客运专线隧道修建技术

浅谈客运专线隧道设计中几个要点摘要：作为铁路的重要组成部分，隧道在山区的修建不可避免。

而客运专线是属于高速铁路，那么其设计自然与常规铁路有所不同。

本文首先分析了客运专线隧道的主要技术特点，然后从五大方面详细阐述了客运专线隧道设计中的几个要点。

关键词：客运专线；隧道；洞口；衬砌；防排水一、客运专线隧道的主要技术特点客运专线铁路具有明显的优越性，其运行速度快、线路平直、安全舒适，是其他交通工具无法比拟的。

也基于此，客运专线的隧道工程要求也很高，要求尽可能的占地面积少、对环境污染小、隧道结构要安全可靠。

从技术上讲，客运专线隧道具有以下几个特点：（一）受空气动力学效应影响大高速列车在经过隧道时会产生诸如压力波动、出口处微气压波、洞内行车阻力增大等一系列空气动力学效应，这些效应是高速列车在通过客运专线隧道时的显著特征。

当高速列车进入隧道时，会对处于隧道中的静止空气场产生强烈的冲击，压力脉冲作为纵向运动的波，以声速通过隧道，并在隧道的另一端发生反射，由正压变为负压。

同样以声速沿列车运行相反的方向向回运动，遇到列车后，空气阻力在大气压力(100kPa)附近发生波动，使旅客的耳朵发生明显不适。

（二）可靠性和结构耐久性要求高可靠性主要包括安全性、适用性和耐久性三个指标，是指结构在规定的时间内，在正常规定的条件下，完成预定功能的能力。

所谓结构耐久性,是指结构及其部件在可能引起材料性能劣化的各种作用下能够长期维持其应有性能的能力。

由于客运专线运行的速度很高，高速度下必然也会对隧道结构和各种运行设施产生比较大的影响，因此对隧道结构工程的可靠性要求也会很高。

（三）对环境的影响更加明显这里的环境主要指自然环境和人文环境，客运专线列车的运行速度极高，因此其会产生较为强烈的轮轨噪声、机械噪声、弓网噪声和空气动力学效应，这些都要比普通列车明显的多，因此对环境的影响是很大的。

（四）防灾救援要求高由于在隧道中运行的是高速的客运列车，那么一旦发生事故，后果是非常严重的。

浅埋客运专线隧道下穿河道施工技术浅埋客运专线隧道下穿河道施工技术肖伟良摘要：贵广铁路岩山隧道下穿寨蒿河段由于埋深浅、地质条件差容易导致开挖困难和河水渗漏，施工方案的重点是保证安全开挖的同时防止地表沉降和河水渗漏。

通过改移河道、加固公路挡墙、进行河底地表加固处理等措施保证了隧道开挖的顺利进行，然后采用三台阶七步开挖法、洞内监控量测和地表沉降观测相结合，成功地穿过寨蒿河底段，既确保了施工安全又降低了施工成本，可为类似工程施工提供参考。

关键词：下穿；改移河道；地表处理；监控量测。

铁路隧道需要下穿河流时，施工难度和安全风险很大，一方面如何防止河流水下渗，避免施工作业面发生突泥突水等工程灾患；另一方面隧道开挖施工将不可避免导致地层变形，当变形过大时将危及地表建筑物的安全和正常运营。

因此，如何采取有效的措施和科学的手段来保证施工环境和周围环境的安全，是此类隧道施工亟待解决的现实难题。

1 工程概况岩山隧道位于贵州省黔东南州榕江县，为贵阳至广州双线客运专线隧道，其中DK219+405～DK219+462段斜交下穿寨蒿河，隧道与溪沟相交约60度，最浅埋深约3m。

根据设计地勘资料，河底为松动卵、砾石层，厚约5～12m；线路右边缘就在山体坡脚与溪沟边相交处，存在偏压现象。

河沟位于靠山侧，河水宽约3m，深约1m。

在河岸的另一侧有省道S308，公路走向与河流方向平行。

由于隧道下穿寨蒿河段埋深浅，河底土层强度低且透水性强，采用常规暗挖施工很难保证隧道施工安全，如果隧道施工不慎造成河水下渗及地表沉降，从而对公路的运营也带来危险。

因此，该段隧道施工方案的确定尤为重要，施工方通过多方案比选和优化处理，在获得业主及设计方的同意后，采用了改移河道、地表加固和隧道暗挖施工的施工方案，最终取得了较好的效果。

