重載鐵路隧道設計的案例
穿越水簾洞的重載鐵路
蒙華鐵路是目前世界上一次性建設里程最長的重載鐵路，為國內最大規模的運煤專線，跨越蒙、陜、晉、豫、鄂、湘、贛7省區，線路全長1837公里，設計輸送能力為每年兩億噸。
中條山隧道是蒙華鐵路全線重點控制性工程之一，為雙洞單線隧道，全長18.4公里。根據設計，中條山隧道穿越第三系地質，其中V、Ⅵ級圍巖約占全隧道的33%，再加上隧道最大承壓水量每天7萬立方米，壓力高達17兆帕。
在蒙華鐵路建設中，施工方配置了混凝土濕噴機械手、全液壓履帶式自行移動棧橋、襯砌混凝土自動養護臺架、整體式襯砌模板臺車等機械設備，實現了隧道全工序機械化作業。
全液壓履帶式自行移動棧橋，獲得兩項國家專利，填補了國內履帶式新型棧橋的空白。該移動棧橋單次可以施工24米，有效減少仰拱之間施工縫隙對接次數，提高了仰拱的整體性，對改善隧道質量通病、提高仰拱施工質量具有極大效果。同時滿足各種運輸車輛正常通行的前提下可進行仰拱同步作業，實現了立體作業，加快了工序循環時間。
“混凝土濕噴機械手”的使用，保證了混凝土從拌合站到初支完成全部實現了機械化作業，同時到達現場后能快速調整機位，無需接送風水管，混凝土運輸到現場即可直接噴射作業，最大噴射高度16.8米，最大噴射寬度為30米，最遠噴射距離為15米，噴射混凝土實際能力每小時15立方米，回彈率均可控制在18%左右，施工效率大大提高。據統計，在中條山隧道進口五級圍巖條件下，雙臺階開挖機械手完成單循環1.2米的初噴只需用時150分鐘。
展開 鐵路隧道控制測量14講 之 高程貫通誤差估算及精度設計
一般將洞外、洞內高程控制測量誤差各作為一個獨立誤差因素，也按等影響的原則進行分配，則高程控制測量引起的高程貫通中誤差為：
（式9-3）
二、高程控制網技術設計
長大隧道高程控制測量等級的確定由洞外、洞內高程控制測量及軌道鋪設高程控制測量三個方面因素的影響。
洞外高程控制測量的等級根據洞外定測水準路線長度或設計的主水準路線預計長度R（單位：km）按式9-4計算高差中數的偶然中誤差mΔ外。
（式9-4）
洞內高程控制測量，根據兩相向開挖洞口間的水準路線長度L（單位：km）來進行計算高差中數的偶然中誤差mΔ內，如式9-5。
（式9-5）
例如，某隧道洞外水準測量路線長度為36 km，兩相向開挖洞口間的長度為9 km，按式4-1-4和式4-1-5計算的洞外水準測量精度應不低于mΔ外=3±mm，洞內水準測量精度應不低于mΔ內=5.7±mm。高程控制測量除滿足隧道貫通需要外，還應滿足軌道鋪設精度的要求，如目前長大隧道內一般鋪設無砟軌道，無砟軌道鋪設要求高程控制測量為國家二等水準測量精度，即mΔ=±1mm。所以綜合以上三個方面的影響，以三者精度高的上限為標準進行控制測量，也就是說無砟軌道長大隧道高程控制測量的精度應按不低于二等水準測量進行。
作者：張冠軍
來源：隧道及地下工程大講堂
展開 V400信天翁重載無人機入選“上海設計100+”
喜訊
5月29日，上海市經信委發布2020-2021“上海設計100+”榜單，峰飛航空科技大型垂直起降無人駕駛飛行器V400信天翁登榜，成為唯一入選的eVTOL（電動垂直起降）復合翼飛行器。
上海于2010年加入聯合國教科文組織“創意城市網絡”，被授予“設計之都”稱號。為進一步推廣上海設計力量，讓設計為產業賦能，上海市委、市政府將“上海設計100+”評選作為重點工作安排，集中展現各行各業年度設計成果。此次共有920個設計師和設計團隊參與，覆蓋超過30個產業領域，征集的年度設計產品、設計事件和設計案例共有1541件，V400信天翁從中脫穎而出。
