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摘要：作为铁路的重要组成部分，隧道在山区的修建不可避免。而客运专线是属于高速铁路，那么其设计自然与常规铁路有所不同。本文首先分析了客运专线隧道的主要技术特点，然后从五大方面详细阐述了客运专线隧道设计中的几个要点。
关键词：客运专线;隧道;洞口;衬砌;防排水
一、客运专线隧道的主要技术特点
客运专线铁路具有明显的优越性，其运行速度快、线路平直、安全舒适，是其他交通工具无法比拟的。也基于此，客运专线的隧道工程要求也很高，要求尽可能的占地面积少、对环境污染小、隧道结构要安全可靠。从技术上讲，客运专线隧道具有以下几个特点：
（一）受空气动力学效应影响大
高速列车在经过隧道时会产生诸如压力波动、出口处微气压波、洞内行车阻力增大等一系列空气动力学效应，这些效应是高速列车在通过客运专线隧道时的显著特征。
当高速列车进入隧道时，会对处于隧道中的静止空气场产生强烈的冲击，压力脉冲作为纵向运动的波，以声速通过隧道，并在隧道的另一端发生反射，由正压变为负压。同样以声速沿列车运行相反的方向向回运动，遇到列车后，空气阻力在大气压力（100kPa）附近发生波动，使旅客的耳朵发生明显不适。
（二）可靠性和结构耐久性要求高
可靠性主要包括安全性、适用性和耐久性三个指标，是指结构在规定的时间内，在正常规定的条件下，完成预定功能的能力。所谓结构耐久性，是指结构及其部件在可能引起材料性能劣化的各种作用下能够长期维持其应有性能的能力。由于客运专线运行的速度很高，高速度下必然也会对隧道结构和各种运行设施产生比较大的影响，因此对隧道结构工程的可靠性要求也会很高。
（三）对环境的影响更加明显
这里的环境主要指自然环境和人文环境，客运专线列车的运行速度极高，因此其会产生较为强烈的轮轨噪声、机械噪声、弓网噪声和空气动力学效应，这些都要比普通列车明显的多，因此对环境的影响是很大的。
（四）防灾救援要求高
由于在隧道中运行的是高速的客运列车，那么一旦发生事故，后果是非常严重的。那么客运专线列车隧道就需要着重考虑几个重点问题，一是怎么避免高速的列车在隧道内发生事故，二是列车因故在隧道内停车的情况下如何快速有效的疏散乘客，三是如果发生了事故灾害，那么如何实施快速的救援。因此，相比较一般的普速列车，客运专线隧道对防灾救援的要求是很高的。
（一）洞口设计
洞口位置的确定要综合地形、地质和水文条件来进行考虑，同时也要结合洞外路基、坡面防护、洞口排水、施工场地及便道引入、弃砟处理、桥梁工程、运营要求等来进行最后的确定。洞口确定的原则是要尽可能少的破坏原地表，尽量避开一些不良的地段，诸如长距离的顺沟、浅埋偏压地段等。
洞门结构的设计同样要考虑地形、地质条件及附近建筑物的因素，要因地制宜的进行设计，一般较为合适的洞门形式是斜切式的或喇叭口式的洞门。注意在设计洞门时要做好环境保护工作，尽量减少边坡的开挖。如果地形的纵坡坡度较大且与桥隧相连时，应尽量不使桥台进洞，如果无法避免这种形式，那么就要结合桥台的具体结构形式，合理的确定出洞门的形式。
3、洞口缓冲结构的设计
为缓解隧道内的空气动力学效用，一般要在隧道洞口的明洞上设置适当的开口，宜采用与隧道净空内轮廓相似的开孔设计，在侧面或是顶面开设减压孔。
（二）衬砌结构及支护
1、暗洞设计
