【正文】 武廣高速鐵路客運專線長沙段部分隧道設(shè)計 第 1 頁 共 72 頁 １ 隧道概況 工程概況 隧道工程位置 瀏陽河隧道位于長沙市東部，撈刀河以南，止于黎托鄉(xiāng)平陽村。線路從星沙鎮(zhèn)至彭家港的瀟湘路附近起，隧道下穿星沙鎮(zhèn)物流場、京珠高速公路、長永高速、星沙鎮(zhèn)市區(qū)、長沙市遠(yuǎn)大路、人民東路、瀏陽河、機(jī)場高速公路，于黎托鄉(xiāng)平陽村出地面。自北向南依次穿過長沙市開福區(qū)撈刀河鎮(zhèn)、芙蓉區(qū)東岸鄉(xiāng)、雨花區(qū)黎托鄉(xiāng)等。 隧道建設(shè)規(guī)模 瀏陽河隧道工程范圍 10115m，暗洞段長 9935m，全隧道共設(shè)置三座豎井及一座斜井，隧道建設(shè)規(guī)模見下表 11 表 11 瀏陽河隧道建設(shè)規(guī)模 表 類別 里程 長度 （ m） 備注 起始里程 終止里程 隧道建筑長度 DIIK1560+785 DIIK1570+900 10115 隧道長度 DIIK1560+785 DIIK1570+720 9935 分 段 情 況 進(jìn)口明挖暗埋段 DIIK1560+785 DIIK1560+914 129 洞身暗挖段 DIIK1560+914 DIIK1561+500 586 洞身明挖暗埋段 DIIK1561+500 DIIK1562+860 1360 洞身暗挖段 DIIK1562+860 DIIK1569+650 6790 DIIK1568+666 DIIK1569+028段下穿瀏陽河 出口明挖暗埋段 DIIK1569+650 DIIK1570+148 498 下穿機(jī)場高速 出口暗挖段 DIIK1570+148 DIIK1570+200 52 出口明挖暗埋段 DIIK1570+200 DIIK1570+720 520 出口引道敞開段 DIIK1570+720 DIIK1570+900 180 武廣高速鐵路客運專線長沙段部分隧道設(shè)計 第 2 頁 共 72 頁 自然地理概況 交通 瀏陽河隧道從長沙市東側(cè)穿越長 沙盆地瀏陽河地區(qū)，經(jīng)過星沙鎮(zhèn)和黎托鄉(xiāng)，區(qū)內(nèi)交通發(fā)達(dá)，京珠高速公路、機(jī)場高速公路、城區(qū)公路等縱橫交錯。 表 12 瀏陽河隧道地貌分區(qū) 序號 1 2 3 4 5 6 里程 范圍 DIIK1560 +785 ～ DIIK1562 +330 DIIK1562 +330 ～ DIIK1563 +080 DIIK1563 +080 ～ DIIK1564 +550 DIIK1564 +550 ～ DIIK1565 +270 DIIK1565 +270 ～ DIIK1567 +170 DIIK1567 +170 ～ DIIK1570 +900 地貌單元 剝蝕低丘區(qū) （ IIb） 壟崗間谷地區(qū) （ Ic1） 崗地化高階地 （ Ic） 壟崗間谷地區(qū) （ Ic1） 崗地化高階地 （ Ic） 瀏陽河一級階地及河漫灘區(qū) (I2） 高程范圍 ～ ～ ～ ～ ～ ～ 平均 區(qū)域氣候特征 屬 亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，氣候溫暖潮濕。春夏多雨，秋冬干旱，暑熱期長，嚴(yán)寒期短。年平均氣溫 ℃，極端最高氣溫 ℃，極端最低氣溫 ℃，年平均降雨量 1300～ 1500mm，大部分集中在 4～ 9 月，暴雨以 6 月最多，每年洪水期在 4～７月，占全年降水量的 46%左右，日最大降水量為 ，年蒸發(fā)量 1300～ 1570mm，年相對濕度 80%，年日照 ～ 小時，年主導(dǎo)風(fēng)向為北北西及北西，年平均風(fēng)速 2.4～ ,最大風(fēng)速 25m/s。 