趙 勇， 田四明， 孫 毅

(1. 中國(guó)鐵路經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院， 北京 100038； 2. 中國(guó)鐵路總公司工程設(shè)計(jì)鑒定中心， 北京 100844；3. 北京交通大學(xué)城市地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100044)

中國(guó)高速鐵路隧道的發(fā)展及規(guī)劃

趙 勇1,2， 田四明1,2， 孫 毅1,3

(1. 中國(guó)鐵路經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院， 北京 100038； 2. 中國(guó)鐵路總公司工程設(shè)計(jì)鑒定中心， 北京 100844；3. 北京交通大學(xué)城市地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100044)

介紹了中國(guó)高速鐵路的發(fā)展歷程，論述了隧道工程在中國(guó)高速鐵路發(fā)展中的關(guān)鍵性作用，總結(jié)了中國(guó)高速鐵路隧道的主要特點(diǎn)： 分布區(qū)域廣且地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜； 隧道斷面凈空有效面積大； 采用復(fù)合式襯砌與明洞式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相結(jié)合的支護(hù)方式； 道床形式主要為無(wú)砟軌道。對(duì)運(yùn)營(yíng)、在建和規(guī)劃中的中國(guó)高速鐵路隧道進(jìn)行了系統(tǒng)介紹，提出中國(guó)高速鐵路隧道的發(fā)展方向： 形成更加完善的技術(shù)體系； 優(yōu)化隧道斷面尺寸和設(shè)計(jì)參數(shù)； 全面實(shí)施大型機(jī)械化配套施工； 提高隧道建設(shè)信息化管理水平。

高速鐵路隧道； 隧道設(shè)計(jì)與施工； 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)； 城際鐵路

0 引言

隨著中國(guó)高速鐵路的崛起，作為支撐高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的重點(diǎn)學(xué)科——高速鐵路隧道工程也得到了快速發(fā)展，為中國(guó)高速鐵路的技術(shù)進(jìn)步增添了動(dòng)力。中國(guó)工程院院士王夢(mèng)恕曾經(jīng)說(shuō)過(guò)： “正是有了長(zhǎng)大隧道、各種復(fù)雜地質(zhì)隧道修建技術(shù)的進(jìn)步，才使高速鐵路采用大曲線(xiàn)半徑以及高速列車(chē)穿山越嶺成為可能?！币郧靶藿ǖ钠账勹F路隧道，一般斷面較小，長(zhǎng)大隧道少，遇到不良地質(zhì)時(shí)盡量繞避，修建技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單。而高速鐵路需要采用直線(xiàn)或大曲線(xiàn)半徑，很難繞避不良地質(zhì)或障礙物，需要采用隧道方案下穿通過(guò)，有時(shí)“明知山有虎，偏向虎山行”，這給隧道工程建設(shè)帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。高速鐵路隧道具有斷面大、長(zhǎng)隧道多、施工風(fēng)險(xiǎn)大和耐久性要求高等特點(diǎn)，往往成為控制全線(xiàn)工期的重、難點(diǎn)工程，所以，高速鐵路隧道工程是高速鐵路工程建設(shè)的重中之重。

1 中國(guó)高速鐵路隧道發(fā)展歷程

1.1 中國(guó)高速鐵路發(fā)展歷程

長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)鐵路推行“速度、密度、重量合理匹配”的技術(shù)政策，絕大部分鐵路實(shí)行客貨混跑運(yùn)行模式。從20世紀(jì)90年代初，中國(guó)開(kāi)始進(jìn)行高速鐵路的相關(guān)研究，并把“提高旅客列車(chē)速度”上升到鐵路發(fā)展的戰(zhàn)略高度，對(duì)高速鐵路的設(shè)計(jì)建造技術(shù)、高速列車(chē)、運(yùn)營(yíng)管理的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)組織開(kāi)展了大量的科學(xué)研究和技術(shù)攻關(guān)。以此為基礎(chǔ)，中國(guó)鐵路進(jìn)行了廣州至深圳鐵路提速改造，修建了秦皇島至沈陽(yáng)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)，實(shí)施了既有鐵路的六次大提速等，為構(gòu)建中國(guó)高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系奠定了必要的基礎(chǔ)[1]。

2002年12月建成的秦皇島至沈陽(yáng)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)，是中國(guó)自主研究、設(shè)計(jì)、施工的第一條客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路，目標(biāo)速度為200 km/h，基礎(chǔ)設(shè)施預(yù)留運(yùn)行速度為250 km/h。自主研制的“中華之星”電動(dòng)車(chē)組在秦沈客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)“中國(guó)鐵路第一速”— 321.5 km/h。

