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客运专线隧道施工技术 铁科院(北京）工程咨询有限公司 2005年2月 主要内容 概述 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》（TB10003）规定及提高防灾救援要求外，还应考虑下列因素： ① 隧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 隧道口所形成的微压波对环境的影响； ④ 列车风对隧道内作业人员待避条件的影响。 空气动力学效应 当列车进入隧道时，原来占据着空间的空气被排开。空气的粘性以及气流对隧道壁面和列车表面的摩阻作用使得被排开的空气不能象在隧道外那样及时，顺畅地沿列车两侧和上部流动，列车前方的空气受压缩，随之产生特定的压力变化过程,引起相应的空气动力学效应并随着行车速度的提高而加剧。 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。 空气动力学效应对高速铁路运营的影响 由于瞬变压力造成乘员舒适度降低，并对车辆产生危害 微压波引起爆破噪声并危及洞口建筑物 行车阻力加大 空气动力学噪声 列车风加剧 高速铁路隧道空气动力学效应的影响因素 机车车辆方面： 行车速度，车头和车尾形状，列车横断面，列车长度，列车外表面形状和粗糙度，车辆的密封性等。 隧道方面： 隧道净空断面面积，双线单洞还是单线双洞，隧道壁面的粗糙度，洞口及辅助结构物形式，竖井、斜井和横洞，道床类型等。 其它方面： 列车在隧道中的交会等。 主要设计措施 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 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。 空气动力学效应影响标准为：空气压力最大变化值ΔP＜3KPa/3s（舒适度标准），列车在隧道内运行时的空气阻力增量一般不超过明线上空气阻力的30%。 200公里暂规 单线隧道内轨顶面以上净空面积应不小于50m2； 双线隧道内轨顶面以上净空面积应不小于80m2。 京沪高速铁路暂轨 单洞双线隧道断面有效面积为100m2。 单线隧道断面有效面积为70m2。 限速地段当检算行车速度200km/h时，可采用较小的隧道断面有效面积，但双线隧道断面有效面积不应小于80 m2。 单线隧道断面有效面积不应小于52 m2。 二、安全空间 《高速暂规》规定：隧道内安全空间应在距线路中线3.0m以外，单线隧道设在电缆槽一侧，多线隧道必须设在两侧。 安全空间尺寸：高度不应小于2.2m，宽度不应小于0.8m。 安全区的地面应不低于轨面规定高度，必须平整，允许有3‰的横向排水坡。 安全空间的地面与接触网设备的带电部件之间的距离不小于3.95m。 三、隧道衬砌 隧道衬砌采用复合式衬砌或整体衬砌，不得采用喷锚衬砌；隧道均应采用曲墙式衬砌，其中边墙与仰拱内轮廓的连接宜采用顺接断面；仰拱矢跨比应结合隧道衬砌受力和沟槽设置情况确定，取1/12～1/15为宜。 III～VI级围岩应采用曲墙带仰拱的衬砌，I、II级围岩地段可采用曲墙不带仰拱的衬砌。 各级围岩隧道结构及仰拱填充混凝土强度等级不应低于C25，钢筋混凝土强度等级不应低于C30；I、II级围岩底板厚度不应小于30cm，混凝土强度等级不应低于C25。 武广客运专线衬砌支护 隧道采用复合式衬砌，岩溶强发育地段采用抗水压复合式衬砌。 衬砌结构型式：隧道采用曲墙式衬砌，其中Ⅱ级采用曲墙不带仰拱衬砌型式，Ⅲ～Ⅴ级采用曲墙带仰拱衬砌型式。 初期支护喷射纤维混凝土，C20或C25。 二次衬砌采用防水（钢筋）混凝土，C30。 四、救援通道 《200公里暂规》规定：长度在500m以上的隧道应设贯通整个隧道的救援通道，双线隧道在两侧设置，单线