武广铁路客运专线浏阳河隧道抗水压衬砌计算分析
3 ) 水压 力对 衬砌结 构受 力的 影响 计算方法是对抗水压衬砌建立计算模型, 当不计 入水压力时 (即取水压力 = 0), 比较结构受力。采用 Õ 级深埋荷载计算模型, 取 0水头, 对结构进行计算, 计算结果如图 9所示, 结构内的弯矩极值分别为 Mm in = - 708181 kN# m、Mm ax = 7161516 kN# m, 相对于图 8 的 Mm in = - 1 443 kN# m、Mmax = 1 728 kN# m, 结构所受 的弯矩大为减少, 此外相对计入水压力的情况, 当不考 虑水压力时, 结构拱部也产生一定的弯矩。对于控制 拱部配筋, 应取两种工况的最不利情况进行比较, 取大 者进行配筋。 4 ) 抗水 压衬 砌与排 水型 衬砌 结构 受力 特征 比较 计算方法是对排水型衬砌断面进行内力计算, 与 抗水压衬砌对比受力模式图。
深埋隧道荷载计算模型如图 3所示, 浅埋隧道荷 载计算模型如图 4所示。 313 抗水压衬砌的内力计算 31311 计算工况
以 Õ 级围岩为例, 隧道埋深 < 30 m为浅埋, 按 5 m 分一级, 分为以下 5个工况:
¹ Õ q1 (适用埋深: 0 ~ 10 m)、º Õ q2 (适用 埋深: 10~ 15 m )、» Õ q3 (适用埋深: 15~ 20 m )、¼ Õ q4 (适 用埋深: 20~ 25 m )、½ Õ q5 (适用埋深: 25~ 30 m ); 隧 道埋深超过 30 m 为深埋, 按 5~ 10 m 分一级, 分为以 下三个工况: Õ s1 (适用埋深: 30~ 35 m )、Õ s2 (适用埋 深: 35~ 40 m )和 Õ s3 (适用埋深: 40~ 50 m)。 31312 抗水压衬砌受力特征分析
图 1 浏阳河隧道计算荷载图
图 2 水压力荷载图
浅埋标准规定如下: Ô 级围岩覆土厚度 15~ 20 m, Õ 级围岩覆土厚度 30~ 35 m。设计计算深浅埋标准 (H 为隧道拱顶覆土厚度 )取值确定如下: Ô 级围岩 H > 18 m为深埋, H < 18 m 为浅埋; Õ 级围岩 H > 30 m 深埋, H < 30 m为浅埋; Ö 级围岩地段全部为浅埋。
浏阳河隧道为穿越城市的凹形纵坡长大隧道, 隧 道最大埋深约 70 m, 地表存在河流和大量建筑物, 如 采用排水型衬砌结构将对地下水和周围环境产生不利 影响, 因此该隧道作为防排水条件不利、环境要求非常 高的隧道, 条件许可的情况下应采用以防为主的防排 水设计原则。通过综合考虑采取的防排水原则如下: ¹ 地下水位至拱顶高差 [ 50 m 地段的暗挖地段按全 封闭防水型隧道进行设计; º 地下水位至拱顶高差 > 50 m 的暗 挖 地段 ( DÒ K1 565 + 743 ~ DÒ K1 567 + 097段长 1 354 m)按限排型隧道进行设计。
图 7 Õ s3型衬砌标准断面内力 图
如图 7所示, 如果深埋情况下仍采用通用图衬砌 断面, 结构极值控制点的弯矩值和轴力值分别为: Mm in = - 2 309 kN#m、 Mm ax = 2 314 kN# m; Nm in =
如图 8, 仰拱加深后结构极值控制 点的弯矩值和 轴力值为: Mm in = - 1 443 kN# m、Mmax = 1 728 kN#m; Nm in = - 5 306 kN、Nm in = - 4 524 kN。
DÒ K1 560+ 785 DÒ K1 560+ 914 DÒ K1 560+ 914 DÒ K1 561+ 500 DÒ K1 561+ 500 DÒ K1 562+ 860
DÒ K1 562+ 860 DÒ K1 569+ 650
