隧道洞门与洞门结构ppt课件
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洞门及明洞
洞门及明洞2.3 隧道洞门结构2.3.1 隧道洞门的作用、定义1 洞门定义洞门是隧道洞口用圬工砌筑并加以建筑装饰的支挡结构物。
2 洞门的作用◆支挡（边仰坡）◆防水（洞门上的截水天沟）◆装饰洞口（景区，柱式洞门）2.3.2 隧道洞门的类型◆洞口环框式洞门◆端墙式洞门◆翼墙式洞门◆柱式洞门◆台阶式洞门◆削竹式洞门（1）洞口环框一种不承载的简单洞口环框适用: 洞口石质坚硬而稳定(Ⅵ类或Ⅰ级)围岩，地形陡峻而又无排水要求时作用：加固洞口减少雨后洞口滴水，简单的装饰。
环框微向后倾，其倾斜度与顶上的仰坡一致。
环框的宽度与洞口外观相匹配，一般不小于70cm，突出仰坡坡面不少于30cm，使仰坡上流下的水从洞口正面淌下。
（2）端墙式洞门适用于地形开阔，岩质基本稳定的Ⅳ类～Ⅵ类(Ⅲ～Ⅰ级)结构特点：在隧道口正面设置一面能抵抗山体纵向推力的端墙。
端墙的作用：支护洞口仰坡，保持其稳定，并将仰坡水流汇集排出。
端墙的构造一般是采用等厚的直墙（直墙圬工体积比其它型式都小，而且施工方便）墙身微向后倾斜，斜度约为1:10（这样可以受到较竖直墙为小的土石压力，而且对端墙的倾覆稳定有好处）。
（3）翼墙式洞门适用于洞口地质较差的Ⅲ类(Ⅳ级)及以下的围岩，山体纵向推力较大时构造特点：可以在端墙式洞门以外，增加单侧或双侧的翼墙作用：翼墙与端墙共同作用，以抵抗山体纵向推力，增加洞门的抗滑动和抗倾覆的能力翼墙的正面端墙同上翼墙前面与端墙垂直，顶面斜度与仰坡坡度一致。
墙顶上设流水凹槽，将洞顶上的水从凹槽引至路堑边沟内。
翼墙基础应设在稳固的地基上，其埋深与端墙基础相同。
洞门顶上，端墙与仰坡坡脚之间的排水沟一般采用60cm宽，40cm深的槽形，沟底应有不小于3‰的排水坡。
排水沟的形式视洞口的地形和洞门构造型式而定。
较多使用的是单向顺坡排水，把水引到洞门一侧以外的低洼山体处，或引到路堑侧沟中。
当地形不容许向一侧排水时，则可采用双向排水，把水引到端墙两侧，水从端墙后面沿预留的泄水孔流出墙外，俗称“龙咀”或“吊沟”。
隧道工程图文讲解ppt课件
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第四章 隧道结构构造
§4.1 洞身衬砌 §4.2 洞门 §4.3 明洞 §4.4 竖井、斜井 §4.5 内装、顶棚及路面 §4.6 隧道的放水与排水
.
隧道 结构 构造
主体构 造物
附属构 造物
洞身 衬砌
洞身衬砌洞身衬砌的平、纵、横断面 的形状由道路隧道的几何设计确定
衬砌断面的轴线形状和厚度由衬砌计算决定
① 当初支产生形变及形变压力时，隔离层允许其有少量的变形， 可降低形变压力；
② 当初支支护力不够时，可将少量形变压力均匀的传布到二衬 上，依靠二衬制止其继续变形，且不使初衬出现裂缝时，二衬 也出现裂缝。
.
③ 具有防水效果，且可减少二次衬砌混凝土的收缩裂缝。
※ 预留初期支护变形量：在确定开挖尺寸时，应预留必要的初 期支护变形量以保证初期支护稳定后，二次衬砌的必要厚度
.
※ 仰拱的重要性
① 解决基础承载力不够，减少下沉：防止底鼓的隆起变形，调 整衬砌应力的作用；
② 封闭围岩，制止围岩过大的松弛变形，将围岩塑性变形和形 变压力控制在允许范围，提高结构的整体承载力；
③ 增加底部和墙部的支护抵抗力，防止内挤而产生剪切破坏。
※ 两层衬砌之间宜采用缓冲、隔离的防水夹层，即隔离层。
.
