隧道洞门与洞门结构
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隧道洞门与洞门结构
讨论公路与铁路隧道洞门 2018年7月10
隧道洞门与洞门结构
----隧道洞口位置的选定
选择洞口位置的原则
• 洞口应尽可能地设在山体稳定、地质较好地下水不太 丰富的地方
• 洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处，不要
与水争路
• 洞口应尽可能设在线路与地形等高线相垂直的地方，
使隧道正面进入 山体，洞门结构物不致受到偏侧压力
因为洞口的地形是各种各样的，地质条件也是千差万别的，所以，隧 道门和明洞门的型式，只能在上述基本型式上，按照具体情况适当地 予以布置。
---洞门结构的构造
- 拱形明洞门
- 拱形明洞门可分为路堑式和半路堑式两类。路堑式明洞门有端墙式 （常用柱式）和翼墙式两种，与一般隧道门形式相类似
柱式拱形明洞门路堑式
翼墙式拱形明洞门路堑式
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 半路堑式明洞门多用于傍山线路，其山侧与原地层相接，为了适应 傍山、横向地面坡陡的地形，一般也多以台阶形式加高端墙，并在山 侧设置挡墙支挡边坡，降低开挖高度，
• 当洞口地质较差，山体纵向推力较大时，可以在端墙式洞门以外，
增加单侧或双侧的翼墙（挡墙），成为翼墙式洞门
• 翼墙式洞门的正面端墙一般采用等厚的直墙，微向后方倾斜，斜度
为1：10
翼墙式洞门
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 耳墙式洞门
• 耳墙式洞门即带耳墙的翼墙式洞门,将翼墙式洞门端墙两侧各接出一个耳
隧道洞门与洞门结构
---明洞的构造
- 悬臂பைடு நூலகம்棚洞
• 适用于稳固而陡峻的山坡，
外侧地形难以满足一般棚洞 的地基要求，落石不太严重 的情况
• 内墙为重力式，上端接筑
悬臂式横梁，其上铺以盖板， 在盖板的内端设平衡重来维 持结构受外荷载作用下的稳 定性 。为了保证棚洞的稳定 性，要求悬臂必须伸入稳定 的基岩内。
• 当线路位于有可能被淹没的河滩上或水库回水影响
范围以内时，隧道洞口标高应在洪水位以上，并加上 波浪的高度，以防洪水倒灌到隧道中去
隧道洞门与洞门结构
----隧道洞口位置的选定
•为了保证洞口的稳定和安全，边坡及仰坡均不宜开挖过高，不
使山体扰动太甚，也不使新开出的暴露面太大。一般情况下，设
计各类围岩中隧道洞口上方的仰坡和路堑的边坡控制高度和坡度 可参考下表
石混凝土—0.5m；混凝土、块石—0.3m；钢筋混凝土—0.2m。 - 端墙宽度与路堑横断面相适应
- 柱式洞门
• 适用于洞口地形较陡，地质条件较
差，岩层有较大侧压力，仰坡有下滑 的可能性的地段
• 柱式洞门工程量较翼墙式洞门大，
造价较高，施工也较为复杂
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 翼墙式洞门
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 斜交式洞门
当线路方向与地形等高线斜交时，为了避免出现此种现象，通常应将隧 道洞门做成近于平行地形等高线方向设置，使洞门左右可以仍保持近似 对称，修建成斜交隧道门，简称斜洞门。这样将使衬砌洞口段和洞门相 对于线路呈斜交形式 。在松软地层中，不宜采用斜洞门
隧道洞门与洞门结构
---明洞的构造
- 棚洞：当山坡的坍方、落石数量
较少，山体侧向压力不大，或因受地质、 地形限制，难以修建拱式明洞时可采用 棚式明洞。