DÒ K1 569+ 650 DÒ K1 570+ 148 DÒ K1 570+ 148 DÒ K1 570+ 200 DÒ K1 570+ 200 DÒ K1 570+ 720 DÒ K1 570+ 720 DÒ K1 570+ 900
1 浏阳河隧道概况
浏阳河隧道是武广铁路客 运专线上的控 制性工 程, 隧道建筑长度 101115 km。线路位于长沙市东部, 采用隧道方式下穿京珠高速与长永高速立交的牛角冲 互通、星沙镇厂房密集区、长沙市远大路、人民东路、浏 阳河、机场高速公路, 于黎托 乡出地面接入新 长沙车 站。
隧道内采用 / V0 形纵坡, 对牛角冲以 北采用 215j 的缓坡, 线 路下穿潇湘路后, 分别采用 1212j 、 2010j 的坡率快速下潜, 然后接 5101j 缓坡段, 至变 坡点 后以 310j 、2010j 的 坡度 上升, 至 DIK1 571 + 15 9处 采用 平坡 接入 新长 沙 车站 。隧 道 下 穿 的浏 阳 河 河面宽度 达 210 m, 过河 段河底 绝对高 程为 2218~ 2610 m, 隧道洞顶高程为 410~ 817 m, 隧道洞顶覆盖 厚度为 1911~ 2318 m。
隧道地面构筑物情况较为复杂, 区域内出露地层 主要为第四系人工填土、粉质黏土、砂砾石地层和白垩 系泥质砂岩、砾岩、砂岩、钙质砂岩等。隧道地下水自 上而下为: 松散岩类孔隙水、碎屑岩孔隙裂隙水、碎屑 岩孔隙裂隙 ) 溶 洞水。隧道场 址区的断裂构 造不发 育, 无大的断裂构造。但局部存在岩石风化不均匀、岩 性不均匀, 溶洞发育等因素。该区地震基本烈度 Ö 度, 地震动峰值加速度分区为 0105g。
外水压力的大小, 可以用计算水位线以下的水头表示,
计算水位线以下至隧洞底板的水柱高, 等于地下水位
线以下的水柱高乘以相应的折减系数 B0。
式中
pek = Be CwH e pek ) ) ) 作 用 于 衬 砌 上 的 外 水 压 强 标 准 值
( kN /m2 );
Be ) ) ) 外水压力折减系数; H e ) ) ) 作用水头 ( m), 按设计采用的地下水位
图 4 浅埋隧道荷载计算 模型
- 5 555 kN、Nm in = - 4 607 kN。要 承受 如 此大 的 弯 矩, 可以通过优化结构的断面形式来改善受力状况, 因 此设计中提出了加深衬砌仰拱的结构形式, 以适应较 大的水头压力。对仰拱加深 015 m之后 (即仰拱深度 为 210 m )断面进行计算, 计算结果如图 8所示。
图 8 Õ s3型衬砌仰拱加深后结构 内力
图 5 Õ q2型衬砌 所受弯矩
图 6 Õ q3型衬砌 所受弯矩
对采用在承受同样水压力的情况下, 结构仰拱加 深断面与不加深断面的受力比较。以 V 级围岩深埋 工况为例, 先采用武广通用图标准衬砌断面 (仰拱深 度为 115 m), 对结构进行计算, 以 Õ s3型衬砌进行内力 分析 (埋深 40~ 50 m, 全水头作用 )。图 7所示为 Õ 级 围岩标准衬砌断面在承受 50 m 水压力情况下的结构 内力。
312 抗水压衬砌的计算模型
浏阳河隧道二次衬砌采用 ANSYS910有限元软件
进行计算, 二次衬砌计算荷载组合为: 围岩压力 + 水压
力 + 结构自重 + 基底反力, 各作用的组合系数取 110。
计算模型如图 1 所示。水压力 作用方向均为 衬砌法
向, 压力大小为静水压力, 如图 2所示。
根据隧道断面所处位置的围岩级别和覆土情况进 行深浅埋的划分, 5铁路隧道设计规范 6[ 4] 对双线隧道
129 586 1 360
DÒ K1 568+ 666~
6 790 DÒ K1 569+ 028
段下穿浏阳河 498 52 下穿机场高速 520 18 0
