專題一 隧道斷面結(jié)構(gòu)型式

1、專題一 隧道斷面結(jié)構(gòu)型式第一節(jié) 概 述在普速鐵路隧道的設(shè)計中，由于列車速度較低，不考慮列車在隧道內(nèi)引起的空氣動力學(xué)效應(yīng)問題。所以普速鐵路隧道斷面型式及尺寸主要是根據(jù)隧道建筑限界,考慮襯砌受力的合理性、兼顧施工的方便性、運營養(yǎng)護(hù)方面的便利性及工程投資的經(jīng)濟(jì)性等多因素綜合確定的。高速鐵路隧道與普速鐵路隧道最大的區(qū)別就是當(dāng)列車以高速通過鐵路隧道時，與明線地段相比的空氣動力學(xué)效應(yīng)（行車阻力、瞬變壓力、微壓波、列車風(fēng)）對行車、旅客舒適度、列車相關(guān)性能和洞口環(huán)境的不利影響十分明顯，因此隧道橫斷面的確定主要考慮如何緩解和消減旅客列車進(jìn)入隧道時誘發(fā)的空氣動力學(xué)效應(yīng)的影響。隧道橫斷面設(shè)計主要考慮下列因素：

2、83;隧道建筑限界；·軌道數(shù)量和線間距；·考慮緩解空氣動力學(xué)效應(yīng)所需的空間；·應(yīng)預(yù)留的空間，如安全空間、避難和救援空間、養(yǎng)護(hù)維修及工程技術(shù)作業(yè)空間、其他使用要求所需的空間；·設(shè)備安裝空間等。世界各國高速鐵路隧道斷面各不相同，不同的設(shè)計速度有不同的隧道凈空面積要求，即使相同的設(shè)計速度，各國的隧道凈空面積也不盡相同。有的國家主要從移動設(shè)備上面下功夫，有的國家主要是從固定設(shè)備上想辦法。日本是一個多山的島國，新干線上隧道長度占線路長度的比例較大，如東北新干線東京青森全線隧道比例為34%，上越新干線隧道比例為39%，山陽新干線、北陸新干線隧道比例大于50%，九州新

3、干線新八代西鹿兒島隧道比例占69%，日本主要考慮的是從移動設(shè)備即車輛的密封性上面做文章，通過提高車輛的密封性來解決空氣動力學(xué)問題中的瞬變壓力問題，所以日本新干線隧道斷面做得比較小，以求降低土建工程造價。微壓波的問題日本主要是通過修建洞口緩沖結(jié)構(gòu)的方法來解決。圖1-1-1是日本上越新干線上雙線隧道的標(biāo)準(zhǔn)斷面，它的內(nèi)凈空面積只有64m2，設(shè)計最高速度為250260km/h。圖1-1-1 日本上越新干線雙線隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面歐洲一些國家高速鐵路縱坡比較大，如法國地中海線、東南線最大縱坡達(dá)35，德國科隆法蘭克福高速線路縱坡達(dá)40，隧道比例普遍相對較低。它們這些國家主要是通過放大隧道橫斷面的方法來解決高速引起

4、的空氣動力學(xué)效應(yīng)。圖1-1-2、1-1-3、1-1-4、1-1-5分別是德國科隆法蘭克福高速鐵路、韓國首爾釜山高速鐵路、臺灣臺北高雄高速鐵路、法國東南延伸線高速鐵路雙線隧道標(biāo)準(zhǔn)橫斷面。它們的有效面積分別為92m2、107m2、90m2、100m2。我國的350km/h高速鐵路隧道采用的100m2的有效面積。圖1-1-2德國科隆法蘭克福高速鐵路隧道斷面（設(shè)計速度300km/h）圖1-1-3 韓國首爾釜山高速鐵路隧道斷面（設(shè)計速度350km/h）圖1-1-4 臺灣臺北高雄高速鐵路隧道斷面（設(shè)計速度350km/h）圖1-1-5 法國東南延伸線高速鐵路隧道斷面（設(shè)計速度350km/h）我國新建時速20

