隧道條文說明

7.1.1高速列車進入隧道后誘發(fā)的空氣動力學效應(yīng)主要表現(xiàn)在三個方面：瞬變壓力洞口微氣壓波行車阻力其中，瞬變壓力主要表現(xiàn)在由于壓力的瞬間變化使人的聽覺感到不適，影響其大小的主要因素是行車速度、隧道橫斷面的大小和阻塞比以及列車的密封系數(shù)。洞口微氣壓波是列車進入隧道時產(chǎn)生的壓縮波在另一端釋放時產(chǎn)生爆破聲，影響周圍環(huán)境，微氣壓波的量值主要取決于行車速度和隧道凈空面積〈阻塞比〉，但行車速度更為敏感，當行車速度達到300km/h以上時，加大斷面對防止微氣壓波不能起到顯著作用。應(yīng)考慮在洞口設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)。解決行車阻力問題主要是加大隧道斷面面積，根據(jù)鐵科院的研究報告，在隧道凈空面積為100m2時最大行車阻力只比明線增大15?30%，會車時的空氣阻力比明線的增大值也不超過30%.由此可見，增大隧道橫斷面面積對空氣動力學效應(yīng)有整體減緩作用。京滬高速鐵路全線隧道較少，采用增大隧道橫斷面的方法減緩空氣動力學效應(yīng)較為合理。當行車速度提高時，必要時還可以修建洞口緩沖結(jié)構(gòu)等輔助措施。7.1.2輔助坑道可以減緩隧道內(nèi)的空氣動力學效應(yīng)，其效果與坑道的個數(shù)、斷面面積有關(guān)。有關(guān)研究表明，當坑道的斷面面積為隧道斷面面積的1/2時，可使最大壓力波動減少40%左右，而輔助坑道的長度對微氣壓波的影響較大，微氣壓波隨著輔助坑道長度增加而遞減，從減低微氣壓波方面考慮，斜井的長度一般不少于50m。根據(jù)鐵科西南分院的研究報告，豎井對減壓效果的影響與豎井的位置有一定的關(guān)系，豎井的最佳位置由下列公式確定：X/L=2M/(1+M)式中X一豎井距隧道進口距離L一隧道長度M-Mach數(shù) 即M=V/C(V一車速，C一聲速)從減壓效果方面講，豎井斷面面積5?10m2較合適，豎井斷面面積過大并不能收到好的效果。從技術(shù)經(jīng)濟綜合考慮，輔助坑道應(yīng)以滿足施工需要為主，上述豎井位置在設(shè)計中可做為參考，在滿足施工的前提下，施工輔助坑道的位置應(yīng)盡量靠近上述最佳位置。根據(jù)德國規(guī)范，一般在1000m以上的隧道可設(shè)置緊急出口，而日本則規(guī)定1500m以上的隧道當施工有輔助坑道時，施工完畢后應(yīng)將輔助坑道改為緊急出口。經(jīng)對京滬高速鐵路隧道的研究，由于專門設(shè)置緊急出口工程量較大，故參照日本標準暫不考慮單獨設(shè)置防災(zāi)疏散通道。但當工程施工需要設(shè)置輔助坑道時，應(yīng)在滿足施工要求的同時結(jié)合防災(zāi)疏散通道的要求進行設(shè)計，輔助坑道做為防災(zāi)疏散通道的具體設(shè)計應(yīng)滿足7.7.5條要求。7.1.3隧道凈空斷面大小的控制因素是高速列車進入隧道誘發(fā)的空氣動力學效應(yīng)問題，由此而決定的隧道凈空面積比較富余。設(shè)計之中應(yīng)充分考慮發(fā)展的需要，對滿足建筑限界以外的空間應(yīng)有充分考慮，本規(guī)定對設(shè)備安裝和使用空間的要求，系參考德國高速鐵路規(guī)范擬定。在此基礎(chǔ)上結(jié)合隧道結(jié)構(gòu)受力情況確定隧道的高跨比。7.2.1?7.2.2京滬高速鐵路隧道斷面內(nèi)輪廓是根據(jù)鐵科院“國家八五科技攻關(guān)項目，高速鐵路線橋隧設(shè)計參數(shù)選擇的研究，研究報告之九高速鐵路隧道設(shè)計參數(shù)的建議值”中所推薦的斷面形式，并參考了德國規(guī)范中預(yù)留空間的考慮和布置。