客运专线隧道设计与施工

1武广客运专线隧道设计与施工21、隧道断面大：内净空面积达100m2，需要开挖面积约160m2〔有仰拱〕。客运专线隧道难点与特点2、工程可靠性和耐久性要求高：设计使用年限要求100年，主体结构要求“零缺陷〞。3、防排水要求高：防水等级要求到达一级，衬砌外表无湿渍。4、环保与景观要求高：沿线隧道洞口植被发育，局部隧道穿越森林公园景区或自然保护区；线路与高速公路、国道并行段长，景观要求高。5、工程地质条件复杂：隧道主要不良地质有岩溶、富水断层、高地应力、采空区等，短隧道一般覆土浅，地质条件差。3针对客运专线隧道难点与特点的应对措施隧道施工1、国外高铁隧道概况2、客运专线技术标准及隧道净空的拟定3、客运专线隧道支护结构设计4、客运专线隧道防排水设计5、客运专线隧道耐久性要求6、不良地质隧道设计1、施工方法初步研究2、施工需要重点注意的问题养护维修隧道设计4

1、国外高铁隧道概况GAIKUANG

二、隧道施工德国科隆－莱茵/美因高速客运专线铁路全长219Km，该线设计时速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。5

1、国外高铁隧道概况GAIKUANG

一、隧道设计西班牙马德里－巴塞罗那高速铁路线上的隧道工程

马德里－巴塞罗那高速铁路全长611公里，设计最高速度为350Km/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。6

1、国外高铁隧道概况GAIKUANG

一、隧道设计意大利佛罗伦萨-博洛尼亚高速铁路线上的隧道工程

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7

1、国外高铁隧道概况GAIKUANG

一、隧道设计日本东京高速铁路线Narashinodai隧道

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125H型钢支撑，喷混凝土厚125mm，锁脚锚杆直径25mm，长2.0m，图中①~⑥表示开挖顺序。8

1、国外高铁隧道概况GAIKUANG

一、隧道设计台湾台北－高雄高速铁路隧道断面

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147~155m29

2、客运专线技术标准及隧道净空的拟定GAIKUANG

一、隧道设计2.1主要技术标准1.铁路等级：客运专线。2.正线数目：双线。3.最小曲线半径：一般9000m，困难7000m。4.正线线间距：5m。5.最大坡度：一般12‰，局部地段不超过20‰。6.到发线有效长度：700m。7.牵引种类：电力。8.列车运行方式：自动控制。9.行车指挥方式：综合调度集中。

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2、客运专线技术标准及隧道净空的拟定GAIKUANG

一、隧道设计隧道内轮廓参照铁道部“经规标准『2005』75号文〞发布的时速350公里客运专线铁路隧道双线隧道内轮廓图进行设计，隧道轨面以上内净空为100m2，曲线地段及下锚段衬砌不需加宽。本线隧道内均铺设无碴轨道。隧道衬砌内轮廓如图：2.2客运专线隧道内净空113、隧道支护结构设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI3.1洞门设计

隧道洞门设计遵循“简约、适用”的原则，并与周围自然环境相协调，隧道洞口应尽量避免大开挖，减少破坏山体植被，以保护环境。

客运专线隧道洞门根本分为两类：斜切类及端墙类。地形、地质条件许可的前提下，优先选用斜切类洞门

一、隧道设计123、隧道支护结构设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

一、隧道设计3.2衬砌结构

暗洞均采用复合式衬砌。明洞采用明洞结构双线隧道复合式衬砌支护参数表133、隧道支护结构设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

一、隧道设计3.2衬砌结构

暗洞均采用复合式衬砌。明洞采用明洞结构双线隧道复合式衬砌支护参数表143、隧道支护结构设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

一、隧道设计3.2衬砌结构

暗洞均采用复合式衬砌。明洞采用明洞结构双线隧道复合式衬砌支护参数表

注：表中带*号表示为钢筋砼；钢筋外侧砼保护层厚5cm。153、隧道支护结构设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

一、隧道设计3.2衬砌结构

暗洞均采用复合式衬砌。明洞采用明洞结构Ⅱ级围岩衬砌断面163、隧道支护结构设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

