鐵路隧道

鐵路隧道

鐵路隧道是修建在地下或水下並鋪設鐵路供機車車輛通行的建築物。根據其所在位置可分為三大類:為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱為山嶺隧道;為穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱為水下隧道;為適應鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱為城市隧道。這三類隧道中修建最多的是山嶺隧道。他很古老。衡廣複線大瑤山隧道(14.3千米)、國內最長的鐵路單線隧道蘭武二線烏鞘嶺隧道(20.5千米)、國內首次採用TBM修建的西安安康秦嶺特長隧道(18.5千米)、國內最長的岩溶隧道渝懷鐵路圓梁山隧道(11.1千米)、國內最長的瓦斯隧道侯月鐵路雲台山隧道(8.2千米);正在建設的著名長大隧道有:國內設計最長的鐵路隧道太行山隧道(27千米)、武廣客運專線大瑤山隧道(10千米)、合武鐵路大別山隧道(13.3千米)、襄渝鐵路新大巴山隧道(10.6千米)、龍廈鐵路象山隧道(16千米)、太中銀鐵路興旺峁隧道(11千米)、南疆鐵路中天山隧道(25千米)、國內第一條長大水下盾構隧道—廣深港鐵路客運專線獅子洋隧道(10.8千米)等。

我國成績

鐵路隧道鐵路隧道

中國於1887~1889年在台灣省台北至基隆窄軌鐵路上修建的獅球嶺隧道,是中國的第一座鐵路隧道,長261米。此後,又在京漢、中東、正太等鐵路修建了一些隧道。京張鐵路關溝段最早修建的4座隧道(五桂頭,石佛寺,居庸關,八達嶺),是用中國自己技術力量修建的第一批鐵路隧道,這其中最長的八達嶺鐵路隧道長為1091米,於1908年建成。中國在1950年以前,僅建成標準軌距鐵路隧道238座,總延長89公里。自20世紀50年代以來,隧道修建數量大幅度增加,1950~1984年期間共建成標準軌距鐵路隧道4247座,總延長2014.5公里,此外,中國還建有窄軌距鐵路隧道191座,總延長23公里。成為世界上鐵路隧道最多的國家之一。

中國鐵路隧道約有半數以上分布在川、陝、雲、貴4省。成昆、襄渝兩條鐵路幹線隧道總延長分別為342及282公里,占線路總長的比率分別為31.6%和34.3%。

我國各線鐵路上最長的隧道(截至2006年底)

