客运专线隧道的关键技术问题.ppt

客运专线隧道的关键技术问题 一.客运专线隧道概况 二.客运专线隧道的特点 三.空气动力学问题及相关措施 四.隧道断面形式 五.长大隧道防灾救援 六.洞门形式 七.防排水 八.掘进机施工技术 截止2004年底国家已批复即将开工的客运专线的隧道统计 二、客运专线隧道的特点 列车高速运行引起的空气动力学问题； 隧道断面积大（如在350km/h速度的条件下，隧道的开挖断面积达170m2） ； 由于开挖断面积的增大，施工难度也急剧增加，特别是在浅埋和不良地质条件下的施工难度很大； 列车高速运行，对洞内轨道（包括基底结构，如仰拱或铺底）的影响增大，需要加强基底结构； 100年使用年限和混凝土的耐久性要求； 新型的洞门形式和更高的洞口环保要求； 高标准的施工质量要求； 高标准的防水要求（一级防水标准）。 长大隧道的防灾救援和运营通风。 三 、 空气动力学问题 1.高速列车在隧道内运行产生的空气动力学问题 由于瞬变压力造成旅客及乘务人员耳膜不适，舒适度降低，并对铁路员工和车辆产生危害； 高速列车进入隧道时，会在隧道出口产生微气压波，发出轰鸣声，使附近房屋门窗嗄啦嗄啦作响，引起扰民问题 车辆的因素 隧道的因素 列车速度 隧道横断面积 列车横断面积 隧道长度 列车长度 隧道道床类型 列车头部形状 洞口结构 列车的密封性 辅助坑道 我国解决空气动力学问题的做法 85攻关进行了“高速铁路隧道设计参数的建议值研究”，着重从隧道设计参数角度探讨解决高速列车进入隧道时的空气动力学效应引起的问题。特别是对隧道净空断面，洞口辅助结构物及竖井、斜井、横洞的设计参数提出了建议。 国外从隧道设计角度解决空气动力学效应引起的问题，主要通过以下两种途径：一种是以日本新干线为代表，通过提高车辆密封强度来缓解车内瞬变压力，使之满足舒适度要求，同时修建洞口缓冲结构来消减洞口微压波；另一种以德国NBS为代表，主要通过放大隧道净空断面来解决问题。 由于京沪高速铁路全长1300km，据初步设计只有隧道10座左右，最长者不过3000m，以隧道总长5km计，占线路全长不超过0.38％。同时考虑到京沪高速铁路建成后将成为繁忙干线，投入运营车辆数量将相当可观，如果车辆密封水准太高，例如τ＞4.0s则耗资巨大。因此建议在我国京沪高速铁路的隧道工程中主要采用放大隧道净空断面的措施来满足运营要求。 以前虽然进行了一些隧道空气动力学效应和相关设计参数的研究，基本解决了隧道设计诸如净空、断面形式、缓冲结构物等问题，但以前的研究也有较大的局限性，表现为隧道按有碴道床考虑，而现在隧道为无碴道床；研究手段主要为类比、数值分析和室内实验，现场实验验证只在遂渝线做过一次；以前的研究是针对最不利隧道长度，而对长隧道以及辅助导坑的影响还没有研究，因此在隧道空气动力学效应方面还存在以下问题需要研究： ① 适合我国国情乘客耳膜舒适度准则及压力波阀值研究；②长隧道内空气压力波动规律的研究；③辅助导坑的影响；④无碴轨道隧道空气动力学特性研究（主要是首波形态，以及在传播过程中的激化，相应缓冲结构参数）。 四、隧道断面 隧道净空面积影响因素： 隧道建筑限界 线间距 应预留的空间：安全空间、救援通道、 工程技术作业空间、内部配件空间等 考虑空气动力学影响所需的空间 350km速度目标值断面 各国高速铁路隧道内净空面积表 我国客运专线隧道内净空面积 五 防灾救援问题 防灾救援设计基本原则 （一）贯彻“以防为主，以消为辅，防消结合，立足自救”的方针,体现“以人为本”的观念。 （二）旅客列车在隧道内发生火灾时，凡能继续运行时，均应遵循“先将列车拉出洞外再进行列车解体及火灾事故处理”的基本原则。 (三)隧道内设置贯通的救援通道和必要的紧急出口。 (四)隧道内设置必要的监控、防灾报警、消防灭火、防排烟等系统。 防灾及消防系统 火灾自动报警系统 ，消火栓系统 ，火灾时的防、排烟系统 ，防灾通讯，防灾用电 ，其他灾害报警 （瓦斯 、有毒气体（CO等） ） 防灾疏散及单双洞问题 隧道防灾疏散问题在土建上，一是单洞双线和双洞单线问题，二是紧急出口数量问题,长隧道还有定点疏散问题。德国规范规定，隧道一般建议设双洞单线，如设单洞双线，每一公里应设一个紧急出口，在有些长大和重要的隧道口部还设有停车场和停机坪（见图3）。这些规定体现了以人为本