结构，且仰拱厚度较拱墙衬砌大；级围岩设计了有仰拱和无仰拱二种结构，前者用于可溶岩地段，后者用于非可溶岩地段。在不同工点中经常有围岩级别不连续变化的情况，如断层部位为级围岩，其前后则为级围岩，级围岩有仰拱结构，可用于这些突变部位，以利于基底的刚度变化。二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计8、结构设计特点二次衬砌采用钢筋或纤维混凝土结构二次衬砌采用钢筋或纤维混凝土结构、级、级围岩偏压段及洞口150m段、级素混凝土衬砌采用

27、钢筋混凝土结构，洞身、级素混凝土衬砌采用纤维混凝土结构；主要是考虑列车长期的振动作用以及围岩蠕变对二次衬砌受力的影响，同时也可减少大跨混凝土结构的收缩裂缝。 重视环保及维护隧道工作环境重视环保及维护隧道工作环境为避免隧道施工及运营期排水影响上部建筑，减小运营维护成本，设计了防水型衬砌结构。 二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计9、各型衬砌的使用依照围岩级别；综合考虑地下水、埋深、偏压及环境情况；低级别围岩支护向高级别围岩设延伸段；考虑基底刚度的线性过渡；国防要求及抗震要求。二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计9、各型衬砌的使用各类明洞型式根据横断面实际情况选用。明暗

28、分界里程分别按以下几种情况确定：（1）地面纵坡变化较快时，按顶部覆土或t值不大于2m作为明按分界判定条件；（2）地面纵坡变化很缓，一般地质条件下，若明挖最大挖高（边坡高度）不超过20m时，考虑采用明挖通过；否则按顶部覆土或t值5m作为明按分界判定条件。明洞结构使用及明暗分界的确定二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计9、各型衬砌的使用深浅埋判定表围岩级别深浅埋分界覆土厚度m深浅埋判定支护类型级加强3035深埋级浅埋级加强1518深埋级浅埋级加强810深埋级浅埋级加强级二.主要设计原则及措施（二）结构设计（二）结构设计9、各型衬砌的使用偏压判定表围岩级别地形特征简图1：nt（m）1：

29、0.758（5）1：17（4）1：1.56（3）石质1：115（9）1：1.513（8）1：212（7）土质1：1.520（11）1：217（10）1：2.515（9）1：1.535（21）1：230（18）1：2.525（15）二.主要设计原则及措施（三）洞门及缓冲结构设计（三）洞门及缓冲结构设计1、洞门设计考虑的因素贯彻“早进晚出”的原则，必要时适当接长明洞，以减少对地表的破坏；确定洞门型式综合考虑地质、地形、地物和周边自然环境等因素，保证结构和运营安全以及排水通畅的；因地制宜，采取新型环保洞门结构，缓解空气动力学效应对洞口周围环境的影响。二.主要设计原则及措施（三）洞门及缓冲结构设计（三

30、）洞门及缓冲结构设计2、洞口里程的确定线路中线与等高线基本正交的情况下，隧道洞口里程按拱顶与地面标高等高点里程外延。线路中线与等高线斜交的情况下，按隧道高侧边坡高度不超过15m、低侧基础稳定，以此确定洞口里程。二.主要设计原则及措施（三）洞门及缓冲结构设计（三）洞门及缓冲结构设计3、洞门及洞口处理措施延长明洞：隧道洞口位于漫坡地段，为减少洞口开挖，一般采取延长明洞的方式处理。在长浅埋段，综合考虑施工安全和工程造价因素，明洞设计了浅回填土（25m）和深回填土（58m）二种结构。 回填进洞：当地面横坡较陡，明洞边坡处理困难时，采取套拱或回填土后暗挖进洞，保证坡体安全。二.主要设计原则及措施（三）洞

