武广客运专线隧道的若干关键技术问题

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1、欢迎各位领导、专家指导！武广客运专线隧道的若干关键技术问题铁道第四勘察设计院肖明清王克金2005年11月1、概述武广客运专线铁四院设计范围内正线线路全长715.2km，新建隧道187座，总长为112.2km，占线路总长度的15.7%。其中最长隧道为大瑶山一号隧道，全长10085m；长度小于500m的隧道有138座，占总座数的74％。省别湖北湖南广东线路长度（km）108.243517.89288.975隧道数量L≤1000m1—37574—2636815—60981000m＜L≤3000m1—11799—172555—65123000m＜L≤60

2、00m2—66016000m＜L≤10000m1—68612—14434L＞10000m1-10331总计（座—米）2-155486—5708523—37375隧线比（%）1.4411.0242.0武广客运专线隧道的特点与难点1、概述⑴隧道断面大：内净空面积达100m2，需要开挖面积约160m2（有仰拱）。⑵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”。⑶防排水要求高：防水等级要求达到一级，衬砌表面无湿渍。⑷环保与景观要求高：沿线隧道洞口植被发育，部分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

3、观要求高。⑸防灾救援难度大：大瑶山一、二、三号隧道均为长度大于6km的隧道，洞口桥隧相连，相邻洞口距离分别仅为169m、45m。⑹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。2、若干关键技术问题的处理2.1支护结构设计与基底处理衬砌类型初期支护二次衬砌预留变形量(cm)喷砼钢筋网(φ8)锚杆钢架拱墙(cm)仰拱/底板(cm)部位/厚度(cm)网格间距(cm)设置部位长度（m）间距（m）（环×纵）规格间距（m）Ⅱ（无仰拱）拱墙/10//2.51.5×1//35/30*3～5Ⅱ（有仰拱）拱墙/

4、10//2.51.5×1//3535/3～5Ⅲ拱墙/1525×25拱部3.01.2×1//4055/5～8Ⅲ偏拱墙/1820×20拱部3.01.2×1型钢1.0(拱墙)40*55*/5～8Ⅳ拱墙/25仰拱/1520×20拱墙3.51.0×1格栅1.0(拱墙)45*55*/8～10Ⅳ加全环/2520×20拱墙3.51.0×1格栅或型钢1.0(全环)45*55*/8～10Ⅳ偏全环/2520×20拱墙3.51.0×1型钢0.8(全环)50*60*/8～10Ⅴ全环/2820×20拱墙4.01.0×0.8格栅或型钢0.6～0.8(全环)50*60*/10～

5、15Ⅴ加全环/2820×20拱墙4.00.80×1.0型钢0.6(全环)50*60*/10～15Ⅴ偏全环/2820×20拱墙4.00.80×1.0型钢0.5(全环)55*65*/10～152、若干关键技术问题的处理2.1支护结构设计与基底处理2、若干关键技术问题的处理2.1支护结构设计与基底处理⑴根据围岩级别、埋深、偏压等具体条件对围岩自稳能力和支护结构受力的影响，适当细化了支护结构类型：以往的习惯作法是浅埋段按降低一级围岩级别设计，这难以正确反应工程的实际特性，也不够经济，因为客运专线隧道跨度大，对应的浅埋段覆土厚度也增大，同时从环保要求出发，

6、隧道洞口位置一般较以往外延较多，致使浅埋段长度较长，因此有必要专门设计浅埋段支护结构。⑵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，本线隧道加强了基底设计，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩均采用有仰拱结构，且仰拱厚度较拱墙衬砌大；②Ⅱ级围岩设计了有仰拱和无仰拱二种结构，前者用于可溶岩地段，后者用于非可溶岩地段。③在不同工点中经常有围岩级别不连续变化的情况，如断层部位为Ⅴ级围岩，其前后则为Ⅱ级围岩，Ⅱ级围岩有仰拱结构，可用于这些突变部位，以利于基底的刚度变化。⑶二次衬砌部分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

7、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。2、若干关键技术问题的处理2.2隧道工程的耐久性隧道结构物按设计基准期100年进行修建，对于客运专线隧道而言，除考虑普通铁路隧道所必须考虑的耐久性要求外，还有其独特的一些方面。最近一段时期，日本的铁路隧道相继发生3次重大的混凝土掉块事故，引起了日本运输省的重视。事故发生的原因通过理论分析、实地试验后认为：列车振动和产生的空气压变动是一个重要原因。而日本新干线的列车速度，从客运专线角度看，是比较低的（通过隧道时大致在180～22

8、0km/h之间）。可见，客运专线铁路隧道在耐久性方面需注意减少列车振动的影响，可采取的措施是改善轨道结构构造和隧道底部结构，并适当加大内