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摘要： 起源于20世纪60年代的高速铁路是世界铁路发展史上具有重要意义的一块里程碑，也是铁路技术现代化的标志。由于高速铁路能够提供快速、经济、舒适的旅行环境和优质的运输服务等特点，大大提高了铁路与其他运输方式的竞争能力。目前高速铁路已经成为世界铁路旅客运输发展的趋势。由于铁路线路需要穿越的地形地貌具有多样性，因此隧道工程成为高速铁路必不可缺的组成部分。本文着重介绍高铁隧道施工相关事宜，分析其工程特点，列举相关工程施工措施，描述相应的施工方案，以期为同类工程提供借鉴。
关键词：高速铁路；隧道工程；施工
Abstract：Originated in the nineteen sixties high-speed railway is the world railway history is of great significance for a milepost, also is the symbol of modernization of railway technology. Because of the high-speed railway is able to provide fast, economic, comfortable travel environment and the quality of transport services and other characteristics, greatly improving the railway and other transportation way competition ability. The high-speed railway has become the development trend of railway passenger transport. Due to the railway line to cross terrain has diversity, so the high speed railway tunnel engineering become the necessary part of. This paper introduces the high-speed rail tunnel construction related issues, analysis of the engineering characteristics, lists the related construction measures, described the corresponding construction plan, in order to provide reference for similar engineering.
Key words：High speed railway;Tunnel engineering;Tunnel engineering;
中图分类号：U45文献标识码： A 文章编号：
高速铁路最早出现在20世纪60年代，它是世界铁路发展史上具有重要意义的一块里程碑，是铁路技术现代化的标志。由于高速铁路能够提供快速、经济、舒适的旅行环境和优质的运输服务等特点，大大提高了铁路与其他运输方式的竞争能力。目前高速铁路已经成为世界铁路运输发展的趋势。由于铁路线路需要穿越的地形地貌具有多样性，因此隧道工程成为高速铁路必不可缺的组成部分。由于高速铁路的线路技术标准要远远高于普通铁路线路技术标准。因此高速铁路的发展，与隧道工程技术的不断创新是不可分割的。国外在建及已建的部分高速铁路，其线路中隧道占据相当大的比重，我国近几年兴建的高速铁路及在建线路，隧道也占有相当大的比例。
一、高速铁路隧道的特点
在铁路设计、勘测、施工和养护维修管理等方面，高速铁路隧道建设与一般铁路隧道具有许多共同点。但由于高速铁路列车运行速度很高，许多在低速运行时可以忽略的问题在列车高速运行时则对列车运行的舒适与安全构成了相当大的影响。隧道内空气对列车的作用就是一个突出的例子。高速列车进入隧道排除隧道内原有的部分空气，由于空气具有一定的粘性以及隧道内壁、列车外表面摩阻力的存在，被排开的空气并不能像在隧道外部那样及时、流畅地沿列车周侧形成绕流，列车前部的空气受到压缩，而列车进入隧道后会在车尾形成一定的负压，空气作用产生压力波动过程。这些都会对高速列车运营、人员舒适度和环境造成一系列影响。其次，由于列车的高速运行引起剧烈震动，考虑对行车安全的影响，高铁建设对围岩与地基的要求尤为严格。本文主要对高铁隧道施工中对围岩及地基的处理进行介绍。
