兰武线乌鞘岭特长隧道整体道床结构形式的确定

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1、铁道线路学会2004年年会论文征集兰武线乌鞘岭特长隧道整体道床结构形式的确定袁庸瑄铁道第一勘察设计院线路运输处兰州邮编：730000举世瞩目的乌鞘岭特长隧道已于2003年2月开工建设了，目前各项施工正在有序的进行之中，并将于2005年10月通车运营。为适应乌鞘岭特殊的地质环境，保证隧道内道床的稳定，运营期的行车安全以及减少养护维修，选择合理的道床结构和轨道形式将起到至关重要的意义。1．概述1.1线路概况乌鞘岭特长隧道位于既有兰新线兰武段打柴沟车站和龙沟车站之间，隧道长20050m，设计为两座单线隧道，左线：DK163+135~DK183+185；右线：YD

2、K163+140~YDK183+190。除隧道出口段线路位于半径为1200m曲线上，右、左线缓和曲线伸入隧道68.79m及127.29m外，隧道其余地段均位于直线上，线间距为40m。两座隧道线路纵坡相同，主要为11‰单面下坡，右线隧道较左线隧道高0.56—0.72m。隧道进口位于天祝藏族自治县打柴沟镇赵家庄附近，地形开阔。其中进口右线轨面设计高程2662.82m。出口位于古浪县龙沟乡的砂沟台，地形较狭窄，右线轨面设计高程2446.79m。隧道洞身最大埋深1100m左右。1.2地质概况本区整体属于祁连山东北部中高山区，隧道进口以南为庄浪河河谷区，出口以北为古

3、浪河河谷区，隧道经过乌鞘岭—毛毛山中高山区，根据山体相对高度，进一步划分为乌鞘岭南坡梁状丘陵区、乌鞘岭中高山区和乌鞘岭北坡低高山区三个次级地貌单元。1.2.1乌鞘岭南坡低高山及梁状丘陵区：位于F4断层(DK169+985)以南，地形起伏不大，自然坡度15°～25°，海拔高程3000m左右，相对高差200～400m。地表多有土层覆盖，其间支沟发育，由东到西主要发育石板沟、上雨岭沟、下雨岭沟、芨芨沟及干扎子沟等次级沟谷。1.2.2乌鞘岭中高山区：位于F4(DK169+985)和F7(DK177+610)断层之间，海拔高程在3500m左右，毛毛山最高峰为4070

4、m。该区地势较高，相对高差较大，自然坡度35°～50°，地表广覆腐植土，阴坡小灌木发育。1.2.3乌鞘岭北坡低高山区：位于F7(DK177+610)断层以北，地形起伏不大，自然坡度15°～铁道线路学会2004年年会论文征集30°，海拔高程2800m左右，相对高差200～400m。地表多有土层覆盖，其间沟谷发育，主要支沟有大洪沟、窄洪沟、金家直沟、大沙沟、天井沟及直沟等。F7断层(DK177+610)位于毛毛山岭北山前，地貌反映明显，延伸长度约174Km。断层走向北西西向，倾向南，倾角70°，前期为逆断层，后期表现为左旋逆走滑断层。断层物质主要由断层泥砾及碎

5、裂岩组成，松散破碎，风化严重，破碎带出露宽度400—800m，局部大于1000m，隧道于DK177+050—DK177+835通过该断层，通过长度785m。区域地震资料显示全新世以来该断层仍有活动迹象，该断层测区一带全新世平均水平滑动速率为2.08—2.50mm/a,平均垂直滑动速率为0.06—0.027mm/a，历史上曾发生过5次古地震事件，具有准周期性，复发周期为1800年，最大震级为7.5级左右。1.3隧道设计1.3.1隧道方案左、右线隧道均采用钻爆法施工。由于按传统的钻爆法施工，施工周期将较长，周期为5.5年。考虑到缩短施工周期，在施工图设计中采用

6、“长隧短打”方针，除左线隧道进出端采用平行导坑，整个隧道共采用13座斜井、2座竖井的施工方法。采用该施工方法后，其施工周期为2.5年。1.3.2隧道建筑限界、旅客列车的最高行车速度(1)隧道建筑限界：采用“隧限-2A”(2)旅客列车的最高行车速度：160km/h(3)根据高海拔地区电气化隧道接触网悬挂空气绝缘的要求以及通行双层集装箱高度要求，隧道净高应不低于7.225m。1.3.3隧道基本内轮廓隧道基本内轮廓考虑以下因素拟定(１)轨下满足整体道床、双侧水沟及电缆槽的布置。(２)净空高度满足本地区电气化隧道接触网悬挂空气绝缘距离的要求以及通行双层集装箱高度要

7、求。(３)隧道内轮廓设计为马蹄形。1.3.4衬砌支护设计(1)隧道洞口段衬砌按国防和抗震设防要求进行检算，采用喷锚支护，钢筋混凝土衬砌结构。(2)隧道一般地段采用复合式衬砌，初期支护以喷、锚、网为主，二次衬砌为模筑混凝铁道线路学会2004年年会论文征集土衬砌。断层破碎带结合抗震设防要求进行检算，采用钢筋混凝土衬砌结构。(3)、隧道衬砌结构及初期支护原则①Ⅲ级及以上围岩地段采用曲墙有仰拱衬砌。Ⅱ级围岩铺底厚20cm。⑵Ⅵ级围岩地段全断面设钢架，间距按3榀/2m（出口下穿既有线段２榀／m）设置，拱部设超前支护。③Ⅴ级围岩地段拱墙设钢架，间距按1榀/m，拱部设超

8、前支护。（4）特殊地段衬砌F7活动性断层地段：衬砌支护采用喷、锚、