2 施工方案在设计施工方案时，为确保施工及道路行车安全，必须考虑以下因素：1）该段人工填筑土及卵砾石土总厚5～12m，河道常年流水，据调查，枯水季节水深都会在1m深以上，隧道最浅埋深在3m左右，隧道开挖后极易加剧河水冲刷、下渗造成围岩失稳坍塌，且对今后的长期运营存在极大安全隐患；2、寨蒿河流域汇水面积大，雨季洪水频繁，施工过程中可能受到季节性突发性洪水的威胁,施工安全隐患大；3、寨蒿河下游及汇入的寨蒿河流域村镇人口稠密，环保要求高。

管棚施工作业指导书1、编制目的指导本标段隧道工程的洞口、洞身长管棚施工，保证工程质量和施工安全。

2、适用范围本标段设计有洞口、洞身长管棚超前支护的工点。

3、职责分工由试验人员检测原材料、成品质量，判明合格后方可用于施工。

由工程部进行施工方法控制，并根据试验结果对施工方案进行改进。

由安质部进行施工质量和安全控制。

4、编制依据-技术标准／质量标准《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005）；《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行规定》（铁建设［2005］160号）；各隧道工点洞口长管棚施工设计图。

5、洞口大管棚施工参数5.1原材料要求①导向管：φ140mm，δ=5mm热轧无缝钢管，长度1m。

②管棚钢管：φ108mm，δ=5mm热轧无缝钢管。

③导向墙：C20混凝土，厚度100cm，宽度100cm。

5.2技术参数①管距：环向中～中40cm。

②倾角：钢管轴线与衬砌外缘线夹角1°～3°。

③钢管施工误差：径向不大于20cm，相邻钢管之间环向不大于5cm。

6、管棚施工长管棚需设子导向墙，按拱部150°范围计算，采用C20砼，截面尺寸为1m×1m，环向长度可根据具体工点实际情况确定，要保证其基础稳定性。

为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I22a工字钢，钢架外缘设ø140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。

钢架各单元由16mm厚连接板焊接成型，单元间由螺栓连接，接头处焊缝宽度：腹板h f=9mm，翼缘h f=12mm。

管棚施工主要工序有：洞口开挖，洞口初支防护，锚桩加固底脚，拱架定位架设连接固定及锚固固定，预埋导向管定位焊接，导向墙挂模浇筑，搭设平台，安装钻机，钻孔，安装管棚钢管，管内外注浆。

管棚施工工艺流程图见附图。

6.1长管棚及钢筋制作管棚采用ø108mm热轧无缝钢管，壁厚5mm，在末端的钢管有一端加工成尖形；其它钢管的两端均加工成丝扣，长度为15cm，采用ø114mm壁厚6mm的外套丝扣接头钢管连接工艺。

客运专线铁路隧道工程施工技术指南2005—09—22 发布 2005—09—22 实施铁道部经济规划研究院发布客运专线铁路隧道工程施工技术指南主编单位：中铁一局集团有限公司批准部门：铁道部经济规划研究院施行日期：2005年09月22日2005 ∙北京前言本指南是根据铁道部《关于印发2005年铁路工程建设标准编制计划的通知》（铁建设函[2005]84号）的要求进行编制的。

本指南在编制过程中，认真总结我国铁路建设的经验和教训，学习和借鉴国际先进标准，以施工质量验收标准为依据，重点对施工过程中的工艺、方法、措施和质量控制目标作出了规定，反映了工程施工的新技术、新材料、新工艺、新方法，突出了客运专线铁路的技术特点。