2005年以來(lái)，按照國(guó)家《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》(2008年調(diào)整，如圖1所示)和鐵路“十一五”、“十二五”規(guī)劃[2]，以“四縱四橫”快速客運(yùn)網(wǎng)為主骨架的高速鐵路建設(shè)全面加快推進(jìn)，建成北京至天津、上海至南京、北京至上海、北京至廣州、哈爾濱至大連、鄭州至西安等一批設(shè)計(jì)時(shí)速350 km、具有世界先進(jìn)水平的高速鐵路，形成了比較完善的高速鐵路技術(shù)體系[3]。通過(guò)引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，系統(tǒng)掌握了時(shí)速200～250 km動(dòng)車(chē)組制造技術(shù)，成功搭建了時(shí)速350 km的動(dòng)車(chē)組平臺(tái)，研制生產(chǎn)了CRH(China railway high-speed)380型新一代高速列車(chē)； 正在研發(fā)的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組列車(chē)，運(yùn)營(yíng)性能更好，已經(jīng)成功下線(xiàn)并在大同至西安鐵路完成測(cè)試，不久也將批量生產(chǎn)。

圖1 2020年中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃(2008年調(diào)整)

中國(guó)高速鐵路堅(jiān)持走“自主創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新相結(jié)合”的創(chuàng)新之路。經(jīng)過(guò)十多年堅(jiān)持不懈的努力，中國(guó)高速鐵路在工務(wù)工程、高速列車(chē)、牽引供電、通信信號(hào)、客運(yùn)樞紐、運(yùn)營(yíng)管理、安全監(jiān)控和系統(tǒng)集成等技術(shù)領(lǐng)域，取得一系列重大成果，形成具有中國(guó)特色的高速鐵路技術(shù)體系，總體技術(shù)水平進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

1.2 中國(guó)高速鐵路隧道發(fā)展歷程

中國(guó)高速鐵路隧道技術(shù)在近十幾年得到了快速發(fā)展。中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)北至高雄高速鐵路，全長(zhǎng)345 km，于2007年1月5日正式通車(chē)，共有隧道48座，總延長(zhǎng)47 km，是中國(guó)最早通車(chē)的有隧道工程的高速鐵路。中國(guó)大陸第一條通車(chē)運(yùn)營(yíng)的有隧道工程的高速鐵路是滬漢蓉客運(yùn)通道中合肥至南京鐵路，該項(xiàng)目全長(zhǎng)148 km，于2008年4月18日開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，僅有2座隧道，全長(zhǎng)2 005 m。截至2015年底，中國(guó)建成通車(chē)的高速鐵路隧道長(zhǎng)度總計(jì)約3 200 km，數(shù)量超過(guò)2 200座，成為全世界擁有高速鐵路隧道最多的國(guó)家。中國(guó)已投入運(yùn)營(yíng)高速鐵路隧道通車(chē)數(shù)量和長(zhǎng)度見(jiàn)表1[4]。此外，中國(guó)正在建設(shè)的高速鐵路隧道長(zhǎng)度約2 900 km，加上正在設(shè)計(jì)和規(guī)劃的高速鐵路隧道，高速鐵路隧道總長(zhǎng)度將超過(guò)10 000 km。中國(guó)已經(jīng)成為名副其實(shí)的高速鐵路大國(guó)、隧道大國(guó)，并初步形成了一套完整的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的高速鐵路隧道技術(shù)體系。

表1 中國(guó)已投入運(yùn)營(yíng)的高速鐵路隧道年度統(tǒng)計(jì)

Table 1 Annual statistics of high-speed railway tunnels in operation in China

年度座數(shù)長(zhǎng)度/km2007年48472008年222009年3524042010年1653102011年5459年度座數(shù)長(zhǎng)度/km2012年57612013年2052692014年72711292015年640917

注： 表中數(shù)據(jù)包含中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)高速鐵路隧道。

2 中國(guó)已運(yùn)營(yíng)高速鐵路隧道概況

截至2015年底，中國(guó)已投入運(yùn)營(yíng)或建成的高速鐵路有66條，總長(zhǎng)20 987 km。設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為 300～350 km/h的高速鐵路有25條，總長(zhǎng)12 828 km； 設(shè)計(jì)速度250 km/h的高速鐵路有32條，總長(zhǎng)7 147 km； 其他客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)或城際鐵路有9條，總長(zhǎng)1 012 km。共有高速鐵路隧道2 202座，總長(zhǎng)約3 151 km，其中長(zhǎng)度大于10 km的特長(zhǎng)隧道29座，總長(zhǎng)約370 km。

