第四章  隧道工程

一、隧道及其分类

隧道按其所处的位置不同可分为山岭隧道、水下隧道(河底和海底)以及城市隧道等。

隧道按其横断面形状分为圆形、椭圆形、马蹄形、眼镜形(孪生形)等。

隧道按其用途可分为交通隧道(包括公路隧道、铁路隧道、城市地铁、人行隧道等)和运输隧道(包括输水隧道、输气隧道、输液隧道等)。

公路隧道按其长度的不同又分为四类：

公路隧道分类

隧道分类

特长隧道

长隧道

中隧道

短隧道

隧道长度(m)

L>3000

3000≥L>1000

1000≥L>500

L≤500

隧道长度，是指进出口洞门端墙之间的水平距离，即两端端墙面与路面的交线同路线中线交点间的距离，并以此作为计量支付的依据。尽管隧道有各种用途、不同长度及横断面形状，但其构造组成大体相同，均由主体建筑物和附属建筑物两大部分组成。

二、隧道主体建筑物

隧道主体建筑物包括洞口和洞身。

1．洞口

洞口工程是隧道出入口部分的建筑物，包括洞门，洞口通风及排水设施，边、仰坡支挡构造物和引道等。洞口选择要注意：

洞门是为了保证边坡和仰坡稳定，并将仰坡流下的水引离隧道而在洞口修建的建筑物。它是隧道外露的唯一部分，起着保护洞口、保证边坡和仰坡稳定、美化和诱导的作用。

隧道洞门有翼墙式、端墙式、柱式、环框式、遮光或遮阳式等不同形式。公路隧道一般采用翼墙式。

洞门正面端墙是洞门的主要组成部分，其作用是承受山体的纵向推力、支撑仰坡。端墙面有垂直式和仰斜式两种。

侧面翼墙的作用有两种，一是加强端墙抵抗山体纵向推力从而减少端墙的厚度；二是可减小洞口、明堑的开挖坡度，从而减少土石方数量。

洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离不应小于1.5m，洞门端墙与仰坡之间水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度不应小于1.0m，洞门墙顶应高出仰坡坡脚0.5m以上。

洞门墙应根据实际需要设置伸缩缝、沉降缝和泄水孔。洞门墙的基础必须置于稳固的地基上，应视地形及地质条件、冰冻深度，埋置足够的深度，保证洞门的稳定性。

构筑洞门常用的材料有混凝土、钢筋混凝土、浆砌片石、镶面块石等。

2．洞身

洞身是隧道工程的主要组成部分，按其所处地形、地质条件及施工方法的不同，分为隧道洞身、明洞洞身和棚洞洞身。

1)隧道洞身

衬砌即随洞内壁承受围岩压力的镶护结构。其作用是支护隧道、防止岩石风化、保证净空、防水排水。根据地质条件的不同，隧道衬砌按功能分为承载衬砌、构造衬砌和装饰衬砌，按组成可分为整体式衬砌和复合式衬砌；。

在衬砌段之间，应根据实际情况设置变形缝，在Ⅲ类及以下围岩地段，应设置仰拱。

设置仰拱的隧道，路面下应以浆砌片石或贫混凝土密实回填。

复合式衬砌通常适用于Ⅳ类以下的软弱围岩。

2)明洞洞身

当隧道位置处于下列情况时，一般都设置明洞：

(1)洞顶覆盖层薄，不宜大开挖修建路堑而又难于采用暗挖法修建隧道的地段。

(2)可能受到塌方、落石或泥石流威胁的洞口或路堑。

(3)铁路、公路、水渠和其他人工构造物必须在拟建公路的上方通过，又不宜采用隧道或立交桥或涵渠跨越的地点。

3)棚洞洞身

适用条件为：

(1)有少量塌方和落石的地段。

(2)内外墙底基础软硬差别较大，不适宜修建拱形明洞的地段。

(3)半路堑外侧地形狭窄或基岩埋深大并有条件设计为桩基的地段。

三、隧道附属建筑物

隧道除了组成其主体结构的洞口、洞门及洞身外，一般还有如下一些附属建筑物。

1．防水排水系统

应采取防、截、排、堵综合治理，形成防水排水系统。该系统包括洞顶防水排水、洞门排水、洞内排水和洞内防水四个方面。

2．通风、照明与供电系统

隧道内保持良好的空气是行车安全的必要条件，隧道的通风方式有机械通风和自然通风两种。交通量小的中、短隧道可采用自然通风，交通量大的长隧道应采用机械通风。采用机械通风时，常采用纵向通风形式，配以射流风机，并按正常通风量的50％配置备用通风机。

为了保证车辆的正常行驶和交通安全，隧道应设电光照明，对于能通视、交通量较小和行人密度不大的短隧道，可以不设白天照明设施。但长度超过100m的高速公路，一、二级公路的隧道，则仍应设置白天照明设施。

3．隧道运营管理设施

4.辅助坑道

四、洞内线路构筑物

对于不同种类的隧道，有不同的洞内线路构筑物。例如，铁路隧道的洞内线路构筑物为道床；公路隧道的洞内线路构筑物为路基和路面。