二、高速铁路隧道施工准备
（一）施工调查时应该进行的调查内容：
1地理环境、气象、水文水质情况；
2洞口位置、辅助坑道及相邻工程情况；
3施工道路、供水、供电、通信、施工场地、征地拆迁情况、弃方场地容纳能力等；
4原材料及半成品的種类、质量、价格及供应能力等、机械设备的供应情况、供货渠道及管理方式等；
5交通运输能力、运价、装卸费率等；
6可供利用的当地劳动力资源状况，工费、就业情况等；
7生活供应、医疗、卫生、防疫、民俗及居民点的社会治安情况等；
8生态、环境保护的强制规定和特殊要求；
9对隧道施工有直接和间接影响的其他因素；
（二）施工方案选择及资源配置：
隧道施工方案应根据施工条件、地质条件、隧道长度、隧道横断面、埋深深度、工期要求、环境保护、资源配置等因素综合选定。资源配置应与隧道施工方案相匹配，按照拟定的施工方案和进度安排，计算主要材料、设备、关键施工机械的数量及分阶段消耗量，确定分阶段的进料时间、储存及供应数量。
（三）施工机械隧道施工应进行施工机械配置方案设计，并纳入隧道实施性施工组织设计。隧道施工机械应配置与施工方法、工期相适应，配套生产能力大于均衡生产能力，最大限度发挥机械设备总体效率。
三、高速铁路隧道施工
本文着重对高速铁路隧道施工过程中需要注意的事项及采用的施工技术进行介绍。
（一）空气波动
（1）增大隧道净空面积，这项措施对空气动力学效应有整体减缓作用 ；
（2）改善洞口形状，设置洞口缓冲结构，在隧道内和出口增设其他主被动型减缓微压波的设施或结构，以减少空气波的冲击 ；
（3）洞内设施尽量隐蔽设置，使隧道表面平整光滑，减少列车运行时的阻力对设施的破坏 ；
（4）在洞内设置减压通风竖井、斜井或横洞 ；
（5）改善轨道结构，提高洞内列车运行的稳定性和舒适度 ；
（6）使高速列车具有良好的空气动力学特性的形状。
在通常情况下设计高速铁路隧道时，考虑到空气动力学的特性，都采用单洞双线断面，较少采用双洞单线断面。
（二）围岩支护
采用超前小导管，超前小导管是在隧道开挖之前，沿着隧道开挖轮廓线外按照一定的角度打入直径为32~70mm，长度为3~5m的带孔钢管，利用钢管进行注浆，并与钢架形成整体进行围岩加固的超前支护方式。
施工要点：
（1）根据地质条件调查报告、隧道断面及支护结构形式确定超前小导管参数；
（2）超前小导管沿隧道的周边布设，环向间距不应超过400mm，外插角在10~15°。钻至孔深后，用吹管清孔，防止孔位坍塌。两环小导管之间搭接不宜小于1m；
（3）顶入加工好的注浆管，小导管周围缝隙封堵，并用棉紗将孔口堵塞，喷射混凝土封闭工作面，孔口应高于混凝土面15cm。钢管顶入钻孔长度应大于90%管长；
（4）连接注浆管线，首先进行压水试验，合格后注浆，注浆压力要达到设计要求，观察工作面及管线漏浆情况，发现后及时封堵。当注浆量大，压力长时间不升高时，应及时调整浆液材料、浓度及配合比，以缩短凝胶时间。
（5）根据地质调查报告选择浆液类型（单浆液、双浆液、化学浆液）；
（6）检查以确认注浆浆液固结并达到设计强度后进行隧道开挖
（三）初期支护
按照新奥法原理，开挖后的初期支护是为了及时封闭围岩，以控制围岩的松弛和变形，充分发挥围岩自身的支护作用，与二次衬砌共同形成承担荷载的结构。
初期支护一般采用喷射混凝土、锚杆、格栅钢架、钢筋网等。喷射混凝土不仅是初期支护的重要组成构件，也是永久性支护的重要组成部件。采用混凝土强度等级为C25和C30，但随着材料、配合比、施工机械的发展，喷射高强混凝土支护已经成为可能，因此混凝土的设计基准强度有进一步提高的趋势。在不良地质条件下的隧道，应提高混凝土的强度等级。锚杆是在隧道开挖时，为了避免岩体因松散发生坍塌，在未开挖的岩体或开挖轮廓线外的岩体中打入实心的或者空心的钢材加工的杆件，起对岩体的加筋和联接成整体作用，锚杆与围岩之间采用砂浆或者其他粘结材料固结，加设钢垫板固定。锚杆支护在黄土隧道拱部作用不大，但是在岩石隧道中锚杆的作用是非常有效的。
（四）地基处理
