铁路隧道范文10篇

摘要：运用ANSYS软件、以简化荷载结构模型为计算模型，对重载铁路隧道结构进行了单线和双线隧道结构计算，并与实测值进行了对比。结果表明，无论是单线隧道还是双线隧道，采用简化荷载结构模型对重载铁路隧道线路的动力特征进行模拟，计算结果值与实测结果可以实现包络，且计算值与实测值在不同区域的分布规律基本一致；采用简化荷载结构模型对重载铁路隧道线路的动力特征进行模拟，计算结果与实测结果基本吻合，可以有效对重载铁路隧道线路进行结构计算与优化。

关键词：重载铁路；隧道；单线；双线；计算值与实测值

重载铁路是指行驶列车总重大、行驶大轴重货车或行车密度和运量特大的铁路，主要用于输送大型原材料货物［1］。随着中国铁路运输事业的快速发展，通过重载铁路进行货物运输已经成为现代化生活的重要手段之一［2－4］，然而，基于中国复杂的地形环境，重载铁路线路施工过程中不可避免地需要进行隧道施工，如我国的大秦铁路、塑黄铁路、瓦日铁路、张唐铁路和蒙华铁路的隧线比分别达到11％、11．4％、26．5％、43．7％和25．0％［5－7］，可见重载铁路中隧道仍是重要的结构，且具有轴重大和行车密度高等特点［8－11］。虽然目前铁道科学研究院、北京交通大学等单位对重载铁路轨道、路基和桥梁做出了大量了研究工作，但是对重载铁路隧道线路的研究与报道非常少［12－14］，重载铁路隧道结构的动力特征与设计依据的参考资料较少。因此，本文拟采用简化荷载结构模型对重载铁路隧道结构进行计算模拟，并与实测值进行对比分析，以期为重载铁路隧道结构的设计与优化提供参考。

1计算模型与方法

采用ANSYS软件对重载铁路隧道结构进行模拟，所采用的模型为简化荷载结构模型，软件中beam单元所用到的重载铁路隧道地层结构的物理力学参数表，如表1所示。表中列出了二次衬砌、道床、仰拱填充、仰拱和轨枕结构的使用材料、单元节点、弹性模型、泊松比和重度［15］。计算模型中围岩约束的COMBIN14弹簧单元模拟则根据重载铁路隧道的围岩物理力学参数表进行［16］，如表2所示。表中列出了围岩等级分别为Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级时的单元节点、弹性模量、泊松比、重度、粘聚力和摩擦角，这些物理力学参数的选取都参照TB10003－2016《铁路隧道设计规范》进行［17］。重载铁路隧道设计的计算模型如图1，其中模型纵向长度选择为1m，分别列出了单线隧道结构模型和荷载示意图，以及双线隧道结构模型和荷载如图1所示［18］。在对重载铁路隧道设计中的围岩荷载进行设计的过程中，按照深埋隧道围岩荷载进行计算，具体埋深与围岩荷载之间的对应关系，如表3所示。其中，q为均带垂直压力，e为均布水平压力，在进行模型数据输入和计算结果输出过程中，需要将无重载列车荷载工况下的计算结果作为初始条件，然后分别代入上述物理力学参数对单线隧道和双线隧道的荷载情况进行计算［19］。