V400信天翁作為一款大型
垂直起降無人駕駛飛行器，采用8升2推動力設計，既能像多旋翼無人機一樣垂直起降并在空中懸停，又能像固定翼飛機一樣水平飛行。其最大起飛重量400公斤，最大載荷100公斤，純電動版滿載續航里程300公里，混動版滿載續航里程達1000公里，主要應用于支線快遞物流、緊急物資運輸、應急救援等場景，特別是在山區和海島運輸場景中，可節省大量時間，效率優勢明顯。憑借其獨特的設計和優秀的性能，目前V400信天翁已經獲得了多項國際和國內專利。
V400信天翁入選“上海設計100+”榜單，既是對V400信天翁的前沿設計及科技創新性的認可，也是對eVTOL飛行器這一新興產業方向的肯定。
展開 創多項紀錄 云南大瑞鐵路秀嶺隧道貫通
敢闖敢試，創下鐵路隧道施工有軌運輸紀錄
隧道獨頭掘進長達10公里以上，受地形限制無法增加橫洞、斜井，為解決作業環境需求，設計單位按照全隧有軌電車運輸組織設計，采取“平導進、正洞出”的大循環模式，全隧鋪設有軌運輸線路55公里，鋪設鋼軌5200多噸，車輛運輸距離每天達4800多公里，是亞洲有軌運輸的最長隧道。
由于隧道開挖斷面小，加之受高地應力、軟巖大變形等影響，有軌運輸維護難度大，成本高，極大影響了有軌運輸效率。為此，施工單位在隧道內設立了500多人的軌道運輸班組，建立信息化指揮調度系統，統一協調運輸組織、線路檢修保養，實現了每6至7分鐘就有一個車次進洞，進出口合計每天達240多趟。
展開 
誠邀川藏鐵路工程建設參與單位參加-第十一屆國際橋梁與隧道技術大會
川藏鐵路
川藏鐵路（Sichuan-Tibet Railway）是中國境內一條連接四川省與西藏自治區的快速鐵路，呈東西走向，東起四川省成都市、西至西藏自治區拉薩市，是中國國內第二條進藏鐵路，也是中國西南地區的干線鐵路之一 。川藏鐵路采用興建新線與合并舊線的方式修筑，分期分段建設運營；拉林段與成雅段于2014年12月開工建設 ；雅林段于2020年11月開工建設。2018年12月28日，川藏鐵路成雅段開通運營 。2021年6月25日，川藏鐵路拉林段開通運營。川藏鐵路東起四川省成都市、西至西藏自治區拉薩市，線路全長1838千米（一說約1550千米，其中，雅林段新建正線長度1011千米 ；拉林段新建線路長度403.14千米 ；成雅段全長140千米 ），設計速度120至200千米/小時。
第十一屆國際橋梁與隧道技術大會
第十一屆國際橋梁與隧道技術大會為聚焦川渝世界級工程建設難題和科學問題，根據中國工程院學術活動安排，組委會定于2023年9月23日-25日在成都舉辦大會將通過高質量的學術報告、戰略性前沿課題研討、科技創新展、工程考察等方式，全面總結我國交通、水利、市政、國防工程領域以橋隧為主干的基礎設施建設取得的輝煌成就，分享全球科學研究和人才培養新進展，共同探討促進交通等領域的基礎研究，著力提升科技實力和創新能力，不斷塑造發展新動能新優勢，本次大會將聚焦川藏鐵路等重大橋隧工程的建設進展，圍繞我國基礎設施建設的最新成果組織高水平、高質量的學術報告。
值此機會，誠摯邀請川藏鐵路等重大工程項目建設參與單位蒞臨參會廣泛交流、共同分享行業內的最新成果、創新技術和解決方案。
展開 鐵路工程復雜巖溶隧道施工地質工作方法，看世界級難題怎么解決？
施工地質工作技術管理