隧道工程特殊地质地段是指软弱性黄土、含水未固结围岩、膨胀性岩层、断层、溶洞、流沙、岩爆等地段以及瓦斯底层。由于我国黄土分布广面积大，因此在隧道施工时必须考虑湿陷性黄土地基处理。隧道施工中防止黄土湿陷性危害的地基处理方法通常为加密或换土，使处理后的土体不再具有湿陷性；或者是以减小原有地基总湿陷量为目的，消除部分湿陷量。
根据成桩材料的不同，挤密桩分为土或灰土挤密桩、水泥土挤密桩以及、CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）等。灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，处理深度为5~10米。当以消除地基土实现行为目的时，宜采用土挤密桩法。但当地基土的的含水量大于24%、饱和度大于65%时，不宜选用灰土挤密桩或土挤密桩法，且CFG桩造价高，实际施工中多采用水泥土挤密桩对地基进行加固处理。
（五）防排水
防排水对隧道施工及营运中的的安全是非常的重要的。隧道防排水设计和施工中的防排水既要保证工程本身需要，同时又要考虑对隧道周边自然环境的影响。隧道施工前应对可能对隧道产生渗水漏水的井泉、池沼、水库、河流进行调查，并观测实验，分析对隧道渗漏水可能的影响，并按设计进行处理。隧道上覆层薄或者地表水有可能渗入隧道的，施工前应对地表进行处理。
四、结语
近年来，随着我国高速铁路建设的不断发展，通过大量的工程试验与实践，我国建设人才不断开拓创新，在系统的总结自身研究成果的基础之上，不断丰富着我国高速铁路隧道建设系统，为我国高速铁路隧道的正常运行以及后续的发展提供了坚实的技术保障，也必将为建设我国畅通发达的高速铁路交通网、构建现代运输体系作出新的贡献。
参考文献
[1] 赵勇.我国 2000~2005 年建成的铁路隧道[J].铁道标准设计，2006（11）.
[2] 赵宇，王有凯，朱伶俐，等.高速铁路隧道通风竖井对气动效应的影响研究 [J].河南理工大学学报（自然科学版），2008（5）.
[3] “2006 中国高速铁路隧道国际技术交流会”第一号通知[J].铁道标准设计，2006（7）.
关键词：高速铁路；隧道工程；施工
Abstract：Originated in the nineteen sixties high-speed railway is the world railway history is of great significance for a milepost, also is the symbol of modernization of railway technology. Because of the high-speed railway is able to provide fast, economic, comfortable travel environment and the quality of transport services and other characteristics, greatly improving the railway and other transportation way competition ability. The high-speed railway has become the development trend of railway passenger transport. Due to the railway line to cross terrain has diversity, so the high speed railway tunnel engineering become the necessary part of. This paper introduces the high-speed rail tunnel construction related issues, analysis of the engineering characteristics, lists the related construction measures, described the corresponding construction plan, in order to provide reference for similar engineering.