2结果与分析

公路施工对隧道影响的三维有限元分析

整个三维有限元计算模型共437369个单元，80161个节点，山体、隧道、挖方、填方、公路及隧道模型如图1、图2所示。施工步涉及复杂的开挖、填方过程，地层环境也很复杂，公路与隧道为空间斜交状态，这些都决定了必须用更为复杂的处理方法进行研究，方能得到可信度高的分析结果［8－9］。结合ANSYS软件的“生死单元”技术及网格自适应功能可有效、准确计算具有复杂几何边界及多种介质条件下的岩土、结构等二维、三维力学问题，对非均质地层的复杂三维应力场、位移场进行计算是可靠的。本次分析采用ANSYS软件中提供的“生死单元”技术及网格自适应功能来进行整体模型上的全施工过程计算。因某一施工步之外的单元不起作用，故首先可直接将未填筑的单元网格“杀死”，然后施加相应边界条件，进行原状计算;再将开挖的单元杀死，进行开挖计算;最后把填筑单元“激活”，进行填方计算。通过不断运用网格自适应功能使系统作出调整，即根据施工步局部调整单元网格的“生死”，相应修正边界条件后重新计算，直到满足计算精度要求。本研究采用了参数化设计分析手段进行处理，将变化的参量定义成参数，建立分析过程命令流文件，由计算机自动地完成分析工作。另外，鉴于“生死单元”技术的基本对象是单元，为求得足够光滑的应力等值线，采用ANSYS的网格自适应功能在挖、填交界附近以及地层变化较大区域进行局部网格加密以适应精度要求。计算模拟施工步骤如图3所示。明确原状情况下隧道状态是进一步评估施工影响和进行判断的基础，施加重力进行计算，得到隧道受力情况，同时也得到初始位移，在后续施工步中刨除已经图3主要施工步完成的这部分位移;而内力结果则在模型中与附加作用进行叠加，分析隧道的综合受力状态。工况1计算结果，如图4～图7所示。

开挖与填方对隧道影响的综合分析

分析施工过程整体沉降位移云图、水平位移云图，及隧道变形云图、内力图等，取典型位置提取结果如(1)从有限元的计算结果来看，公路修筑至隧顶附近时，隧道拱顶与原状态相比，呈略微的上拱趋势，为0．438mm左右。这是因为开挖卸荷的作用，且由于隧道埋深超过2倍洞径，因此上部开挖对下部隧道虽有影响，但其量值并不大。挖方施工引起隧道的最大附加位移在1mm以内，隧道的最大附加应力为1810kN•m/m，小于强度控制标准。(2)填筑其他段路基后，拱顶又产生新的下沉，且不对称，这是因为单侧填土的加载作用。正上方公路施工对隧道的影响要大于较远处的其他段的影响。公路的横向影响区域主要在以隧道正上方位置点为中心的40m范围内，靠山体较高一侧隧道的变形最大。(3)公路路堑开挖面沿法线方向位移明显，最大水平位移为41．0mm左右，位于坡面的最上方，相对是较大的，可能超过了边坡稳定要求，对铁路隧道洞口有潜在影响，涉及的边坡稳定问题需进行专项分析。(4)公路施工对隧道产生的附加应力是有限的，且在极限强度允许值范围内。但是仍需注意加强临近隧道部分地基的监测，尤其是洞口边坡的监测;隧道内部有条件时应布设应力计和收敛观测仪。

通过对新建新站北路施工对下方赣龙铁路隧道影响的理论分析，笔者认为，施工对隧道影响总体上不大，在做好有效施工组织和监控量测的前提下，可以确保上跨高速公路顺利施工，也可以保证隧道的运营安全。同时建议施工中应尽量分段、分区、分层、对称地进行路堑开挖，减小一次性大面积卸载引起的既有隧道结构的上抬，同时根据监测数据进行施工步的适当调整，以进一步降低施工带来的不利影响。为了既能确保下部隧道建筑物的安全，又能检验设计的方案，应加强对隧道的监测，及时反馈结果。

本文作者：姚捷工作单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司

摘要：现代铁路隧道的建设中，复杂地质环境成为影响施工的关键因素之一，系统分析复杂地质环境下的铁路隧道施工技术，具有强烈的现实意义。为了保证铁路隧道施工的安全可靠，需要做好施工技术的控制。因此在铁路隧道施工前必须要对地质进行详细的勘察，根据实际情况制定合理的隧道施工技术。基于此，文章就复杂地质条件下铁路隧道施工技术进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴。

关键词：复杂地质条件；铁路隧道；施工技术

1.复杂地质环境对隧道施工的影响

我国南北跨度大，地质条件复杂，多种地形、地貌共存，而复杂的地质环境往往会对铁路施工工程带来较大的困难，不仅会增加施工难度，还会增加施工成本，为了缩短施工路线，提高线路标准，铁路工程存在很多隧道施工。同时我国经济发展迅速，交通运输业发展较快，现代铁路网基本成熟，在这种情况下要求建设四通八达、纵横交错的铁路网。但铁路隧道一般建立在高山、河谷附近，地质条件复杂，导致隧道施工难度不断增加。铁路隧道施工中，经常出现多种地质问题，如喀斯卡特地质隧道施工中，出现岩溶、突泥涌水问题，活动断裂层区域隧道施工出现高地温灾害、断层破碎带等情况，还有国内的很多隧道建设中，出现偏压、岩爆、瓦斯爆炸等地质原因导致的施工问题，由此可见在铁路隧道中，复杂地质环境会对施工建设带来高难度性，要想解决隧道施工中的问题，就要对复杂地质环境进行分析，提高施工技术水平。

