隧道工程施工论文

● 1 洞门的作用［1］

隧道洞门的作用体现在以下几个方面：

（1）隧道洞门可以减少洞口土石方开挖量。洞口段范围内的路堑是根据地质条件以一定坡率开挖的，当隧道埋至较深时，开挖量较大，设置隧道洞门可以起到挡土墙的作用，减少土石方开挖量。

（2）稳定边坡、仰坡。修建洞门可以减小引线路堑的边坡高度，缩小正面仰坡的坡面长度，使边坡及仰坡得以稳定。

（3）引离地表水流。地表水流往往汇集在洞口，如不排除，将会侵害路线，妨碍行车安全。修建洞门可以把水流引入侧沟排走，确保运营安全。

（4）装饰洞口。洞口时隧道唯一外露部分，是隧道的正面外观。修建洞门可以起到装饰作用，特别在城市附近、风景区及旅游区内的隧道更应配合当地的环境，给予艺术处理，进行美化。

● 2 隧道洞门设计形式［2］

根据隧道洞口所处的地形、地质条件，洞门形式也有所不同，主要有如下几种：

2.1 洞口环框

当洞口石质坚硬稳定（I-II级围岩），且地形陡峻无排水要求时，可仅修建洞口环框，以起到加固洞口和减少洞口雨后滴水的作用。

2.2 端墙式（一字式）洞门

端墙式（一字式）洞门是最常见的洞门。它适用于地形开阔、石质较为稳定（II-III 级围岩）的地区，由端墙和洞门顶排水沟组成。端墙的作用是抵抗山体纵向推力及支持洞口正面上的仰坡，保持其稳定。洞门顶排水沟用来将仰坡流下来的地表水汇集后排走。

2.3 翼墙式（八字式）洞门

当洞口地质较差（IV级及以上围岩），山体纵向推力较大时，可以在端墙式洞门的单侧或双侧设置翼墙。翼墙在正面起到抵抗山体纵向推力，增加洞门的抗滑及抗倾覆能力的作用。两侧面保护路堑边坡，起挡土墙作用。翼墙顶面与仰坡的延长面相一致，其上设置水沟，将洞门顶水沟汇集的地表水引至路堑侧沟内排走。

2.4 柱式洞门

当地形较陡（IV级围岩），仰坡有下滑的可能性，又受地形或地质条件限制，不能设置翼墙时，可在端墙中部设置2个（或4个）断面较大的柱墩，以增加端墙的稳

定性。柱式洞门比较美观，适用于城市附近、风景区或长大隧道的洞口。

2.5 台阶式洞门

当洞门位于傍山侧坡地区，洞门一侧边坡较高时，为了提高靠山侧仰坡起坡点，减少仰坡高度，将端墙顶部改为逐级升高的台阶形式，以适应地形的特点，减少洞门圬工及仰坡开挖数量，也能起到一定的美化作用。

2.6 斜交式洞门

当隧道洞口线路与地面等高线斜交时，为了缩短隧道长度，减少挖方数量，可采用平行于等高线与线路呈斜交的洞口（洞门与线路中线的交角不应小于45°）。一般斜交式洞门与衬砌斜口段应整体灌注。由于斜交式洞口及衬砌斜口段的受力复杂，施工也不方便，所以只有在十分必要时才采用它。

2.7 喇叭口式洞门

高速铁路隧道，为减缓高速列车的空气动力学效应，对单线隧道，一般设喇叭口洞口缓冲段，同时兼作隧道洞门

2.8 明洞式洞门

当基岩完整，坡面较陡，地面水不大，采用重力式内墙开挖量较大时，可采用钢筋混凝土锚杆式内墙。外墙只承受由盖板传来的垂直压力，厚度较薄，要求地基承载力较小。当地形狭窄，山坡较陡，基岩埋至较深而上部地基稳定性较差时，为了使基础置于基岩上且减小基础工程，可采用钢架式外墙。

1 洞门的作用

隧道洞门的作用体现在以下几个方面：

（5）隧道洞门可以减少洞口土石方开挖量。洞口段范围内的路堑是根据地质条件以一定坡率开挖的，当隧道埋至较深时，开挖量较大，设置隧道洞门可以起到挡土墙的作用，减少土石方开挖量。

（6）稳定边坡、仰坡。修建洞门可以减小引线路堑的边坡高度，缩小正面仰坡的坡面长度，使边坡及仰坡得以稳定。

（7）引离地表水流。地表水流往往汇集在洞口，如不排除，将会侵害路线，妨碍行车安全。修建洞门可以把水流引入侧沟排走，确保运营安全。

（8）装饰洞口。洞口时隧道唯一外露部分，是隧道的正面外观。修建洞门可以起到装饰作用，特别在城市附近、风景区及旅游区内的隧道更应配合当地的环境，给予艺术处理，进行美化。

2 隧道洞门设计原则

隧道洞门位置应该根据地形、地质水文等条件，着重考虑仰坡及边坡的稳定，同时应该结合洞外有关工程及施工条件、运营要求，同时还要满足有关规范的要求，不能随心所欲，但我们可以利用这些因素进行巧妙的结合，使洞门建筑融汇于自然环境

当中，达到所需之目的。因此，在洞门设计构思时应考虑若干主要原则。

2.1 建筑与结构相结合的原则

洞门是隧道工程的门墙，其总体作用分为结构和美化两个方面。前者具有支持山体，稳定边坡并承受该处地层上的压力的作用，后者起到美化隧道的作用。前者是受力所需，后者是审美和艺术的需要。研究隧道洞门设计是研究建筑物的现象学，建筑物的外观在人们头脑中产生一种直觉，使他们意识受到影响并转变为感受理解。公众通常认为隧道洞门设计是类似于挡土墙，其实隧道洞门外墙的作用要比公众认为的大一些，其外部形式不仅仅是赏心悦目，从实用角度而言，它有着更深远的意义，它成为一种环境的隔膜，把外部自然环境与内部人工环境分开，并可将隧道与周围环境连接起来。建筑设计的艺术和科学就是把各种元素组合成一个建筑物的整体，将建筑与结构设计有机地结合起来，使之既美观又符合功能要求。

（图6 隧道洞门与周围结构相结合）

2.2 环境与意境相结合的原则

隧道洞门位置或在丛林之中，或在岩石之壁，或依山傍水，洞门所处的自然环境是得天独厚的。通过隧道所处的地理特点进行构思，它可丰富我们在洞门设计中意境构思的素材，将环境和意境结合起来就会构思出优美的洞门形式。

2.3 洞门形式与洞口地形相协调的原则

一座隧道采用什么形式的洞门，应结合隧道所处的地理位置、地形地貌情况、洞口场地的宽阔程度来确定，使之协调统一。

（图7 隧道洞门与洞口地形相结合）

2.4 外墙装饰与相邻建筑物相协调的原则

洞门外墙装饰对隧道建筑的美观效果和功能发挥起着很大的作用。一幢建筑物的设计效果除了它的立面造型、比例尺寸和功能分区等设计手法和风格有关外，还与其饰面材质的选用有关。外墙的装饰效果是通过对材料的色调、质感和线条三方面来体现。隧道洞口又称之为“洞脸”，脸是要装饰和打扮的，否则会失去应有的美丽。

3 隧道洞门设计形式

根据隧道洞口所处的地形、地质条件，洞门形式也有所不同，主要有如下几种：3.1 洞口环框

当洞口石质坚硬稳定（I-II级围岩），且地形陡峻无排水要求时，可仅修建洞口环框，以起到加固洞口和减少洞口雨后滴水的作用。

（图8 环框式洞口）