Key words：High speed railway;Tunnel engineering;Tunnel engineering;
中图分类号：U45文献标识码： A 文章编号：
高速铁路最早出现在20世纪60年代，它是世界铁路发展史上具有重要意义的一块里程碑，是铁路技术现代化的标志。由于高速铁路能够提供快速、经济、舒适的旅行环境和优质的运输服务等特点，大大提高了铁路与其他运输方式的竞争能力。目前高速铁路已经成为世界铁路运输发展的趋势。由于铁路线路需要穿越的地形地貌具有多样性，因此隧道工程成为高速铁路必不可缺的组成部分。由于高速铁路的线路技术标准要远远高于普通铁路线路技术标准。因此高速铁路的发展，与隧道工程技术的不断创新是不可分割的。国外在建及已建的部分高速铁路，其线路中隧道占据相当大的比重，我国近几年兴建的高速铁路及在建线路，隧道也占有相当大的比例。
一、高速铁路隧道的特点
在铁路设计、勘测、施工和养护维修管理等方面，高速铁路隧道建设与一般铁路隧道具有许多共同点。但由于高速铁路列车运行速度很高，许多在低速运行时可以忽略的问题在列车高速运行时则对列车运行的舒适与安全构成了相当大的影响。隧道内空气对列车的作用就是一个突出的例子。高速列车进入隧道排除隧道内原有的部分空气，由于空气具有一定的粘性以及隧道内壁、列车外表面摩阻力的存在，被排开的空气并不能像在隧道外部那样及时、流畅地沿列车周侧形成绕流，列车前部的空气受到压缩，而列车进入隧道后会在车尾形成一定的负压，空气作用产生压力波动过程。这些都会对高速列车运营、人员舒适度和环境造成一系列影响。其次，由于列车的高速运行引起剧烈震动，考虑对行车安全的影响，高铁建设对围岩与地基的要求尤为严格。本文主要对高铁隧道施工中对围岩及地基的处理进行介绍。
二、高速铁路隧道施工准备
（一）施工调查时应该进行的调查内容：
1地理环境、气象、水文水质情况；
2洞口位置、辅助坑道及相邻工程情况；
3施工道路、供水、供电、通信、施工场地、征地拆迁情况、弃方场地容纳能力等；
4原材料及半成品的種类、质量、价格及供应能力等、机械设备的供应情况、供货渠道及管理方式等；
5交通运输能力、运价、装卸费率等；
6可供利用的当地劳动力资源状况，工费、就业情况等；
7生活供应、医疗、卫生、防疫、民俗及居民点的社会治安情况等；
8生态、环境保护的强制规定和特殊要求；
9对隧道施工有直接和间接影响的其他因素；
（二）施工方案选择及资源配置：
隧道施工方案应根据施工条件、地质条件、隧道长度、隧道横断面、埋深深度、工期要求、环境保护、资源配置等因素综合选定。资源配置应与隧道施工方案相匹配，按照拟定的施工方案和进度安排，计算主要材料、设备、关键施工机械的数量及分阶段消耗量，确定分阶段的进料时间、储存及供应数量。
（三）施工机械隧道施工应进行施工机械配置方案设计，并纳入隧道实施性施工组织设计。隧道施工机械应配置与施工方法、工期相适应，配套生产能力大于均衡生产能力，最大限度发挥机械设备总体效率。
三、高速铁路隧道施工
本文着重对高速铁路隧道施工过程中需要注意的事项及采用的施工技术进行介绍。
（一）空气波动
（1）增大隧道净空面积，这项措施对空气动力学效应有整体减缓作用 ；
（2）改善洞口形状，设置洞口缓冲结构，在隧道内和出口增设其他主被动型减缓微压波的设施或结构，以减少空气波的冲击 ；
（3）洞内设施尽量隐蔽设置，使隧道表面平整光滑，减少列车运行时的阻力对设施的破坏 ；
（4）在洞内设置减压通风竖井、斜井或横洞 ；
（5）改善轨道结构，提高洞内列车运行的稳定性和舒适度 ；
（6）使高速列车具有良好的空气动力学特性的形状。
在通常情况下设计高速铁路隧道时，考虑到空气动力学的特性，都采用单洞双线断面，较少采用双洞单线断面。
（二）围岩支护
采用超前小导管，超前小导管是在隧道开挖之前，沿着隧道开挖轮廓线外按照一定的角度打入直径为32~70mm，长度为3~5m的带孔钢管，利用钢管进行注浆，并与钢架形成整体进行围岩加固的超前支护方式。