2.铁路隧道施工技术优缺点的比较

2.1全断面开挖法技术优缺点分析

本文作者：陈思明工作单位：中铁南方投资发展有限公司

总体施工组织安排

闽清隧道分为进口、桔林斜井、出口、出口平导四个工点，进口承担主洞2088m施工，斜井承担斜井1979．26m和主洞4077m施工，出口及出口平导承担平导2138m和主洞4366m施工。围岩开挖循环时间表隧道按喷锚构筑法原理组织施工，Ⅴ级围岩采用三台阶临时仰拱法施工，Ⅳ级围岩采用三台阶法施工，Ⅲ级围岩采用台阶法施工，Ⅱ级围岩采用全断面法施工。洞内运输采用无轨运输方式，正装侧卸式装载机配合自卸汽车出碴。隧道开挖采用光面爆破，严格控制超欠挖，初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺。隧道各级围岩开挖循环时间表见表1。闽清隧道施工任务划分及工期计划表闽清隧道施工任务划分及工期计划表见表2。

隧道快速施工方案

洞口路基及边仰坡加固土石方开挖之前，先行施作洞顶截水沟，及时施作排水系统。隧道洞门土石方开挖与洞口路基土石方开挖同时施工。按照设计放坡开挖洞口及洞口路基土石方，及时清刷路基边坡、洞口仰坡至设计位置;其次根据开挖后的实际地质情况结合设计及时进行仰坡及边坡的加固;松软地层开挖边、仰坡时，加强防护、随时监测、检查山坡的稳定情况。暗洞进洞方案洞口段Ⅴ级围岩均采用明挖法施工，洞口仰坡按设计要求加固完成后，在洞口采用108长管棚进行超前支护，三台阶临时仰拱法开挖进洞;首先施工导向墙，注意预留管棚孔口定位管的位置准确，导向墙施工完成后，采用管棚钻机钻孔，人工配合钻机顶进安装108大管棚进行超前支护。完成长管棚施工后，在长管棚支护环的保护下，根据围岩地质级别确定的开挖方法进行暗洞洞身开挖施工。在洞口处先安装一榀上半断面钢架，开挖上半断面环形土体并预留核心土，当掘进达到0．6m时，再安装一榀钢架，并按设计喷射混凝土和施作系统锚杆，以确保洞口稳定。在上半断面开挖进入稳定后，下部开始落底跟进，锚杆、钢架、网喷混凝土紧跟。超前支护和初期支护方案洞口超前支护采用108大管棚，洞身段超前支护采用42超前小导管，初期支护采用型钢(或格栅)钢架，组合中空注浆锚杆、砂浆锚杆、喷射混凝土和钢筋网。初期支护和临时支护采用湿喷混凝土，钢格栅、型钢、钢筋网等构件由洞外加工成半成品，经洞外检验后现场安装定位，按规范搭接。超前支护采用大管棚、超前小导管。衬砌施工方案隧道衬砌采用12m长穿行式液压模板衬砌台车，闽清隧道进出、口各配置1台衬砌台车，斜井正洞配置2台衬砌台车，平导正洞配置1台衬砌台车;混凝土由带电子计量的拌合站集中拌制，6m3混凝土罐车运输，HBT60B混凝土输送泵泵送入模。仰拱超前洞身衬砌30m施工，采取搭栈桥(Ⅰ20工字钢焊拼见图1)纵向分段一次性浇灌，每次浇筑长度控制在12m以内，仰拱和仰拱填充分开施工。图1Ⅰ20工字钢焊拼注：1）本栈桥采用20b工字钢；2）单幅栈桥采用10根20b工字钢焊接而成；3）工字钢翼板宽102mm，焊缝8mm，总计栈桥宽度99cm；4）栈桥上坡处焊接22号螺纹钢避免车辆打滑120015002022号螺纹钢2011×9150022号螺纹钢仰拱、填充采用搭设移动式栈桥进行施工，一次施工的长度为12m。第一步:栈桥安装就绪，允许各种车辆通过，准备桥下仰拱作业。第二步:桥下仰拱作业，各种车辆正常通过，桥上桥下互不干扰。第三步:仰拱施工结束，坡桥在液压油缸作业下升起，离开地面，同时行走轮下降，行走轮接地后油缸继续伸长，行走轮逐渐将整个栈桥撑起。第四步:启动行走电机，行走轮旋转，带动栈桥向前移动，栈桥行走12m。第五步:栈桥行走到位后，行走轮支撑油缸收缩，当栈桥完全由栈桥桥墩支撑时停止，此时放下坡桥，完成栈桥准备工作。

