铁路隧道施工图设计

铁路隧道施工图设计中铁隧道勘测设计院有限公司ChinaRailwayTunnelSurvey&DesignInstituteCO.LTD2012年7月14日周书明SunmoonZhou中国中铁工程总公司科技拔尖人才中铁隧道集团钻爆法隧道学科带头人中铁隧道勘测设计院副总工程师AssistantChiefEngineer青岛胶州湾隧道工程设计总负责人ProjectManager中国中铁工程总公司教授级高级工程师Professor中南大学岩土工程硕士Master天津市五一劳动奖章获得者风险与保险学会常务理事ExecutiveDirector主持研究、设计海底（水下）隧道10项10underwatertunnels主持设计铁路隧道、公路隧道20多项Morethan20tunnels完成隧道科研项目28项发表隧道论文50余篇Morethan50thesises从事隧道工作17年17serviceyearsoftunnel出版专著1部ProfessorGeotechnicalEngineeringMasterE-mail：[e-mail]：[phone]提纲：一、铁路规划发展二、隧道院主要铁路隧道业绩三、文件编制要求四、主要采用规范、指南五、设计依据文件六、隧道主要设计要点七、其他情况说明一铁路规划发展世界主要国家铁路通车里程国别营业里程(公里)备注美国UnitedStates230668中国China121000其中高铁营业里程超过1.9万公里。路网密度126公里/万平方公里俄罗斯Russia87157印度Indian63028国土面积为中国1/3加拿大Canada49831阿根廷Argentina34059德国Germany37477法国France31423墨西哥Mexico26613南非SouthAfrica25555日本Japanese20160国土面积只有中国1/20，人口中国1/10福州到台北蒲田（泉州）到台中厦门到高雄琼州海峡通道规划本次研究根据建设条件、海峡两岸规划以及以往研究情况，在长约80km的海峡范围内拟定了西、中、东三个通道位置进行比选。【国家铁路隧道】营业线路隧道6102座、3938913延长米。其中，长度10000米以上的特长隧道7座，长度在3000米以上至10000米的长隧道183座，长度在500米以上至3000米的中长隧道1901座，长度不足500米的短隧道4011座。7座万米以上的特长隧道是京广线大瑶山隧道（14294.5米），西康线秦岭一线隧道（18456米）、二线隧道（18456米），宁西线东秦岭隧道(12268米)，兰新线乌鞘岭左线隧道(20060米)右线隧道(20060米)，渝怀线圆梁山隧道(11070米)。二主要铁路隧道业绩二.隧道院铁路建设主要业绩1978年完成国家“4501”工程洛阳黄河水下铁路隧道可行性研究和初步设计起累计勘测设计铁路隧道700余公里。先后完成了宝成、鹰厦、成昆、川黔、胶济、侯月、大秦、南昆，京九、内昆、渝怀、宜万等多条铁路干线长大隧道的勘测设计工作。近几年又承担了横茶吉、南广、宝兰、云桂、运三、山西中南部、杭黄等铁路线长达隧道的勘测设计任务。二.隧道院铁路建设主要业绩第一条最长的双线电气化铁路隧道—京广铁路大瑶山隧道（全长14.295Km）；第一条最长单线铁路隧道—南昆铁路米花岭隧道（全长9.388km）。京广铁路大瑶山隧道米花岭隧道二.隧道院铁路建设主要业绩我国第一条重载双线铁路隧道—军都山隧道（全长8.46km）；京九铁路最长隧道—五指山隧道（全长4.45Km）；侯月铁路最长隧道—云台山隧道（全长8.147Km）；襄渝铁路狗磨湾三线隧道；渝怀铁路金洞隧道等。五指山隧道狗磨湾三线隧道二.隧道院铁路建设主要业绩序号项目名称设计时间获奖情况1京广铁路大瑶山隧道1981-19821989年获铁道部衡广复线工程优秀设计一等奖。2侯月铁路云台山1985-19881999年获国家质量奖金质奖，2000年获国家优秀设计铜奖3大秦铁路军都山隧道1984-19871990年获铁道部大秦一期工程优秀设计一等奖；1991年获国家优秀设计金质奖，国家优质工程金质奖。