客运专线隧道修建技术_ppt

1、xx专线隧道修建技术xx工程管理中心xx一、铁路隧道工程的技术进步 近年来，随着铁路建设的快速发展，铁路隧道修建技术有了长足的进步，具体表现在以下几个方面。1高速铁路隧道关键技术已经形成。 研究解决了列车在隧道内高速运行产生的空气动力学问题，确定了不同运行速度目标值隧道净空断面，制定了各项技术标准，确定了大断面隧道的支护衬砌参数及施工方法，确定了洞口结构型式，确定了长大隧道防灾救援的标准和措施。2艰险山区复杂地质条件长大隧道修建技术不断取得进步。 乌鞘岭隧道的通车运营、石太客专太行山隧道的贯通、宜万铁路、云南大丽、玉蒙铁路的建设，标志着我们在长大隧道防灾救援、岩溶高压突水、高地应力、地质复杂多

2、变等方面取得了很大的技术进步。 宜万铁路 宜万铁路全长378km，隧道161座，其长度占全线总长的60%。其中岩溶隧道92座，长247 km，占隧道总长的74%。全线岩溶极其发育，有齐岳山等8座隧道为一级风险隧道，多次发生突水、突泥，采用综合地质预报手段及时探明前方岩溶发育情况，采取注浆堵水、限量排放和防灾报警等综合技术措施保证了隧道的施工安全。 3大断面黄土隧道的修建技术取得突破性进展。 郑西客运专线正线全长458km，隧道38座，77公里，隧线比16.8。建设过程中曾出现地面开裂、围岩变形过大、支护结构开裂、坍方，施工一度受阻的情况，通过开展科研和工程实践的摸索，较好的控制了隧道和围岩的变

3、形，有力的保证了隧道施工安全，逐步形成了一套大断面黄土隧道设计施工综合配套技术。4城市铁路大跨浅埋隧道的修建技术取得进展。 北京地下铁路直径线采用单洞双线结构型式，采用盾构法和浅埋暗挖法施工，进展顺利。天津地下直径线、京石客专石家庄六线特大隧道正在设计中，今年将要开工建设。 5 水下隧道修建技术取得进展。 广深港客运专线狮子洋隧道，穿越珠江口狮子洋河段，是国内第一条水下铁路隧道。隧道工程范围全长10800m，采用四台泥水平衡式盾构施工，目前隧道两端各有一台盾构已开始掘进。 武广客运专线浏阳河隧道位于湖南省长沙市东部，隧道工程范围全长10100m，设三座竖井、一座斜井。根据隧道各段所处的地质、地

4、面环境、隧道埋深等条件分别采用明挖法、钻爆法及非爆破法施工，目前已施工至河底，进展顺利。二、客运专线隧道概况 截至目前，在建铁路客运专线线路长度约6365公里，隧道约662座，隧道总长度约891.975公里，隧线比约14。部分在建客专隧道统计如下：武广线路全长869公里，隧道222座，总长172公里，隧线比19.8%；郑西线路全长458公里，隧道32座，总长75公里，隧线比16.8%；石太线路全长190公里，隧道27座，总长73公里，隧线比39.5%；温福线路全长298公里，隧道59座，总长149公里，隧线比50.%，详见下表。客专隧道统计表序号 线别线路长度km隧道数量座隧道长度m隧线比设计

5、速度 （km/h)1 武广86922217215219.83502 郑西458387687916.83503 广深港103243201631.13504 石太190327490439.42505郑武47340411548.73506 甬台温282598811531.22507 温福2985914942350.12508福厦256374040615.82509厦深5028011837723.625010合武359376407617.825011合宁133220051.525012广珠142441722.925013哈大914896941.135014京沪131818143761.135015新广

6、州站68242666.3350 合计636566289197514.0在建长大隧道统计表 序号隧道名称线别长度（m）备注1太行山隧道石太线27839双单线2大别山隧道合武线13256双线隧道3霞浦隧道温福线13099贯通平导4南梁隧道石太线11526半双单线5金寨隧道合武线10766双线隧道6大瑶山一号武广线10081双线隧道7狮子洋隧道广深港9009水下隧道8函谷关隧道郑西线7851最长黄土9浏阳河隧道武广线10100水下隧道三、客运专线隧道的特点 与普速铁路隧道相比客运专线隧道具有以下特点：由于列车高速运行引起的空气动力学问题；隧道断面积大（如在350km/h速度的条件下，隧道有效净空面积