成昆線,沙馬拉打隧道,6383米。

襄渝線,大巴山2號隧道,5334米。

南昆線,米花嶺隧道,9392米。

焦柳線,彭莫山隧道,5608米。

湘黔線,新雪峰山隧道,3809米。

寶成線,新會龍場隧道,4245米。

西康線,秦嶺1線隧道,18456米。

京原線,驛馬嶺隧道,7032米。

貴昆線,梅花山隧道,3968米。

京通線,紅旗隧道,5848米。

侯月線,雲台山2線隧道,8178米。

隴海線,松樹灣隧道,2224米。

大秦線,軍都山隧道,8460米。

朔黃線,長梁山隧道,12782米。

陽安線,台子山隧道,3625米。

寶中線,六盤山隧道,5240米。

京九線,五指山隧道,4465米。

京廣線,大瑤山隧道,14294米。

濱州線,興安嶺隧道,3100米(新線),3078米(沙俄時期小雙線隧道)。

濱綏線,杜草隧道,3849米(上行,1942年),3900米(下行,1978年)。

渝懷線,園梁山隧道,11068米。

內昆線,黃蓮坡隧道,5306米。

瀋丹線,福金嶺隧道,2326米(上行),2558米(下行)。

溪田線,八盤嶺隧道,6340米。

白阿線,南興安嶺隧道,3218.5米。

牡圖線,北老松嶺隧道,1900米。

長圖線,老爺嶺隧道,1820米。

宜珙線,轎頂山隧道,3376.77米。

南疆線,奎先隧道,6152米。

青藏線,關角隧道,4010米。

鐵路隧道鐵路隧道

京秦線,丁莊隧道,1349,1米。

承隆聯絡線,興隆嶺隧道,1071米。

太嵐線,峙頭隧道,2865.50米。

邯長線,皇后嶺隧道,2820米。

太焦線,小東溝隧道,3283.9米。

北同蒲線,段家嶺2線隧道,3540米。

南同蒲線,劉家寨隧道,1577米。

川黔線,涼風埡隧道,4270米。

梅七線,崔家溝隧道,3834米。

西延線,韓家河隧道,3512米。

橫南線,分水關隧道,7252米。

廣九線,筆架山隧道,2212米。

寶蘭線,新曲兒岔隧道,4010米。

渡口支線,新莊隧道,3004米。

京承線,夾馬石隧道,2387米。

南迴線,中央隧道,8070米。

北迴線,觀音隧道,7757米。

嫩林線,西羅奇山隧道,1770米(1號)1160米(2號)。

牙林線,嶺頂隧道,720米。

平汝線,賀蘭山隧道(位於平羅與阿拉善左旗交界),2054米,1971年。

鳳上線,長嶺隧道2489.3米,1939年。

京包線,旗下營隧道,1567.9米(上行),1586.2米(下行),1958年。

嘉鏡線,大落海子隧道,3408.8米,1966年。

外福線,前洋隧道,2797米,1989年。

鷹廈線,大禾山隧道,1460.3米,1956年。

魏塔線,順山嶺隧道,1577.6米,1972年。

漳泉線,西坑仔隧道,4652米,1979年。

大沙線,陳家沖隧道(位於鹹寧陽新縣興國鎮東南10KM)1417米,1972年。

包蘭線,竇家溝隧道,1268.36米,1952年。

林東線,奎山隧道(奎山-大慶嶺),1836米。

蘭新線,烏鞘嶺特長隧道,20050米(截至2006年底為中國第一長隧道)。

京滬線,棲霞山隧道,750米。

浙贛線,上金隧道,4452米。

有關法律

中華人民共和國國務院令第430號頒布的《鐵路運輸安全保護條例》,只是規定了線路兩側的安全保護區,對於隧道上方,第十七條規定:任何單位和個人不得在鐵路線路兩側距路堤坡腳、路塹坡頂、鐵路橋樑外側200米範圍內,或者鐵路車站及周圍200米範圍內,及鐵路隧道上方中心線兩側各200米範圍內,建造、設立生產、加工、儲存和銷售易燃、易爆或者放射性物品等危險物品的場所、倉庫。但是,根據國家有關規定設立的為鐵路運輸工具補充燃料的設施及辦理危險貨物運輸的除外。第十八條規定:在鐵路線路兩側路堤坡腳、路塹坡頂、鐵路橋樑外側起各1000米範圍內,及在鐵路隧道上方中心線兩側各1000米範圍內,禁止從事採礦、採石及爆破作業。

施工規範

有公路、鐵路隧道國家頒布的規範

1、洞口開挖中應隨時檢查 ( 邊坡和仰坡 ) ,如有滑動、開裂等現象,應 (適當放緩坡度) ,保證邊(仰)坡穩定和施工安全。

2、開挖進洞時,宜用(鋼支撐)緊帖洞口開挖面進行支護,圍岩差時可用(超前管棚、錨桿、小管棚等)支護圍岩,支撐作業應緊跟開挖作業,穩妥前進。

3、洞門襯砌拱牆應與 (洞內相聯的拱牆 ) 同時施工,連成整體。如系接長明洞,則應按設計要求採取 (加強連線措施) ,確保與(已成的拱牆) 連線良好。

4、明洞拱背回填應對稱分層夯實,每層厚度 (不得大於0.3m),其兩側回填的土面高差 (不得大於0.5m)。回填至拱頂齊平後,應立即(分層滿鋪填築至要求高度)。

5、使用機械回填應待拱圈混凝土強度達到 (設計強度且由人工夯實填至拱頂以 上1.0m 後) 方可進行。

6、岩石隧道的爆破應採用 (光面爆破或預裂爆破) 技術,施工中應提高(鑽眼效率和爆破效果) ,降低工料消耗。

7、全斷面法適用於(Ⅵ~Ⅳ ) 類圍岩。該法可採用 ( 深孔爆破 ) ,其深度可取 (3 ~3.5m)。

8、台階法適用於 (Ⅳ~Ⅱ ) 類較軟或 (節理髮育) 的圍岩;台階分部開挖法適用於 (Ⅲ~Ⅱ) 類圍岩或 (一般土質圍岩地段 )。一般環形開挖進尺不應過長,以 (0.5~1.0m ) 為宜;導坑法適用於(Ⅲ~Ⅱ ) 類夏圍岩。