4京九铁路五指山隧道1993获建筑行业鲁班奖，1999年荣获国家优秀设计金奖、铁道部优秀设计一等奖，首届中国土木工程詹天佑大奖5谕怀线圆梁山隧道工程2001.3获第八届中国土木工程詹天佑大奖6谕怀线金洞隧道工程2001.32008年获得中国中铁优秀设计一等奖铁路勘测设计项目获奖情况铁路勘察设计项目线路隧道备注衡茶吉铁路鹅岭隧道10.4km配合施工山西中南部通道铁路南吕梁山隧道23.4km运煤专线重载云桂铁路红石岩隧道14.6km客专金温铁路扩能泽雅隧道12.0km运三铁路中条山隧道18.3km宝兰客运专线朱家山隧道14.9km太宁隧道5.9km成兰铁路上漳隧道15.0km太原至兴县铁路二青山隧道15.9km运煤重载重庆至贵阳铁路天坪隧道14.1km杭黄铁路紫高尖隧道13.0km三门峡至十堰（襄樊）铁路葫芦山隧道柳州至肇庆铁路大瑶山隧道黔江至张家界至常德铁路石板铺隧道鹅岭隧道鹅岭隧道位于江西省境内全长10.445km，为衡茶吉铁路全线最长的隧道。设计时速200km/h。吕梁山隧道吕梁山隧道全长23.4km,是山西中南部铁路重载运煤通道控制工程南吕梁山隧道二青山隧道工程概况新建铁路太兴线起点太原接轨点为西张站，兴县终点为安家庄站，正线全长175.2km。穿越吕梁山脉的二青山隧道，全长15.9km。二青山隧道三文件编制要求三、文件编制要求文件编制严格按照铁建[2007]152号设计文件编制办法编制。中华人民共和国行业标准铁路建设项目预可行性研究、可行性研究和设计文件编制办法TB10504-2007主编单位：铁道第一勘察设计院批准部门：中华人民共和国铁道部施行日期：2007年10月1日三、文件编制要求设计说明内容组成一、初步设计审批意见的主要内容及执行情况二、设计说明（总的工程情况、设计内容、工程数量与其他专业设计接口说明、采用的先进技术及其他必要的说明）三、环境保护与水土保持措施四、施工注意事项（施工方法、地质超前预报措施及其他）五、运营注意事项（特长隧道设备使用、养护、维修及事故逃逸措施）六、安全施工的措施（根据地质条件、风险等级、周边环境、邻近工程、重点部位和环节、营业线运营、新结构、新材料、新工艺等因素，提出安全施工及安全运营的措施）二、文件编制要求图纸目录一、隧道平面图，比例1：2000或1：5000（特长隧道及5000m以上的长隧道洞顶部分的比例可用1:10000)二、隧道纵断面图，比例横1:500~1:5000，竖1:200~1:2000三、隧道洞身横断面图，比例1:200或1:500四、隧道洞口平面图，比例1:200或1:500五、隧道洞口纵、横断面图，比例1:200六、辅助坑道设计图（含平面、纵、横断面及结构设计图）注：以上各图，除结构设计图外，均应绘注地质资料。七、隧道运营通风设计图八、特殊设计图（如洞门、衬砌、支护、防水、排水设计等，含细部结构设计图，必要时附施工工艺图）四主要采用规范指南四、主要采用规范、指南规范类：(1)《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）；《铁路隧道设计规范》（TB10003-2016）行业标准，自2017年1月25日起实施。(2)《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；(3)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)；(4)《中空锚杆技术条件》(TB/T3209-2008)；(5)《铁路工程结构可靠度设计统一标准度》（GB50216-94）；(6)《铁路隧道防排水技术规范》（TZ331-2009）；(7)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)；(8)《铁路工程设计防火规范》(TB10063-2007)；(9)《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120-2002)；(10)《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)；四、主要采用规范、指南规范类：(11)《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设（2008）105）