31、门及缓冲结构设计（三）洞门及缓冲结构设计4、洞门型式的选择原则隧道洞门优先采用斜切类洞门 洞口地形条件适宜（纵坡不陡、横坡不偏、路堑不长）； 洞周有景观要求（有村庄、公路或位于景区等）； 同一座隧道有条件时采用相同类型洞门。当洞口地面横坡较陡，边仰坡放坡开挖存在不可控风险时，采用接长明洞方式，比选斜切类及端墙类洞门；端墙类洞门边仰坡高度控制在10m以内，高挖不存在安全隐患时，可以适当放宽，但挖高不宜超过20m，并做好坡面挡护。二.主要设计原则及措施（三）洞门及缓冲结构设计（三）洞门及缓冲结构设计4、洞门型式的选择原则二.主要设计原则及措施（三）洞门及缓冲结构设计（三）洞门及缓冲结构设计4、洞门

32、型式的选择原则二.主要设计原则及措施（三）洞门及缓冲结构设计（三）洞门及缓冲结构设计5、洞口工程的设计洞口边仰坡应采取防护措施按“安全、可靠、绿化”的原则设计当边仰坡高度小于12m时，对土质边仰坡采用液压喷播植草，对岩质边坡采用挂网喷砼植生防护；边坡刷方高度超过12m时，采用桩挡结构防护，以达到收坡效果，挡墙顶部边坡防护同上，边仰坡绿化的植物种类应适应当地的环境条件，并与所连接路基段绿化协调一致。洞口防护，隧道洞口边仰坡刷方线外5m采用防护栅栏隔离措施，有落石时，采用防护网防护，防护网高度4米。防护与绿化二.主要设计原则及措施（三）洞门及缓冲结构设计（三）洞门及缓冲结构设计5、洞口工程的设计防

33、护与绿化二.主要设计原则及措施（三）洞门及缓冲结构设计（三）洞门及缓冲结构设计5、洞口工程的设计隧道洞口排水系统设计首先保证洞内水顺畅排出，并避免洞外水冲刷隧道洞门及边仰坡。隧道洞内侧沟或中心沟应与路堑侧沟顺接，洞口地段如沿出洞方向上坡时，应在洞外设反向排水沟，沟底坡度不小于2，避免洞外水流入洞内。隧道洞口边、仰坡坡顶5m以外设置截水天沟，坡度根据地形设置，但不应小于3，以免淤积，天沟形式根据洞口地形地质条件进行设计，并根据地形确定水沟流向。当隧址区地表有漏斗、洼地等可能汇集地表水的不良地形地貌时，应根据调查情况判别表水与地下水的联系，对漏斗、洼地采用铺设土工布、填土平整、浆砌铺面等措施，并采

34、用措施截排地表水，避免地表水的汇集。洞口排水二.主要设计原则及措施（三）洞门及缓冲结构设计（三）洞门及缓冲结构设计5、洞口工程的设计洞口排水二.主要设计原则及措施（三）洞门及缓冲结构设计（三）洞门及缓冲结构设计6、缓冲结构设计（1）设计标准建筑物与洞口距离建筑物有无特殊环境要求基准点微压波峰值标准50m有建筑物按要求无20Pa50m有距洞口20m处50Pa二.主要设计原则及措施（三）洞门及缓冲结构设计（三）洞门及缓冲结构设计6、缓冲结构设计（2）考虑因素 隧道洞口设置缓冲结构应考虑的因素： 列车类型及长度； 隧道长度及横断面净空面积； 隧道内轨道类型； 隧道洞口附近地形和洞口附近居民情况。二.

35、主要设计原则及措施（三）洞门及缓冲结构设计（三）洞门及缓冲结构设计6、缓冲结构设计（3）开孔设计缓冲结构形式应从实用美观角度出发，结合洞口附近的地理环境确定。缓冲结构侧面或顶面应开减压孔，一般开孔面积为隧道断面有效面积的0.20.3倍。缓冲结构采用钢筋混凝土。二.主要设计原则及措施（三）洞门及缓冲结构设计（三）洞门及缓冲结构设计6、缓冲结构设计（3）开孔设计二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计满足地下工程防水技术规范（GB50108）规定的一级防水标准，不允许渗水，衬砌表面无湿渍。保证隧道工程的坚固性和耐久性；维持正常的运营环境、具可维护性；保护隧道的工作环境及地下水资源。1