針對宜萬線地質特別復雜的13座隧道分別成立由建設、設計、施工、監理等單位組成的施工地質組，現場組織實施復雜隧道的施工地質工作，并組建以設計單位的技術管理和地質、物探及隧道設計專家為主體，建設、施工、監理等單位專家為技術顧問的施工地質部，協調和強化復雜隧道的施工地質技術工作，并現場快速分析判斷，決策處理復雜地質問題。重大地質問題由設計院專家組決策處理，必要時報請鐵道部專家組研討后再決策處理。
施工地質工作成果
突水突泥預報
宜萬線鐵路隧道在施工過程中發生了9次大型的突水突泥，除了個別因為各種復雜原因未能預報出之外，其它的都做出了準確的預報。
宜萬線鐵路隧道施工超前預報了28次高壓突水，如成功預報馬鹿箐隧道進口泄水洞XDK255+701出水、平導PDK255+655～+696出水，預報野三關隧道IIDK124+680～+650段巖溶裂隙涌水，涌水量為6000m3/d左右，水壓0.75MPa。齊岳山隧道長距離超前預報探測中，物探資料顯示PDK364+007～+015段圍巖軟弱異常，有溶洞富含水，超前鉆探驗證在PDK364＋008后確實存在富水溶腔，由于預報準確、措施得當沒有造成事故。
超前地質預報中有10次是水平鉆孔或超長炮孔發現的高壓突水現象，如云霧山隧道DK244+901掌子面的涌水（含突泥2000m3）就是超長炮孔發現的。
大型溶腔預報
宜萬線隧道在施工過程遭遇了大型充填或非充填溶腔36處，除魯竹壩DK204+610～+640溶腔外都作出了預報，如云霧山隧道出口Ⅰ線DK247+547大型溶腔、大支坪進口在DK133+000附近（包括Ⅱ線）順層發育的較大規模溶腔、金子山隧道IIDK264+870～+840段充填碎石土的溶腔，超前物探和超前水平鉆探均取得較好的效果。
展開 大瑞鐵路秀嶺隧道平導貫通，單頭掘進9677米再破亞洲紀錄
摘要：1月20日10時36分，經過13年的艱苦奮戰，由集團公司承建的秀嶺隧道平導順利貫通。平導單頭掘進至9677米！作為全線最長的單頭掘進隧道，它再次刷新了亞洲鐵路山嶺隧道獨頭掘進的最長紀錄。
1月20日10時36分，經過13年的艱苦奮戰，由集團公司承建的秀嶺隧道平導順利貫通。平導單頭掘進至9677米！作為全線最長的單頭掘進隧道，它再次刷新了亞洲鐵路山嶺隧道獨頭掘進的最長紀錄。云南大理州交通局、漾濞縣、云桂公司等政府和有關單位負責人出席了貫通儀式，集團公司總經理助理夏發寶出席儀式并致辭。
集團公司建設者已經堅守秀嶺隧道13年，大瑞鐵路全線貫通后，列車通過秀嶺隧道僅需8分鐘左右。自2008年開工建設以來，集團公司持續強化施工組織研究，深入優化施工方案，不斷創新工藝工法，努力破解施工難題，著力研究解決制約工程快速推進的各類突出問題。在秀嶺隧道施工中，通過率先在鐵路單線隧道引進懸臂掘進機施工工藝、縱深推進標準化工藝工法、不斷改善特長隧道高地溫施工作業環境、努力提升應對復雜和特殊地質的施工能力，實現了平導安全順利貫通。
秀嶺隧道位于云南省大理州漾濞縣境內，全長17.623公里，最大埋深達1115米，穿越橫斷山脈，經過7條斷裂帶，洞身大部分位于“滇西紅層”軟質巖中，斷層、破碎帶、層間擠壓帶，高地應力、突泥涌水等地質災害多，圍巖變化頻繁，地下水豐富，施工難度極大。此次平導貫通創造了中國隧道施工的多項里程碑！
展開 LITESTAR 4D應用：隧道照明設計
背景介紹
隧道是一種人工建造的地下通道，主要用于連接不同地點，克服地形障礙為車輛提供通行路徑，縮短交通距離，在隧道內設置照明燈具可以滿足實用需求并且對交通安全有一定保障。
設計要求
符合國家隧道照明標準，燈光布置合理，燈光均勻，綠色環保等;
設計內容