；(12)《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（2005年修订版）；(13)《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设［2005］157号）；(14)《铁路隧道衬砌质量无损检测规范》（TB10223-2004）；(15)《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)；(16)《铁路工程施工安全技术规程》(TB10401.1-2003)；(17)《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》（TZ231-2007）；(18)《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设［2005］160号）；五主要设计依据五、主要设计依据文件(1)《关于本项目初步设计的批复》（铁鉴函【20**】***号）；(2)《关于本项目环境影响报告书的批复》（环审【20**】***号））(3)初步设计文件；(4)施工设计平、纵断面图及相关资料；(5)隧道详勘工程地质报告；(6)测量定测成果报告。六铁路隧道设计关键技术及难点六、铁路隧道设计关键技术及难点1、隧道建设形式根据我国隧道修建技术水平，对于15km以上的特长隧道，设计宜采用双洞单线隧道形式。双洞单线隧道施工难度及风险相对较低；有条件可利用其一施作平导，加快建设速度；隧道互为救援通道，降低了防灾疏散难度。单洞双线隧道易于发挥大型机械设备优势；综合造价相对较低；节约土地，利于管理六、铁路隧道设计关键技术及难点2、隧道限界根据铁路技术标准以及用途，选择合理的限界。其中，货运铁路主要满足货运列车通行；客运专线除考虑列车通行外，还应根据旅客舒适度准则，确定隧道内净空面积。单线隧道内轮廓双线隧道内轮廓六、铁路隧道设计关键技术及难点高速铁路隧道舒适度准则铁路类型隧道长度（占线路长度的比例）关系隧道密集程度(座/h)瞬变压力(kPa/3s)A（平原）单线＜10％而且＜42.0B（平原）双线＜10％而且＜43.0C（山丘）单线＞25％或者＞40.8D（山丘）双线＞25％或者＞41.25六、铁路隧道设计关键技术及难点3、隧道洞门工程隧道进、出口位置的确定应贯彻“早进晚出”的原则，尽量减少对地表的破坏；单线隧道洞口中心挖高8～10m，边仰坡最大挖高10～14m。双线隧道洞口中心挖高10～12m，边仰坡最大挖高12～16m。洞门型式应尽可能美观大方，洞口边、仰坡不开挖或少开挖，因地制宜采取多种新型洞门结构，并在洞门周边加强植被防护，必要时可接长明洞，恢复地表植被。喇叭口倒切式帽檐斜切式六、铁路隧道设计关键技术及难点3、隧道洞门工程洞口施工防护措施：长管棚超前进洞法、接长明洞进洞法、小导坑反向扩大隧道进洞法、地层加固进洞法。采用最多的是长管棚超前进洞法，长管棚对洞口段围岩的稳定作用显著。六、铁路隧道设计关键技术及难点4、隧道衬砌设计除有特别要求外，隧道暗挖段均采用复合式衬砌。二种类型结构的设计原则与支护参数有所不同。根据二次衬砌结构在运营期间是否承受水压力分防水型衬砌型式排水型衬砌型式复合式衬砌结构不承受水压力承受水压力六、铁路隧道设计关键技术及难点4、隧道衬砌设计排水型衬砌支护参数的设计原则：初期支护承担施工阶段大部分荷载或全部荷载，二次衬砌承担部分围岩形变压力（需要衬砌紧跟时）以及由于初期支护可能劣化、软岩蠕变、环境条件变化等而作用于二次衬砌上的荷载，并作为安全储备。防水型衬砌支护参数的设计原则：初期支护按满足施工安全和控制地面沉降的要求确定，二次衬砌承担全部围岩压力和水压力。六、铁路隧道设计关键技术及难点4、隧道衬砌设计铁路隧道衬砌设计特点：突出“加强基底”和注重“刚度变化”：针对以往隧道底部易发病害和列车运行要求，加强了基底设计，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩均采用有仰拱结构，且仰拱厚度较拱墙衬砌大；Ⅳ、Ⅴ级围岩分别设计了一般衬砌、加强衬砌和偏压衬砌，以适应地形、地质、埋深等多种条件变化的要求。六、铁路隧道设计关键