5、0250公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定（鐵建設(shè)2005140號）和京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定（鐵建設(shè)2004157號）規(guī)定，各設(shè)計速度條件下，客運專線隧道軌面以上最小凈空橫斷面積應(yīng)滿足表1-1-1。表1-1-1設(shè)計速度200km/h250km/h300350km/h單線隧道(m2)505870雙線隧道(m2)8090100通常情況下，高速鐵路隧道考慮空氣動力學(xué)效應(yīng)，多采用單洞雙線斷面，較少采用雙洞單線斷面。在特殊條件下，如隧道很長，考慮維修養(yǎng)護(hù)、防災(zāi)救援等需要，有時也采用雙線單洞斷面。一般來說，在滿足空氣動力學(xué)要求的前提下，雙線隧道斷面比單線斷面要有利。第二節(jié) 斷面內(nèi)各空間的特點及作用上面已述，高

6、速鐵路隧道與普速鐵路隧道相比，列車在隧道內(nèi)行駛速度很高，由于速度引起的空氣動力學(xué)效應(yīng)對乘客的舒適性和周圍環(huán)境有較大影響。一方面隧道結(jié)構(gòu)物按滿足100年正常使用的永久結(jié)構(gòu)物設(shè)計；另一方面客運專線上通行的列車全部為客車，列車一旦在隧道內(nèi)發(fā)生事故，失去動力或無法將列車及時拉出洞外時，車上人員的緊急疏散、逃生和救援成為非常關(guān)鍵和重要的問題。所以客運專線隧道凈空斷面內(nèi)考慮了各種空間。各種預(yù)留空間簡述如下：一、安全空間安全空間是為鐵路內(nèi)部員工和特殊情況下養(yǎng)護(hù)人員而預(yù)留的，安全區(qū)內(nèi)包括靠襯砌側(cè)安放施工設(shè)施（0.3m寬）或開關(guān)柜（0.4m寬，1.3m長）的空間（見圖1-2-1）。安全區(qū)是相對與危險區(qū)而言的，當(dāng)

7、速度大于160km/h時，危險區(qū)為線路中線至邊緣3.0m。速度小于等于200km/h時，人員可以在隧道內(nèi)停留；速度大于200km/h時，一般情況下，人員不準(zhǔn)在隧道內(nèi)停留。新建時速200250公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定（鐵建設(shè)2005140號）規(guī)定：·安全空間應(yīng)設(shè)在距線路中線3.m 以外，單線隧道應(yīng)設(shè)在有緊急出口一側(cè)，兩個單線隧道宜設(shè)在相鄰側(cè)，多線隧道在雙側(cè)設(shè)置；·安全空間的尺寸，高度不應(yīng)小于2.2m，寬度不應(yīng)小于0.8m；·安全空間的地面不應(yīng)低于內(nèi)軌頂面，地面與接觸網(wǎng)設(shè)備帶電部件之間的距離不應(yīng)小于3.95m。一般情況下，安全空間地面設(shè)計與水溝電纜槽蓋板面齊平，允

8、許有3的橫向排水坡。德國規(guī)范規(guī)定安全空間的地面與接觸導(dǎo)線及支撐部件間的距離至少為3.95m，寬度和高度均與我國設(shè)計暫行規(guī)定相同。在我國客運專線隧道設(shè)計中，安全空間與隧道內(nèi)水溝電纜槽上部空間是共用的，我國客運專線設(shè)計速度均在200km/h及以上，除個別城際軌道交通線外，大部分設(shè)計速度為250km/h及以上。結(jié)合我國客專鐵路養(yǎng)護(hù)維修體制，在運營時間，除非特殊情況，隧道內(nèi)禁止人員進(jìn)入。圖1-2-1安全空間二、救援通道在隧道側(cè)邊位置設(shè)置貫通的救援通道，用于自救或外部救援。救援通道位置內(nèi)包括靠襯砌側(cè)安放施工設(shè)施（0.3m寬）或開關(guān)柜（0.4m寬，1.3m長）的空間（見圖1-2-2）。新建時速200250