設計隧道面積合理，其中布置燈具擺放合理，符合照明標準。
設計方案(截取部分報表)
燈具信息：
以上為本次案例所用燈具信息
數值圖：
數值圖顯示區域亮度為100-472cd/㎡
亮度曲線圖：
從亮度曲線圖可以看出計算的曲線大致在標準線上且沒有過大，說明此次設計方案合理
渲染圖：
該渲染圖呈現了一個光線分布均衡的隧道場景，增強了場景的真實感。
展開 李海洋：創新隧道勘察設計“爭第一”
2011年5月，他根據企業安排帶領8名設計人員首次進入廣西南寧市場，攻堅南寧地鐵1、2號線4站6區間設計工作。該項目地鐵車站、區間隧道均位于南寧市最繁華的商業圈，區間隧道空間關系異常復雜風險極高，被業界稱為咽喉工程，在國內類似工程實屬罕見。在李海洋帶領下，設計團隊克服項目設計難度大、設計任務繁重、人員數量嚴重不足等困難，出色圓滿完成了南寧地鐵1號線設計任務，并創造了當時南寧市歷史上多個第一：最深明挖深基坑、第一次下穿邕江的水下隧道、第一次穿越南寧火車站及“扭麻花”重疊斜交隧道等。這打響了企業品牌，為企業在華南市場做大做強奠定了堅實的基礎。從2011年伊始，公司連續中標南寧地鐵1、2、3、4、5號線、2號線東延線、市郊鐵路機場線及武鳴線，并于2019年成功中標集團公司第一個大型勘察設計施工總承包項目——防城港市東灣海底供熱管道工程。
為讓設計產品質量成為企業發展壯大的重要基石，優質的服務態度成為做好項目的根本保障，李海洋在參與主持諸多大型勘察設計項目中，力爭技術創新，且成果屢獲大獎。結合一線地鐵設計工作特點，他創造性提出國內首個相鄰兩座地鐵車站連續同臺換乘與小間距四線區間隧道“扭麻花”組合方案，解決了舊城區地鐵換乘線的建造難題，創造了良好的經濟和社會效益。參加工作以來，他先后獲得中國中鐵科學技術一等獎1項、中國中鐵優秀工程設計一等獎3項、天津市“海河杯”優秀勘察設計二等獎4項等獎項。其中，《深基坑附屬結構的快速施工方法》等技術創新為工程施工提速增效，獲得多項國家發明專利及實用新型專利。
每天穿梭在工程現場雖然忙碌，生產生活條件枯燥艱苦，但李海洋總是精神振奮：“我一定要用技術創新‘爭第一’！”原來在集團重組初期，企業涉及EPC總承包項目領域尚處于空白階段，為拓展企業發展過程中的經濟增長點，他研精勤思，密切關注潛在勘察設計總承包工程項目信息。
展開 淺談鐵路設計速度和旅行速度
“新華社重慶2022年8月26日電 近日，成達萬高鐵全線初步設計獲批。成達萬高鐵項目起自成都樞紐在建的成（都）自（貢）鐵路天府站，途經四川省資陽市、遂寧市、南充市、達州市及重慶市開州區、萬州區，接入渝萬城際萬州北站連接鄭萬高鐵，全長486.4公里，設計時速350公里，總投資851億元……”
看到這條新聞，在成都工作的唐女士十分激動，這條高鐵正好經過她的家鄉達州，按照時速350公里計算，今后成都至達州，最快只需1小時24分鐘。事實上，根據牽引計算模擬結果，即使采用性能最好的動車組至少也需要1小時48分鐘。同樣的距離，計算結果卻不一致，這是因為在鐵路中設計速度與旅行速度是兩種概念不同的速度。
什么是設計速度？
01
設計速度一般指線路條件允許的最高時速，是鐵路最重要的技術標準之一，也是體現鐵路技術裝備、技術標準、運營管理水平的重要標志。目前我國鐵路設計速度最高為350km/h，是當下世界上最高的設計時速。
展開 軟弱巖體中隧道支護設計的初步估算(Tunnel support in weak rock)