2.1 已運(yùn)營(yíng)設(shè)計(jì)速度300～350 km/h高速鐵路隧道

截至2015年底，中國(guó)已投入運(yùn)營(yíng)的設(shè)計(jì)速度300～350 km/h的高速鐵路中，有隧道工程的項(xiàng)目共21個(gè)，共有設(shè)計(jì)速度為300 km/h及以上的隧道1 348座，累計(jì)長(zhǎng)度為1 921 km。隧道分段統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 設(shè)計(jì)速度300～350 km/h已運(yùn)營(yíng)高速鐵路隧道分段統(tǒng)計(jì)

Table 2 Statistics of high-speed railway tunnels in operation with design speed of 300-350 km/h

隧道長(zhǎng)度l/m座數(shù)累計(jì)長(zhǎng)度/km l<500645160 500≤l<3000518635 3000≤l<10000165880 l≥1000020246合計(jì)13481921

2.2 已運(yùn)營(yíng)設(shè)計(jì)速度250 km/h高速鐵路隧道

截至2015年底，中國(guó)己投入運(yùn)營(yíng)的設(shè)計(jì)速度250 km/h的高速鐵路隧道共808座，累計(jì)長(zhǎng)度為1 151 km。隧道分段統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。

2.3 已運(yùn)營(yíng)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)和城際鐵路隧道

截至2015年底，中國(guó)已投入運(yùn)營(yíng)的設(shè)計(jì)速度200 km/h及以下的客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)和城際鐵路隧道共46座，累計(jì)長(zhǎng)度為80 km。隧道分段統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4。

表3 設(shè)計(jì)速度250 km/h已運(yùn)營(yíng)高速鐵路隧道分段統(tǒng)計(jì)

Table 3 Statistics of high-speed railway tunnels in operation with design speed of 250 km/h

隧道長(zhǎng)度l/m座數(shù)累計(jì)長(zhǎng)度/km l<50035495 500≤l<3000346429 3000≤l<1000099503 l≥100009124合計(jì)8081151

表4 設(shè)計(jì)速度200 km/h及以下已運(yùn)營(yíng)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)和城際鐵路隧道分段統(tǒng)計(jì)

Table 4 Statistics of passenger-dedicated railway tunnels and inter-city railway tunnels in operation with design speed of less than 200 km/h

隧道長(zhǎng)度l/m座數(shù)累計(jì)長(zhǎng)度/km l<500164 500≤l<30001927 3000≤l<100001149 l≥1000000合計(jì)4680

3 中國(guó)在建高速鐵路隧道概況

截至2015年底，中國(guó)正在建設(shè)的有隧道工程項(xiàng)目的高速鐵路及城際鐵路共28條，總長(zhǎng)8 452 km，共有隧道1 331座，累計(jì)長(zhǎng)度約2 868 km。設(shè)計(jì)速度為300～350 km/h的高速鐵路項(xiàng)目10條，總長(zhǎng)4 360 km； 設(shè)計(jì)速度為250 km/h的高速鐵路項(xiàng)目13條，總長(zhǎng)3 545km； 其他客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)或城際鐵路項(xiàng)目5條，總長(zhǎng)547 km。

3.1 在建設(shè)計(jì)速度300～350 km/h高速鐵路隧道

截至2015年底，中國(guó)正在建設(shè)的高速鐵路中，共有設(shè)計(jì)速度300～350 km/h的隧道395座，累計(jì)長(zhǎng)度為949 km。隧道分段統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表5。

表5 設(shè)計(jì)速度300～350 km/h在建高速鐵路隧道分段統(tǒng)計(jì)

Table 5 Statistics of high-speed railway tunnels under construction with design speed of 300-350 km/h

隧道長(zhǎng)度l/m座數(shù)累計(jì)長(zhǎng)度/km l<50014541 500≤l<3000154187 3000≤l<1000073424 l≥1000023297合計(jì)395949

3.2 在建設(shè)計(jì)速度250 km/h高速鐵路隧道

截至2015年底，中國(guó)正在建設(shè)的高速鐵路中，共有設(shè)計(jì)速度250 km/h的隧道757座，累計(jì)長(zhǎng)度為1 596 km。隧道分段統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表6。