2 浏阳河隧道防排水设计原则
长期以来我国铁路隧道基本以排水型衬砌为主, 衬砌结构不考虑水压力影响, 在局部地下水发育地区 由于地下水大量流失造成了一定的环境危害, 武广客 运专线的建设注重环境保护, 首次提出了防排水等级 为一级, 衬砌表面无湿渍的要求。
上隧道和排水对当地生态环境有影响的隧道均采用不
排水的结构设计, 二次衬砌需抵抗全部地下水压, 荷载 系数为 110, 安全系数 > 112[ 5] 。还有一些科研单位依
据具体的工程提出了各自的折减系数, 可见折减系数
的确定不是一成不变的, 是和隧道地下水渗流有关的
衬砌渗透性、围岩的裂隙性及隧道防排水体系等影响
因素息息相关的。
结合客运专线的特点, 为确保结构安全, 浏阳河隧
道结构设计考虑了全水头的作用, 即水压力系数取
110, 不考虑折减。
浏阳河隧道的初期支护主要考虑施工安全和控制
围岩的变形, 其支护参数依据工程类比并辅以必要的
理论分析确定。二次衬砌承 受全部围岩压力 和水压
力, 采用荷载 ) 结构模型进行计算。
本文以下列工况为例, 进行抗水压衬砌的受力特 征分析。
1 ) 不同 水头 高度对 结构 受力 影响 如图 5和图 6所示为 Õ 级围岩浅埋情况下, 结构 拱顶上水头高度分别取 15 m和 20 m时的计算结果。 通过计算发现, Õ q2 受 15 m 水压力时, 最大弯矩 Mm ax = 973172 kN# m, Õ q3受 20 m 水 压 力时, 最 大弯 矩
线与隧洞中心线之间的高差确定。
折减系数 B是一个综合指标, 1984年水电部修订 的 5水工隧洞设计规 范 6[ 3] 明 确地提出了折减系数 B
值的选用表, B值根据地下水对围岩稳定性的取值在 0
~ 110之间, 具体数值还应综合考虑水文地质特点及
工程防渗、排水措施分析选择。台湾高速铁路 3 km 以
13 0
铁道建筑
浏阳河隧道全包型防排水系统类型及施工关键技术
的关键技 术 ， 并提 出了建设性 的建议 。
关 键 词 ： 道 防排 水 系统 排 水 型 全 包型 隧 中 图 分 类 号 ： ４ ３ ６ 文 献 标 识 码 ： Ｕ ５ ． １ Ｂ
１ 武 广 客 运 专 线 隧道 防 排 水 系 统 类 型
按 照 隧道衬 砌结 构 的 防 排水 类 型 ， 目前 主 要 有 两 种 ： 种为排 水 型 ， 防 水 原则 为 “ 、 、 、 结合 ， 一 其 防 排 堵 截 因地制 宜 ， 合 治理 ” 在 地 下 水环 境 要 求 较高 时 采 用 综 ， “ 以堵 为 主 ， 限量 排放 ” 原则 。武广 客 专 环保 水 保 要 的 求高 ， 防排水 施 工 采 用 “ 以堵 为 主 ， 限量 排 放 ” 水 原 防 则 ； 一种 为全包 型 ， 可 分 为 “ 防为 主 ， 道设 防 ” 另 其 以 多 的全包 防水 型及 “ 以防为 主 ， 限量 排 放 ” 包排 水 型 。 全 排 水 型衬砌 一般 应 用 于 地 下 水环 境 不 敏 感 地 段 ， 主要应 用 于 山岭 隧道 。我 国现行 的排水 型隧 道 防排水 设计采 用 “ 、 、 、 防 排 堵 截结 合 ， 因地制 宜 ， 合 治 理 ” 综 的 总原则 ， 强调排 水 畅通 ， 施 中 只要 做 到 “ 空 、 破 、 实 不 不
运 用还 属于研 究 阶段 。
图 １ 排 水 型 综 合 防排 水 系 统 断 面示 意 （ 缝 地 段 ） 非
排 水 型防 排水 系统 ： ①采 用普 通 Ｅ Ａ、 Ｃ Ｈ Ｐ Ｖ Ｅ Ｂ、 Ｄ Ｅ
收 稿 日期 ：０ ９ １ ．０ 修 回 日期 ：０ ９ １ －０ ２ ０ － １３ ； ２ ０ —２ １
铁
道
隧道衬砌水压力计算及力学的特殊问题--30页