施工要点：
（1）根据地质条件调查报告、隧道断面及支护结构形式确定超前小导管参数；
（2）超前小导管沿隧道的周边布设，环向间距不应超过400mm，外插角在10~15°。钻至孔深后，用吹管清孔，防止孔位坍塌。两环小导管之间搭接不宜小于1m；
（3）顶入加工好的注浆管，小导管周围缝隙封堵，并用棉紗将孔口堵塞，喷射混凝土封闭工作面，孔口应高于混凝土面15cm。钢管顶入钻孔长度应大于90%管长；
（4）连接注浆管线，首先进行压水试验，合格后注浆，注浆压力要达到设计要求，观察工作面及管线漏浆情况，发现后及时封堵。当注浆量大，压力长时间不升高时，应及时调整浆液材料、浓度及配合比，以缩短凝胶时间。
（5）根据地质调查报告选择浆液类型（单浆液、双浆液、化学浆液）；
（6）检查以确认注浆浆液固结并达到设计强度后进行隧道开挖
（三）初期支护
按照新奥法原理，开挖后的初期支护是为了及时封闭围岩，以控制围岩的松弛和变形，充分发挥围岩自身的支护作用，与二次衬砌共同形成承担荷载的结构。
初期支护一般采用喷射混凝土、锚杆、格栅钢架、钢筋网等。喷射混凝土不仅是初期支护的重要组成构件，也是永久性支护的重要组成部件。采用混凝土强度等级为C25和C30，但随着材料、配合比、施工机械的发展，喷射高强混凝土支护已经成为可能，因此混凝土的设计基准强度有进一步提高的趋势。在不良地质条件下的隧道，应提高混凝土的强度等级。锚杆是在隧道开挖时，为了避免岩体因松散发生坍塌，在未开挖的岩体或开挖轮廓线外的岩体中打入实心的或者空心的钢材加工的杆件，起对岩体的加筋和联接成整体作用，锚杆与围岩之间采用砂浆或者其他粘结材料固结，加设钢垫板固定。锚杆支护在黄土隧道拱部作用不大，但是在岩石隧道中锚杆的作用是非常有效的。
（四）地基处理
隧道工程特殊地质地段是指软弱性黄土、含水未固结围岩、膨胀性岩层、断层、溶洞、流沙、岩爆等地段以及瓦斯底层。由于我国黄土分布广面积大，因此在隧道施工时必须考虑湿陷性黄土地基处理。隧道施工中防止黄土湿陷性危害的地基处理方法通常为加密或换土，使处理后的土体不再具有湿陷性；或者是以减小原有地基总湿陷量为目的，消除部分湿陷量。
根据成桩材料的不同，挤密桩分为土或灰土挤密桩、水泥土挤密桩以及、CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）等。灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，处理深度为5~10米。当以消除地基土实现行为目的时，宜采用土挤密桩法。但当地基土的的含水量大于24%、饱和度大于65%时，不宜选用灰土挤密桩或土挤密桩法，且CFG桩造价高，实际施工中多采用水泥土挤密桩对地基进行加固处理。
（五）防排水
防排水对隧道施工及营运中的的安全是非常的重要的。隧道防排水设计和施工中的防排水既要保证工程本身需要，同时又要考虑对隧道周边自然环境的影响。隧道施工前应对可能对隧道产生渗水漏水的井泉、池沼、水库、河流进行调查，并观测实验，分析对隧道渗漏水可能的影响，并按设计进行处理。隧道上覆层薄或者地表水有可能渗入隧道的，施工前应对地表进行处理。
四、结语
近年来，随着我国高速铁路建设的不断发展，通过大量的工程试验与实践，我国建设人才不断开拓创新，在系统的总结自身研究成果的基础之上，不断丰富着我国高速铁路隧道建设系统，为我国高速铁路隧道的正常运行以及后续的发展提供了坚实的技术保障，也必将为建设我国畅通发达的高速铁路交通网、构建现代运输体系作出新的贡献。
参考文献
[1] 赵勇.我国 2000~2005 年建成的铁路隧道[J].铁道标准设计，2006（11）.
[2] 赵宇，王有凯，朱伶俐，等.高速铁路隧道通风竖井对气动效应的影响研究 [J].河南理工大学学报（自然科学版），2008（5）.
[3] “2006 中国高速铁路隧道国际技术交流会”第一号通知[J].铁道标准设计，2006（7）.