摘要：目前高能地质环境隧道支护结构的设计仍是隧道领域一大难题,主要包括高地应力软岩与高地应力硬岩支护结构设计问题,而支护结构设计的合理与否是保证隧道稳定性的关键,加之高原铁路高能地质环境隧道段占比较大,故需对高能地质环境隧道设计问题进行深入研究。首先在现有研究成果基础上,对我国铁路隧道设计理论及设计方法进行了系统性总结,并对高能地质环境下隧道的研究进行分析。针对高地应力软岩隧道修建技术难题,提出高地应力软岩隧道变形主动控制设计理念,并以掌子面为界限,提出掌子面超前变形控制及洞身收敛变形控制的全变形控制设计原则;通过理论分析,利用空腔球模型,基于Mohr-Coulomb准则,推导建立深埋隧道掌子面挤出变形解析解,提出高地应力软岩隧道超前支护(掌子面注浆、掌子面锚杆)设计方法;同时,采用弹性力学、塑性增量理论与有限差分原理,考虑软岩非线性变形与强度特性的力学参数变化模型,推导出考虑软岩非线性变形与强度特性的围岩应力、位移有限差分解析解;并基于收敛约束法,建立洞身支护结构设计方法;其次,针对高地应力硬岩隧道设计施工难题,从能量释放角度推导岩爆隧道的冲击荷载计算方法,组合松散荷载,给出岩爆隧道的荷载计算模型及支护结构设计方法。最后,论述大型机械化配套施工、支护结构高质量施作技术是保证隧道稳定性的前提,规划建设过程中应予以重视。研究成果旨在为高原铁路高能环境隧道超前支护设计及洞身支护设计提供理论基础,以期进一步提升我国高能地质环境隧道变形(岩爆)主动控制技术水平。

摘要：川藏铁路隧道工程规模大,地质条件极端复杂,高原高寒特殊气候显著,建设难度极大。为做好隧道工程的总体规划设计,通过大量调研、总结类似工程技术、专题研究和科技攻关,提出“科技引领、重视环境、安全智能”的川藏铁路隧道设计新理念,形成隧道选址、分合修、横断面、支护结构、防排水、防寒抗冻、防灾救援、机械化配套、施工通风和供氧、弃渣与环保、超前地质预报、施工组织等的主要设计原则,以期对川藏铁路隧道工程的规划和建设起到技术支撑作用。

摘要：针对软弱围岩隧道变形控制难题,从软弱围岩隧道变形机制及主动支护原理角度出发,提出了以超前支护、预应力锚杆(索)及喷射混凝土为主要支护手段,以主动改善围岩应力状态为中心,通过主动提高围岩力学参数或降低施工对围岩力学参数的损伤影响,主动及时有效的提供支护力,充分调动和发挥围岩自稳能力的隧道变形控制主动支护设计理念。系统的从围岩应力状态、围岩力学参数、及时支护特性等方面进行了软弱围岩主动支护作用机制的分析。结合现有成果,对主动支护变形控制技术及主动支护施工装备等内容进行了详细介绍。并通过国内典型工程主动支护控制围岩变形实践案例,对隧道主动支护变形控制的应用效果进行了分析,验证了主动支护设计理念的实践合理性,为软弱围岩隧道变形控制提供了技术借鉴和理论参考。

摘要：由于作用在初期支护上的围岩压力大,高地应力软弱围岩隧道开挖后经常出现围岩大变形、喷混凝土开裂、钢架扭曲等破坏现象,影响隧道的施工和长期运营安全。依托宜万铁路堡镇隧道,通过对围岩压力、初期支护喷混凝土应力、钢架应力、锚杆轴力和围岩深部位移等的现场监测,得到围岩压力与初期支护体系各子构件的力学特性,讨论其随时间的演化特性和沿隧道横断面的空间分布规律,指出围岩压力、钢架应力、喷混凝土应力随开挖进程存在急剧变化阶段,受施工扰动的影响显著,敏感性依次降低,沿洞周分布总体表现出"上部大,下部小"等特征。研究方法和结论为建立科学合理的高地应力软弱围岩隧道支护结构设计方法具有一定的指导和借鉴意义。

摘要：城际铁路隧道不可避免地要下穿建筑物密集的市区,其开挖施工会引起地表沉降,危及建筑物的安全,因此评估城际铁路隧道和邻近建筑物的相互影响就成为迫切需要解决的问题。文章以实际工程为例,将隧道、地基和上部结构作为一个整体,系统地研究了建筑物和下穿隧道的相互影响,针对不同的施工工法和不同的地质情况进行了敏感性分析,并对各类工程措施的效果进行了评估。研究结果表明,基础桩端嵌入地层性质对建筑物沉降、结构内力以及后续的加固处理措施影响很大;相对于隧道不同部位的桩基受隧道施工的影响各不相同,隧道正上方和侧上方45°附近桩基受开挖影响较大;同样地层情况下,盾构法开挖后建筑物的沉降和内力值要比矿山法低;桩基托换对整体沉降的控制要好于加固地层措施,然而桩基托换措施却增大了建筑物局部变形和内力值;建筑荷载作用位置附近隧道段内力会有所增大。因此需要预计各类可能的情况,并根据具体情况综合采取相应的措施。