36、、防排水需要达到的目标堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计2、防排水设计型式堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护隧道防排水设计型式排水型排水型防水型防水型全排型全排型以堵为主、限量排放型以堵为主、限量排放型 在下列条件下宜优先采用防水型隧道： 、地面生态或社会环境敏感，要求严格限制排水以免对其造成不良影响，特别是在隧道地区居民分布密集或存在地下水供水水源，大量排水会对环境造成重大影响的场合。 、地表下沉影响较大，从而危及结构物正常使用的场合。 、地下水具有侵蚀性，需要将地下水渝混凝土隔离的场合。二.主要设计原则及措施（四）防排水设计

37、（四）防排水设计本线排水型隧道的防排水设计，采用“防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理”的原则；对于隧道穿过岩溶、断裂破碎带，预计地下水较大，当采用以排为主可能影响生态环境时，根据实际情况采用“以堵为主，限量排放”的原则，达到“堵水有效、防水可靠、排水畅通、经济合理”的目的；在岩溶发育地段，则采用“以疏为主、以堵为辅”的原则，强调尽量维系岩溶暗河的既有通路，严禁随意封堵溶洞、暗河；一般碎屑岩区，对不透水或微弱透水地层采用“防、排、截”相结合的处理原则，对强透水地层采用“以堵为主，限量排放”的原则；全包防水型隧道采取全包防水层的抗水压结构， 采用“以防为主，多道设防，辅之以排”。 2、设计原则

38、堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计主要针对地下水发育、地下水无控制排放影响生态环境等情况，采用开挖前预注浆或开挖后围岩注浆等措施对地下水进行截堵，是防排水系统设计的重要措施。在隧道开挖线外围一定范围内截断或阻塞地下水与隧道之间的水流通路，达到人为的限制地下水排放量及排放方向的目的，同时起到加固围岩，改善隧道受力条件，从而保证隧道运营安全。注浆材料可选择普通水泥、超细水泥、TGRM水泥基注浆材料、无收缩多液固堵剂、发泡注浆抢堵剂或化学浆液，提高浆液材料的耐久性。3、暗洞防排水设计（1）截、堵水措施设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可

39、维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计3、暗洞防排水设计（1）截、堵水措施设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计3、暗洞防排水设计（1）截、堵水措施设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计3、暗洞防排水设计（1）截、堵水措施设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计（2）防水措施设计隧道防水措施包括防水板及模筑衬砌防水混凝土。本线隧道一般地段拱墙敷设防水板，防水板厚度1.5mm，土工布重量400g/m2

40、；对地下水流失敏感地段（浏阳河隧道）敷设全封闭式防水板，此时二次衬砌按承受一定水压力设计。隧道衬砌要求混凝土抗渗等级不小于P8，二次衬砌采用防水混凝土，即拱墙砼掺加防水剂，仰拱砼掺加高效抗裂防水膨胀剂。防水混凝土结构的衬砌厚度不应小于30cm。二次衬砌施工完毕后进行背后回填注浆，纵向注浆管设于拱顶模筑衬砌外缘、防水板内侧，纵向注浆管孔径20，采用斜割缝聚乙稀管。在防水板敷设完成后，采用胶粘于防水板内侧，结合施工缝布置，注浆管810m一段，两端分别与预设的20镀锌钢管注浆口连接。镀锌钢管注浆口应突出衬砌内缘35cm，以便于连接。 回填注浆材料采用1：1水泥浆液；回填注浆压力：0.050.1MPa

41、。3、暗洞防排水设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计3、暗洞防排水设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计3、暗洞防排水设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计3、暗洞防排水设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计（3）疏排水措施设计疏水措施主要针对可以明确的地下水通路位于隧道开挖线以内而被截断时，采用在隧道开挖线以外埋设不小于原通路水量的PVC管（外套钢管），

42、连通被截断的出入水口，保证地下水通路的畅通。排水措施设计的主要目的是使地下水（围岩渗入水或通过注浆堵水措施后的限量排放水）经过防水措施的有效输导，经由排水管路、管沟自行排出洞外。排水措施如下：盲沟在初期支护施作完成之后，防水板铺设之前安装，结合施工缝布置，纵向盲沟15m一段，每段纵向盲沟中间设PVC泄水管一处，环向盲沟纵向间距一般810m并根据地下水发育情况调整，纵向盲沟两端及环向盲沟下端进行圆弯接入隧道侧沟；环向盲沟采用50HDPE波纹管盲沟，纵向盲沟采用160/142HDPE波纹管盲沟；隧道电缆槽底部均应设置50PVC管泄水孔连至侧沟，泄水孔纵向间距35m。洞内采用双侧水沟加中心排水管，中