一、隧道设计3.2衬砌结构

暗洞均采用复合式衬砌。明洞采用明洞结构Ⅲ〔Ⅳ、Ⅴ〕级围岩衬砌断面173、隧道支护结构设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

一、隧道设计3.2衬砌结构

暗洞均采用复合式衬砌。明洞采用明洞结构支护结构特点1、根据围岩条件对围岩自稳能力和支护结构受力的影响，细化了支护结构类型，设计浅埋及偏压支护结构。2、突出“加强基底〞和注重“刚度变化〞：①针对以往隧道底部易发病害和高速列车运行要求，隧道加强了基底设计；②Ⅱ级围岩设计了有仰拱和无仰拱二种结构；Ⅱ级围岩有仰拱结构，可用于围岩突变段落，以利于基底的刚度变化。3、二次衬砌局部采用钢筋混凝土结构：Ⅳ、Ⅴ级围岩和Ⅲ级围岩偏压段二衬砌均采用钢筋混凝土结构，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。183、隧道支护结构设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

一、隧道设计3.3预支护设计

193、隧道支护结构设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

一、隧道设计3.3预支护设计

203、隧道支护结构设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

一、隧道设计3.3预支护设计

213、隧道支护结构设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

一、隧道设计3.3预支护设计

224、隧道防排水设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI满足?地下工程防水技术标准?〔GB50108〕规定的一级防水标准，衬砌外表无湿渍。防水等级

一、隧道设计4.1防水标准

234、隧道防排水设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI防排水原那么隧道衬砌防排水按照“防、排、堵、截相结合、因地制宜、综合治理〞的原那么进行；当隧址区水环境要求较高时，可按“以堵为主、限量排放〞的原那么进行；可溶岩隧道地下水排水通道位于隧道断面内时，依照“以疏为主、以堵为辅〞的原那么进行。到达“防水可靠、排水通畅、系统可维护〞的目标

一、隧道设计4.2防水原则

244、隧道防排水设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI隧道防排水主要措施

隧道内设双侧侧沟，长大隧道地下水丰富时，可加设中心排水管，中心管与侧沟以PVC泄水管连接A

一、隧道设计4.3防排措施

254、隧道防排水设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI隧道防排水主要措施

隧道初期支护与二次衬砌间拱墙铺设防水板加土工布防水B

一、隧道设计4.3防排措施

264、隧道防排水设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

一、隧道设计隧道防排水主要措施

防水板背后设置环向盲沟，防水板下端墙脚处设置纵向盲沟C4.3防排措施

274、隧道防排水设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI隧道防排水主要措施

二次衬砌沉降缝及环、纵向施工缝采用复合防水处理措施D

一、隧道设计4.3防排措施

284、隧道防排水设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

一、隧道设计隧道防排水主要措施

隧道衬砌采用防水混凝土，抗渗等级不小于P8E4.3防排措施

294、隧道防排水设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI隧道防排水主要措施

隧道衬砌施工并变形完成后，进行衬砌背后回填注浆F

一、隧道设计4.3防排措施

304、隧道防排水设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI③隧道防排水主要措施

水环境保护要求高的隧道可采用超前预注浆、开挖后围岩径向注浆及补注浆等措施对地下水进行主动封堵。A

一、隧道设计4.3防排措施

314、隧道防排水设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI防排水综合布置图

一、隧道设计324、隧道防排水设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI疏排水图

一、隧道设计334、隧道防排水设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI施工缝防水图

一、隧道设计344、隧道防排水设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI施工缝防水图

一、隧道设计355、客运专线隧道耐久性设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI隧道主体结构混凝土设计使用寿命100年,其选材、施工工艺等应符合《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》有关要求。

一、隧道设计5.1耐久性设计标准

36正确选择混凝土原材料及配合比，严格控制水灰比和水泥用量

A

一、隧道设计5、客运专线隧道耐久性设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI5.1耐久性设计措施

37采用合理的结构及构造措施、严格控制裂缝宽度，其中在结构设计方面采取的措施有：①隧道均采用单心圆断面，有利于结构受力；②内净空预留工务工程技术作业空间，可以用于进一步采取耐久性加强措施；③衬砌结构混凝土强度等级较以往隧道设计有所提高，如隧道初期支护采用C25喷混凝土，二次衬砌采用C30素混凝土或C35钢筋混凝土。