為方便選線和進行方案研究，困難地段，如果檢算行車速度小于或等于200km/h，可采用較小隧道斷面或考慮采用雙洞單線隧道。隧道斷面凈空面積是依據(jù)“200km/h高速鐵路線橋隧站設(shè)計暫行規(guī)定”中的建議值。7.2.3?7.2.4由于本線隧道內(nèi)線間距采用5m，且隧道兩側(cè)預(yù)留空間較大，檢算結(jié)果表明已滿足車輛軸線與線路中線的偏距和由于曲線外軌超高引起車輛對垂直位置的傾斜要求，故曲線地段線間距及隧道內(nèi)輪廓均不再考慮加寬。7.2.5本條規(guī)定參考了德國規(guī)范，使用空間不控制隧道橫斷面大小，但與建筑限界一起可以做為控制隧道橫斷面寬度的依據(jù)。1安全空間是為鐵路員工和特殊情況下養(yǎng)護人員而預(yù)留的，安全區(qū)內(nèi)安裝把手，保護欄桿等，并允許安裝0.3m厚的建筑設(shè)施。安全區(qū)是相對于危險區(qū)而言的，根據(jù)德國規(guī)范，當V>160km/h時，危險區(qū)為3.0m。車速W200km/h時，人員可以在隧道內(nèi)停留，大于200km/h時，一般人員則不能在隧道內(nèi)停留。2救援通道救援通道可部分侵入建筑限界，因為救援通道是在列車停運條件下才使用。根據(jù)德國規(guī)范，兩端洞口救援通道的長度，在配備救援列車時為1000m，無救援列車時為500m，因為無車輛和帶有呼吸面罩的工作人員不能及時走完較遠的距離。根據(jù)京滬高速鐵路設(shè)計情況，緊急出口可與施工輔助坑道一并考慮；當施工不需要輔助坑道時，不單獨考慮緊急疏散通道。根據(jù)德國規(guī)范，救援通道的最小寬度應(yīng)不小于1.25m，通常情況下應(yīng)為1.25m?1.6m，根據(jù)斷面寬度情況，在此規(guī)定為1.5m，其中靠邊墻一邊的0.25m范圍內(nèi)可部分被占用，用于安裝專業(yè)設(shè)施。3工程技術(shù)作業(yè)空間工程技術(shù)作業(yè)空間用來預(yù)留設(shè)備安裝或加強襯砌以及安裝降噪聲護墻板。工程技術(shù)作業(yè)空間允許在有限的長度范圍內(nèi)設(shè)置一些設(shè)備，如接觸導線張力調(diào)整器和接觸導線開關(guān)以及接頭的緊回裝置等.7.3.1京滬高速鐵路隧道的橫斷面較大，受力比較復(fù)雜，且列車運行速度較高，隧道維修有一定的時間限制，復(fù)合襯砌和整體式襯砌比噴錨襯砌安全，且永久性較好。而噴錨襯砌耐久性和防水性能均存在一些問題，德國咨詢意見中也明確表示噴錨襯砌不得在高速鐵路隧道中采用。目前，世界隧道界對噴錨襯砌做為永久襯砌尚有不同看法，隨著對噴錨技術(shù)的不斷深入研究和技術(shù)質(zhì)量的不斷提高，噴錨襯砌的應(yīng)用也會更加廣泛。但在目前情況下，特別是在高速鐵路隧道中仍不宜采用噴錨襯砌。7.3.2考慮大斷面隧道的受力情況不利，尤以隧道底部較為復(fù)雜，而兩側(cè)邊墻底直角變化容易引起應(yīng)力集中，故一般隧道在邊墻底均加強。研究與試驗證明，邊墻與仰拱若采用順接則可改善受力狀況，故本規(guī)定要求帶仰拱隧道邊墻與仰拱的連接方式宜采用順接。由于高速鐵路隧道斷面寬度較大，隧道仰拱矢跨比過大，工程量增加較大，不經(jīng)濟；矢跨比過小，仰拱作用減弱。因此建議采用1/12?1/15。7.3.3III級及以下圍巖，巖石多受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴重、節(jié)理發(fā)育、巖層破碎、側(cè)壓力較大，基礎(chǔ)易產(chǎn)生沉陷，土質(zhì)一般多呈松散結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較差，加之本線隧道斷面較大，對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)強度的要求也較高，為了結(jié)構(gòu)安全故采用曲墻帶仰拱襯砌，而m級以上圍巖整體性較好，可采用曲墻不帶仰拱襯砌。