43、心排水管与侧沟采用100PVC管连接，间距30m，中心排水管每隔30m设置一处检查井。3、暗洞防排水设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计3、暗洞防排水设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计3、暗洞防排水设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计3、暗洞防排水设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计（4）施工缝及变形缝（宽2cm）防排水设计施工缝及变形缝是隧道防排

44、水的薄弱环节，施工缝分为环向及纵向两种。素混凝土拱墙段环向施工缝设置中埋波纹排水管及钢板腻子止水带等防水措施；仰拱环向施工缝设置中埋式钢板腻子止水带防水；钢筋混凝土拱墙段环向施工缝设置中埋排水管及橡胶止水带等防水措施；仰拱环向施工缝设置橡胶止水带防水。纵向施工缝设于侧沟底部，主要采用止水带、止水条及混凝土界面剂的处理措施；沉降缝拱墙部位防水采用中埋波纹排水管、橡胶止水带、沥青木丝板塞缝、聚硫密封胶（内侧设置排水槽引排渗入水）等措施；沉降缝仰拱部位采用中埋橡胶止水带、沥青木丝板塞缝并环向设置双层抗剪钢筋的措施，以减小沉降缝两边的不均匀沉降。3、暗洞防排水设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维

45、护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计3、暗洞防排水设计拱墙环向施工缝防水示意拱墙环向施工缝防水示意仰拱仰拱环向施工缝防水示意环向施工缝防水示意堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计3、暗洞防排水设计拱墙环向施工缝防水示意拱墙环向施工缝防水示意仰拱仰拱环向施工缝防水示意环向施工缝防水示意堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计3、暗洞防排水设计拱墙环向拱墙环向变形变形缝防水示意缝防水示意仰拱仰拱环向环向变形变形缝防水示意缝防水示意堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维

46、护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计3、暗洞防排水设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计4、明洞防排水设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护 对于对于“防水型防水型”隧道，应加隧道，应加强喷射混凝土、二次衬砌的防水强喷射混凝土、二次衬砌的防水能力，确保防水板的密封性，对能力，确保防水板的密封性，对施工缝采用多道措施止水，并设施工缝采用多道措施止水，并设置可维护注浆管，施工缝内侧设置可维护注浆管，施工缝内侧设置必要的引排措施。二次衬砌抗置必要的引排措施。二次衬砌抗渗等级一般应大于渗等级一般应大于P12P12。二

47、.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计4、明洞防排水设计执行铁道部现行铁路隧道防排水技术规范（TB10119）中的有关规定。衬砌外缘采用水泥基渗透结晶型防水材料，外贴防水板加土工布，防水板厚度1.5mm，并具有较好的耐热度、抗冻性、柔性、防腐和耐水、抗老化性能，防水层铺至墙脚泄水孔处。堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计4、明洞防排水设计堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计5、防排水实施效果保证措施堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护（1） 围岩保护 隧道施工引

48、起的围岩松弛变形不仅给地下水形成了储水空间，其既有地下水路的“破坏-稳定”过程及后果也是漫长的未知的，设计强调施工要保护围岩，即是保证岩体自身的稳定性及既有水路受最小的施工影响。保护围岩可以从以下方面实施： 采用安全的工法控制围岩变形，对土质及软岩加强预支护；对硬岩采用控制爆破； 加强监控量测，及时施作初期支护及临时支护，适时施作模筑衬砌。 另外隧道开挖后及时对围岩状况做好地质素描，以使后续处理工作更具针对性。二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计5、防排水实施效果保证措施堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护（2）堵水注浆工艺 单孔注浆作业不宜中断，特殊条件下间歇注浆应先扫