棚式明洞常见的结构形式有盖 板式、刚架式和悬臂式三种。
- 盖板式棚洞
•盖板式棚洞是由内墙、外墙及
钢筋混凝土盖板组成的简支结 构
•外墙不受侧向压力，仅承受梁
和盖板的竖向荷载时，它要求 的地基承载力较小
----隧道明洞结构
- 偏压斜墙式拱形明洞
• 适用于地形倾斜，低侧处路堑外侧有较宽敞的地面供回填土石，以增
加明洞抵抗侧向压力的能力。
• 承受偏压荷载，拱圈为等截面，内侧边墙为等厚直墙式，外侧边墙不
等厚斜墙式。
- 半路堑单压式拱形明洞
• 受单侧的压力，结构内轮廓与隧道一致，左右对称，结构截面左右不
同，内侧边墙为等厚直墙，外墙需要相对地加大，而且必须把基础放在 稳固的基岩上
- 端墙式洞
• 适用于自然山坡陡峻，洞门地形
开阔，岩层较为坚硬完整，山体压 力很小，开挖坡度1：0.3～1：0.5的 洞口地段
• 起御土墙的作用，而且能支持洞
口正面上的仰坡，并将从仰坡溜下 来的地面水，汇集到排水沟中去
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 端墙的构造要求
- 端墙的高度约在11.0m上下 - 端墙厚度应按挡土墙的方法计算，但不应小于：浆砌片石—0.5m；片
同路线中线交点间的距离。
- 洞门的作用
• 减少洞口土石方开挖量 • 稳定边仰坡 • 引离地面流水 • 装饰洞口
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 洞门结构的类型
- 隧道门
隧道门指修建在不设明洞的隧道洞口的 支挡结构物，包括环框式洞门、端墙式 洞门、翼墙式洞门、柱式洞门、台阶式 洞门、斜洞门和耳墙式洞门等
- 明洞门
明洞门主要配合明洞结构类型设计，明 洞有拱形明洞和棚洞之分，相应明洞门 也分拱形明洞门和棚式明洞门两大类
棚式明洞门
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 环框式洞门
• 环框式洞门，即只镶饰隧道衬砌
两端部分
• 适用于隧道洞口仰坡极为稳固，
岩层坚硬，节理不发育，不易风化， 地形陡峻而又无排水要求的地段
础放到下方较深的基岩上时，外墙可以延伸直达基岩，成为内、外墙 不同，内短外长的形式，称为长腿式拱形明洞
• 如果明洞外侧覆盖土不厚，还可以掏成侧洞，使露天的光线可以
射进来，外界的新鲜空气可以流进来，改善了明洞内的环境条件
隧道洞门与洞门结构
---明洞的构造
耳墙式拱形明洞
长腿式拱形明洞 连拱形外墙明洞
隧道洞门与洞门结构
洞门开挖方式
隧道洞门与洞门结构
----隧道明洞构造
明洞是用明挖法修建的隧道，是在露天的路堑地面上，或是在敞口的基 坑内，先修筑结构物，然后再回填覆盖土石。如图所示。
明洞位置示意图
- 拱式明洞
- 路堑式拱形明洞
路堑式拱形明洞
隧道洞门与洞门结构
----隧道明洞结构
• 路堑式拱形明洞位于两侧都有高边坡的路堑中 • 路堑式拱形明洞适用于路堑边坡处于对称或接近对称，边坡岩层基
•当外侧基岩较浅，地基基础承
载力较大时，可采用立柱式
盖板式棚洞
隧道洞门与洞门结构
---明洞的构造
- 刚架式棚洞
•当地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置较深而上部地基稳定性差时，
可采用刚架式外墙，此时称明洞为刚架式明洞（有时也可采用长 腿式明洞）
•外侧刚架、内侧重力式墩台结构、横顶梁、底横撑及钢筋混凝土
盖板组成。并做防水层及回填土石处理。
围
岩 级
Ⅰ～Ⅱ
Ⅲ
别
Ⅳ
Ⅴ～Ⅵ
坡 率
贴 壁
1:0. 1:0. 1:0. 1:0. 1:0.
3
5
5
75
75
1:1
1:1. 1:1. 1:1.