9、Ⅰ類圍岩必須按 (輔助施工方法的要求進行處理後) 後方可開挖。

10、應嚴格控制欠挖。當 (岩層完整、岩石抗壓強度大於30MPA並確認不影響襯砌結

構穩定和強度) 時,允許岩石個別突出部分(每1m2內不大於0.1m2)欠挖,但其隆起量不得(大於5cm )。拱、牆腳以上( 1m ) 嚴禁欠挖。

11、當採用構件支撐時,如圍岩壓力較大,支撐可能沉落或局部支撐難於拆除時,應(適當加大開挖斷面) ,(預留支撐沉落量保證襯砌設計厚度)。預留支撐沉落量應根據 (根據圍岩性質和 圍岩壓力 ) ,並在施工過程中根據量測結果進行調整。

12、爆破開挖一次進尺應根據 (圍岩條件 ) 確定。開挖軟弱圍岩時,應控制在 (1~2m之內) ;開挖堅硬完整的圍岩時,應根據(周邊炮眼的外插角及允許超挖量) 確定。

13、硬岩隧道全斷面開挖,眼深為3~3.5m的深眼爆破時,單位體積岩石的耗藥量可取(3~ 3.5mkg/m3 ) ;採用半斷面或台階法開挖,眼深為1.0~3.0m的淺眼爆破時,單位耗藥量可取( 0.4~0.8mkg/m3)。

14、水泥砂漿錨桿孔徑應 (大於桿體直徑15mm);其它型式錨桿孔徑符合設計要求。

15、噴射混凝土應採用 (硬質潔淨的中砂或粗砂) ,細度模數宜 (大於2.5 ) ,含水率一般為(5%~7% ) ,使用前應( 過篩 )。

16、冬季施工時,噴射作業區的氣溫不應 ( 低於5℃)。在 (結凍的層面上) 不得噴射混凝土。混凝土強度 (未達到6MPa 前) ,不得受凍。混合料應提前運進洞內。

17、採用鋼架噴射混凝土時,格柵鋼架的主筋材料應採用 ( Ⅱ級鋼筋或Ⅰ級鋼筋) ,直徑 ( 不小於22mm ) ,聯繫鋼筋可根據具體情況選用。

18、構件支護構架的架設間距,宜取 (80~120cm ) ,鬆軟破碎地段可 ( 適當加密 )。

19、拱(牆)架的間距應根據( 襯砌地段的圍岩情況、) 、 ( 隧道寬度 ) 、 ( 襯砌厚度 及模板長度 ) 確定,一般可取(1m ) ,最大不應超過( 1。5m )。

20、二次襯砌混凝土其強度達到 (2.5MPa ) 時,方可拆模

21、洞外路塹向隧道內為下坡時,路基邊溝應( 做成反坡 ) , ( 向路塹外排水 ) , (並宜在洞口3~5m 位置設定橫向截水設施,攔截地表水流入洞內 )。

22、洞內有大面積滲漏水時,宜採用 ( 鑽孔將水集中匯流引入排水溝 )。其鑽孔的位置、數量、孔徑、深度、方向和滲水量等應 ( 作詳細記錄 ) ,以便在襯砌時確定拱牆背後排水設施的位置。

23、襯砌背後或隧底設定盲溝時,溝內以 ( 石質堅硬、不易風化且尺寸不小於15cm 的 ) 片石充填。盲溝縱坡 (不宜小於1% )。

24、當襯砌背後壓注水泥砂漿且襯砌表面仍有滲漏水的地段,可向襯砌體內壓注(水泥-水玻璃漿液) ;當這種漿液不能滿足要求時,可採用 ( 其它化學漿液 )。

25、根據止水帶材質和止水部位可採用不同的接頭方法。對於橡膠止水帶,其接頭形式應採用 ( 搭接或複合接) ;對於塑膠止水帶的接頭形式應採用( 搭接或對接)。止水帶的搭接寬度可取( 10cm ) ,冷粘或焊接的縫寬不小於( 5cm )。

26、防水層可在 ( 拱部和邊牆按環狀) 鋪設,並視材質採取相應的接合方法。塑膠板用( 焊 接 ) ,搭接寬度為 ( 10cm ) ,兩側焊縫寬應不小於( 2.5cm ) ;橡膠防水板粘接時,搭接寬為 ( 10cm ) ,粘縫寬不小於(5cm)。