暗洞采用复合式衬砌，Ⅲ级及以上围岩采用曲墙带仰拱的衬砌，仰拱内轮廓与曲墙圆顺连接;Ⅱ级围岩一般采用曲墙式不带仰拱、设底板的衬砌形式，运梁车通过的隧道采用曲墙带仰拱的衬砌，浅埋段采用加强复合式衬砌，偏压段采用偏压复合式衬砌。
（1）明暗分界里程的确定
明暗分界里程的确定要遵循一定的线路设计要求，一般若线路的中线与等高线正交，并且地面纵坡坡度大于1：2.5时，明暗分界就按照拱顶覆土厚超过2m的标准来设置。若是地面纵坡的坡度较小，明暗分界里程的设置就根据地形地质条件来综合考虑。
（2）明洞形式
明洞的形式一般分为三种，即对称路堑式明洞、偏压路堑式明洞和单压路堑式明洞。对称路堑式明洞一般适用于地面横坡较缓、两侧地形对称性高的情况;偏压路堑式明则在地面横坡坡度较大，明洞外墙未露出地面且地层稳定的情况下应用较多;单压路堑式明洞多应用在面横坡较陡，明洞外墙露出地面，并且地层不稳定的情况。
（三）防排水设计
客运专线防排水设计一般采用“防、堵、截、排结合，因地制宜，综合治理”的原则，形成一个完善的防排水系统，妥善处理地表水和地下水，保障洞内的结构物和行车的安全。
客运专线隧道的防排水应着重做好初期支护的防水工作，重点对施工缝和变形缝进行防水设计，采取混凝土自防水的方式，以注浆防水和防水层加强防水的方式来进行辅助。
（1）地下水发育和较发育地区
这些地区的隧道衬砌应该采用防水混凝土的结构，其衬砌厚度应大于30cm，并且要求抗渗等级不小于P8。
（2）拱墙背后
在拱墙背后设置防水板来进行防水，其中针对地下水流失敏感的地段，应进行全环防水板的设置，其厚度要大于1.5mm，并且宜采取分区防水的方法。
（3）允許排水的隧道 对于允许排水的隧道在防水板背后应设置环向和纵向排水盲管，盲管分别引入侧沟，堵塞时应可以疏通。
（四）消防和防灾救援
考虑到隧道发生灾害位置的不确定性和后果的严重性，在设计中要考虑完善的消防系统和防灾救援措施。
在隧道两侧设置贯通的救援通道，以备发生灾害时的人员疏散和救援工作。
在隧道辅助洞室内设置简易的消防器具和报警电话。
对长度大于6km的隧道，结合隧道的辅助坑道，设置紧急出口，供灾害情况时人员疏散逃生。
在隧道内消防洞室和紧急出口处设置醒目的标示牌。
对长度超过20km的隧道或总长超过20km的隧道群，宜在隧道中部适当位置设置定点疏散和消防系统。
对平行的双洞单线隧道，间隔400～500m设置横向连接通道，以备灾害发生时互为救援和疏散通道。
（五）混凝土耐久性设计
1、耐久混凝土的选用
提出混凝土原材料選用（水泥品种与等级，掺和料种类，骨料品种与质量要求等）、混凝土配比的主要参数（最大水胶比、最大水泥用量、最小胶凝材料用量等）及引气等要求，根据需要提出混凝土的氯离子扩散系数、抗冻耐久性指数或抗冻等级等具体指标;在设计施工图和设计说明中，必须标明水胶比等与耐久性混凝土相关的重要参数和要求。
2、与结构耐久性有关的施工质量和施工管理要求，特别是混凝土的养护方法以及钢筋保护层厚度的质量控制与质量保证措施;在设计施工图上应表明钢筋的混凝土保护层厚度的施工允许误差及混凝土施工养护要求。另外，要强调施工技术和管理是决定是否达到结构物耐久性要求的关键。
参考文献
[1]张友忠.石太铁路客运专线隧道施工工艺[J].山西建筑，2008（20）
[2]管德鹏，汶文钊.客运专线铁路隧道施工要点探索[J].铁道标准设计， 2007（06）