本指南是客运专线铁路工程施工的指导性技术文件。

根据铁道部《铁路工程建设标准管理办法》（铁建设［2004］143号）关于铁路工程建设标准体系调整的要求，为鼓励技术创新，促进技术进步，指导施工企业根据自身技术、装备、管理水平和市场定位需要制订技术要求更高、针对性更强、内容更为具体的企业标准，编制了本指南，今后铁道行业将不再发布新的施工规范。

本指南严格按照标准编制程序组织编制，分别对编制大纲、征求意见稿、送审稿、报批稿组织路内外专家进行了审查。

本指南共分13章，主要内容包括：总则、术语、施工准备、洞口工程、超前地质预测预报、开挖、支护、装运与弃碴、二次衬砌、监控量测、防排水、通风防尘与风水电供应、特殊岩土和不良地质地段隧道施工等，另有9个附录。

本指南未含竖井、斜井及辅助通道的施工内容，其施工可参照《铁路隧道施工规范》（TB10204－2002）执行。

在执行本指南过程中，希望各单位结合工程实践，认真总结经验，积累资料。

如发现需要修改和补充之处，请及时将意见和有关资料寄交中铁一局集团有限公司（陕西省西安市雁塔路北段1号，邮政编码：710054），并抄送铁道部经济规划研究院（北京市海淀区羊坊店路甲8号，邮政编码：100038）。

铁路客运专线隧道施工技术措施11.1.浅埋隧道施工技术措施在超浅埋隧道施工过程中要克服“重开挖、轻支护、重进度、轻质量”的思想，加强系统管理及程序管理，规范监控量测、超前预报、控制施工活动、规范施工行为，以减少隧道施工风险。

11.1.1.正确理解“新奥法”的施工原理新奥法就是应用岩体力学的基本理论，以维护和利用围岩的自承能力，通过采用及时的“锚喷支护”或更进一步的喷锚预支护等联合支护手段有效的抑制围岩的松弛变形，并通过监控量测手段及信息处理，调整支护参数，从而使围岩成为支护体系的重要组成部分的一种施工原理。

概括的说，新奥法隧道施工的三大要素实质就是“光面爆破、锚喷支护及监控量测”。

11.1.2.严格遵照台阶法、三台阶七步开挖法、双侧壁导坑法施工程序台阶法、三台阶七步开挖法、双侧壁导坑法是实现浅埋隧道施工的先进工艺和方法，在施工过程中必须严格遵守，严禁擅自简化程序。

11.1.3.加强初期支护及超前预支护良好的初期支护和超前预支护是确保施工安全的有效手段。

在施工过程中，应根据不同的围岩岩性产状进行合理支护，如超前长管棚、超前小导管、钢架等，做到锚喷及时，紧跟掌子面，要求封闭成环，刚度可靠。

11.1.4.加强监控量测新奥法施工中的核心就是监控量测。

⑴加强已支护地段的量测在实际施工中，大多数人往往认为已支护地段就是安全地段，因此，忽略了围岩变形和量测作用。

实际上围岩变形是不停的在进行，随着时间的推移而慢慢趋于稳定。

加强对已支护地段的量测，不仅能掌握围岩变形特征，也是直接判断初期支护是否安全可靠的一个重要方法，对预防“回头”塌方有着不可估量的作用。

⑵加强超前地质预报，特别是地下水活动的预报工作工程地质是确定隧道施工方法、支护要素设计的重要依据，因此在除了对已开挖地质进行鉴定评价和形象素描外，还应进行超前地质预测预报。

通过进行超前地质预报可以有效指导施工，并及时制定各种施工方案，避免出现对地质条件认识不足而决策失误，从而做到有的放矢，提高施工进度。

铁路客运专线隧道工程施工综合技术简介：本文介绍了**一号隧道采用常规设备及控制爆破施工技术实现了该浅埋隧道顺利通过密集建筑物地段的技术措施，并利用监测手段使爆破振速有效地控制在2.0cm/s以内，从而保证了地表建筑物的安全，为今后山岭同类隧道及城市地铁施工提供了一定的借鉴先例。