處在這個區域的隧道很少有穩定性問題，可以使用非常簡單的隧道支護設計方法,例如基于巖體分類RMR或Q方法的隧道支護建議；隧道施工條件非常簡單，通常使用巖石錨桿和噴射混凝土進行支護。
(B) 應變在1 to 2.5。處在這個區域的隧道使用收斂限定方法(Convergence Confinement Methods )預測隧道圍巖的塑性區，計算塑性區的漸進發展與不同支護類型之間的相互作用；這類隧道有輕微的擠壓問題，通常使用巖石錨桿和噴射混凝土來處理，有時會添加輕型的鋼支架或格子梁以增加安全性。
(C) 應變在2.5 to 5。處在這個區域的隧道使用二維數值分析，包括模擬結構元和和開挖順序，工作面的穩定性通常不是太大問題；此類隧道出現嚴重的擠壓，開挖后需要快速安裝支護，并仔細控制施工質量，一般需要在噴射混凝土中嵌入重型鋼支架。
(D) 應變在5 to 10。處在這個區域的隧道設計應以工作面的穩定性問題為主，應該進行二維或三維數值分析，估算工作面加固的影響; 此類隧道會出現非常嚴重的擠壓和工作面穩定性問題，通常需要在噴射混凝土中嵌入鋼支架對工作面進行加固。
(E) 應變>10。處在這個區域的隧道其工作面嚴重不穩定，圍巖對隧道的擠壓變成一個極其困難的三維問題，目前還沒有有效的設計方法, 大多數的解決方案都是基于經驗設計的; 對于這種極端的擠壓問題，通常需要對工作面進行支護，也可能需要使用屈服支護。
3 應用實例
在地表下60m深的巖體內擬開挖一條直徑為12m的隧道。巖體屬性由Hoek-Brown準則來定義：原巖強度σci=7 MPa，常數mi=10，GSI=15。巖體彈性模量E=353MPa, 泊松比v=0.3。
使用Duncan Fama方法計算的塑性區半徑為13.77m, 隧道收斂率為2.03%, 隧道壁位移為121.6mm。
展開 
論文：鄭州市京廣北路隧道設計綜述
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高鐵院士王夢恕去世:他改變了中國隧道設計施工方法
王夢恕
9月20日下午，中國著名隧道及地下工程專家、中國工程院院士王夢恕因病去世，享年80歲。
據中國工程院公示的院士百科顯示，王夢恕為中國鐵路工程總公司高級工程師、副總工程師，中國中鐵隧道集團副總工程師，北京交通大學隧道及地下工程試驗研究中心主任、博導、教授。
被稱為“高鐵院士”的王夢恕對鐵路的貢獻極多，其開拓了鐵路隧道復合襯砌新型結構領域的理論研究，摸清了結構受力特點、機理，確定了施工要點及工藝；主持并參加大瑤山隧道深孔光面爆破、噴錨支護、監控量測、反饋信息指導施工、周邊鉆孔預注漿等關鍵技術成果的開發、研究和應用，研究實現了大斷面、大型機械化快速施工，改變了中國近百年的隧道設計施工方法，使長大隧道修建技術有了重大突破；主持雙線鐵路隧道不穩定地層信息化施工，首次系統地創新了超前支護體系和穩定工作面的理論分析和應用，創造了新型網構鋼拱架和鎖腳錨管支護型式并廣泛應用于軟弱地下工程；主持創造了“淺埋暗挖法”修建城市地鐵和車站的施工配套技術，為城市地鐵及地下工程建設開辟了一條新路。
此外，王夢恕還主持過國內多條海底、江河水下隧道的設計、施工研究，多次獲得國家、省部級科技進步特等獎、一、二等獎；詹天佑成就獎、大獎，國家人事部一等功。
王夢恕1995年當選為中國工程院院士，系第九、十、十一、十二屆全國人大代表，第九、十屆全國政協委員，培養博士、博士后近60余名。
