客运专线隧道施工技术

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1、客运专线隧道施工技术石家庄铁道学院土木工程分院二○○五年九月1国外高速铁路和国内客运专线隧道概况1.1国外高速铁路隧道概况据统计，国外已经投入运营的高速铁路总长度超过6237km，已建成的高速铁路隧道大约有1149.2km(不含意大利的隧道)，其中日本698.6km，法国59.7km，德国185.7km，西班牙15.8km，韩国189.4km，具体情况见表1。表1国外已建成高速铁路隧道情况国家线别线路长度/km隧道长度/km隧线比/%建成时间日本东海道新干线515.56913.51964年10月山阳新干线553.728150.71

2、972年/1975年东北新干线496.5112241982年6月上越新干线269.5106391982年11月北陆新干线117.460511997年10月东北盛冈-八户段96.670.6732002年12月小计2049.1698.634.1法国大西洋线28220.87.41989年北方线33310.73.21993年巴黎地区联络线1289.67.51994年东南延伸线1486.34.31992年/1994年地中海线25012.75.22001年小计111160.15.0德国汉诺威-维尔茨堡327121371991年6月曼海姆-斯图

3、加特9931311991年6月科隆-法兰克福2194721.32002年8月小计64519930.8西班牙马德里-塞维利亚47115.83.41992年4月韩国汉城-釜山412189.4462004年1.2国内客运专线隧道规划情况2004年初，国务院批复了《中长期铁路网规划》，到2020年我国铁路营业里程将达到10万km，其中规划了“北京-沈阳-哈尔滨、北京-上海、北京-广州-深圳、杭州-宁波-深圳四条纵向和青岛-石家庄-太原、徐州-郑州-兰州、南京-武汉-重庆-成都、杭州-南昌-长沙四条横向”铁路快速客运通道以及京津、宁沪杭、广

4、深珠3个城际快速客运系统，届时建设客运专线1.2万km以上，客车速度目标值达到200km/h及以上。可见今后十几年时间，我国的路网规模和质量都将上一个新的台阶。根据我国中长期路网规划，近十几年内将修建1200km的客运专线隧道工程，相当于国外已通车运营的高速铁路隧道的总长度，其中截止到2004年底国家已批复即将开工的客运专线隧道长度有663km，如表2所示。表2截止到2004年底国家已批复客运专线隧道情况线别线路长度/km隧道数量/座隧道长度/km隧线比/%设计速度/km/h武汉-广州87423216418.77350郑州-西安4

5、85387715.88350石家庄-太原190277338.58250宁波-温州274588932.48250温州-福州2987216354.8250福州-厦门263313314250合肥-武汉356376418250合计274049566324.2根据我国的国情和路网现状，尤其是现在我国货运供需矛盾特别突出的实际情况，以上客运专线有些近期为客货共线铁路，远期发展为客运专线铁路。如宁波-温州、温州-福州、福州-厦门和合肥-武汉线，近期为客货共线，并且满足双层集装箱通行条件的线路；石家庄-太原客运专线近期为客货共线铁路，客车速度目标

6、直近期为200km/h，预留250km/h以上的条件。有些为一次建成客运专线铁路，如武汉-广州和郑州-西安客运专线，线下工程设计速度目标值为350km/h。2客运专线的主要技术特点客运专线铁路以其运行速度高、线路要求平直、安全舒适、节约时间等特点，比其他交通工具有更多的优越性。客运专线的隧道工程具有占地少、环境污染小、结构安全可靠、拆迁量和对城市干扰小等优点，从技术上有以下几个主要特点。2.1空气动力学效应列车在高速运行的条件下，对隧道结构的要求主要是空气动力学特性方面的。高速列车通过隧道时会产生一系列的空气动力学效应，如压力波动

7、、出口处微气压波、洞内行车阻力增大等，这些均是列车速度目标值比较高的客运专线隧道的显著特点。当高速列车进入隧道时，强烈冲击处于隧道中的静止空气场，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。隧道的微气压波是列车突入隧道时形成的压缩波，在隧道内传播到达出口时向外放射脉冲状的压力波，其发生的实态如图1所示。微气压波的发生实态和大小与许多因素有关，其中主要有：列车速度、列车

8、横断面积、列车长度、列车头部形状、隧道横断面积、隧道长度、隧道内道床的类型等。从测试结果看，在短隧道中，微气压波最大值与列车速度ν的3次方成正比例，与微气压波距隧道出口中心的距离r成反比。考虑到隧道洞口地形的影响，可近似用下式求出：(1)式中：K是