9、公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定（鐵建設(shè)2005140號）規(guī)定：·隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置貫通的救援通道；·救援通道應(yīng)設(shè)在安全空間一側(cè)，距線路中線不應(yīng)小于2.3m；·救援通道走行面不應(yīng)低于內(nèi)軌頂面，地表必須平整；·救援通道的寬度不宜小于1.5m，在裝設(shè)專業(yè)設(shè)施處寬度可適當(dāng)減少；凈高不應(yīng)小于2.2m。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的情況下才使用的。德國規(guī)范規(guī)定，救援通道的寬度一般情況下為1.25m1.6m，科隆法蘭克福高速線救援通道寬為1.6m。新建時速200公里客貨共線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定（鐵建設(shè)函2005285號規(guī)定：·隧道應(yīng)設(shè)貫通整個隧道

10、的救援通道，雙線隧道在兩側(cè)設(shè)置，單線隧道在單側(cè)設(shè)置；·救援通道寬度不得小于1.25m，高2.2m，外側(cè)距線路中心線不得小于2.2m。圖1-2-2 200km/h及以上客運專線隧道救援通道圖1-2-3 200km/h客貨共線隧道救援通道三、技術(shù)作業(yè)空間用于安放施工輔助設(shè)施，作為預(yù)留加強(qiáng)襯砌或安裝建筑材料（如降噪聲護(hù)墻板）的空間。允許在有限的長度范圍內(nèi)設(shè)置一些設(shè)備，如接觸導(dǎo)線張力調(diào)整器和接觸導(dǎo)線以及接頭的緊回裝置等。新建時速200250公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定（鐵建設(shè)2005140號）規(guī)定：技術(shù)作業(yè)空間沿隧道襯砌內(nèi)輪廓環(huán)向設(shè)置，其寬度為0.3m。隧道的施工誤差不應(yīng)占用工程技術(shù)作業(yè)空間

11、。第三節(jié) 單洞雙線和雙洞單線方案選擇對高速鐵路而言，線路一般上、下行線分開，設(shè)計為復(fù)線，隧道工程需研究一座雙線隧道（單洞雙線,簡稱一雙方案）和兩座單線隧道（雙洞單線,簡稱兩單方案）的方案比較。日本新干線上的隧道，考慮到空氣動力學(xué)的特性，幾乎全部采用單洞雙線隧道斷面，如如新八甲田隧道（長度l26.455km）、巖手一戶隧道（長度l25.81m）、飯山隧道（長度l22.2km）等。在一雙方案和兩單方案比較中,采用兩座單線隧道時橫斷面積總和要比一座雙線隧道橫斷面積大,這是日本新干線隧道采用一座雙線隧道斷面結(jié)構(gòu)的主要原因。在歐洲，當(dāng)隧道長度較短時，采用單洞雙線隧道較為普遍。如德國高速鐵路在隧道設(shè)計時重

12、點考慮高速列車進(jìn)入隧道所誘發(fā)的空氣動力學(xué)效應(yīng)，很注意考慮隧道橫斷面的形狀，特別是隧道的"有效凈空面積"，德國高鐵隧道"有效凈空面積"是世界各國高速鐵路中較大的，客貨混運線路達(dá)82m2，客運專線為92m2。另外德國高鐵隧道內(nèi)設(shè)計有專門養(yǎng)護(hù)、維修、防災(zāi)救援所需空間。在歐洲，當(dāng)隧道長度大于20 km時考慮防災(zāi)救援等因素一般采用兩座單線隧道方案，其線間距一般為3050m，按300400m距離設(shè)置橫通道用做作救援通道。如目前再建的瑞士圣哥達(dá)隧道（長57km）和再建的西班牙pajares隧道（長25km），采用兩座單線隧道方案。圖131 西班牙pajares隧道在特