因为Q1=Q2=Q，由此可得：
h1
(h2 ln
r1 r0
h0
kl kr
ln
r2 ) /( kl r1 kr
ln
r2 r1
ln
r1 ) r0
当井内无内水压时h0=0，则
h1
h2
ln
r1 r0
/( kl kr
ln
r2 r1
ln
r1 ) r0
则有：
Q 2kl h1 2kr h2
（2）有注浆圈时衬砌水压折减系数不仅与远场水头H（这里r2=H）、衬 砌和围岩的相对渗透系数有关，还与注浆半径以及注浆圈渗透系数有关。
第8讲 隧道力学的特殊问题—水压力的计算问题
3.隧道衬砌水压力折减系数
不考虑注浆时衬砌水压折减系数表
远场水头
H(m)
0
500
1
0.001 0.94854
kl/kr
0.01
第8讲 隧道力学的特殊问题—概述
一、概述
（7）隧道围岩的本构关系和屈服准则; （8）隧道围岩结构面的力学特性问题； （9）多层支护的力学分析问题； （10）隧道拆撑过程的力学分析问题； （11）高地应力隧道的岩爆问题； （12）隧道结构动力学问题 （13）隧道工程问题的反演分析理论与方法 （14）岩溶隧道的施工安全问题
为了求得隧道排水量Q和衬砌及注浆 圈外缘的水压力，考虑隧道所处的地下 水头很高，水流为稳定流，可根据地下 水动力学理论，以无限含水层中的竖井 为例进行理论分析。
第8讲 隧道力学的特殊问题—水压力的计算问题
1.限量排放下的水压力理论
基本假定： （1）水层均质、各向同性，厚度不变，分布面积很大，可视为无限延伸； （2）抽水前的地下水面是水平的，并视为稳定的； （3）含水层中的水流服从Darcy定律，并在水头下降的瞬间水就马上释 放
水下浅埋小间距软岩隧道孔隙水压力研究
（ 中铁 第四勘 察 设计 院集 团有 限公 司 ， 湖北 武 汉 ４ ０ ６ ） ３ ０ ３
摘 要： 依托浏 阳河水 下浅埋小 间距软岩隧道工程 ， 通过埋设孔 隙水压力计 ， 分析 了不同施 工阶段水压 力。结果表明 ： 隧道
在施工期 间孔隙水压力呈有规律 变化。在测试初期均 随时间增 长， 距相邻隧道较 近一侧 的孔隙水压随 时间变化起伏 大， 距
ｔ ｎ ｅ ，Ｔ ｅ ｐ ｒ ｒ ｓｕ ｅ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｗ ｔ ｉ ｅｏ ｅ ｓ ｃ ｎ ａｙ ｌ ｉ ｇ ａ ｄ ｓａ ｌｄ ａｔｒｆ ｉｈ ｎ ｈ ｅ ｏ ｄ ｒ ｕ ｎ ｌ ｈ ｏ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｒ ａ ｅ ｉ ｔ ｈ ｍｅ ｂ ｆ ｒ ｅ ｏ ｄ ｒ ｉ ｎ ｎ ｔｂ ｅ ｆｅ ｎ ｓ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｃ ｎ ａ ｙ ｎ ｉ
ｔ ｅ ｔ ｎ ｅ ｓ ｄ ｓｉ ｃ ，ｂｅｎ ｆｔ ｅ ｍｏ ｔｐ ｒ ｒ ｓ ｕ ｅ ａ ｈ ｈ ｏ ｔｍ ｆｉ ｅ ｔｄ ａ ｃ ｎ ｉ ｇ ｏ ｅ ｓ ａ ｕ ｈ ｕ ｎ ｌｉ ｉｔ ｔ ｎ ｉ ｇ ｏ ｈ ｓ ｏ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｔｔ ｅ ｔ ｅ ｂ ｔ ｏ ｏ ｎｖ ｒｅ ｒ ｈ ａ ｄ ｂｅｎ ｆｌａ ｔｖ ｌ ｅ ａ ｈ ｐｐ ｒｏ ｈ ｒ ｈ．