第三节　隧道

京沪高速铁路隧道工程设计时综合考虑隧道建筑限界、安全作业空间、防灾救援通道和维修等要求，采用5m线间距且内轨顶面以上有效净空面积不小于100m2，解决了空气动力对高速运行列车安全性与舒适度的影响。根据隧道长度和隧道洞口所处地形条件，在隧道洞口设置不同形式的缓冲结构，有效地降低了列车进出隧道时的微气压波，减小了对周围建筑物的影响，提高了乘客乘坐舒适度。

一、高速铁路气动效应缓解技术

京沪高速铁路运营速度为350km/h，隧道内铺设无砟轨道。高速列车通过隧道时，将在隧道内引起一系列空气动力效应问题，最主要的是隧道出入口微气压波和隧道内压力波。前者影响隧道出口周边的环境，后者直接影响车上人员的舒适性及隧道壁面和结构物的疲劳损伤。解决这些问题的主要途径是减小隧道入口处产生的压缩波的压力梯度值，可通过改善洞门设计、在隧道出入口增设适当形式的缓冲结构和增大隧道断面积予以实现。

理论计算表明，不管何种形式的缓冲结构，都能够延长压缩波压力上升的时间，降低列车出入隧道时所形成的最大压力梯度，使压缩波压力梯度随着缓冲结构的长度和横断面积的增加而减小，但缓冲结构长度超过隧道的等效水力直径时，缓冲结构长度的影响变得很小。另外，在缓冲结构上开口，能够继续降低最大压力梯度。

京沪高速铁路隧道改善了洞门设计和在洞口增设缓冲结构后，显著减缓了微气压波作用，动车组以350km/h速度通过时，微气压波减缓值最小的为凤凰台隧道出口，减缓值约25.1％；微气压波减缓值最大的为西渴马1号隧道出口，减缓值约41.5％。

二、小净距隧道施工技术

京沪高速铁路韩府山隧道群包含韩府山1号、2号、3号和4号共计4座并行隧道。1号、2号、3号隧道相距较近，隧道净距约为6～8m，为小净距隧道。隧道群所处地质主要为Ⅴ级围岩，岩体极为破碎，浅埋、偏压极为严重。在各隧道洞口相距较近的不利条件下，若采用常规爆破方法进行进出洞施工，很可能造成两隧道洞口部分岩体局部或整体垮塌，进而影响隧道围岩的稳定，造成安全事故，因此如何确保浅埋小净距大断面隧道群施工安全是施工控制的重点和难点。

经过综合比选，采用先施工1号、3号隧道，后施工2号隧道的施工顺序，1号、3号隧道同时施工，并且把3号与1号隧道掌子面距离控制在10m左右，2号与3号隧道掌子面距离不小于50m。在1号、2号及3号、2号隧道间拱脚至拱腰范围内采用钻孔对中间岩柱进行注浆加固。

施工期间，用声波法检测两隧道中间岩体爆破破坏深度。实测表明，现场最终将破坏深度控制在0.8～1.0m以内，远小于两隧道之间的净距（最小6m）。同时经爆破震动测试，韩府山隧道群控制爆破振动速度为1.1～5.6cm/s，满足不大于10cm/s的设计要求，说明爆破控制效果明显。

三、下穿高等级公路施工技术

京沪高速铁路金牛山隧道两处下穿京福高速公路，其中一处隧道结构顶到路面的距离为9.280m，另一处隧道结构顶至路面的距离为12.045m。京福高速公路车流量大，平均每3～5秒时间通行一辆车，载重汽车较多，并且吨位大，对隧道下穿施工影响很大。

为保证施工质量，在隧道施工前对台阶法、CD法、双侧壁导坑法进行三维数值模拟分析，其中台阶法又对两台阶法、两台阶中导洞法、三台阶法、三台阶中导洞法进行比较。为研究隧道下穿施工时爆破振动对高速公路路面的影响，对路面进行了多次爆破振动测量。

通过理论分析、数值计算、现场试验与实测，经过综合比选，决定在下穿高速公路时采用三台阶中导洞法施工，并配合使用大管棚辅助工法下穿高速公路。现场施工时实测到的地表沉降均未超过12mm，小于地表沉降控制标准值；路面振动的监测结果小于控制标准3cm/s。