[3]杨新安，廖立坚，王军良.客运专线隧道的设计与施工技术[J].地下空间与工程学报，2007（04）
关键词：客运专线;隧道;洞口;衬砌;防排水
一、客运专线隧道的主要技术特点
客运专线铁路具有明显的优越性，其运行速度快、线路平直、安全舒适，是其他交通工具无法比拟的。也基于此，客运专线的隧道工程要求也很高，要求尽可能的占地面积少、对环境污染小、隧道结构要安全可靠。从技术上讲，客运专线隧道具有以下几个特点：
（一）受空气动力学效应影响大
高速列车在经过隧道时会产生诸如压力波动、出口处微气压波、洞内行车阻力增大等一系列空气动力学效应，这些效应是高速列车在通过客运专线隧道时的显著特征。
当高速列车进入隧道时，会对处于隧道中的静止空气场产生强烈的冲击，压力脉冲作为纵向运动的波，以声速通过隧道，并在隧道的另一端发生反射，由正压变为负压。同样以声速沿列车运行相反的方向向回运动，遇到列车后，空气阻力在大气压力（100kPa）附近发生波动，使旅客的耳朵发生明显不适。
（二）可靠性和结构耐久性要求高
可靠性主要包括安全性、适用性和耐久性三个指标，是指结构在规定的时间内，在正常规定的条件下，完成预定功能的能力。所谓结构耐久性，是指结构及其部件在可能引起材料性能劣化的各种作用下能够长期维持其应有性能的能力。由于客运专线运行的速度很高，高速度下必然也会对隧道结构和各种运行设施产生比较大的影响，因此对隧道结构工程的可靠性要求也会很高。
（三）对环境的影响更加明显
这里的环境主要指自然环境和人文环境，客运专线列车的运行速度极高，因此其会产生较为强烈的轮轨噪声、机械噪声、弓网噪声和空气动力学效应，这些都要比普通列车明显的多，因此对环境的影响是很大的。
（四）防灾救援要求高
由于在隧道中运行的是高速的客运列车，那么一旦发生事故，后果是非常严重的。那么客运专线列车隧道就需要着重考虑几个重点问题，一是怎么避免高速的列车在隧道内发生事故，二是列车因故在隧道内停车的情况下如何快速有效的疏散乘客，三是如果发生了事故灾害，那么如何实施快速的救援。因此，相比较一般的普速列车，客运专线隧道对防灾救援的要求是很高的。
- 客运专线隧道设计中几个要点
（一）洞口设计
- 洞口位置的确定
洞口位置的确定要综合地形、地质和水文条件来进行考虑，同时也要结合洞外路基、坡面防护、洞口排水、施工场地及便道引入、弃砟处理、桥梁工程、运营要求等来进行最后的确定。洞口确定的原则是要尽可能少的破坏原地表，尽量避开一些不良的地段，诸如长距离的顺沟、浅埋偏压地段等。
- 洞门的结构形式
洞门结构的设计同样要考虑地形、地质条件及附近建筑物的因素，要因地制宜的进行设计，一般较为合适的洞门形式是斜切式的或喇叭口式的洞门。注意在设计洞门时要做好环境保护工作，尽量减少边坡的开挖。如果地形的纵坡坡度较大且与桥隧相连时，应尽量不使桥台进洞，如果无法避免这种形式，那么就要结合桥台的具体结构形式，合理的确定出洞门的形式。
3、洞口缓冲结构的设计
为缓解隧道内的空气动力学效用，一般要在隧道洞口的明洞上设置适当的开口，宜采用与隧道净空内轮廓相似的开孔设计，在侧面或是顶面开设减压孔。
（二）衬砌结构及支护
1、暗洞设计
暗洞采用复合式衬砌，Ⅲ级及以上围岩采用曲墙带仰拱的衬砌，仰拱内轮廓与曲墙圆顺连接;Ⅱ级围岩一般采用曲墙式不带仰拱、设底板的衬砌形式，运梁车通过的隧道采用曲墙带仰拱的衬砌，浅埋段采用加强复合式衬砌，偏压段采用偏压复合式衬砌。