27、隧道工作面使用風壓應不小於( 0.5MPa ),水壓不小於( 0.3MPa)。

28、分風器、分水器與鑿岩機間連線的膠坡管長度,(不宜大於10m ) ,上導坑、馬口、挖底地段 (不宜大於15m)。

29、隧道照明,成洞段和不作業地段可用( 220V ),瓦斯地段不得超過( 110V ) ,一般作業地段不宜大於( 36V ) ,手提作業燈為 (12~24V )。

30、隧道施工必須採用機械通風。通風方式應根據 (隧道長度、施工方法和設備條件 ) 等確定。長隧道應 (優先考慮混合通風方式 )。當主機通風不能保證隧道施工通風要求時,應 (設 置局部通風系統、風機間隔串聯或加設另一路風管增大風量 )。如有輔助坑道,應儘量利用 (坑 道通風 )。

31、當採用構件支撐時,其立柱斜度為( 為斜井傾角之半) ,最大 (不超過9° )。各排支撐間套用( 套用三道縱撐支穩 )。

32、斜井運輸時井口軌道中心必須設定安全擋車器,並經常處於 ( 關閉狀態 ) ,放車時方準打開。在( 擋車器下方約5~10m 及接近井底前10m 處) 應各設一道防溜車裝置。(井底與通道聯接處 ) ,應設定安全索。車輛行駛時井內禁止人員通行與作業。

33、豎井裝渣宜用抓岩機。爆破的石渣宜大小均勻,以提高出渣效率。當豎井深度小於40m時,出渣也可採用 (三角架或龍門架 ) 作井架,但出渣時應有(穩繩裝置和其它) 保證安全的措施。

34、超前錨桿或超前小鋼管支護與隧道縱向開挖輪廓線間的外插角宜為 ( 5~10° ) ,長度應 (大於循環進尺 ) ,宜為(3~5m)。

35、超前小鋼管應(要求 )。在安設前應檢查小鋼管尺寸,鋼管頂入鑽孔長度不應小於( 管長的90% )。

36、小導管注漿前,應 ( 對開挖面及5m 範圍內的坑道噴射厚為5~10cm 混凝土或用模築混 凝土封閉 ) 噴射厚為5~10cm混凝土或 ( 模築混 凝土封閉 )。

37、可選用 (地面砂漿錨桿;超前錨桿或超前小鋼管支護;管棚鋼架超前支護;超前小導管預注漿;超前圍岩預注漿加固(包括周邊劈裂預注漿、周邊短孔預注漿)。) 等,穩定開挖面、防止地表地層下沉。

38、當圍岩壓力極大,其變形速率難以收斂時,應在 (上台階或中央導坑的底部行) 先修築臨時混凝土仰拱,待變形基本收斂後,( 開挖下部台階 ) ,( 拆除臨時仰拱 ) ,( 並儘快灌築永久性襯砌和仰拱 )。

39、遇到暗河或溶洞有水流時,( 宜排不宜堵 )。應在查明水源流向及其與隧道位置的關係後,用 (暗管 ) 、 ( 涵洞 ) 、( 小橋 ) 等設施宣洩水流或開鑿泄水洞將水排除洞外。

40、在岩溶區施工,個別溶洞處理耗時且困難時,可採取 ( 迂迴導坑繞過溶洞) ,繼續進行隧道前方施工,並同時處治溶洞,以節省時間,加快施工進度。繞行開挖中,應防止( 應防止洞壁失穩)。

41、塌方規模較小時,應 (加固塌體兩端洞身 ) , ( 並儘快施作噴射混凝土或錨噴聯合支護封閉塌穴頂部和側部 ) ,然後清渣。在保證安全的前提下,亦可在塌渣上架設施工臨時支架,穩定頂部,然後清渣。臨時支架待 ( 灌築襯砌混凝土達到要求強度後) 方可拆除。

42、在煤層或有瓦斯岩層中,不允許打( 40cm 以下 ) 的淺眼,任何炮眼最大抵抗線(不得小於 30cm)。

43、用12~15t壓路機碾壓路面基層時,每層壓實厚度 ( 不宜超過15cm ) ;用18~20t壓路機時,每層壓實厚度(20cm )。當壓實厚度超過上述規定時,應 ( 分層鋪築壓實 ) ,每層最小壓實厚度 ( 應為10cm )。

44、設備洞及橫通道等處的施工宜採用 ( 錨噴支護 ) ,必要時尚應 ( 增設鋼架支撐)。支護應(緊跟開挖 )。與正洞聯接地段,支護應予以加強。

臨時工程施工,應符合下列要求:

⑴臨時工程應在隧道開工前基本完成;