表6 設(shè)計(jì)速度250 km/h在建高速鐵路隧道分段統(tǒng)計(jì)

Table 6 Statistics of high-speed railway tunnels under construction with design speed of 250 km/h

隧道長(zhǎng)度l/m座數(shù)累計(jì)長(zhǎng)度/km l<50028571 500≤l<3000314420 3000≤l<10000126691 l≥1000032414合計(jì)7571596

3.3 在建客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)和城際鐵路隧道

截至2015年底，中國(guó)正在建設(shè)的客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)和城際鐵路中，共有設(shè)計(jì)速度200 km/h及以下的隧道180座，累計(jì)長(zhǎng)度為323 km。隧道分段統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表7。

表7 設(shè)計(jì)速度200 km/h及以下在建客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)和城際鐵路隧道分段統(tǒng)計(jì)

Table 7 Statistics of passenger-dedicated railway tunnels and inter-city railway tunnels under construction with design speed of less than 200 km/h

隧道長(zhǎng)度l/m座數(shù)累計(jì)長(zhǎng)度/km l<5008022 500≤l<300074111 3000≤l<1000023122 l≥10000368合計(jì)180323

4 中國(guó)高速鐵路隧道的主要特點(diǎn)

4.1 高速鐵路隧道分布區(qū)域及地質(zhì)環(huán)境

中國(guó)國(guó)土面積大，高速鐵路隧道在東北、華北、華東、中南、東南沿海、西南和西北地區(qū)均有分布，所通過(guò)地形及地質(zhì)情況異常復(fù)雜。東北地區(qū)氣候寒冷，隧道工程要重點(diǎn)考慮防凍害問(wèn)題； 西北地區(qū)黃土分布廣泛，要重點(diǎn)解決大斷面黃土隧道的施工技術(shù)問(wèn)題； 東南沿海地區(qū)地層巖性比較堅(jiān)硬，需要解決火成巖的不均勻風(fēng)化技術(shù)難題； 中南地區(qū)江河較多，經(jīng)常遇到長(zhǎng)距離穿越江河的技術(shù)難題； 西南地區(qū)隧道巖溶發(fā)育，需要攻克巖溶隧道的突泥突水等地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。幾種復(fù)雜圍巖條件如圖2所示。

4.2 高速鐵路隧道斷面特征

高速鐵路隧道的斷面特點(diǎn)主要體現(xiàn)在其凈空有效面積上，斷面大小與相應(yīng)的移動(dòng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、乘車(chē)舒適度標(biāo)準(zhǔn)、防災(zāi)救援以及經(jīng)濟(jì)性有關(guān)，各國(guó)采用的標(biāo)準(zhǔn)相差比較大。以日本新干線(xiàn)隧道為代表，采用較小隧道斷面積方案，通過(guò)提高運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的密封性能，達(dá)到節(jié)約工程投資的目的，其運(yùn)營(yíng)速度為270 km/h的雙線(xiàn)隧道斷面凈空有效面積為64 m2。以韓國(guó)高速鐵路隧道為代表，通過(guò)適當(dāng)加大隧道斷面凈空有效面積的方法，緩解高速鐵路隧道的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，首爾至釜山高速鐵路設(shè)計(jì)速度為350 km/h，雙線(xiàn)隧道斷面凈空有效面積為107 m2。德國(guó)科隆至法蘭克福高速鐵路設(shè)計(jì)速度為300 km/h，雙線(xiàn)隧道斷面凈空有效面積為92 m2。中國(guó)高速鐵路采用相對(duì)較大斷面積標(biāo)準(zhǔn)的方案，設(shè)計(jì)速度350 km/h的雙線(xiàn)隧道的斷面凈空有效面積為100 m2(見(jiàn)圖3)，設(shè)計(jì)速度250 km/h的雙線(xiàn)隧道的斷面凈空有效面積為92 m2[5-6]。

(a) 凍土條件

(b) 黃土條件

(c) 硬巖條件

(d) 巖溶條件

4.3 高速鐵路隧道施工工法及支護(hù)形式

由于高速鐵路的安全性要求極高，隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)必須滿(mǎn)足安全可靠和耐久性要求； 所以，中國(guó)高速鐵路暗挖法施工的隧道均采用復(fù)合式襯砌，明挖法施工的隧道采用明洞式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)法施工的隧道采用管片式襯砌。常用隧道襯砌形式如圖4所示。隧道主要施工方法以礦山法為主[7]。復(fù)合式襯砌的初期支護(hù)承擔(dān)施工階段全部荷載和運(yùn)營(yíng)階段的主要荷載，二次襯砌作為安全儲(chǔ)備，承擔(dān)由于初期支護(hù)可能劣化而作用于二次襯砌上的荷載或由于軟巖蠕變、環(huán)境條件變化等引起的附加荷載。