摘要：研究目的:渝怀线圆梁山隧道、宜万线马鹿箐隧道发生了重大工程灾害,造成了巨大的经济损失和人员伤亡。因此,如何有效地解决岩溶隧道的施工安全,已受到铁道部各级领导高度重视。本文主要介绍了岩溶隧道的安全设计、施工与管理的各环节,以期对今后岩溶隧道的安全修建提供借鉴。研究方法:结合以往隧道施工中的经验与教训,对岩溶隧道风险等级进行划分,并对岩溶隧道的安全要素进行剖析,研究各安全要素的主要内容。研究结论:为规避岩溶隧道风险,设计、施工和管理各环节都应进行风险辨识,制定相应的风险对策:设计阶段,应对岩溶隧道进行风险等级划分,并依此进行相应的必要设计;施工阶段,应加强安全培训,将施工原则、施工方法、风险辨识、逃生系统有效地贯穿于施工过程中;对复杂的岩溶隧道应进行超前预测预报专项化管理,对岩溶的治理应进行程序化、制度化和专项费用管理。

摘要：随着我国铁路隧道的大规模建设,大量超深埋隧道在高地应场条件下的岩爆效应将成为铁路建设中的关键技术难题。为判别、预防岩爆的发生,提出不同等级岩爆防控措施,通过调研国内相关专家的研究成果及国内外典型岩爆隧道建设的相关研究成果,结合实际工程经验,分析岩爆发生条件、高应力状态下岩爆发生机理、岩爆的预测、岩爆防治措施及作用机理,总结隧道发生岩爆的特征规律,提出高应力状态下不同等级岩爆的防控措施。分析结果表明,施工过程中岩爆的防治,应采取以微震监测为主的综合超前地质预报方法,隧道支护应采用主动支护和被动防护相结合方式,主动支护主要有预应力锚杆、超前应力释放、拱部超前支护、优化施工工法等措施,被动防护主要有高强钢纤维喷射混凝土、钢拱架、消能防护网等措施,岩爆防治技术的关键在于,快速恢复围岩原始三轴应力状态,同时采用少人化、无人化的大型机械化施工,相关研究成果已纳入高原铁路岩爆隧道设计原则。

摘要：为了减小隧道爆破施工对邻近洞室围岩及周边环境的影响,探明爆破振动控制机理及控制标准,采用经验总结法和理论分析法,将围岩爆破分为常规爆破、弱振爆破、微震爆破和静态爆破四个等级,建立振动波速与材料强度之间的关系,提出爆破振动的控制标准。研究结果表明,微振爆破根据其降振机理划分为跨主振周期法和干扰降振法两种,干扰降振法的降振效果更好,但其技术难度更高,跨主振周期法技术难度相对较小,也相对可靠成熟。京张高铁八达岭长城站左、右到发线爆破施工采用微振爆破跨主振周期法,中洞采用干扰降振法,现场监测表明爆破引起的振动速度满足振速控制要求。

摘要：为研究寒区铁路隧道温度场分布相关效应对隧道抗防冻设计的影响,依托高纬度严寒地区3个运营铁路项目,选择5座典型隧道开展洞内温度场分布规律测试和研究,提出寒区隧道洞内温度场分布的相关效应,并结合洞内温度场分布规律对海拔相对高的洞口端抗防冻设计优化进行初步分析。研究结果表明:1)冬季寒区隧道洞内温度场分布具有明显的烟囱效应、遮蔽效应、尺度效应和冷桥效应;2)受热位差、洞口间静压差和大气自然风压共同作用时,洞口间静压差占主导作用产生明显的烟囱效应影响,冬季寒区长大铁路隧道洞内气温沿纵向分布出现明显的不均一性,导致洞外冷空气持续不断由海拔低的洞口端向高的洞口端流动,加剧洞内外的热交换;3)线位与冬季主导风向呈大角度相交的隧道,冬季测试期其洞口间静压差与热位差的比值是线位与冬季主导风向基本一致的隧道对应比值的一半,表明线位与冬季主导风向呈大角度或垂直时,对隧道洞身保温防冻是有利的;4)对于寒区长大铁路人字坡隧道,海拔相对高的洞口一侧抗防冻设防长度可较海拔相对低的一侧缩短,寒区铁路长大单面坡隧道海拔相对高的洞口一侧抗防冻设计措施可较海拔相对低的一侧减弱。

摘要：21世纪以来,我国铁路隧道在设计理论与方法、标准体系、风险管理、防灾救援、建造技术等方面取得了飞速的发展和长足的进步,建成了一大批标志性隧道工程,为我国铁路的高速发展和交通强国的建设提供了有力支撑。在系统总结我国铁路隧道建设取得成就的基础上,从本质安全、建造效率、实体质量、绿色低碳等方面系统阐述了铁路隧道高质量发展的意义,并提出发展新质生产力支撑高质量发展的技术路径。为进一步提升我国铁路隧道建造水平,提出以“安全高效、内实外美、绿色智能”为主要属性特征的现代化铁路隧道工程内涵,并以提升机械化施工水平、推广主动支护体系、推行大断面施工工法、提升信息化和智能化建造水平等为主要着力点,加快形成新质生产力,着力推动铁路隧道高质量发展,为构建现代化铁路基础设施体系提供坚实保障。