B

一、隧道设计5、客运专线隧道耐久性设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI5.1耐久性设计措施

38其他材料耐久性要求：对锚杆的保护层厚度、注浆饱满度、防水材料等的耐久性均提出相应要求

C

一、隧道设计5、客运专线隧道耐久性设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI5.1耐久性设计措施

39施工有关要求：围岩本身是整个承载体系的一部分，施工中应注意“爱护围岩”。

D

一、隧道设计5、客运专线隧道耐久性设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI5.1耐久性设计措施

40结构检测及维护：在设计使用年限内，应定期对隧道结构及材料的使用状态、环境条件的变化进行检测及监测，并进行综合评估

E

一、隧道设计5、客运专线隧道耐久性设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI5.1耐久性设计措施

416、隧道不良地质地段设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI岩溶、岩溶水发育地段及富水断层地段隧道设计岩溶发育地段及富水断层段隧道采用“大堵小排〞的原那么设计，二次衬砌原那么上不考虑承受水压力。但考虑随时间的推移，渗排水平衡有可能受影响，因此，对局部地段支护参数已进行了加强。必要时，可采用抗水压衬砌。

一、隧道设计不良地质类型

隧道主要不良地质有岩溶、富水断层、高地应力、采空区等42注浆方式及适用条件判定表

一、隧道设计6、隧道不良地质地段设计SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI岩溶、岩溶水发育地段及富水断层地段隧道设计431、施工方法初步研究SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI1.1施工方法

二、隧道施工施工方法适用表441、施工方法初步研究SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

二、隧道施工施工方法适用表注：表中●表示推荐采用，○表示可使用，施工中根据具体情况灵活调整。1.1施工方法451、施工方法初步研究SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHICRD工法图

二、隧道施工1.1施工方法461、施工方法初步研究SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHICD工法图

二、隧道施工1.1施工方法471、施工方法初步研究SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI双

侧

壁

工

法

二、隧道施工1.1施工方法481、施工方法初步研究SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI环形开挖法

二、隧道施工1.1施工方法491、施工方法初步研究SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

二、隧道施工1.2施工进度指标502、施工中重点注意的问题SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

二、隧道施工主要测量洞口地面标高及断面以及设计过程中隧址区地形、地物的变化情况，如发现与设计不符，应及时提出

2.1勘测资料的复测512、施工中重点注意的问题SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

二、隧道施工1、在隧道开挖时，应随时核对围岩级别与地下水状态，如发现与设计不符，应及时提出，以便修正设计。2、施工中遇地下水，应取样化验，了解有否侵蚀性，以便决定是否变更水泥品种，调整水灰比或采取其它措施，以防侵蚀。3、可溶岩隧道施工中应施作施工地质超前预测、预报，超前探明岩溶、岩溶水与隧道的相对关系，以便及时采取有效措施，确保结构及施工平安。4、不良地质隧道诸如高地应力、瓦斯等，应进一步勘查，以便判明岩爆或变形等级、瓦斯隧道设防措施等。2.2关于地质资料

522、施工中重点注意的问题SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

二、隧道施工开挖中应采用光面爆破、预裂爆破等控爆工艺，严格控制超欠挖，以到达开挖轮廓圆顺，开挖面平整。开挖中，应加强开挖面的地质素描和地质预报工作。隧道爆破应减少对围岩的扰动，以期到达保护围岩的目的。2.3爆破作业

532、施工中重点注意的问题SHUIDAOSHEJIJIBAOZHENZHILIANGYUGONGQICHUOSHI

二、隧道施工1、隧道初期支护采用喷锚支护，喷射混凝土采用湿喷工艺。为抑制初期支护喷层开裂及减少回弹，改善洞内作业环境，喷砼中需按设计掺加改性聚酯纤维。喷砼作业应严格按相关标准执行。2、初期支护拱部锚杆必须采用带排气装置的中空注浆锚杆，拱墙锚杆均应带垫板及螺母，施工中应确保锚杆注浆饱满，并按有关规定施作拉拔实验。3