闽清隧道工程进展始终按照施工组织工期要求按计划推进，通过设计阶段施工组织方案优化，使设计与施工形成了有机结合，增强了施工组织方案的科学性、合理性。推行长大隧道快速施工技术和动态调整，保证了太行山隧道的建设总工期。

摘要：铁路工程施工是一项复杂的工程，在实际施工过程中需加强多方面管理，保证工程建设质量，提升项目建设效益。对此，本文首先对铁路隧道工程的施工特点进行介绍，然后对铁路隧道工程常用施工技术进行分析，并对具体的施工管理要点进行详细探究，以期为实际工程提供借鉴。

关键词：铁路工程；施工；质量管理

1引言

现如今，随着我国经济发展，工程施工已逐步打开国外市场，为更方便的为人民提供更安全可靠的精品工程，对于铁路隧道工程施工质量的要求也逐渐提升。在铁路隧道工程施工中，施工质量管理最为关键，只有保证隧道工程施工质量，才能够提升其使用效益，延长隧道工程使用年限。因此，对铁路隧道工程施工管理要点进行详细探究迫在眉睫。

2铁路隧道施工特点

铁路隧道工程是一种特殊的建筑工程形式，其长期处于自然运行环境中，存在大量的应力场介质，在实际施工过程中，首先需要建设上部荷载，然后再对道路工程结构进行铺装施工，需要注意的是，在具体的施工过程中，很难确定建筑工程结构所承受的荷载大小，如果施工管理不当，就会出现严重的质量问题。铁路隧道工程施工特点主要包括以下几点：①施工隐蔽性比较强，隧道工程一般在内部进行建设，很多隧道工程在山体内部进行施工，在外部环境中，只能给看到隧道可视面，大量的内部结构无法直接看到，在隐蔽工程施工中，如果质量管理不当，就会对隧道工程施工质量以及施工安全造成不良影响。②隧道工程施工具有不可预见性。在隧道工程施工前，首先需要制定完善的工程建设方案，但是，在实际施工过程中，往往会出现各类不可预见性因素，如果控制不当，就会对隧道工程施工质量造成不良影响。③施工环境恶劣，由于隧道工程一般是在自然环境的狭小空间内进行施工的，因此，为了保证施工进度，需要做好各施工工序的协调处理，在交叉施工中，可能会产生很多干扰因素，这样就会对实际施工质量造成不良影响。

【摘要】铁路隧道工程是我国交通运输工程的重要组成部分，其施工管理对于保证铁路隧道的施工质量和施工效率等方面意义重大。为此，论文就铁路隧道施工中事故频发的原因以及加强铁路隧道施工管理的措施等方面进行了简单分析，希望对提高我国铁路隧道工程的施工水平有所帮助。

【关键词】铁路隧道；施工管理；事故频发原因；管理措施

1引言

铁路隧道施工管理是铁路工程管理工作的重要组成部分。通过加强铁路隧道施工管理工作，对于完善铁路隧道工程的施工方案、提高施工技术水平、降低施工事故的发生率等方面有至关重要的现实意义。因此，近年来，我国铁路隧道工程建设单位也开始重视其施工管理工作，通过制定各项强化措施来保证铁路隧道工程的经济效益和社会效益。