13、長隧道方案設(shè)計時，選擇兩座單線隧道方案還是一座雙線隧道方案時應(yīng)從地質(zhì)條件、建設(shè)工期、施工難度和方法、運營通風(fēng)、防災(zāi)救援和人員疏散問題、工程投資等多方面綜合考慮，尤其要考慮高速列車在隧道內(nèi)的空氣動力學(xué)效應(yīng)。從地質(zhì)條件上，在軟弱破碎圍巖地段，考慮施工難度和風(fēng)險，可考慮跨度較小的兩座單線隧道方案為宜，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件好時，可考慮一座雙線隧道方案；從施工方法方面，當(dāng)采用TBM或盾構(gòu)施工時，考慮施工風(fēng)險，采用直徑較小的兩座單線隧道方案較為穩(wěn)妥，施工風(fēng)險相對較?。粡倪\營、防災(zāi)救援和人員疏散方面，兩座單線隧道可以互為救援疏散通道，較為有利；從緩解高速列車在隧道內(nèi)的空氣動力學(xué)效應(yīng)方面，一座雙線隧道方案，由于其凈空斷

14、面大，可有效緩解空氣動力學(xué)效應(yīng)，對旅客的乘車舒適感為好；從運營通風(fēng)方面, 兩座單線隧道方案可以充分利用活塞風(fēng)，而一座雙線隧道方案難以利用活塞風(fēng)；從工程投資而言，兩座單線隧道方案較一座雙線隧道方案貴1030，特別在硬巖地段，一座雙線隧道方案具明顯的價格優(yōu)勢。故在選擇隧道方案時，應(yīng)結(jié)合本線的隧道和隧道前后引線情況，綜合考慮。表1-3-1 兩單方案、一座雙線方案比較表 一座雙線隧道兩座單線隧道施工技術(shù)難度及風(fēng)險斷面大，在軟弱地層中發(fā)生坍塌的機(jī)會較大，容易發(fā)生變形。風(fēng)險較大。斷面較小，發(fā)生坍塌、變形的機(jī)會相對較小。風(fēng)險性較低。運營通風(fēng)難以利用活塞風(fēng)可以充分利用活塞風(fēng)防災(zāi)救援當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，消防滅火

15、難度大，救援難度大，線路中斷運營。當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，可通過另一條隧道幫助滅火，可利用橫通道進(jìn)行緊急人員疏散，只中斷一條線運營。施工通風(fēng)隧道斷面大，施工通風(fēng)難度大。隧道斷面小，施工通風(fēng)難度小。緩解空氣動力學(xué)效應(yīng)好一般投資（萬元）較低高在我國，進(jìn)行高速鐵路隧道設(shè)計時，在隧道長度小于10km時，一般采用一座雙線隧道方案，可利用施工采用的輔助坑道作為防災(zāi)救援和人員疏散的緊急出口；當(dāng)隧道長度為1020km時，應(yīng)結(jié)合隧道兩端引線、車站布點等情況進(jìn)行系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比選，也可結(jié)合防災(zāi)救援及運營維護(hù)考慮雙線隧道加貫通平導(dǎo)的方案進(jìn)行比較，如東秦嶺隧道（雙線，12.268km）；當(dāng)隧道長度大于20km時，從防災(zāi)

16、救援方面考慮，一般采用兩座單線隧道方案，如已竣工的烏鞘嶺隧道（20.05km）和再建的太行山隧道（27.892km）。第四節(jié) 我國高速鐵路隧道斷面結(jié)構(gòu)型式2005年以前，全路沒有統(tǒng)一的客運專線隧道內(nèi)輪廓，在具體設(shè)計過程中，各設(shè)計院根據(jù)各自的設(shè)計經(jīng)驗，在滿足規(guī)范規(guī)定的最小凈空面積前提下，考慮各種因素進(jìn)行設(shè)計。由于各設(shè)計院設(shè)計的隧道內(nèi)輪廓有差異，造成同一速度標(biāo)準(zhǔn)下，各線隧道內(nèi)輪廓不統(tǒng)一。2004年2005年，建設(shè)司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所牽頭組織有關(guān)設(shè)計院對200km/h、250km/h、350km/h不同速度條件下的隧道內(nèi)輪廓進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，在各相關(guān)專業(yè)的配合下，基本完成了各速度條件下的隧道內(nèi)輪廓研究工作。