25
25
5
高
25
25
20
度 <15 <20 左 <20 左 <15 <18 左 <15 <18
(m)
右
右
右
隧道洞门与洞门结构
----隧道洞口位置的选定
• 若洞口附近遇有水沟或水渠横跨线路时，应慎重处理，当线
• 拱圈也可能采用变截面，以抵抗单侧的压力。
隧道洞门与洞门结构
----隧道明洞结构
• 当外侧地形低下，不能保持回填土的天然稳定坡度，或是按天然稳
定坡度则边坡将延伸很远时，可以在结构的外墙顶上，接高一段挡墙， 用以拦截土石的流走，称之为耳墙式拱形明洞
• 当外侧边墙基底地质不好，不足以承受外墙传来的压力而必须把基
悬臂式棚洞
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 概述
• 洞门（隧道门的简称，通常也泛指隧道门及明洞门）是隧道洞口用圬
工砌筑用以保护洞口、排放流水并加以建筑装饰的支挡结构物。
• 对于铁路隧道，隧道的长度就是其进出口洞门墙外表面与线路内轨顶
面标高线交点之间的距离；
• 对于公路隧道，隧道的长度就是其进出口洞门墙外表面与路面的交线
墙至边坡内，呈带耳墙的结构，形成耳墙式洞门
• 对于排泄仰、边坡地表汇水，阻挡洞顶风化剥落体，效果良好，并可大
大减少对坡面的冲刷
• 洞口显得宽敞，结构式样比较美观，而且对于边、仰坡坡度不一致的洞
口，设计时亦便于处理
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 台阶式洞门
当洞门处于傍山侧坡地区，地 面横坡较陡，洞门一侧边坡较 高时，为了减小仰坡高度及外 露坡长，可以将端墙一侧顶部 改为逐步升级的台阶形式，以 适应地形的特点，减少仰坡土 石开挖量。这种洞门也有一定 的美化作用
台阶式拱形明洞门（半路堑式）
台阶式拱形明洞门（偏压式）
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 遮光棚式洞门
对于公路隧道，当洞外需要设置遮光棚时，其入口通常外伸很远。遮 光构造物有开放式和封闭式之分，前者遮光板之间是透空的，后者则 用透光材料将前者透空部分封闭。但由于透光材料上面容易沾染油污， 养护困难，因此很少使用后者。遮光构造物形状上有喇叭式与棚式之 分。
路横沟进洞时，设置桥涵净空不宜太小，以免后患
• 若洞口前方岩壁陡立，基岩裸露。此时，最好不刷动原生坡
面，不挖开山体。
• 洞口以外必须留有生产活动的场所
隧道洞门与洞门结构
----隧道洞口位置的选定
- 隧道洞口边、仰坡开挖线
边、仰坡开挖线
隧道勘测及隧道位置的选择
- - - 隧道洞口位置的选定
洞门开挖方式有两种，即甲式开挖和乙式开挖，如下图所示，其刷坡 的起坡点不同。采用甲式开挖时，起坡点为翼墙端点；乙式开挖时， 起坡点为仰坡坡脚。由此可确定相宜起坡点的标高值
本稳定，仅防边坡有少量坍塌、落石，或用于隧道洞口岩层破碎，覆 盖层较薄而难以用暗挖法修建隧道时
• 承受对称荷载，拱、墙均为等截面，边墙为直墙式。
-偏压直墙式拱形明洞
• 适用于两侧边坡高差较大的不对称路堑。 • 承受不对称荷载，拱圈为等截面，边墙为直墙式，外侧边墙厚度大
于内侧边墙的厚度。
隧道洞门与洞门结构
讨论公路与铁路隧道洞门 2018年7月10
隧道洞门与洞门结构
----隧道洞口位置的选定
选择洞口位置的原则
• 洞口应尽可能地设在山体稳定、地质较好地下水不太 丰富的地方
• 洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处，不要
与水争路
• 洞口应尽可能设在线路与地形等高线相垂直的地方，
使隧道正面进入 山体，洞门结构物不致受到偏侧压力
因为洞口的地形是各种各样的，地质条件也是千差万别的，所以，隧 道门和明洞门的型式，只能在上述基本型式上，按照具体情况适当地 予以布置。
---洞门结构的构造
- 拱形明洞门
- 拱形明洞门可分为路堑式和半路堑式两类。路堑式明洞门有端墙式 （常用柱式）和翼墙式两种，与一般隧道门形式相类似
柱式拱形明洞门路堑式
翼墙式拱形明洞门路堑式
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 半路堑式明洞门多用于傍山线路，其山侧与原地层相接，为了适应 傍山、横向地面坡陡的地形，一般也多以台阶形式加高端墙，并在山 侧设置挡墙支挡边坡，降低开挖高度，
• 当洞口地质较差，山体纵向推力较大时，可以在端墙式洞门以外，
增加单侧或双侧的翼墙（挡墙），成为翼墙式洞门
• 翼墙式洞门的正面端墙一般采用等厚的直墙，微向后方倾斜，斜度
为1：10
翼墙式洞门
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 耳墙式洞门
• 耳墙式洞门即带耳墙的翼墙式洞门,将翼墙式洞门端墙两侧各接出一个耳
隧道洞门与洞门结构
---明洞的构造
- 悬臂பைடு நூலகம்棚洞
• 适用于稳固而陡峻的山坡，
外侧地形难以满足一般棚洞 的地基要求，落石不太严重 的情况
• 内墙为重力式，上端接筑
悬臂式横梁，其上铺以盖板， 在盖板的内端设平衡重来维 持结构受外荷载作用下的稳 定性 。为了保证棚洞的稳定 性，要求悬臂必须伸入稳定 的基岩内。