Ｔ ｅ ｕ ｔｃ ｎ ｂ ｅｅ ｅ ｃ ｄ ｏ ｈｅ ｔ ｎ ｌｄ ｓｇ ｎ ｏ ｔ ｃ ｉｎ ｏ ａ ｏ ｄｉ ｏ ． ｔｔ ｅ ｕ ｅ ｆｔ ｅ ａｃ ｈｅ ｒ ｓ ｌ ａ ｅ ｒｆ ｒ ｎ ｅ ｎ ｔ ｕｎ ｅ ｅ ｉ ａ ｄ ｃ ｎｓｒ ｔｏ ｆｓ ｍｅ ｃ ｎ ｔ ｎｓ ｎ ｕ ｉ ｈ ａ ａ ｃ ｎ ａ ｓ ｓ ｄ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｃ ｌ ｕ ａ ｉｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆｗａｅ ｒ ｓ ｕ ｅ ｏ ｕ ｄ ｒ ｔｒｔ ｎ ｅ ｎ ｃ ａ ｉａ Ｔ ｅ ｄ ｔ ａ ｌｏ ｂｅｕ ｅ ｏ ｉ ｒ ｖ ａ ｃ ｌｔｏ ｈ ｏ ｆｏ ｔｒｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｅ ｗａｅ ｕ ｎ ｌａ ｄ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｙ ｆ
浏阳河隧道情况介绍.
工 程 地 质 特 征 围岩级别
里 程
该段基岩砂质泥岩、泥质砂岩，岩石 多为强～弱风化岩，岩层多为软岩。 单轴饱和抗压强度2.98～24.4MPa。
Ⅳ Ⅴ
Ⅳ
DⅡK1565 +755 DⅡK1566 +220
Ⅴ
Ⅳ
DⅡK1568 +360
浏阳河隧道南端地质纵断面示意图
DⅡK1569 +028
开挖5部 初期支护与临时支护Ⅵ 开挖7部 初期支护Ⅷ 拆除临时支护 施作仰拱Ⅸ 仰拱填充 二次衬砌Ⅹ
CRD法施工步序图(横断面)
11 12
四、其它问题
1、土建工期业主要求24个月，扣除进入 正洞前的时间（竖井3个月、斜井8个月），采 用机械开挖的长度为3895m，其中斜井进入正 洞向北工作面843m，15个月内要开挖完，月 进度要求达到90m。 2、根据开挖尺寸大小，要考虑机械作业 空间。
4
5 6
破碎锤开挖核心土
开挖2部台阶 施作2部洞身初支、临时仰拱 开挖3部台阶
1
隧 1330cm
1348cm
2 3
道 中 线
400cm
7
8
施作3部洞身初期支护
510cm
1500cm
1部开挖面积41.7m2，2部开挖面积59.5m2， 3部开挖面积61.6m2。（全162.8m2）
每循环进尺1.5m，每天2个 循环。开挖时间第一台阶 150min/循环，出碴40min； 第二台阶140min/循环，出 碴50min。
15
CD法施工（纵断面）
1.5m 超前小导管
二次衬砌 20～25m 7 20～25m 2
40～45m 仰拱 11 40～45m
浏阳河隧道技术特点及安全质量监控
浏阳河隧道技术特点及安全质量监控王登浩1 工程概况武广客运专线浏阳河隧道是我国铁路第一条下穿城市的市内隧道，该隧道工程起于长沙市潇湘西路南侧，穿越京珠高速与长永高速立交的牛角冲互通立交，通过长沙开发区的厂区密集群、学校与民房区后下穿浏阳河，终于机场高速南侧。
隧道起始里程DIIK1560＋785，终止里程DIIK1570＋900，隧道全长10115m，是武广客运专线最长隧道。
隧道设计最大纵坡为20‰，辅助坑道施工为3个竖井、1个斜井。
隧道施工条件差，工期紧，是铁路施工风险较高的隧道。
2 工程特点[ 1 ] [ 2 ]2.1 地质条件差、施工难度大2.1.1人工填土。
沿线多有素填土、杂填土，堆积时代较新，多结构疏松，松散～稍松，工程性质差且不稳定。
最大填土厚度达13.9米。
2.1.2 红层溶洞及裂隙溶洞水。
DIIK1561＋700～DIIK1562＋875段溶洞多为半填充至全填充，含承压水。
DIIK1565＋790～DIIK1566＋303小溶洞较密集。
2.1.3 不均匀风化。
DIIK1562＋050～DIIK1562＋875段为风化槽谷，DIIK1565＋140～＋575为全风化地段，风化最大深度达53.6米，施工时易造成坍塌失稳。
2.1.4穿越高速公路和建筑物较多。
