高速铁路对隧道衬砌形式发展的促进

既然冲击波的减缓可以从隧道断面形状、在隧道内设置挡板以及利用变化的隧道截面这些方面来实现，那么隧道压力波也可以通过这些方面达到减缓的目的。所以通过选取合理的隧道断面尺寸形状和衬砌表面形式，可以达到消减压力波的目的。另外，随着隧道长度的增加，隧道壁面摩擦对压缩波的作用在逐渐增强。隧道壁面摩擦效应导致压缩波的能量逐渐消耗，最终波形会趋于平缓。可见从隧道衬砌方面采取措施对于压缩波的消减是可行的。

根据分析，为减缓空气动力学效应，未来我国高铁隧道衬砌形式发展方向应该是：

（1）隧道衬砌的形状以圆形断面为主，隧道壁面可能会设置不同类型的挡板或将隧道壁面做糙，也有可能把隧道侧壁建成凹凸不平的形状。至于不同隧道断面形状和不同类型挡板的组合形式下，会不会有最利于消减压力波的优化隧道断面和组合方式的方案，还有待于进一步研究。

（2）隧道在一定长度范围内会出现一次截面面积的变化。截面面积在允许范围内变大或变小，以达到快速衰减压力波的目的。

（3）隧道设计中会出现多种缓冲措施相结合的情况。缓冲结构、竖井等在条件允许的情况下可作为辅助措施，它们共同产生作用从而达到最佳的降压缓冲效果。

4结语

目前我国对于空气动力学问题的缓解措施研究局限在缓冲结构、辅助坑道等工程措施方面，导致实际应用的措施提高了造价或施工过于复杂。许多用于减压的措施受很多条件的限制，并不适合我国国情，所以有必要做一些探讨。特别是鉴于我国高速铁路在大量采用板式道床和列车不断提速的背景下，最终导致隧道中压力波转变为弱冲击波。本文就是基于这一前提给出采用减缓冲击波的措施达到消减压力波的目的，提出通过不同衬砌形式的选取可以实现压力波的快速衰减。采用圆形断面为主的隧道衬砌形式、在隧道内设置挡板或增大隧道壁面粗糙度以及采用变截面隧道衬砌形式，均可以起到迅速衰减压力波的作用。最后，对未来我国高铁隧道衬砌形式发展方向做出了合理设想，为高铁隧道衬砌形式的选取提供了更多的参考。高速铁路的发展对隧道衬砌形式的影响是不断变化的，要根据实际的需要选取相应的衬砌形式以满足列车不断提速对隧道技术的要求。