关键字：浅埋隧道控制爆破监测１、工程概况内昆铁路**1#隧道位于**省**县城，全长1799m，里程为DIK**+**~DIK**+**，为单线隧道。

隧道斜穿县城下方，在进口方向有近100m地段隧道最大埋深为3.4m，该段内地表建筑物林立，其中有一幢7层楼的**县国税局办公大楼正立于其上，大楼部分桩基础桩底离隧道衬砌外拱顶深度仅 4.8m，从而使得此段施工成为该隧道的施工重点和难点。

大楼结构为混凝土框架梁结构，修建于1994年，在施工前每间办公室在墙体与框架或立柱之间均有不同的收缩缝和裂纹。

隧道通过国税局大楼的里程为DIK**+**~DIK**+**，DIK**+**~DIK**+**段围岩属II类偏压，主要地质为砂岩、页岩夹灰岩，为薄至中厚层状，节理发育、破碎，节理层面充满粘土膜。

为了满足设计要求（对大楼的爆破安全振速限制在 2.0cm/S以内），保证国税大楼以及浅埋地段不发生坍塌，采取了以下两种主要技术措施：一是利用控爆技术进行隧道掘进，尽量减少因爆破对围岩的振动；二是采取管超前加强支护措施提高围岩稳定性，并紧跟衬砌及时封闭，使围岩在被暴露的时间内不至发生沉降位移现象。

2.主要施工方案根据以往的经验，结合本工程的地质条件和地面建筑物情况，经过经济性、安全性、可行性等综合分析后，决定采取微台阶法施工方案。

开挖采取人工手持风钻钻眼，微振控爆掘进，出碴采取无轨运输，简易台车人工模筑衬砌。

上半断面开挖前采取φ80大管棚注浆超前预加固，开挖后全环格栅、网锚喷临时支护，利用对建筑物的振动速度和地表及建筑物的沉降值位移的观测配合指导施工，确保建筑物的安全。

铁路客运专线隧道主要技术标准与施工关键技术中铁二十五局施工管理部（2005 年11 月15 日）第一节铁路客运专线隧道技术标准新建铁路客运专线隧道设计主要由限界、构造尺寸、使用空间和缓解或消减列车进入隧道诱发的空气动力学效应两方面的要求确定。

研究表明，当列车以200 公里以上时速通过铁路隧道时，空气动力学效应对行车、旅客乘车舒适度、洞口环境的不利影响已十分明显且起控制作用，因此，隧道的设计除须遵照现行《铁路隧道设计规范》（TB1003 ）规定及提高防灾救援要求外，还应考虑下列因素：①遂道内形成的瞬变压力对乘员舒适度及相关车辆结构的影响；②空气阻力的增大对行车的影响；③ 遂道口所形成的微压波对环境的影响；④列车风对遂道内作业人员待避条件的影响。

列车进入隧道时产生的空气动力学效应是由多种因素所确定的，在隧道方面主要有隧道内轨顶面以上净空面积、隧道壁面的粗糙度、洞口及缓冲结构形式、辅助坑道的设置、道床类型等。

其中，瞬变压力主要表现在由于压力的瞬间变化使人的听觉感到不适，影响其大小的主要因素是行车速度、隧道横断面的大小和阻塞比以及列车的密封系数。

洞口微气压波是列车进人隧道时产生的压缩波在另一端释放时产生爆破声，影响周围环境，微气压波的量值主要取决于行车速度和隧道净空面积（阻塞比），但行车速度更为敏感，当行车速度达到300km/h 以上时，加大断面对防止微气压波不能起到显著作用。

应考虑在洞口设置缓冲结构。

解决行车阻力问题主要也是加大隧道断面面积。

缓解或消减列车进入隧道诱发的空气动力学效应的主要设计措施是：在列车相关参数一定的条件下，适当加大隧道内轨顶面以上净空面积（减小阻塞比），优化断面形状和尺寸，在洞口修建缓冲结构，利用辅助坑道等。

一、隧道断面内轮廓增大隧道横断面面积对空气动力学效应有整体减缓作用。

隧道断面内轮廓主要根据下列条件确定：①隧道净空横断面面积应满足空气动力学效应影响标准；②满足铁路建筑接近限界要求，双线隧道还应满足线间距要求；③养护、维修和救援空间要求。