7、为100m2，开挖断面积达170m2）；由于开挖断面积的增大，施工难度也急剧增加，特别是在浅埋和不良地质条件下的施工难度很大；列车高速运行，对洞内轨道（包括基底结构，如仰拱或铺底）的影响增大，需要加强基底结构；100年使用年限和混凝土的耐久性要求； 新型的洞门形式和更高的洞口环保要求；高标准的防水要求（一级防水标准）。长大隧道的防灾救援和运营通风四、高速列车在隧道内运行产生的空气动力学问题及工程措施 高速列车在隧道内运行产生的空气动力学问题 由于高速列车进入隧道产生瞬变压力造成旅客及乘务人员耳膜不适，舒适度降低，长期在这种条件下工作,会对铁路员工和车辆产生危害；高速列车进入隧道时，会在隧道出口

8、产生微气压波，发出轰鸣声，如同“放炮”，引起扰民问题。 国外从隧道设计角度解决空气动力学效应引起的问题，主要通过以下两种途径：一种是以日本新干线为代表，通过提高车辆密封强度来缓解车内瞬变压力，使之满足舒适度要求，同时修建洞口缓冲结构来消减洞口微压波；另一种以德国为代表，主要通过放大隧道净空断面来解决问题。 通过进行隧道空气动力学效应和相关设计参数的研究，我们基本解决了隧道设计诸如净空、断面形式、缓冲结构物等问题。但隧道按有碴道床考虑，目前350km/h及200km/h长度大于6km隧道为无碴道床；研究手段主要为类比、数值分析和室内实验，现场实验验证只在遂渝线做过一次；以前的研究是针对最不利隧道

9、长度，而对长隧道以及辅助导坑的影响还没有研究，因此在隧道空气动力学效应方面还存在以下问题需要研究： 适合我国国情乘客耳膜舒适度准则及压力波阀值研究；长隧道内空气压力波动规律的研究；辅助导坑的影响；无碴轨道隧道空气动力学特性研究（主要是首波形态，以及在传播过程中的激化，相应缓冲结构参数）。缓冲结构设置 根据咨询报告，武广客专有29座隧道需设洞口缓冲结构，经过反复研究，目前在武广客专洞口环境条件要求较高的鹰嘴山等10座隧道的14个洞口设置缓冲结构，其他19座隧道预留以后设置条件。郑西、石太客专和即将建设的哈大客专的部分隧道也设置了洞口缓冲结构。五、隧道洞口型式及景观设计 按照铁路主要技术政策的规定

10、，隧道洞门建设要考虑生态和环保的有关要求，对铁路隧道洞口进行新型结构与景观设计是完全有必要的，以适应洞口环保、美观、结构安全和施工技术配套各方面的需要。 新型洞门的形式：直切、正切、倒切和经过艺术化处理的洞口形式。 洞口型式国外高速铁路洞口型式六、隧道断面隧道净空面积影响因素： 隧道建筑限界 线间距 应预留的空间：安全空间、救援通道、 工程技术作业空间、内部配件空间等 考虑空气动力学影响所需的空间350km速度目标值断面优化前优化后各国高速铁路隧道内净空面积表 国 家 线 别运营速度(km/h)断面积(m2) 日 本 新干线2403006164 法 国 大西洋线 30071北方线、东南延伸线

11、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我国客运专线隧道内净空面积序号 类别标准 单线双线1200km/h客专近期客货共线50m280m22200km/h客专近期双箱运输 53m287m23250km/h近期客货共线58m292m24250km/h近期双箱运输 5350km/h客运专线70m2100m2七、 防灾救援防灾救援设计基本原则 （一）贯彻“以防为主，以消为辅，防消结合，立足自救”的方针,体现“以人为本”的观念。（二）旅客列车在隧道