河流水文特征 區(qū)內(nèi)地表水系主要為 瀏陽河，隧道穿瀏陽河下游。每年 4~6 月為豐水期，期間多有洪水發(fā)生，汛期常有湘江河水回托，瀏陽河最大壅水量喧 （榔梨站 1987 年 5 月19 日），多年平均含砂量 ~。 瀏陽河集水面積 3815km2(榔梨站 ),水位高程年平均 極大值 （ 1958 年 5 月 17 日），極小值 （ 1973 年 12 月 18 日），其十年一遇洪水位是 ，百年一遇洪水位是 。流量年平均 ，極大值 3400 m3/s (1969 年 6 月 27 日 )，極小值 m3/s（ 1981 年 9 月 19 日）。瀏陽河長 ， 武廣高速鐵路客運專線長沙段部分隧道設(shè)計 第 3 頁 共 72 頁 寬 100～ 300m，水面坡降 ～ ‰（榔黎站以下），隧道穿越段瀏陽河床寬 210m 左右，勘探期間水面寬約 200m，水深 7m 左右，隧道區(qū)地下水以雨水補(bǔ)給為主，其次受瀏陽河補(bǔ)給，地下水略具承壓性。地下水徑流變化與降水量密切相關(guān)，年際間變化較大，年內(nèi)分配不均。 隧道水文地質(zhì)條件分析 隧道區(qū)地下水位的變化特征 ： 階地及河漫灘表層粘性土上的地下水量極小，且滲透性差，將其視為阻水層考慮。由于本區(qū)最主要的河流為瀏陽河，其十年一遇水位為 ， 百年一遇的水位為 m,均遠(yuǎn)高于兩岸河漫灘地面標(biāo)高 ,且河水與卵礫石富水層的地下水水力聯(lián)系極為密切。河水水位的變化對兩岸卵礫石富水層的地下水位變化起著決定性的作用。 洪水期，由于河水水位抬升至卵礫石富水層層面標(biāo)高以上時，卵礫石層孔隙水受上部粘性土阻水層影響而具承壓性，承壓水頭受滲透阻力影響，距瀏陽河距離越遠(yuǎn)，地下水的承壓水頭越小。 枯水季節(jié)，由于河水水位降落至卵礫石富水層層頂標(biāo)高一下時，地下水多向河水滲流補(bǔ)給，造成地下水失去承壓性。如 2021 年 11 月河流測時水位為 ,低于兩岸地下水含水層標(biāo)高 ，造成地下水向河流補(bǔ)充，地下水水量大量減少甚至枯竭。 高階地的孔隙地下水含水量小，含水層地勢較高，一般不具承壓性，主要流向河漫灘，與河水水力聯(lián)系相對較弱?；鶐r巖溶裂隙水水位較高，為承壓水，含水量盆地狀，地下水具靜態(tài)水性質(zhì)，一般與河流水力聯(lián)系較少，其變化情況相對較小。溪谷中砂礫石層地下水受降水補(bǔ)給影響較大，水位波動較大。 隧道圍巖分級 根據(jù)《鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（ GB10012～ 2021）附錄 E，結(jié)合《武廣客運專線瀏陽河隧道綜合測井報告》成果，在白堊系全風(fēng)化段，彈性波速在 2021m/s 以下。弱風(fēng)化完整 段 ，砂質(zhì)泥巖彈性波速一般在 2021～ 2600m/s 之間，圍巖等級為 V～ IV 級。完整砂巖層彈性波速個別達(dá)到 3000～ 3500m/s，個別鉆孔的泥質(zhì)砂巖彈性波速接近 3000m/s。整個區(qū)域內(nèi)巖層強(qiáng)度較低，地層以軟質(zhì)類巖層為主。隧道通過弱風(fēng)化軟巖巖 體，巖體較完整，隧道圍巖基本分級一般為 IV 級，隧道通過全強(qiáng)風(fēng)化軟巖巖體以及高階地土層 時，圍巖分級一般為低至 V級，隧道通過河漫灘土層時，圍巖分級一般低至 VI 級。