2017年3月，在第十二屆全國人大五次會議上，時任中國中鐵隧道集團副總工程師的王夢恕提交了兩份建議，分別為《關于深入開展大西線調水工程論證并盡快實施第一期工程的建議》、《關于保留百年京張鐵路歷史風貌建設鐵路遺址公園的建議》。
展開 隧道病害是設計“罪過”還是施工的“罪過”？看大院怎么說！
由于設計者經驗、習慣及愛好的不同，對規范的認識差異，所設計出來的隧道建筑限界研究不足，個別指標與參數的設置不盡合理；隧道支護參數設計差異較大，即使在同類地區、同類圍巖段，因是不同的設計單位，其參數也是不相同的；隧道內輪廓也就各式各樣，有的馬上就要施工了還在搞斷面優化，不僅造成了設計返工，而且工程數量也不易控制……
本文為大院針對隧道設計總結，對設計師及施工技術人員非常有幫助，推薦學習參考。
當前隧道質量問題
一、隧道漏水、滲水
（1）是地質原因；
（2）是施工原因：超挖部分沒有回填或回填不實，襯砌背后空洞發育，從而在隧道拱部形成了地下水的儲存區。在襯砌背后排水系統不暢的情況下致使作用在二襯上的荷載增大，加上溫度應力、圍巖應力和襯砌不均勻沉降的共同作用，使得二次襯砌開裂，引發滲漏水問題；
混凝土振搗不密實，澆注不連續，部分強度偏低；變形縫、施工縫未認真安裝止水帶，兩邊的混凝土澆注不實．使得襯砌在施工縫處產生裂縫并滲漏水；施工工程中導致排水管堵塞、防水板破損；工程材料質量存在問題。
（3）是設計原因
工程防水標準確定不合理；結構細部防水設計不詳細或未做防水設計。設計時應做到明確提出防排水材料的性能指標；在設計中提出施工工藝和質量檢測的相關要求；精細化設計，考慮運營期間能方便防排水系統的疏通、維修養護。
二、襯砌開裂
（1）是設計斷面形式不合理，如對有膨脹性或遇水易軟化的圍巖，邊墻采用直墻形式，邊墻很可能出現開裂現象，遇水易軟化的圍巖有可能造成邊墻基底承載力不足，產生不均勻沉降，出現裂紋（裂縫）或錯臺；
（2）是初期支護能力不足，造成坍塌、變形過大使二次襯砌承受較大圍巖壓力；
（3）是二次襯砌安全儲備不足，如有些隧道施工中出現了比較大的坍方，二次襯砌仍采用素混凝土，造成運營后素混凝土出現裂縫。
展開 Autostrade per l’Italia選擇LITESTAR 4D進行隧道照明設計
autostrade per l’Italia是意大利管理數量最多的高速公路路段的公司，它選擇LITESTAR 4D Tunnel模塊，為整個意大利高速公路上總共管理的 500 條隧道中的大部分進行照明設計。從今年開始，這些隧道將在未來幾年內建成。 Atena Lux SpA 選擇 LITESTAR 4D Wg7 (WebCatalog 7)
Atena Lux SpA 選擇 LITESTAR 4D Wg7并剛剛發布了修訂版 06-2022，其中包括 25 種語言的技術數據表、圖像、裝配說明以及 LDT、IES 和 OXL 文件。每個產品都顯示相應的極坐標圖，由 Wg7 通過 Photoview Web 從單個 OXL 文件自動管理。
PIL WebCatalog
PIL – Performance in Lightling最近在WebCatalog發布了其最新產品：用于室內照明用于道路照明泛光燈照明所有產品均包含 25 種語言的技術數據表、組裝說明和 IES、LDT 和 OXL 文件，必要時可以下載這些文件。一些產品（參見 GYM + 代碼 3100004）還包含完整的光譜測量文檔，通過 Photoview Web， 從單個 OXL 文件自動管理。
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