⑵運輸便道需引至洞口,滿足使用期限運量和行車安全的要求,並經常養護,保證暢通;

⑶風、水、電設施應靠近洞口,安裝機械和管線應按有關規定布置,並及早架設;

⑷臨時房屋應結合季節和地區特點,選用定型、拼裝或簡易式建築,並能適應施工人員工作和生活的需要;

⑸嚴禁將臨時房層布置在受洪水、土石流、坍方、滑坡及雪崩等自然災害威脅的地段。

臨時房屋的周圍應設有排水系統,並避開高壓電線。生活用水的排放,不得影響施工,並防止產生次生災害。

當洞口可能出現地層滑坡、崩塌、偏壓時,應採取下列相應的預防措施:

⑴滑坡可採取地表錨桿、深基樁、擋牆、土袋或石籠等加固措施。

⑵崩塌可採取噴射混凝土、地表錨桿、錨索、防落石棚、化學藥液注漿加固等措施。

⑶偏壓可採取平衡壓重填土、護坡擋牆或對偏壓上方地層挖切等措施,以減輕偏壓力。

⑷開挖中對地層動態應進行監控量測,檢查各種處理措施的可靠性。

明洞襯砌施工應注意下列事項:

⑴灌注混凝土前應複測中線和高程,襯砌不得侵入設計輪廓線;

⑵拱圈應按斷面要求製作定型擋頭板、外模和骨架,並應採取防止走模的措施;

⑶採取跳槽邊牆澆築拱圈時,應加強對拱腳的基底處理,保持拱腳穩定;當拱腳基底過深時,應先澆築基礎托梁,必要時加設錨桿使拱腳混凝土與岩壁連線牢固,防止拱腳基底鬆動沉落;

⑷澆築拱圈混凝土達到設計強度70%以上時,方可拆除內外支模拱架;

⑸各類棚洞的鋼筋混凝土蓋板梁宜採用預製構件,用吊裝法架設,牆頂支座槽套用水泥砂漿填塞緊密。

施工方法

隧道掘進施工,採用小導坑超前後全斷面爆破跟進,在同一坑道內平導在前,全斷面擴孔光爆圍岩成拱形狀好,再進行支護,襯砌,質量高,進度快,能確保襯砌內實外美、安裝防水板切實起到防水作用,保證襯砌不滲不漏。

雙線隧道

衡廣複線大瑤山隧道(14.3千米)、國內最長的鐵路單線隧道蘭武二線烏鞘嶺隧道(20.5千米)、國內首次採用TBM修建的西安安康秦嶺特長隧道(18.5千米)、國內最長的岩溶隧道渝懷鐵路圓梁山隧道(11.1千米)、國內最長的瓦斯隧道侯月鐵路雲台山隧道(8.2千米);正在建設的著名長大隧道有:國內設計最長的鐵路隧道太行山隧道(27千米)、武廣客運專線大瑤山隧道(10千米)、合武鐵路大別山隧道(13.3千米)、襄渝鐵路新大巴山隧道(10.6千米)、龍廈鐵路象山隧道(16千米)、太中銀鐵路興旺峁隧道(11千米)、南疆鐵路中天山隧道(25千米)、國內第一條長大水下盾構隧道—廣深港鐵路客運專線獅子洋隧道(10.8千米)等。

全世界最長的鐵路隧道

位於瑞士中部阿爾卑斯山區的戈特哈德鐵路隧道15日全線貫通,這條全長57公里的隧道是目前全世界最長的鐵路隧道。

戈特哈德隧道造價近98億瑞士法郎(1美元約合0.95瑞士法郎),是在建的連線德國、瑞士與義大利的高速鐵路的一個重要工程。2017年該鐵路通車後,從瑞士蘇黎世到義大利米蘭將僅需2小時40分鐘,縮短1小時。屆時,每天將有至少300次列車通過戈特哈德隧道,客運列車平均時速將達250公里,貨運列車時速可達160公里。

由於戈特哈德隧道對貫穿歐洲大陸南北交通具有重要作用,正在盧森堡舉行會議的歐盟27國交通部長當天通過視頻見證了其貫通的整個過程,並感謝“瑞士人民為修建這條隧道作出的巨大貢獻”。

戈特哈德隧道工程自1999年起正式展開,工程分5段同步進行,節約了施工時間。戈特哈德隧道總長超過此前世界最長鐵路隧道、全長約54公里的日本青函鐵路隧道,瑞士媒體驕傲地稱其為“世紀隧道”。

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