7.3.4 隧底結(jié)構(gòu)由于在長期列車動載作用及地下水侵蝕的影響下極易產(chǎn)生破壞，從而引起基底沉陷、道床翻漿冒泥等病害，不但增加養(yǎng)護維修工作量，而且嚴重影響運營安全，尤其是高速鐵路對隧道底部的強度較普通鐵路要求更高，且高速鐵路隧道的斷面跨度較大，因此要求鋪底厚度應(yīng)木30cm，隧底仰拱、隧底填充及底板混凝土強度等級均不應(yīng)低于C25。7.4.1高速鐵路隧道一般情況下列車正常運行時不允許有人員進入，因此不再設(shè)專供維修人員使用的避車洞。一側(cè)間距500m左右的專用洞室內(nèi)可以安裝設(shè)備或做為余長電纜腔，以及供存放維修工具等.若其位置或洞室空間不能滿足有關(guān)部門要求時，可根據(jù)需要擴大洞室或增設(shè)洞室。7.4.2為了使隧道橫斷面的布置更趨合理，電纜槽可設(shè)在安全通道地面下面，電纜槽的蓋板面可作為安全通道地面，因此要求平整堅固.電纜槽的大小應(yīng)滿足設(shè)備專業(yè)的要求.7.4.3本條文參照現(xiàn)行隧道設(shè)計規(guī)范而定，有關(guān)說明見現(xiàn)行隧道規(guī)范。7.4.4本條規(guī)定是根據(jù)有關(guān)專業(yè)要求而定的，原則上盡量不要在隧道內(nèi)下錨。下錨段襯砌為滿足安設(shè)張力補償器的要求一般需要加寬、加高。由于隧道斷面比普通斷面大，受力也相對不利，因此應(yīng)盡量選擇在直線及地質(zhì)條件較好、地下水較少的地段。下錨段的具體位置可根據(jù)有關(guān)專業(yè)的要求商定。7.5.1?7.5.2高速列車進入隧道后，由于空氣動力學效應(yīng)在洞口產(chǎn)生的微氣壓波在有些條件下會產(chǎn)生極大的爆炸聲，嚴重的可使建筑物的玻璃破碎，對環(huán)境造成污染，采用較大的隧道斷面（如100m2）,基本上可以消除這種爆炸聲，但當車速接近350km/h時，洞口噪聲會比明線明顯增大，因此當隧道洞口附近有居民或特殊環(huán)境要求時應(yīng)根據(jù)實際情況考慮修建洞口緩沖結(jié)構(gòu)。7.5.3本條內(nèi)容參考了法國、日本咨詢意見，因為洞口緩沖結(jié)構(gòu)需要根據(jù)多種因素綜合確定。條文中列舉了設(shè)置洞口緩沖結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮的主要方面，由于我國對洞口緩沖結(jié)構(gòu)了解甚少，下一步應(yīng)繼續(xù)進行深入研究。日本的隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)一般采用鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)。比較而言，鋼筋混凝土比較堅固、耐久、維修量小。故建議采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)鐵科院的研究報告，當列車速度達到300km/h以上時，為解決洞口微氣壓波問題需修建洞口緩沖結(jié)構(gòu).對于洞口附近近期無環(huán)境要求的，運營初期暫不修建，預(yù)留洞口緩沖結(jié)構(gòu)條件。設(shè)路基擋墻的洞口，為使以后修建緩沖結(jié)構(gòu)時不致拆除擋墻，故應(yīng)把擋墻修建在緩沖結(jié)構(gòu)之外。