• 当线路位于有可能被淹没的河滩上或水库回水影响
范围以内时，隧道洞口标高应在洪水位以上，并加上 波浪的高度，以防洪水倒灌到隧道中去
隧道洞门与洞门结构
----隧道洞口位置的选定
•为了保证洞口的稳定和安全，边坡及仰坡均不宜开挖过高，不
使山体扰动太甚，也不使新开出的暴露面太大。一般情况下，设
计各类围岩中隧道洞口上方的仰坡和路堑的边坡控制高度和坡度 可参考下表
石混凝土—0.5m；混凝土、块石—0.3m；钢筋混凝土—0.2m。 - 端墙宽度与路堑横断面相适应
- 柱式洞门
• 适用于洞口地形较陡，地质条件较
差，岩层有较大侧压力，仰坡有下滑 的可能性的地段
• 柱式洞门工程量较翼墙式洞门大，
造价较高，施工也较为复杂
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 翼墙式洞门
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 斜交式洞门
当线路方向与地形等高线斜交时，为了避免出现此种现象，通常应将隧 道洞门做成近于平行地形等高线方向设置，使洞门左右可以仍保持近似 对称，修建成斜交隧道门，简称斜洞门。这样将使衬砌洞口段和洞门相 对于线路呈斜交形式 。在松软地层中，不宜采用斜洞门
隧道洞门与洞门结构
---明洞的构造
- 棚洞：当山坡的坍方、落石数量
较少，山体侧向压力不大，或因受地质、 地形限制，难以修建拱式明洞时可采用 棚式明洞。
棚式明洞常见的结构形式有盖 板式、刚架式和悬臂式三种。
- 盖板式棚洞
•盖板式棚洞是由内墙、外墙及
钢筋混凝土盖板组成的简支结 构
•外墙不受侧向压力，仅承受梁
和盖板的竖向荷载时，它要求 的地基承载力较小
----隧道明洞结构
- 偏压斜墙式拱形明洞
• 适用于地形倾斜，低侧处路堑外侧有较宽敞的地面供回填土石，以增
加明洞抵抗侧向压力的能力。
• 承受偏压荷载，拱圈为等截面，内侧边墙为等厚直墙式，外侧边墙不
等厚斜墙式。
- 半路堑单压式拱形明洞
• 受单侧的压力，结构内轮廓与隧道一致，左右对称，结构截面左右不
同，内侧边墙为等厚直墙，外墙需要相对地加大，而且必须把基础放在 稳固的基岩上
- 端墙式洞
• 适用于自然山坡陡峻，洞门地形
开阔，岩层较为坚硬完整，山体压 力很小，开挖坡度1：0.3～1：0.5的 洞口地段
• 起御土墙的作用，而且能支持洞
口正面上的仰坡，并将从仰坡溜下 来的地面水，汇集到排水沟中去
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 端墙的构造要求
- 端墙的高度约在11.0m上下 - 端墙厚度应按挡土墙的方法计算，但不应小于：浆砌片石—0.5m；片
同路线中线交点间的距离。
- 洞门的作用
• 减少洞口土石方开挖量 • 稳定边仰坡 • 引离地面流水 • 装饰洞口
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 洞门结构的类型
- 隧道门
隧道门指修建在不设明洞的隧道洞口的 支挡结构物，包括环框式洞门、端墙式 洞门、翼墙式洞门、柱式洞门、台阶式 洞门、斜洞门和耳墙式洞门等
- 明洞门
明洞门主要配合明洞结构类型设计，明 洞有拱形明洞和棚洞之分，相应明洞门 也分拱形明洞门和棚式明洞门两大类
棚式明洞门
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 环框式洞门
• 环框式洞门，即只镶饰隧道衬砌
两端部分
• 适用于隧道洞口仰坡极为稳固，
岩层坚硬，节理不发育，不易风化， 地形陡峻而又无排水要求的地段
础放到下方较深的基岩上时，外墙可以延伸直达基岩，成为内、外墙 不同，内短外长的形式，称为长腿式拱形明洞
• 如果明洞外侧覆盖土不厚，还可以掏成侧洞，使露天的光线可以
射进来，外界的新鲜空气可以流进来，改善了明洞内的环境条件
隧道洞门与洞门结构
---明洞的构造
耳墙式拱形明洞
长腿式拱形明洞 连拱形外墙明洞
隧道洞门与洞门结构
洞门开挖方式
隧道洞门与洞门结构
----隧道明洞构造
明洞是用明挖法修建的隧道，是在露天的路堑地面上，或是在敞口的基 坑内，先修筑结构物，然后再回填覆盖土石。如图所示。
明洞位置示意图
- 拱式明洞
- 路堑式拱形明洞
路堑式拱形明洞
隧道洞门与洞门结构
----隧道明洞结构
• 路堑式拱形明洞位于两侧都有高边坡的路堑中 • 路堑式拱形明洞适用于路堑边坡处于对称或接近对称，边坡岩层基
•当外侧基岩较浅，地基基础承
载力较大时，可采用立柱式
盖板式棚洞
隧道洞门与洞门结构
---明洞的构造
- 刚架式棚洞
•当地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置较深而上部地基稳定性差时，
可采用刚架式外墙，此时称明洞为刚架式明洞（有时也可采用长 腿式明洞）
•外侧刚架、内侧重力式墩台结构、横顶梁、底横撑及钢筋混凝土
盖板组成。并做防水层及回填土石处理。
围
岩 级
Ⅰ～Ⅱ
Ⅲ
别
Ⅳ
Ⅴ～Ⅵ
坡 率
贴 壁
1:0. 1:0. 1:0. 1:0. 1:0.