49、孔至原设计深度以后进行复注。单孔结束标准为注浆压力逐步升高至设计终压，并继续注浆10min以上且进浆量小于20L/min； 全段结束标准：注浆后涌水量小于2m3/m.d； 注浆效果评定，设检查孔，每循环设23个检查孔，检查孔钻取岩芯，观察浆液充填情况，并测量检查孔内涌水量，检查孔涌水量小于0.2L/mmin。检查孔孔径同注浆孔，深度不超过注浆固结范围。二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计5、防排水实施效果保证措施堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护（3）喷射混凝土要求初支喷射混凝土采用湿喷纤维混凝土，按相关规范进行喷射作业，对钢架背后、接头处应特别处理，避免存在空洞。（4

50、）排水管的铺装及纵向施工缝的处理对纵向排水管的铺装要求直、顺、标高准确。应注意按设计要求做好排水体及排水管保护层，做好管头的保护措施。在拱墙衬砌前应对纵向施工缝面层清理，做好界面剂。二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计5、防排水实施效果保证措施堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护（5）土工布、防水板铺装防水板铺装前应对喷射混凝土表面凸出物进行处理，对渗漏水点应结合地质素描情况分类采用引排、注浆等处理措施。防水板铺装应注意以下几点：悬挂点不得有焊穿，破损点及时修补；相邻悬挂点间板材松紧度合适，以铺装人员焊接前手压触及喷射混凝土表面为宜，也不宜过松，避免内衬浇筑后造成防水板的

51、破坏或形成空洞。隧道内爆破震动、烟尘影响，防水板超前衬砌跟进的距离不宜大于二环模板的长度。宽幅防水板的铺装应尽量专用的防水板铺装台架（自制简易台架）。二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计5、防排水实施效果保证措施堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护（6）内衬施工、背后压浆隧道内衬在施作前，应在拱顶部位纵向铺装割缝聚氯乙烯管或带橡胶套的开孔PVC管，并预设注浆孔，衬砌完毕达到设计强度后进行拱背压浆。压浆系为保证初支、防水板及内衬密贴，避免因防水板意外损坏渗入水纵向窜流的可能，同时也为保证结构安全，避免结构开裂破损。二.主要设计原则及措施（四）防排水设计（四）防排水设计5、防

52、排水实施效果保证措施堵水有效、防水可靠、排水通畅、系统可维护（7）系统检查防排水措施实施完毕后，应及时采用压气或压水的办法对环向尤其是纵向排水管进行检查，对发生的堵塞的地段进行疏通处理。（8）系统维护运营期间应定期对排水系统进行检查及疏通，避免设计排水系统因堵塞造成排水不畅，进而引起水压上升，导致隧道渗漏的发生。二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计监控量测措施预支护措施围岩保护措施1、围岩保护措施内容隧道施工工法超前地质预报支护结构措施保护围岩主要目的是减少施工对围岩的扰动，控制围岩的松驰变形，提高围岩自承能力，稳定隧道的工作环境。二.主要设计原则及措施施工地质超

53、前预报对隧道设计的经济、安全、耐久、施工工序的组织具重要意义，地质记录使运营中隧道维护对象的影响因素更明确。地质超前预报的模式可以根据隧道的规模、工程地质和水文地质条件等选用；掌子面超前预报可采用地震波反射法（含TSP、VSP高频地震法）、声波法（HSP、CT）、地质雷达、红外探水、水平钻孔及成像、洞探（含平行导坑、正洞先行导坑）等方法；地质情况记录主要采用掌子面素描法结合影像资料。（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计2、施工地质超前预报与地质记录、施工地质超前预报与地质记录二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计3、监控量测与动态施工、监控量测与动态施工 动

54、态施工就是隧道施工根据地质条件和围岩力学动态的变化，适时采取相应措施适应这种动态变化的施工管理过程。它包括动态变化信息的收集分析、反馈设计和指导施工三方面内容。动态变化信息通过施工地质调查预报、围岩量测获取。反馈设计就是根据获取的地质条件和围岩力学动态变化信息，及时修正优化进行动态设计，尔后改进施工方法和施工工艺，最终目的就是达到安全、优质、快速、降造。 二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计3、监控量测与动态施工、监控量测与动态施工 监控量测是隧道在施工过程中,对围岩支护体系的稳定状态进行监测,为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据,是确保施工及结构运营安全、