7.6.1?7.6.4根據(jù)我國的實踐，隧道滲漏水的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面。首先，由于隧道含水、滴水，洞內(nèi)空氣潮濕，引起洞內(nèi)金屬設(shè)備及鋼軌銹蝕；當圍巖中地下水具有侵蝕性時，還會使混凝土出現(xiàn)起毛、酥松、麻面蜂窩起鼓剝落、孔洞露石、骨料分離等材質(zhì)破壞，導致隧道襯砌喪失承載力。其次由于隧底積水特別是隧底涌水，往往造成道床基底被軟化或淘空，隧底翻漿冒泥破壞道床，或使整體道床下沉開裂。第三，有凍害地區(qū)的隧道襯砌背后積水還會引起襯砌凍脹開裂，襯砌漏水會引起襯砌掛冰，侵入凈空。隧道防排水應(yīng)采取“防、截、排、堵結(jié)合，因地制宜、綜合治理”的原則。從以往的經(jīng)驗看，隧道襯砌背后排水不暢是引起病害的主要原因，經(jīng)過多年的探索和實踐證明，富水地層隧道采用深排水溝與縱橫向排水盲溝相結(jié)合的排水系統(tǒng)效果較好，結(jié)合經(jīng)濟方面考慮，水溝水位在鋪底面以下20cm即可滿足要求。高速鐵路設(shè)計中，應(yīng)提高隧道的防排水等級，并根據(jù)隧道的地下水量選擇可靠的防排水措施，以確保防水效果，避免病害的發(fā)生。7.6.5檢查井形狀和尺寸可參照《鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊隧道》中的有關(guān)規(guī)定辦理。7.6.6本條系指采用側(cè)排水溝型式時，為了使襯砌背后和道床積水能夠及時排走，因此要求水溝兩側(cè)要留有足夠的泄水孔。泄水孔的間距應(yīng)根據(jù)地下水量情況確定，一般情況下宜為4m。7.6.7本條是指水溝設(shè)在軌道一側(cè)，電纜槽設(shè)在邊墻一側(cè)情況?！八疁系慕Y(jié)構(gòu)外緣至同側(cè)軌道中心線的距離應(yīng)不小于2.3m”是為了滿足建筑限界和救援通道空間要求。從目前既有鐵路隧道來看，道床一側(cè)溝槽墻身采用素混凝土由于厚度較小，維修過程中的碰撞產(chǎn)生破壞的較多。歐洲國家普遍采用鋼筋混凝土，而且厚度也比我們設(shè)計的大，由于空間限制，京滬高速鐵路隧道道床一側(cè)溝槽墻身厚度為20cm，為保證其強度建議配鋼筋。另外，鐵建設(shè)[2003]76號《新建客貨共線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》中也有此條規(guī)定。7.6.8隧道防水層的施作方法近幾年已有較大改善，防水新材料也是層出不窮。設(shè)計時應(yīng)調(diào)查并掌握防水新材料、新技術(shù)的發(fā)展情況，積極而慎重的采用新型防水材料和防水新工藝。7.7.1京滬高速鐵路是客運專線，沒有貨車運行，因此災(zāi)源主要來自列車餐車起火、旅客攜帶危險物品上車及電線路起火等。平時應(yīng)加強旅客攜帶物品的檢查，嚴禁危險品被帶上車，列車車廂應(yīng)采用阻燃材料制作，運營期間應(yīng)加強列車電線路檢查，對老化電線及時更換，以預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生。同時在消防方面應(yīng)做到設(shè)備配備齊全，并應(yīng)對設(shè)備進行定期檢查，保證其性能完好。7.7.2?7.7.5德國規(guī)范規(guī)定：救援通道在有救援列車時每1000m處應(yīng)有一個出口。京滬高速鐵路只考慮設(shè)置貫通的救援通道。不單獨設(shè)置疏散通道。但因施工需要而設(shè)有輔助坑道時，應(yīng)在施工完畢后把施工輔助坑道改為緊急出口。7.7.6標示牌應(yīng)設(shè)在邊墻上，其厚度侵入救援通道空間不應(yīng)超過0.25m。標示牌中部距救援通道地面高度為1.0m。7.8