浏阳河隧道下穿高速公路有京珠高速、长永高速、长沙机场高速；穿越市内重要街道有京珠西辅道、开元西路、经贸西路、西霞路、海华路等；在DIIK1568＋666～DIIK1569＋028段下穿浏阳河河底；隧道上方既有厂房和住宅较多。
2.2施工风险高浏阳河隧道由于是下穿市内的城市地下隧道，隧道埋深浅，地表建筑物多，地面公路车流量大，对隧道施工的变形控制要求严格，隧道变形控制不好容易引起地表建筑物沉陷和裂缝。
且隧道下穿浏阳河河底，施工风险较高。
2.3 施工技术新、施工工法全浏阳河隧道防水设计采用全包防水[ 3 ]理念，隧道防水板采用自粘式防水板，除DIIK1565＋743～DIIK1567＋097段采用纵向排水外，其余地段全部采用全包防水。
武广客专浏阳河隧道监控量测应用技术
武广客专浏阳河隧道监控量测应用技术摘要：浏阳河隧道为武广客运专线重点控制性工程，隧道具有埋藏浅、地表建（构）筑群多、下穿浏阳河以及多条公路主干道等特点，隧道工程地质与水文条件及其复杂，安全隐患多。
为了确保隧道快速实现贯通以及地表构筑物安全稳定，在施工中将监控量测作为一道重要的工序来实施，在隧道洞内、地表分别埋设监测点，采用多种的监测仪器设备及手段，对围岩的稳定性状态分析进行信息化指导施工，为施工方法的优化、支护参数的调整、安全评估等方面的决策提供重要依据。
关键词：隧道；非接触测量；围岩监测；地表监测Abstract: In order to ensure the tunnel to achieve through fast and the security stability of surface structures during the construction will be monitoring measurement as an important process to implement, in a tunnel inside the cave, the surface, respectively, laying the monitoring points, using a variety of monitoring equipment and instruments, analysis of surrounding rock stability of the state to guide the construction of information technology, supporting the adjustment of parameters for the optimization of construction methods, safety assessment and other aspects of decision-making basis.Key words: tunnel; non-contact measurement; surrounding rock monitoring; surface monitoring1 工程概况1.1 基本情况浏阳河隧道位于湖南省长沙市东郊，起讫里程DⅡK1560＋785～DⅡK1570＋900，全长10.115km，是武广客运专线重点控制性工程，是我国第一条穿越河流及城区的采用钻爆法施工的客运专线隧道，大型设备无轨运输，隧道辅助坑道有1斜井、3个竖井。
(116)武广客专抗水压衬砌及防排水技术的突破(ppt)-精品文档
隧道防排水技术的 突破
武 广 客 运 专 线 隧 道 Q C 小 组
一、项目概况
二、小组概况 三、选题理由 四、现状调查 五、目标确定 六、可行性分析 七、原因分析 八、要因确认
九、制定对策
十、对策实施
目
十一、效果检查 十二、巩固措施 十三、 总结
录
及今后打算
一、项目概况