圖3 設(shè)計(jì)速度350 km/h單洞雙線(xiàn)高速鐵路隧道進(jìn)口(斷面凈空有效面積100 m2)

Fig. 3 Entrance of double-track single-tube high-speed railway tunnel with speed of 350 km/h (effective cross-section clearance area of 100 m2)

(a) 復(fù)合襯砌

(b) 管片式襯砌

4.4 高速鐵路隧道道床結(jié)構(gòu)形式

由于中國(guó)是人口大國(guó)，高速鐵路客流量巨大，列車(chē)運(yùn)行密度大，可用于運(yùn)營(yíng)維護(hù)的天窗時(shí)間非常短； 另外，中國(guó)高速鐵路隧道數(shù)量多、里程長(zhǎng)，運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作量也比較大。為盡量減少高速鐵路隧道的運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作量，中國(guó)高速鐵路隧道道床形式采用易于養(yǎng)護(hù)的無(wú)砟軌道為主[8-9]。設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為350 km/h的高速鐵路隧道，全部采用無(wú)砟軌道； 設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為250 km/h的長(zhǎng)度大于1 km的高速鐵路隧道，一般采用無(wú)砟軌道； 其他隧道也可采用有砟軌道。有砟軌道和無(wú)砟軌道如圖5所示。

(a) 有砟軌道

(b) 無(wú)砟軌道

5 中國(guó)高速鐵路隧道規(guī)劃

按照國(guó)務(wù)院批復(fù)的《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，在原“四縱四橫”的高速鐵路基礎(chǔ)上，補(bǔ)充增加標(biāo)準(zhǔn)適宜、發(fā)展需要的高速鐵路，形成以“八縱八橫”主通道為骨架、區(qū)域連接線(xiàn)和城際鐵路為補(bǔ)充的高速鐵路網(wǎng)(如圖6所示)，實(shí)現(xiàn)省會(huì)城市高速鐵路通達(dá)、區(qū)際之間高速鐵路相連。其中，高速鐵路主通道將達(dá)45 000 km，高速鐵路連接線(xiàn)約10 000 km，城際鐵路達(dá)10 000 km以上。根據(jù)規(guī)劃，到2020年，鐵路網(wǎng)規(guī)模將達(dá)到150 000 km，其中高速鐵路達(dá)30 000 km以上。按此規(guī)劃，展望到2030年，將繼續(xù)建設(shè)一大批高速鐵路和城際鐵路隧道，預(yù)計(jì)總規(guī)模在10 000 km以上。

截至2015年底，正在開(kāi)展設(shè)計(jì)的高速鐵路隧道有貴陽(yáng)至南寧客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)、太原至焦作城際鐵路、銀川至西安客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)、重慶至昆明客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)、福州至廈門(mén)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)、贛州至深圳客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)、佳木斯至牡丹江客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)、張家界至吉首至懷化鐵路、川南城際鐵路、崇禮鐵路、魯南高速鐵路、長(zhǎng)白山至敦化客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)等。

圖6 中長(zhǎng)期高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃(2030年)

6 結(jié)語(yǔ)

近10年，伴隨著大規(guī)模的高速鐵路建設(shè)，已積累了大量的高速鐵路隧道工程科技成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并形成中國(guó)自主的高速鐵路隧道標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系，為高速鐵路隧道技術(shù)水平和建設(shè)能力的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

中國(guó)高速鐵路建設(shè)方興未艾，但也存在許多不足之處，在很多方面還需要進(jìn)一步完善和提高。今后中國(guó)高速鐵路隧道的發(fā)展重點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面。

1)形成更加完善的技術(shù)體系。中國(guó)高速鐵路隧道雖然初步形成了自主的技術(shù)體系，但對(duì)有些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究還不夠深入，理論基礎(chǔ)還需要加強(qiáng)。未來(lái)中國(guó)高速鐵路隧道應(yīng)立足國(guó)情，自主創(chuàng)新，形成科學(xué)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)、建設(shè)管理和運(yùn)營(yíng)維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)等更加完善的技術(shù)體系。