2铁路隧道施工中事故频发的原因

2.1铁路施工安全管理体系有待完善。现阶段，造成我国铁路隧道工程施工过程中事故频发的主要原因是部分建设单位的铁路施工安全管理体系还有待完善。在实际的施工过程中，不够重视施工进度和施工质量的控制，对于工程建设中的危险因素的重视程度还有待加强，进而导致铁路隧道施工安全管理体系不够完善，难以为实际的铁路隧道工程施工提供制度支持。另外，铁路隧道施工安全管理体系的不完善也使得铁路隧道工程在施工过程中存在较多的安全隐患，相关管理人员在施工安全检查方面做得还不够到位，且施工安全监督机制也有待完善，最终导致铁路隧道施工事故频发，在很大程度上也威胁着施工人员和管理人员的生命财产安全[1]。2.2施工人员的安全意识有待提高。施工人员的安全意识还有待提高，这也是造成铁路隧道施工中事故频发的重要因素。具体表现为：（1）在铁路隧道工程的实际建设过程中，经常会出现瓦斯爆炸、洪水、山体坍塌等事故，这都需要施工人员在正式开始铁路隧道工程的建设之前，加强对施工现场实际情况的了解和分析，对于在施工中可能会出现的安全事故提前制定应对措施。但是，就目前我国铁路隧道施工管理的基本现状来看，部分施工人员的安全意识还有待提高，没有重视对铁路隧道施工的现场调查，进而使得施工工作存在较多的危险因素。（2）由于施工人员的安全意识较为薄弱，为了缩短工期，存在盲目的赶工现象，无形中也增加了铁路隧道工程施工过程中的危险因素。（3）铁路隧道工程的施工过程较为复杂，经常需要用到较为先进的机械设备和科学技术，而部分施工人员对于施工机械设备和科学技术的掌握程度还不够熟练，导致施工过程存在安全隐患。

1隧道施工风险管理的意义

铁路隧道工程建设具有多种不确定性因素，给隧道施工带来潜在的风险。所以，各参建方、特别是施工方加强隧道施工中的风险管理、强化管理人员和施工人员的风险意识、加强风险管理体系建设，采取有效措施识别风险、预防风险、应对风险和处理风险，是保证工程项目顺利建成的关键，对实现风险管理目标和总体效益具有重要意义。

2隧道施工风险管理内容和过程

隧道施工风险管理的内容和过程大体归纳为风险识别、风险分析、风险评估和风险应对4个方面。

2．1风险识别

铁路隧道工程施工的风险识别就是在诸多的影响因素中抓住主要因素，从而辨识出可能影响隧道工程建设质量、安全、工期、费用、环境等目标的风险因素。识别内容包括在施工过程中，哪些风险应当考虑，引起这些风险的因素有哪些，这些风险的后果及其严重程度如何。识别的原则是收集和研究资料、确定分析方法、确定隧道施工风险的主要类型、分析主要风险的构成、建立风险系统及采取的应对措施等。

1铁路隧道防排水施工现状

我国铁路隧道起步较早，20世纪80年代以前，铁路隧道施工主要采用传统矿山法施工，整体式衬砌，由于没有采取完善的防水设施，造成隧道建成后有1/3左右的隧道出现漏水病害。20世纪80年代后我国隧道施工开始采用新奥法施工，使隧道的渗漏情况有了一定的改善。随着我国修建大量的长大隧道，对隧道的防排水有了新的要求。防排水的施工目前是采用中标承包商内部组织施工的形式，通常利用简易铺挂台架和小型机具手工作业，机械化程度低，防排水设施的施工质量直接与施工人员的素质密切联系，同时质量检验大多靠充气检验和肉眼观察的方式进行，检验的可靠性低。

2防排水施工

2.1防水层施工

(1)先进行基面准备，然后防水层铺设前。在防水层铺设前，应先对隧道初期支护喷射混凝土表面进行处理，同时检查防水板的质量是否符合设计要求，并把锚杆头和钢筋露头切除，用细石混凝土抹平覆盖，凹坑深宽比应控制在1∶6以内;深宽比大于1∶6的凹坑应用细石混凝土填平，凹坑太大处要把补喷混凝土抹平，确保喷射混凝土无尖锐棱角，表面平整。此后，检查防水板有无断裂、变形、孔洞等缺陷，对各种施工机具设备进行检查调试，同时，在地面上对防水板进行试焊、充气密闭试验，并做好操作人员的岗前培训。