55、指导施工程序、便利施工管理的重要手段,采用新奥法原理设计、施工的隧道，监控量测是施工过程中必不可少的施工程序。 量测项目包括：洞内外观察、水平相对净空变化值的量测、拱顶下沉量测、地表下沉量测、围岩内部变形量测、锚杆轴力量测、围岩压力量测、支护、衬砌应力量测、钢架内力及所承受的荷载量测、围岩弹性波速度测试等，有特殊环境要求的隧道，需要根据要求增设测试内容。二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计4、预支护措施预支护措施是对隧道围岩开挖前预先加固、保护的施工辅助措施。二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计4、预支护措施预支护措施是对隧道围岩开挖

56、前预先加固、保护的施工辅助措施。二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计4、预支护措施预支护措施是对隧道围岩开挖前预先加固、保护的施工辅助措施。二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计4、预支护措施预支护措施是对隧道围岩开挖前预先加固、保护的施工辅助措施。二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计欧洲发达国家机械化程度较高，隧道施工方法设计基本考虑满足机械作业空间，施工方法多采用台阶法及全断面法开挖，只针对特殊地层采用双侧壁导坑工法。国内机械化施工程度相对较低，多采用以人工为主、机械为辅；选取的工法需与国内目前施工工艺

57、与技术装备水平基本相符，能够确保大断面、大跨度、软弱围岩地段的隧道施工安全。隧道施工采用的参数属于动态调整的范畴，在保护围岩并充分发挥其支护能力的前提下，根据量测数据分析，判定并选取下一步支护参数及工法，充分体现“适用、安全、经济”的实际思路。5、施工方法二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计5、施工方法二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计双双 侧侧 壁壁 工工 法法5、施工方法二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计双双 侧侧 壁壁 工工 法法5、施工方法二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩

58、保护措施设计CRD 工工 法法 图图5、施工方法二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计CRD 工工 法法 图图5、施工方法二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计环环 形形 开开 挖挖 法法5、施工方法二.主要设计原则及措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计环环 形形 开开 挖挖 法法5、施工方法二.主要设计原则及措施 客运专线隧道洞口施工工艺主要有：长管棚超前进洞法、接长明洞进洞法、小导坑反向扩大隧道进洞法、地层加固进洞法。 采用最多的是长管棚超前进洞法，从目前施工的几百座隧道看，长管棚对洞口段围岩的稳定作用显著，基本未发生坍塌

59、。 5、施工方法进洞措施（五）围岩保护措施设计（五）围岩保护措施设计二.主要设计原则及措施（六）辅助导坑设计（六）辅助导坑设计 我国在建的客运专线长大隧道辅助坑道类型有斜井、平导、横洞和竖井，除竖井外均采用无轨运输方式。辅助坑道的设置原则与特点如下：1、岩溶发育的隧道优先采用平行导坑；2、非岩溶隧道优先采用横洞，不具备横洞条件时优先采用无轨运输斜井，斜井最大长度一般控制在2km左右；3、在埋深浅、地面建筑密集的地段，优先采用竖井，竖井位于隧道正上方。二.主要设计原则及措施（六）辅助导坑设计（六）辅助导坑设计1.辅助坑道设置原则 辅助坑道的设置考虑隧道长度、施工工期、地形地质等条件，并结合施工期

60、间超前地质预报、通风、排水、弃碴要求，及运营期间的排水、救灾需要进行设计。 辅助坑道的断面尺寸根据担负的工作量、地质条件、支护类型、施工机械设备尺寸、人行安全及管路布置确定。二.主要设计原则及措施（六）辅助导坑设计（六）辅助导坑设计二.主要设计原则及措施（七）防灾救援（七）防灾救援1.防灾救援设计的基本原则 针对客运专线的营运特点，防灾设计应贯彻“以防为主，以消为辅，防消结合，立足自救”的方针，要充分体现“以人为本”的理念。针对客运专线隧道火灾发生的特点，要采取经济可靠的防火措施和消防手段，做到安全可靠，经济合理，使用维修方便。当列车在隧道内发生火灾，凡能继续运行时，均应遵循“先将列车拉出洞外