铁路常被比喻成国民经济的大动脉。目前，为适应我国国民经济的快速发 展，为满足日益增长的客运需求，我国正在大力发展客运专线高速铁路。
由此可见，在我国隧道界内，隧道防排水工程的总体质量并不能令人 满意。 这些隧道的渗漏，不仅会降低混凝土衬砌的耐久性，还会降低隧道内 各种设施的功能，恶化隧道环境；在寒冷地区，由于隧道漏水，路面结冰， 顶部产生冰柱，严重影响隧道的正常使用；在电气化线路上，隧道渗漏水 则是危及电力机车、车辆安全运行的隐患，是电气化铁路必须解决的难题。
受QC教育时 间（学时）
50 49 48 48 48 48 48排水是隧道建造与运营的关键环节，这主要表现在以下几个方面： 良好的防排水是客运专线隧道正常运营的需要； 良好的防水是工程本身坚固性和耐久性的要求； 合理的排水措施是环境保护、水资源保护的需要，是避免引发地 质灾害事故的需要；
四、现状调查
对于出现渗漏病害的隧道，一般情况下只能进行整治。整治工程 不仅影响了铁路隧道的正常运营，而且整治费用昂贵，且病害根治 困难，容易复发。
据日本调查还发现隧道渗漏水经过整治后，在5年内失效复发的 占44％，中国的铁路隧道也存在根治困难的问题。
五、目标确定
防排水技术是隧道界的一个既古老又新鲜的一个课题，特别是对抗水压 衬砌，是摆在我们面前的新课题，我们必须在设计中不断研究探索，并加强 总结和优化，因此我们QC小组制定的目标为：
抗水压衬砌数值分析报告
高水压地区深埋隧道衬砌结构受力特征数值分析报告2015年7月1 前言高速铁路隧道穿越岩溶高水压区域时，衬砌结构有着至关重要的作用，抗水压设计在整个隧道衬砌结构设计中起主导作用。
为检验衬砌结构设计的安全性，有必要对抗水压衬砌结构进行内力计算。
本文针对郑万客专穿越岩溶高水压地区隧道衬砌结构受力研究，分析了四级围岩中不同水压、不同衬砌厚度、不同衬砌形状下二衬的内力，并通过计算控制截面安全系数来衡量该种工况下隧道安全性。
2 工程概况3 有限元分析针对郑万线高水压地区隧道特定地质条件和工程设计要求，本文采用有限单元法的荷载结构模型，对多种工况下的陈其结构受力进行数值模拟。
隧道工程建筑物是埋置于地层中的结构物，它的受力和变形与围岩密切相关，支护结构与围岩作为一个统一的受力体系相互约束，共同工作。
这种共同作用正是地下结构与地面结构的主要区别。
根据工程特点，使用阶段结构安全性检算采用“荷载—结构”模式，即将支护和围岩分开考虑，支护结构是承载主体，围岩作为荷载的来源和支护结构的弹性支承。
支护结构与围岩的相互作用是通过弹性支承对支护结构施加约束来实现的。
3.1 软件简介本文采用ANSYS大型通用有限元软件对衬砌结构进行受力分析，ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件。
ANSYS隧道衬砌结构受力分析步骤：1．荷载—结构模型的建立；2．创建物理环境；3．建立模型和划分网格；4．施加约束和荷载；5．求解；6．后处理（对结果进行分析）。
3.2荷载确定当隧道处于地下水位以上时，衬砌结构受到的外力来自于围岩，一般按照松动压力考虑；而当隧道位于地下水位以下时，需考虑水压力影响，特别是对于抗水压衬砌的计算，水头往往很高，此时高水压力起着控制作用，隧道埋深对荷载影响甚小。
3.2.1 围岩压力作用于隧道衬砌结构上的围岩压力参照《TB 1003-2005铁路隧道设计规范》确定，计算分深、浅埋情况按不同方法的考虑。
武广铁路客运专线浏阳河隧道抗水压衬砌计算分析
河 面 宽 度 达 ２ ０ ｍ， 河 段 河 底 绝 对 高 程 为 ２ ． １ 过 ２ ８～ ２ ． 隧道 洞 顶 高 程 为 ４ ０～８ ７ｍ， 道 洞 顶 覆 盖 ６ ０ｍ， ． ． 隧
厚 度 为 １． ９ １～２ ． Ｔ。 ３ ８Ｉ Ｉ