- 明洞设计
（1）明暗分界里程的确定
明暗分界里程的确定要遵循一定的线路设计要求，一般若线路的中线与等高线正交，并且地面纵坡坡度大于1：2.5时，明暗分界就按照拱顶覆土厚超过2m的标准来设置。若是地面纵坡的坡度较小，明暗分界里程的设置就根据地形地质条件来综合考虑。
（2）明洞形式
明洞的形式一般分为三种，即对称路堑式明洞、偏压路堑式明洞和单压路堑式明洞。对称路堑式明洞一般适用于地面横坡较缓、两侧地形对称性高的情况;偏压路堑式明则在地面横坡坡度较大，明洞外墙未露出地面且地层稳定的情况下应用较多;单压路堑式明洞多应用在面横坡较陡，明洞外墙露出地面，并且地层不稳定的情况。
（三）防排水设计
- 防排水设计的原则
客运专线防排水设计一般采用“防、堵、截、排结合，因地制宜，综合治理”的原则，形成一个完善的防排水系统，妥善处理地表水和地下水，保障洞内的结构物和行车的安全。
- 防排水的措施
客运专线隧道的防排水应着重做好初期支护的防水工作，重点对施工缝和变形缝进行防水设计，采取混凝土自防水的方式，以注浆防水和防水层加强防水的方式来进行辅助。
（1）地下水发育和较发育地区
这些地区的隧道衬砌应该采用防水混凝土的结构，其衬砌厚度应大于30cm，并且要求抗渗等级不小于P8。
（2）拱墙背后
在拱墙背后设置防水板来进行防水，其中针对地下水流失敏感的地段，应进行全环防水板的设置，其厚度要大于1.5mm，并且宜采取分区防水的方法。
（3）允許排水的隧道 对于允许排水的隧道在防水板背后应设置环向和纵向排水盲管，盲管分别引入侧沟，堵塞时应可以疏通。
（四）消防和防灾救援
考虑到隧道发生灾害位置的不确定性和后果的严重性，在设计中要考虑完善的消防系统和防灾救援措施。
在隧道两侧设置贯通的救援通道，以备发生灾害时的人员疏散和救援工作。
在隧道辅助洞室内设置简易的消防器具和报警电话。
对长度大于6km的隧道，结合隧道的辅助坑道，设置紧急出口，供灾害情况时人员疏散逃生。
在隧道内消防洞室和紧急出口处设置醒目的标示牌。
对长度超过20km的隧道或总长超过20km的隧道群，宜在隧道中部适当位置设置定点疏散和消防系统。
对平行的双洞单线隧道，间隔400～500m设置横向连接通道，以备灾害发生时互为救援和疏散通道。
（五）混凝土耐久性设计
1、耐久混凝土的选用
提出混凝土原材料選用（水泥品种与等级，掺和料种类，骨料品种与质量要求等）、混凝土配比的主要参数（最大水胶比、最大水泥用量、最小胶凝材料用量等）及引气等要求，根据需要提出混凝土的氯离子扩散系数、抗冻耐久性指数或抗冻等级等具体指标;在设计施工图和设计说明中，必须标明水胶比等与耐久性混凝土相关的重要参数和要求。
2、与结构耐久性有关的施工质量和施工管理要求，特别是混凝土的养护方法以及钢筋保护层厚度的质量控制与质量保证措施;在设计施工图上应表明钢筋的混凝土保护层厚度的施工允许误差及混凝土施工养护要求。另外，要强调施工技术和管理是决定是否达到结构物耐久性要求的关键。
参考文献
[1]张友忠.石太铁路客运专线隧道施工工艺[J].山西建筑，2008（20）
[2]管德鹏，汶文钊.客运专线铁路隧道施工要点探索[J].铁道标准设计， 2007（06）
[3]杨新安，廖立坚，王军良.客运专线隧道的设计与施工技术[J].地下空间与工程学报，2007（04）