綜合考慮隧道場址巖土層的巖性特征與分布特征，以及地下水和洞身埋深，瀏陽河隧道基本分 武廣高速鐵路客運專線長沙段部分隧道設(shè)計 第 4 頁 共 72 頁 級主要見表 13 表 13 瀏 陽河隧道圍巖基本分級表 圍巖分級 主要工程地質(zhì)特征 結(jié)構(gòu)特征和完整狀態(tài) 圍巖開挖后的穩(wěn)定狀態(tài) VI 欠壓實－稍壓實人工填土，軟塑性－可塑性的沖洪積成因粘土及砂土、軟土、碎石土、地下水豐富，遇水軟化，崩解的殘積土及溶洞充填物 粘性土上呈松軟狀，飽水砂土、碎石上呈松散－稍密、中密狀 圍巖開挖后的穩(wěn)定狀態(tài) V 硬塑性土層、全強(qiáng)風(fēng)化巖及風(fēng)化谷、遇水軟化崩解，溶洞巖溶 呈塊石、碎石狀，泥質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)差，或為溶洞，易輸錢化崩解或突水、突泥、涌水 圍巖易坍塌，處理不當(dāng)會出現(xiàn)大坍塌，側(cè)壁經(jīng)常小坍塌，或大量突水突泥 IV 碎屑巖弱風(fēng)化帶，巖石完 整。 呈中至厚層狀，大部分為 較軟巖，但巖體完整 拱部無支護(hù)時 可產(chǎn)生較大的坍塌，側(cè)壁有時失去穩(wěn)定 ，有水時，易風(fēng)化、軟化崩解 各段巖土工程條件評價及工程措施建議 瀏陽河隧道工程設(shè)計范圍 DIIK1560+758～ DIIK1563+550，長 2792m。 瀏陽河隧道主在通過地層為第四系沖積砂層和殘坡積及白堊系泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、砂礫巖等，第四系地層強(qiáng)度低，自穩(wěn)能力差；基巖軟硬差異較大，大多為軟質(zhì)巖，遇水易軟化，強(qiáng)度降低，且局部巖溶發(fā)育，自穩(wěn)能力相對較差，隧道設(shè)計及施工時應(yīng)充分考慮 。 隧道進(jìn)口明挖段評價 DIIK1560+785~DIIK1560+914 為一丘間小谷地，地面高程為 ～ 米，地面起伏不平。開挖地層 主要有人工填土（有部分為公路路基填筑土）、殘坡積粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化砂礫巖、泥質(zhì)粉砂巖及少量強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖。圍巖籌等級為 V級，巖土施工籌等級為 III～ IV 級。 隧道進(jìn)口地處地層為殘坡積層以及含礫砂巖、砂質(zhì)泥巖全強(qiáng)風(fēng)化層，多為軟巖， 由于 軟巖全至強(qiáng)風(fēng)化層易軟化崩解、易風(fēng)化，工程性質(zhì)相對較差，暗挖易塌，明挖應(yīng)采取的支護(hù)措施 ，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)，防止發(fā)生邊坡坍塌和人 工填土滑坡，此外，由于 土體及全風(fēng)化層屬可壓縮地層，設(shè)計中應(yīng)加強(qiáng)地基變形計算，不能滿足 要求進(jìn)行地基處理。進(jìn)口建議邊仰坡坡率為 1： ~1： ，邊仰坡控制高度 6 米，設(shè)計時應(yīng)盡量降低邊仰坡高度，放緩邊坡坡坡率。基槽開挖應(yīng)加強(qiáng)排水工作，以防雨水 辦公浸泡軟坑壁及坑內(nèi)巖上，以防基坑壁坍塌。 武廣高速鐵路客運專線長沙段部分隧道設(shè)計 第 5 頁 共 72 頁 隧道洞身段 根據(jù)物探資料： DIIK1561+400 往小里程方向為礫巖為主，夾砂巖互層，大里程方向以粉砂質(zhì)泥巖為主，與礫巖呈順層接觸。 DIIK1562+100~DIIK1562+580 段巖石不均勻風(fēng)化嚴(yán)重。里程 DIIK1563+992 推測為砂礫巖與泥質(zhì)砂巖分界線。 