水 设计 原则 。通 过 综 合考 虑 采 取 的防 排水 原 则 如 下 ： ① 地 下水位 至拱 顶 高 差 ≤５ Ｉ ０ Ｉ 地段 的 暗挖 地 段 按 全 Ｔ 封 闭 防水 型隧道 进行 设 计 ； 地 下 水 位 至拱 顶 高差 ＞ ②
５ ｎ 的 暗 挖 地 段 （ １５ ５ ＋７ ３ ～Ｄ１Ｋ ６ ＋ ０ｉ Ｄ１Ｋ ６ １ ４ １５ ７ Ｉ
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（ 铁 第 四勘 察 设 计 院 集 团 有 限 公 司 ， 汉 中 武 ４０６ ） ３ ０３
摘要： 武广客 运专 线浏 阳河 隧道作 为 国内第一 条客运 专 线 水底 隧道 ， 穿城 区环 境敏 感 地段 ， 计 提 出 下 设
对 埋 深 ＜ ０ ｍ 的 地 段 采 用全 封 闭 不 排 水 的 抗 水 压 衬 砌 结 构 形 式 。 对 隧 道 抗 水 压 衬 砌 结 构 的 计 算 原 则 、 ５
受力模 型进行 了探 讨 ， 并通 过 多种 工 况的计 算 和 比较 ， 对抗 水 压衬 砌 的 受 力特 征进 行 了分 析 和 总结 ， 并
根 据 此 受 力特 征 拟 定 了加 深 仰 拱 的 衬 砌 结 构 形 式 。
关键词 ： 阳河 隧道 浏 抗水 压衬砌 计算 分析 仰 拱
中 图 分 类 号 ： ４ １ ． 文 献 标 识 码 ： Ｕ ５ ４ Ｂ
武广铁路客运专线浏阳河隧道施工技术重点分析
科技资讯 SC I EN C E &TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N 工 程 技 术1 工程概况新建铁路武汉至广州客运专线浏阳河隧道位于湖南省长沙市东部,自北向南依次穿过长沙市开福区捞刀河镇、芙蓉区东岸乡、雨花区黎托乡等。
该隧道工程起于潇湘西路南侧,在穿越京珠高速与长永高速立交的牛角冲互通立交后,通过星沙开发区的厂区密集群、高地学校区与民房区后下穿浏阳河,止于机场高速南侧。
该段线路起止里程为DⅡK1560+ 785～DⅡK1570+900,全长10115m,其中隧道长9935m,出口外引道长180m。
线路平面设计有2个R=9000m曲线以夹直线连接。
隧道进出口处于两个反弯曲线上。
隧道设计最大纵坡为20‰。
其中隧道北段里程为DⅡK1560+785～DⅡK1565+755,全长4970m。
2 工程特点浏阳河隧道工程的主要特点可以概括为长、大、深、软、紧、难等6个方面。
(1)长,隧道暗洞全长10115m,属于国内特长铁路隧道。
(2)大,是客运专线双线隧道,洞内线间距按5m布设,开挖宽度最大超过16m,开挖高度超过13m,断面积超过160m2,属特大断面隧道,是国内铁路区间隧道所少见的。
(3)深,施工竖井最深达54.45m,与一般地铁施工竖井比较,提升高度和出碴能力差别很大。
(4)软,隧道穿越地层多为泥岩、泥质砂岩和砂质泥岩等Ⅳ～Ⅵ级软弱围岩,除个别地段风化不均匀,地下水可能渗出外,多数围岩的渗透系数小,是良好的阻水地层,对铣挖法施工较为有利,但对大跨度断面的稳定极为不利。
(5)紧,按武广客运专线的要求,工期十分紧迫,必须采取多分段(即长隧短打,被4个辅助坑道辟分5段)高速度的机械化施工方式,才能满足武广客运专线总工期的要求。
(6)难,隧道穿越市区建筑物、立交桥等市政设施,具有复杂环境条件下城市地铁隧道工程的特点;台阶法暗挖段以非爆破铣挖法开挖为主,国内隧道施工未见前例,具有新技术、新工艺、新设备修建隧道工程的特点;隧道围岩软弱,穿越浅埋软弱人工填土层、地下水丰富、岩溶较为发育、红层风化下切深度较大,围岩成洞性差,易坍塌,具有复杂地质条件下山岭隧道工程的特点。