17、2005年5月，鐵道部工程設(shè)計鑒定中心、鐵道部建設(shè)司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所在內(nèi)輪廓研究成果的基礎(chǔ)上，按照部領(lǐng)導(dǎo)指示組織有關(guān)設(shè)計院對250km/h、350km/h客運專線內(nèi)輪廓斷面進(jìn)行優(yōu)化，并開始編制250km/h雙線隧道、350km/h雙線隧道、350km/h黃土雙線隧道襯砌參考圖。鑒于250km/h及以上速度單線隧道在實際工程中，設(shè)計較少，這次參考圖的編制暫時沒有納入，設(shè)計時按個別工點處理。由于鄭西客運專線黃土隧道較多，隧道斷面又大，為了給工點設(shè)計提供指導(dǎo)，編制時特納入了黃土雙線隧道襯砌設(shè)計。2005年12月，鐵道部建設(shè)司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所開始組織有關(guān)設(shè)計院編制200km/h客貨共線、客貨兼顧雙層集裝箱的單雙線

18、隧道襯砌參考圖。一、250km/h、350km/h客運專線原設(shè)計斷面存在的問題在武廣、鄭西等客運專線設(shè)計前期，隧道設(shè)計中普遍存在一些問題，這些問題主要有（一）隧道襯砌結(jié)構(gòu)受力不盡合理原設(shè)計隧道排水均采用雙側(cè)深水溝方案，為滿足排水要求，水溝必須有足夠的寬度和深度，使得邊墻腳和仰拱連接處成了結(jié)構(gòu)應(yīng)力大而結(jié)構(gòu)相對薄弱的部位，使隧道襯砌受力不盡合理。（二）隧道內(nèi)凈空利用率低原設(shè)計對客運專線隧道內(nèi)的建筑限界、技術(shù)作業(yè)空間、救援通道、安全空間等缺乏系統(tǒng)的研究，未充分利用隧道內(nèi)輪廓空間。救援通道本應(yīng)是事故列車在隧道內(nèi)停車后用于人員疏散和外部救援使用的空間，我國采用的救援通道寬度是1.5m，在世界各國高速鐵路

19、隧道中是最大的，該空間使用的機(jī)率卻非常小，其局部部位應(yīng)該是可以少量占用的；技術(shù)作業(yè)空間是為滿足隧道內(nèi)鋪設(shè)吸音設(shè)施和部分地段襯砌補(bǔ)強(qiáng)之用，沿襯砌內(nèi)輪廓環(huán)向布置，寬度為0.3m，使用的機(jī)率也非常?。贿@兩種空間在隧道內(nèi)輪廓中局部應(yīng)該是可以圖1-4-1 原設(shè)計350km/h隧道典型斷面共用的，這樣就可以減少因分開設(shè)置而帶來的工程量的增加。（三）隧道斷面工程量大由于上述原因，造成隧道開挖和仰拱填充的工程數(shù)量比較大，例如,時速350km隧道級圍巖地段的每延米開挖量達(dá)162m3,每延米仰拱填充混凝土量達(dá)16.7m3;濕陷性黃土隧道的實際開挖量每延米達(dá)174m3（不含預(yù)留變形量為167.5m3）,每延米仰拱填