3
5
5
75
75
1:1
1:1. 1:1. 1:1.
25
25
5
高
25
25
20
度 <15 <20 左 <20 左 <15 <18 左 <15 <18
(m)
右
右
右
隧道洞门与洞门结构
----隧道洞口位置的选定
• 若洞口附近遇有水沟或水渠横跨线路时，应慎重处理，当线
• 拱圈也可能采用变截面，以抵抗单侧的压力。
隧道洞门与洞门结构
----隧道明洞结构
• 当外侧地形低下，不能保持回填土的天然稳定坡度，或是按天然稳
定坡度则边坡将延伸很远时，可以在结构的外墙顶上，接高一段挡墙， 用以拦截土石的流走，称之为耳墙式拱形明洞
• 当外侧边墙基底地质不好，不足以承受外墙传来的压力而必须把基
悬臂式棚洞
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 概述
• 洞门（隧道门的简称，通常也泛指隧道门及明洞门）是隧道洞口用圬
工砌筑用以保护洞口、排放流水并加以建筑装饰的支挡结构物。
• 对于铁路隧道，隧道的长度就是其进出口洞门墙外表面与线路内轨顶
面标高线交点之间的距离；
• 对于公路隧道，隧道的长度就是其进出口洞门墙外表面与路面的交线
墙至边坡内，呈带耳墙的结构，形成耳墙式洞门
• 对于排泄仰、边坡地表汇水，阻挡洞顶风化剥落体，效果良好，并可大
大减少对坡面的冲刷
• 洞口显得宽敞，结构式样比较美观，而且对于边、仰坡坡度不一致的洞
口，设计时亦便于处理
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 台阶式洞门
当洞门处于傍山侧坡地区，地 面横坡较陡，洞门一侧边坡较 高时，为了减小仰坡高度及外 露坡长，可以将端墙一侧顶部 改为逐步升级的台阶形式，以 适应地形的特点，减少仰坡土 石开挖量。这种洞门也有一定 的美化作用
台阶式拱形明洞门（半路堑式）
台阶式拱形明洞门（偏压式）
隧道洞门与洞门结构
---洞门结构的构造
- 遮光棚式洞门
对于公路隧道，当洞外需要设置遮光棚时，其入口通常外伸很远。遮 光构造物有开放式和封闭式之分，前者遮光板之间是透空的，后者则 用透光材料将前者透空部分封闭。但由于透光材料上面容易沾染油污， 养护困难，因此很少使用后者。遮光构造物形状上有喇叭式与棚式之 分。
路横沟进洞时，设置桥涵净空不宜太小，以免后患
• 若洞口前方岩壁陡立，基岩裸露。此时，最好不刷动原生坡
面，不挖开山体。
• 洞口以外必须留有生产活动的场所
隧道洞门与洞门结构
----隧道洞口位置的选定
- 隧道洞口边、仰坡开挖线
边、仰坡开挖线
隧道勘测及隧道位置的选择
- - - 隧道洞口位置的选定
洞门开挖方式有两种，即甲式开挖和乙式开挖，如下图所示，其刷坡 的起坡点不同。采用甲式开挖时，起坡点为翼墙端点；乙式开挖时， 起坡点为仰坡坡脚。由此可确定相宜起坡点的标高值
本稳定，仅防边坡有少量坍塌、落石，或用于隧道洞口岩层破碎，覆 盖层较薄而难以用暗挖法修建隧道时
• 承受对称荷载，拱、墙均为等截面，边墙为直墙式。
-偏压直墙式拱形明洞
• 适用于两侧边坡高差较大的不对称路堑。 • 承受不对称荷载，拱圈为等截面，边墙为直墙式，外侧边墙厚度大
于内侧边墙的厚度。
隧道洞门与洞门结构