(2)铺设土工布:铺设土工布时，首先用简易作业台车将单幅无纺布固定到预定位置，然后用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在喷射混凝土上。按梅花形布置专用热熔衬垫和射钉，拱部间距保持在0.5m～0.7m，边墙1.0m～1.2m。无纺布幅间搭接宽度大于10cm，无纺布铺设时要松紧适度，使之能紧贴在喷射混凝土表面，不致因过紧被撕裂，也不致因过松使无纺布褶皱堆积形成人为蓄水点。

摘要：通过滇中引水工程，在螺峰山隧道下穿玉蒙铁路汉邑隧道采用有效的超前地质预报、合理的工法选择、健全的监测体系以及完善的应急救援组织成功实现安全穿越，对水工隧道下穿铁路营业线施工安全技术进行了较为全面的分析和总结，为此类工程安全施工提供和积累了极为宝贵的经验成果。

关键词：水工隧道；运营铁路；施工安全；风险管控

1前言

中国水资源较为匮乏，而且分布极其不均匀，因此南水北调、滇中引水等水资源调配工程应运而生，此类工程一般跨越区域大，影响范围广。中国铁路近20年来的高速发展，引水隧道与铁路线相交、冲突的工况很多，而铁路作为国民经济的大动脉，营业线安全关系着国计民生，如何实现水工隧道安全穿越铁路线的施工技术有很大的研究和实用价值。本文以滇中引水工程螺峰山隧道的成功下穿玉蒙铁路汉邑隧道对此类工程的施工安全技术进行分析和归纳，为类似工程提供有成功实例的借鉴。

2工程概况

螺峰山隧道位于云南省玉溪市区，隧道走向由北向南，全长14571m。隧道横断面为城门洞型，宽4.12m，高4.86m，开挖面积约18.52m2，为输水隧道。隧区为侵蚀地貌、构造侵蚀溶蚀地貌。隧洞沿线地形坡度20°～40°。地层岩性有长石石英砂岩、砂岩、泥岩、砾岩、泥灰岩等。隧道穿越小江、西有普渡河、南临曲江等断裂带。螺峰山隧道与玉蒙铁路汉邑隧道为交叉关系：螺峰山隧道前段由北方向往南方向施工，玉蒙铁路隧道为西北向东南走向。螺峰山隧道YX61+527.078与玉（溪）蒙（自）铁路存在立体交叉，交叉段为隧洞下穿铁路隧道，穿越处为五级围岩，洞身段岩体较破碎，厚度约32m，大于3倍洞高，该处隧洞埋深100～110m，如图1所示。

摘要：防水施工在铁路隧道工程建设中处于很重要的一项工作，可以为铁路隧道的综合安全与进度提供关键作用。本文从隧道施工中防水工作的特质开展研究，归纳出项目施工出现漏水的根源，具体谈论防水技术作用于隧道工程的意义，并给予合理的防水施工质量管控意见，提高防水工程的综合质量水平，为铁路隧道工程的施工安全和质量奠定良好基础。

关键词：隧道工程；防水；施工；质量

1引言

当前，从工程量、规模以及工程难易度来说，我国的铁路隧道工程在全球上都是第一位的。因为铁路隧道工程具有高难度、高技术的特征，而且很容易被外部地质因素所影响，这就导致施工难度加大，很容易存在安全隐患。针对铁路隧道工程在施工中的防水工作时，怎样设计出更科学合理的施工运作计划，利用质量管理办法使得铁路隧道工程在施工安全和质量上都有所提高，最终实现防水和排水的高目标。

2防水板工程极易发生的相关问题

防水板工程极易发生的质量问题包括以下几点。（1）防水板和止水带的质量不达标。（2）防水板和止水带拼接的长度不够，施工的质量不达标，致使拼接不够坚固。（3）地质勘测不精准，防水办法在规划时的落实度不够。（4）施工中会因钢筋和外露锚杆等因素致使防水板裂开。（5）施工质量不达标，很容易致使端头止水带拼接安装的不够匀称或者裸露在外等情况。（6）盲管在拼接处质量不达标，制约了排水功能的发挥。