20、充混凝土量達(dá)16.7m3，由于開挖斷面大，回填混凝土量大，這就大大增加了施工難度和工程投資。二、襯砌斷面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計為了解決客運專線隧道斷面設(shè)計中存在的上述問題，鐵道部有關(guān)單位組織設(shè)計院進(jìn)行了優(yōu)化工作。根據(jù)國外高速鐵路實踐經(jīng)驗，確定了優(yōu)化原則，椐此開展優(yōu)化工作。（一）優(yōu)化原則：在保證隧道襯砌安全和工程質(zhì)量的前提下，改變傳統(tǒng)的隧道設(shè)計習(xí)慣和突破設(shè)計暫行規(guī)定中不適合客運專線隧道建設(shè)的某些規(guī)定，通過廣泛調(diào)查國外類似工程的斷面設(shè)置型式，系統(tǒng)研究隧道內(nèi)各類空間的利用和與有關(guān)專業(yè)的接口，在滿足緩解空氣動力學(xué)效應(yīng)要求的有效面積的前提下，對客運專線隧道的內(nèi)輪廓、底部結(jié)構(gòu)、排水溝槽、無碴軌道基礎(chǔ)墊層等進(jìn)行優(yōu)化，

21、使隧道襯砌受力更加合理并減少工程數(shù)量。（二）襯砌內(nèi)輪廓的優(yōu)化時速350km和250km速度目標(biāo)值的雙線隧道的內(nèi)凈空有效面積仍然按原設(shè)計的100m2和92m2考慮，內(nèi)輪廓的優(yōu)化主要從輪廓半徑、工程技術(shù)作業(yè)空間、軌面相對高程幾個方面考慮。1為改善襯砌結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，雙線隧道襯砌內(nèi)輪廓均采用單心圓形狀，單線隧道襯砌內(nèi)輪廓盡量采用較大曲率半徑。圖1-4-2優(yōu)化后250km/h隧道軌上典型斷面2 工程技術(shù)作業(yè)空間仍按沿襯砌內(nèi)輪廓環(huán)向布置，其徑向?qū)挾葹?.3m，在底部可以和救援通道空間交叉共用，對于時速250km的隧道襯砌輪廓內(nèi)，工程技術(shù)作業(yè)空間位于客運專線鐵路建筑限界之外，而與電力牽引的雙層集裝箱運輸隧

22、道建筑限界（SJX-SD）的頂部局部有交叉，如果在交叉部分需要襯砌補(bǔ)強(qiáng)時，可采取特殊處理措施，滿足SJX-SD限界的要求。3 內(nèi)軌頂面高程采用比溝槽蓋板頂面低30cm的方案，以降低隧道襯砌斷面的結(jié)構(gòu)高度，減少客車車箱底面與救援通道地面的高差，方便事故列車在隧道內(nèi)停車時的人員疏散。三、優(yōu)化工作取得的成果（一）隧道襯砌受力更加合理優(yōu)化后隧道仰拱得到了加強(qiáng)，改變了以往襯砌斷面“頭重腳輕”的問題；邊墻和仰拱采用圓順連接，改善了邊墻底部的受力狀態(tài)，避免了邊墻與仰拱連接處應(yīng)力集中，增大了安全系數(shù)，縮小了兩側(cè)水溝占用的空間；雙線隧道襯砌內(nèi)輪廓采用單心圓形狀，受力更加合理。（二）救援通道的使用更加方便優(yōu)化后救

23、援通道底面比軌頂高出30cm，更加方便事故列車在隧道內(nèi)停車時人員的疏散。（三）改變了幾十年傳統(tǒng)的排水形式，使排水系統(tǒng)更加通暢，且方便運營維修我國已經(jīng)修建了將近5000km的鐵路隧道，除個別隧道外，幾乎全部采用側(cè)溝排水方式，由于側(cè)溝有效排水能力有限，又容易發(fā)生淤積，經(jīng)常發(fā)生水淹道床現(xiàn)象。同時側(cè)溝排水削弱了邊墻與隧道底部的連接，使隧道經(jīng)常發(fā)生底部開裂、翻漿冒泥等病害。本次優(yōu)化改為“以中心水溝排水為主，兩側(cè)溝排水為輔”的排水方式，減小了兩側(cè)溝的斷面面積，不但改善了邊墻底部與仰拱的連接，而且使得排水更加暢通，環(huán)向盲管等排水設(shè)施也便于清理，由于增加了中心水溝檢查井，使運營部門維修工作更為方便。（四）使時