DIIK1565+975~DIIK1566+747 巖 性單一 ，主要為泥質(zhì)粉砂巖，覆蓋層厚度 3~18 米。 綜合分析鉆探、物探、測井及水文地質(zhì)試驗資料，特別須注意的地段有： DIIK1561+745~DIIK1563+225 段地下水中等豐富，隧道洞身穩(wěn)定性差，應(yīng)加強(qiáng) 排水和加固措施。DIIK1564+020 以南一般都含石膏等礦物。 隧道洞身經(jīng)過的地層絕大部分為軟巖或極軟巖，易風(fēng)化、易軟化崩解，開挖后應(yīng)及時支護(hù)。 武廣高速鐵路客運專線長沙段部分隧道設(shè)計 第 6 頁 共 72 頁 ２ 瀏陽河隧道總體設(shè)計 設(shè)計依據(jù)及范圍 設(shè)計依據(jù) 國家發(fā)展和改革委員會交運【 2021】 2772 號《印發(fā)國家發(fā)展改革委員會關(guān)于審批新建鐵路武漢至廣州客運專線可行性研究報告的請示的通知》 鐵道部工程設(shè)計鑒定中心《武廣客運專線修改 初步設(shè)計審查意見 》 （初稿） 鐵道部工程設(shè)計鑒定中心《武廣客運專線烏龍泉至花都段瀏陽河隧道初步設(shè)計的批復(fù)》 設(shè)計采用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及規(guī)程 《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》 《鐵路隧道防排水技術(shù)規(guī)范》 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 《錨桿噴射混凝土支護(hù)規(guī)范》 設(shè)計范 圍 瀏陽河隧道工程設(shè)計范圍 DIIK1560+758～ DIIK1563+550，長 2792m。 總體線位 線路避開在建的湘繡城后，徑直穿京珠高速公路及牛角沖互通立交，旋即轉(zhuǎn)至其東側(cè)。 此后沿桂花路西側(cè)南行，出張公嶺高階地之下穿行，過瀏陽河后至機(jī)場高速現(xiàn)側(cè)接入新長沙站。線路設(shè)計為 3 個 R=9000m的平曲線，夾直線長為 、 .隧道洞身處于兩曲線反彎中，但夾直線長，且曲線均位于洞口附近。 隧道縱坡 瀟湘路至牛角沖段，地面建筑物稀少，尤其是開元西路至牛角沖段，僅有幾條通往中南 汽車大世界的城市道路，其場地開闊，在一定程度具備放坡開挖條件。另 該段也是礫巖巖溶發(fā)育區(qū)。針對以上特點，對牛角沖以北采用淺埋隧道縱坡。 武廣高速鐵路客運專線長沙段部分隧道設(shè)計 第 7 頁 共 72 頁 隧道建設(shè)規(guī)模 瀏陽河隧道工程范圍 10115m，暗洞段長 9935m，全隧道共設(shè)置三座豎井及一座斜井，隧道建設(shè)規(guī)模見 第一章節(jié)。 軌道類型 隧道采用雙式無碴軌道，軌道高度 . 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計原則 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ：客運專線； ：雙線； ：一般 9000m，困難 7000m； ： 5m 度 :20‰ ： 700m ：電力； ：自動控制； ：綜合調(diào)度集中； 隧道 建筑限界及襯砌內(nèi)輪廓 隧道建筑限界 本隧道 按《京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》（鐵建設(shè)【 2021】 157號）執(zhí)行， 建筑限界下圖 。 武廣高速鐵路客運專線長沙段部分隧道設(shè)計 第 8 頁 共 72 頁 內(nèi)軌頂面隧道中線 線路中線線