2)隧道斷面尺寸和設(shè)計(jì)參數(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化。經(jīng)過(guò)十幾年的高速鐵路快速發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)成為名副其實(shí)的高速鐵路大國(guó)，中國(guó)高速動(dòng)車(chē)組的研發(fā)和制造技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。隨著這些移動(dòng)裝備水平的提高，應(yīng)進(jìn)一步研究并優(yōu)化高速鐵路隧道的斷面凈空有效面積和隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)，在確保安全可靠的前提下，提高中國(guó)高速鐵路隧道的經(jīng)濟(jì)性。

3)全面實(shí)施大型機(jī)械化配套施工。由于中國(guó)高速鐵路隧道建設(shè)迅猛，隧道大型機(jī)械需求量大，而國(guó)內(nèi)成熟的隧道施工大型專(zhuān)用機(jī)械比較少[10]，以至于很多隧道采用人工操作小型機(jī)具進(jìn)行開(kāi)挖和支護(hù)施工作業(yè)。隨著大型隧道施工機(jī)械國(guó)產(chǎn)化程度以及中國(guó)勞動(dòng)力成本的不斷提高，今后中國(guó)高速鐵路隧道施工的發(fā)展方向應(yīng)該是采用大型機(jī)械化配套作業(yè)的模式，形成地質(zhì)超前預(yù)報(bào)、施工超前支護(hù)、開(kāi)挖作業(yè)、初期支護(hù)作業(yè)、仰拱施工、防水板鋪設(shè)、二次襯砌的澆筑和養(yǎng)護(hù)作業(yè)等多條機(jī)械化配套作業(yè)線(xiàn)。有條件的隧道建議采用TBM、盾構(gòu)等大型機(jī)械化非鉆爆作業(yè)方式，從而節(jié)約人力資源，更好地保證施工安全和質(zhì)量。

4)提高隧道建設(shè)信息化管理水平。利用信息化手段對(duì)高速鐵路隧道建設(shè)過(guò)程中的勘察、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)等方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中、高效管理[11]，借助于虛擬現(xiàn)實(shí)、地理信息空間分析等技術(shù)手段為高速鐵路隧道的建設(shè)、管理、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)等提供信息共享方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道全生命周期的數(shù)字化管理是未來(lái)高速鐵路隧道的發(fā)展方向[12]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、GIS技術(shù)、空間信息技術(shù)、三維仿真與模擬技術(shù)和數(shù)控技術(shù)等高新技術(shù)在鐵路隧道研究與應(yīng)用中的不斷深入，以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的逐步引入，將隧道的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)全生命周期運(yùn)用信息化、數(shù)字化的手段進(jìn)行管理是必然發(fā)展趨勢(shì)。

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Development and Planning of High-speed Railway Tunnels in China

ZHAO Yong1, 2， TIAN Siming1, 2， SUN Yi1, 3

(1.ChinaRailwayEconomicandPlanningResearchInstitute,Beijing100038,China;2.EngineeringDesignandAppraisalCenterofChinaRailway,Beijing100844,China;3.KeyLaboratoryofUrbanUndergroundEngineering,MinistryofEducation,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)

The development process of high-speed railway in China is introduced. The key roles of tunnel engineering are discussed. The main characteristics of high-speed railway in China are summarized as follows: 1) Nationwide distribution and complex geological environment. 2) Large effective area of tunnel cross-section clearance. 3) Support system of compound lining and open-cut reinforced concrete structure. 4) Ballastless track. Meanwhile, the general situation of high-speed railway tunnels in operation, under construction and planning in China is systematically introduced. The development directions of high-speed railway tunnels in China are put forward as follows: 1) Optimum technical system. 2) Optimization of tunnel cross-section size and design parameters. 3) Mechanized construction. 4) Improvement of informatized management of tunnel construction.

high-speed railway tunnel; tunnel design and construction; passenger-dedicated railway line; inter-city railway

2016-12-19

中國(guó)鐵路總公司重大課題(2009G005， 2014G004-C)； 中國(guó)鐵路總公司重點(diǎn)課題(2015T004-B)

趙勇(1969—)，男，河南夏邑人，2012年畢業(yè)于北京交通大學(xué)，橋梁與隧道工程專(zhuān)業(yè)，博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事鐵路隧道的課題研究、技術(shù)咨詢(xún)和設(shè)計(jì)審查等方面工作。E-mail： jdzxzhaoyong@sina.com。

10.3973/j.issn.1672-741X.2017.01.002

U 45

A

1672-741X(2017)01-0011-07