24、速250km 鐵路隧道襯砌內(nèi)輪廓得到了統(tǒng)一，有利于運營管理由于雙層集裝箱限界比較高，加上預(yù)留的技術(shù)作業(yè)空間的區(qū)域，使得原設(shè)計的250km/h速度目標(biāo)值近期兼顧雙層集裝箱運輸?shù)目瓦\專線隧道襯砌斷面形狀非常不合理，隧道的有效面積也比較大（93.76m2），現(xiàn)在通過對技術(shù)作業(yè)空間與其他空間合理使用的優(yōu)化，大大改善了250km速度目標(biāo)值近期兼顧雙箱運輸?shù)乃淼酪r砌斷面，有效面積可減小到92m2,使通行雙層集裝箱和普通貨物運輸?shù)乃淼罃嗝鎯?nèi)輪廓得到了統(tǒng)一，有利于運營管理，也方便設(shè)計施工。（五）充分利用隧道仰拱填充作為無碴軌道的底座，降低了隧道內(nèi)軌道的成本原方案隧道結(jié)構(gòu)和隧底填充是由隧道專業(yè)設(shè)計，無碴軌道的結(jié)

25、構(gòu)和底座是由軌道專業(yè)設(shè)計。根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)的需要和對隧道底部動力響應(yīng)分析得出的結(jié)論，隧道仰拱上面的填充層是非常必要的，且雙線隧道中間部位的厚度不宜小于1.3m，這樣就為無碴軌道提供了一個良好的基座，可滿足無碴軌道板對底部的要求，所以在隧道無碴軌道設(shè)計中充分利用了這一有利條件，與隧道底部結(jié)構(gòu)聯(lián)合設(shè)計，系統(tǒng)優(yōu)化，合理降低了隧道內(nèi)鋪設(shè)無碴軌道的成本。（六）減少了隧道工程數(shù)量，降低了施工難度通過優(yōu)化襯砌結(jié)構(gòu)，使各級圍巖隧道的工程數(shù)量都有所減少，特別是級圍巖的工程數(shù)量減少的更多。350km速度目標(biāo)值的級圍巖隧道每延米的開挖工程量由原來的162.1m3優(yōu)化為154.4m3，減少約7.7m3，填充混凝土的數(shù)量由

26、原來的16.7m3優(yōu)化到10.3m3（含無碴軌道底座），減少6.4m3；濕陷性黃土隧道的每米開挖量由原來的167.5m3優(yōu)化到163.5m3，減少4m3，填充混凝土由原來的16.74m3優(yōu)化到10.94m3（含無碴軌道底座），減少5.8m3。降低了施工難度。（七）使隧道的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步加強(qiáng)，提高了結(jié)構(gòu)的安全可靠度級圍巖底板結(jié)構(gòu)由原設(shè)計的單層鋼筋網(wǎng)混凝土結(jié)構(gòu)改為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，仰拱的厚度比拱墻襯砌的厚度加大10cm，隧道底部的矢跨比也有所提高，使隧道的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步加強(qiáng)，提高了隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全可靠度。（八）經(jīng)濟(jì)效益明顯根據(jù)以上優(yōu)化成果，據(jù)不完全統(tǒng)計，僅武廣、鄭西、石太、甬溫、溫福、福廈、武合7

27、條客運專線共665km的隧道，可節(jié)約工程投資5億多元。四、200km/h鐵路隧道斷面結(jié)構(gòu)型式我國鐵路隧道根據(jù)開行列車的性質(zhì)，設(shè)計有200km/h客貨共線單雙線隧道斷面結(jié)構(gòu)型式、200km/h客貨兼顧雙層集裝箱運輸?shù)膯坞p線隧道斷面結(jié)構(gòu)型式。（一）客貨共線隧道斷面1單線隧道斷面結(jié)構(gòu)型式：隧道一側(cè)設(shè)置125cm寬的救援通道，另一側(cè)設(shè)125cm寬的水溝電纜槽，實際上列車在隧道內(nèi)停車時也可以作為救援通道使用。救援通道底面與內(nèi)軌頂面齊平。隧道底部結(jié)構(gòu)根據(jù)隧道長度和地質(zhì)條件分別按有碴道床和無碴道床設(shè)計。采用曲墻斷面型式，級圍巖設(shè)置鋼筋混凝土底板，其它圍巖級別設(shè)置仰拱。水溝、電纜槽寬度分別為40cm、30cm