12、内发生火灾时，凡能继续运行时，均应遵循“先将列车拉出洞外再进行列车解体及火灾事故处理”的基本原则。 (三)隧道内设置贯通的救援通道和必要的紧急出口。 (四)隧道内设置必要的监控、防灾报警、消防灭火、防排烟等系统。防灾及消防系统 火灾自动报警系统 ，消火栓系统 ，火灾时的防、排烟系统 ，防灾通讯，防灾用电 ，其他灾害报警 （瓦斯 、有毒气体（CO等） ） 防灾疏散 隧道防灾疏散问题在土建上，一是单洞双线和双洞单线问题，二是紧急出口数量问题,长隧道还有定点疏散问题。德国规范规定，隧道一般建议设双洞单线，如设单洞双线，每一公里应设一个紧急出口，在有些长大和重要的隧道口部还设有停车场和停机坪（见图3）

13、。这些规定体现了以人为本、重视安全的理念、反映了德国的经济水平和地理环境。在欧洲其他国家和日本也建设了较多的高速铁路长大隧道，单洞双线和双洞单线都有采用，长度大于15公里的隧道一般采用双洞单线。在欧洲其他国家和日本的规范中未发现有每一公里应设一个紧急出口的规定，日本的规定是3-4公里设一个工区，辅助坑道在施工完后作为紧急疏散口用。我们目前的设计原则是小于6km不设辅助坑道；610km：利用施工辅助坑道作为紧急出口；1020km：设紧急疏散点、防灾通风；大于20km：设两单线隧道,定点疏散, 系统防灾；有条件的洞口充分利用施工场地，预留救援条件。 单洞双线隧道和双洞单线隧道的比较比较项目空气动力

14、学影响相对大相对小逃生疏散方便满足要求养护维修一样一样工程施工难度相对容易较大环境影响相对大相对小投资比较大30%40%小大瑶山长大隧道群地段的防灾与救援 报警系统与火灾初期消防 逃生通道设置 洞口消防设施 事故通风 八、防水标准、原则及措施1防水标准 我国客运专线铁路隧道防水等级为一级，即不允许渗水，结构表面无湿渍。“排水型”隧道，防排水原则 “防、排、截、堵相结合，因地制宜、综合治理”。其中“全排型”隧道的重点是“排水畅通、运营可维护”，“以堵为主、限量排放”型隧道的重点是“堵水有效、排水畅通、运营可维护”。 “防水型”隧道，防排水原则 “以防为主，多道设防，辅之以排”，最关键的是防水措施

15、的可靠性。 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，需要将地下水与混凝土隔离的场合。2.防排水设计原则3.防排水措施 对于“排水型”隧道，喷射混凝土层防水板纵向盲沟洞内水沟组成隧道的防排水关键路径。喷射混凝土层是隧道的第一道防水屏障，大面积的渗漏水必须封堵，少量的地下水可以引排；防水板兼有防水和排水的双重作用；纵向盲沟要确保其畅通性和运营可维护性。客运专线隧道对纵向盲沟的设置方

16、式和直径进行改进：纵向盲沟管径采用160mm，且按每1015m分段引入水沟的方式设置。 对于“防水型”隧道，应加强喷射混凝土、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，施工缝内侧设置必要的引排措施。二次衬砌抗渗等级一般应大于P12。九、结构耐久性要求及工程措施 在目前我国的高速铁路隧道中，支护结构多数都采用复合式衬砌，复合式衬砌包括初期支护和二次衬砌两部分，所以在隧道结构耐久性设计中，要分别考虑初期支护和二次衬砌的耐久性。在复合式衬砌结构耐久性设计中，要包括以下主要内容：明确混凝土结构的使用环境类别与环境作用等级；提出混凝土结构的设计使用年限；设计与

17、结构耐久性有关的结构构造措施；提出混凝土原材料品质要求、配合比的主要参数及耐久性的具体指标；提出确保混凝土耐久性的施工质量关键控制要求与措施；确定钢筋混凝土保护层厚度；提出对结构应采取的防腐蚀附加措施；明确结构使用过程中的检测、养护、维修或局部更换的要求。十、隧道施工关键技术1 辅助坑道设计 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。2 施工方法选择 我国在建的客运专线长大隧道施工方法有双侧壁导坑法、CRD法、CD法、台阶法、全断面法，使用最多的是台阶法，在地质条件十分不利、偏压严重或地面沉降控制要求严格的地段多采用双侧壁导坑法和CRD法。 由于隧道开挖面积超过160m2，在软弱围岩或不良地质条件