1、 1 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 研究背景 随着我国社会、经济的高速发展，全社会客运量和货运量都成倍增长。铁路 在长途运输中占有明显优势。高速铁路是现代化铁路的重要标志，隧道是关键的 基础工程之一。高速铁路的修建为了获得更好的线路线性，为了环保的需要，必 然会出现大量的隧道群。目前我国大规模、高标准的铁路建设全面展开，客运专 线对隧道的工程质量、 耐久性、 环境与水土保持、 运营管理等提出了更高的要求。 近几年来，从引进时速 200 公里高速列车技术，到自主开发时速 350 公里、 380 公里“和谐号”动车组；从京津城际铁路运营到京沪高铁即将开通，中国迅 速跨入引领世界的“高铁时代”！
2、而我国多山的特点使得对隧道技术的研究对实 现高铁时代具有了更为重要的意义。 1.2 国内外研究现状 高速铁路隧道与常速铁路隧道最大的区别就是当列车以高速通过隧道时， 产 生的空气动力学效应对行车、旅客舒适度、列车相关性能和洞口环境的不利影响 十分明显， 因此， 在隧道断面确定的时候必须考虑到空气动力学效应。 施工方面， 目前各国的高速铁路隧道施工方法仍以新奥法为主， 以喷射混凝土锚杆作为主要 支护手段，通过监测控制围岩的变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法。新 奥法是按照实际观察到的围岩动态的各项指标来指导开挖隧道的方法。新奥法 施工原则可以归纳为充分保护，并利用围岩的自承能力；施工要点为控
3、制爆破、 锚杆支护和施工监测；实施方法为设计、施工和监测三位一体的动态模式。隧道 的开挖方法是影响围岩稳定的重要因素之一。 断面开挖方法的选择要注重开挖方法的多样性。如开挖隧道的 TBM 法、矿 山法、不是相互排斥的方法，而是可以选择、可以组合的方法。在选择开挖方法 时，一方面要考虑隧道围岩地质条件一方面要考虑坑道范围内岩石的坚硬程度。 高速铁路隧道大部分属于大断面隧道，为了减少开挖对围岩的扰动，充分“保护 围岩”，同时减小震动，保护隧道附近对震动有较高要求的结构物，选择部分地 质件适宜的隧道采用铣挖机、单臂掘进机、液压破碎机、大功率挖掘机等装备开 挖，将是一个发展趋势，这种采用非钻爆法施工的
4、工法会逐步完善。同时，国内 外铁路隧道施工机械的发展正朝着高速、高精的数控技术发展。 国内外隧道施工都充分证实了在高速铁路隧道施工阶段， 重视和加强地质超 2 前预报，最大限度地利用地质理论和先进的地质超前预报技术，预测开挖工作面 前方的地质情况，对于安全施工、提高工效、缩短施工周期、避免事故损失都具 有重要意义。随着科学技术的发展，超前地质预报的仪器设备也更加精密。国内 外隧道施工期地质超前预报技术方法的发展主要经历了地质法阶段、 超前平行导 坑阶段、超前水平钻孔阶段、无力探测法阶段。目前应用较广的有 TSP 超前预 报，和地质雷达超前预报法。TSP 超前预报系统具有适用范围广、预报距离长、 时间短、对施工干扰小、费用少等优点，可推断断层和岩石破碎带等不良地质体 的位置、规模、产状、及岩石动力参数。地质雷达对隧底、边墙、隧顶外围岩的 不良地质探测效果最好， 在超前平行导坑中应用可对正洞起到超前地质预报的作 用。 1.3 设计内容 (1)计算 IV 级、V 级围岩荷载，确定不同的围岩级别条件下衬砌类型，衬砌长度， 二衬厚度和计算配筋，进行洞身二衬结构检算，并绘制衬砌结构横剖面图，结