28、。2雙線隧道斷面結(jié)構(gòu)型式：隧道兩側(cè)各設(shè)125cm寬的救援通道。救援通道底面高出內(nèi)軌頂面30cm。隧道底部結(jié)構(gòu)根據(jù)隧道長度和地質(zhì)條件分別按有碴道床和無碴道床設(shè)計。隧道采用曲墻斷面型式，級圍巖分設(shè)置鋼筋混凝土底板和仰拱兩種型式，其它圍巖級別設(shè)置仰拱。隧道兩側(cè)各設(shè)置兩槽一溝，電纜槽寬為25cm，水溝寬30cm，水溝電纜槽總寬度135cm，兩側(cè)排水溝主要的功能是集水，間隔適當(dāng)距離與中心排水溝（管）連通。隧道中線仰拱填充內(nèi)設(shè)置中心排水溝（管），無碴道床時，采用排水管；有碴道床時采用中心排水溝。短隧道水量不大時，也可不設(shè)中心溝。（二）客貨兼顧雙層集裝箱隧道斷面隧道斷面與客貨共線隧道斷面主要的區(qū)別在于采用的

29、限界不同，雙層集裝箱的限界高度為內(nèi)軌頂面以上7760mm。水溝電纜槽的布置基本相同。圖1-4-3 200km/h客貨共線單線隧道典型斷面圖1-4-4 200km/h客貨共線雙線隧道典型斷面圖1-4-5 200km/h客貨兼顧雙層集裝箱單線隧道典型斷面圖1-4-6 200 km/h客貨兼顧雙層集裝箱雙線隧道典型斷面五、 250km/h鐵路隧道斷面結(jié)構(gòu)型式（1）單線隧道斷面結(jié)構(gòu)型式：目前，我國按250km/h的單線隧道僅有石太客運專線太行山特長隧道。下面以太行山隧道為例，簡單介紹250km/h單線隧道斷面結(jié)構(gòu)型式。隧道采用曲墻斷面型式，隧道單側(cè)設(shè)置救援通道寬為1.5m，高2.2m，外側(cè)距線路中心線

30、2.3m，救援通道與內(nèi)軌頂面齊平。隧道內(nèi)輪廓內(nèi)考慮了30cm厚的工程作業(yè)技術(shù)空間。救援通道側(cè)設(shè)置兩槽一溝，電纜槽寬為40cm、30cm，水溝寬50cm；另一側(cè)設(shè)置一槽一溝，電纜槽寬 40cm，水溝寬為50cm。（2）雙線隧道斷面結(jié)構(gòu)型式：按滿足250km/h速度客車和普通貨物、雙層集裝箱通行條件設(shè)計。隧道內(nèi)輪廓采用單心圓，半徑為641cm，線間距4.6m。隧道雙側(cè)設(shè)置救援通道寬為1.5m，高2.2m，外側(cè)距線路中心線2.3m，救援通道底面高出內(nèi)軌頂面30cm。隧道底部結(jié)構(gòu)根據(jù)隧道長度和地質(zhì)條件分別按有碴道床和無碴道床設(shè)計。隧道采用曲墻斷面型式，級圍巖段設(shè)置鋼筋混凝土底板，其它圍巖級別設(shè)置仰拱。隧道兩側(cè)各設(shè)置兩槽一溝，電纜槽寬為35cm、30cm，水溝寬30cm，兩側(cè)排水溝主要的功能是集水，間隔適當(dāng)距離與中心排水溝（管）連通。隧道中線仰拱填充內(nèi)設(shè)置中心排水溝（管），