※ 锚喷衬砌内表面不太平整顺直，美观性差，影响司机在行车 中视觉感观，应根据需要考虑内装。 ※ 不宜采用锚喷支护作为永久衬砌的情况 ① 在某些不良地质、大面积涌水地段和特殊地段不宜采用锚 喷衬砌作为永久衬砌； ② 对衬砌有特殊要求的隧道或地段，如洞口地段，要求衬砌 内轮廓很整齐、平整； ③ 有很高的防水要求的隧道； ④ 寒冷和严寒地区有冻害的地方(锚喷衬砌抗冻胀能力较差) ⑤ 围岩及覆盖太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆除者 ⑥ 地下水有侵蚀性，可能造成喷射混凝土和锚杆材料的腐蚀
第四章 隧道结构构造
§4.1 洞身衬砌 §4.2 洞门 §4.3 明洞 §4.4 竖井、斜井 §4.5 内装、顶棚及路面 §4.6 隧道的放水与排水
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隧道 结构 构造
主体构 造物
附属构 造物
洞身 衬砌
洞身衬砌洞身衬砌的平、纵、横断面 的形状由道路隧道的几何设计确定
衬砌断面的轴线形状和厚度由衬砌计算决定
① 当初支产生形变及形变压力时，隔离层允许其有少量的变形， 可降低形变压力；
② 当初支支护力不够时，可将少量形变压力均匀的传布到二衬 上，依靠二衬制止其继续变形，且不使初衬出现裂缝时，二衬 也出现裂缝。
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③ 具有防水效果，且可减少二次衬砌混凝土的收缩裂缝。
※ 预留初期支护变形量：在确定开挖尺寸时，应预留必要的初 期支护变形量以保证初期支护稳定后，二次衬砌的必要厚度
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※ 仰拱的重要性
① 解决基础承载力不够，减少下沉：防止底鼓的隆起变形，调 整衬砌应力的作用；
② 封闭围岩，制止围岩过大的松弛变形，将围岩塑性变形和形 变压力控制在允许范围，提高结构的整体承载力；
③ 增加底部和墙部的支护抵抗力，防止内挤而产生剪切破坏。
※ 两层衬砌之间宜采用缓冲、隔离的防水夹层，即隔离层。
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※ 锚喷衬砌内表面不太平整顺直，美观性差，影响司机在行车 中视觉感观，应根据需要考虑内装。 ※ 不宜采用锚喷支护作为永久衬砌的情况 ① 在某些不良地质、大面积涌水地段和特殊地段不宜采用锚 喷衬砌作为永久衬砌； ② 对衬砌有特殊要求的隧道或地段，如洞口地段，要求衬砌 内轮廓很整齐、平整； ③ 有很高的防水要求的隧道； ④ 寒冷和严寒地区有冻害的地方(锚喷衬砌抗冻胀能力较差) ⑤ 围岩及覆盖太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆除者 ⑥ 地下水有侵蚀性，可能造成喷射混凝土和锚杆材料的腐蚀
隧道横断面与隧道洞门设计PPT幻灯片
19
1.横断面设计基本内容
隧道的净空限界确定以后，就可以据此进行隧 道衬砌断面的初步拟定。由于隧道衬砌是一个 超静定结构，不能直接用力学方法计算出的截 面尺寸，而是先拟定一种截面尺寸，按照这个 截面尺寸来验算在荷载作用下的内力。
20
2.横断面设计方法
1)确定隧道类型，选定相应建筑限界。 2)根据围岩类别初步拟定截面厚度。 3)编制计算机程序，对拟定的各种衬砌断面方案进行计算比较和优化，得出最优的断 面几何参数。 4)应用结构分析程序，对得出的衬砌结构断面最优解进行力学验算， 并对有关结果 作出评价。
27
3.4 横洞设计与避车洞设计
3.4.1 横洞设计 3.4.2 避车洞设计
28
3.4.1 横洞设计
横洞是将行车方向分离的双洞公路隧道横向连接的通道，横洞应设置在地质条件良 好的地段内。《公路隧道设计规范》规定，行车方向分离的双洞公路隧道，当长度 超过400m时宜设置行人横洞，长度超过800m时宜设置行车横洞。
33
2.避车洞的底部标高
图3-16 避车洞底部标高(单位:cm) 图3-17 避车洞周边粉刷(单位:m)
21
3.3.2 铁路隧道衬砌断面设计
1.内轮廓线 2.衬砌外轮廓线和轴线
22
1.内轮廓线
图3-13 隧道横断面图(单位：cm)
23
1.内轮廓线
图3-14 隧道横断面局部放大图
24
3.3.3 公路隧道衬砌断面设计
1)铁路隧道建筑限界是固定统一的，而公路隧道的建筑限界随公路等级、地形、车道 数等条件不同而变。 2)公路隧道的附属设施如通风、照明、消防、报警等也均比铁路隧道多且要求高，每 座隧道均会因交通流量和长度不同而要求不同。
13
1.横断面设计基本内容
隧道的净空限界确定以后，就可以据此进行隧 道衬砌断面的初步拟定。由于隧道衬砌是一个 超静定结构，不能直接用力学方法计算出的截 面尺寸，而是先拟定一种截面尺寸，按照这个 截面尺寸来验算在荷载作用下的内力。
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2.横断面设计方法
1)确定隧道类型，选定相应建筑限界。 2)根据围岩类别初步拟定截面厚度。 3)编制计算机程序，对拟定的各种衬砌断面方案进行计算比较和优化，得出最优的断 面几何参数。 4)应用结构分析程序，对得出的衬砌结构断面最优解进行力学验算， 并对有关结果 作出评价。
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3.4 横洞设计与避车洞设计
3.4.1 横洞设计 3.4.2 避车洞设计
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3.4.1 横洞设计
横洞是将行车方向分离的双洞公路隧道横向连接的通道，横洞应设置在地质条件良 好的地段内。《公路隧道设计规范》规定，行车方向分离的双洞公路隧道，当长度 超过400m时宜设置行人横洞，长度超过800m时宜设置行车横洞。
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2.避车洞的底部标高
图3-16 避车洞底部标高(单位:cm) 图3-17 避车洞周边粉刷(单位:m)
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3.3.2 铁路隧道衬砌断面设计
1.内轮廓线 2.衬砌外轮廓线和轴线
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1.内轮廓线
图3-13 隧道横断面图(单位：cm)
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1.内轮廓线
图3-14 隧道横断面局部放大图
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3.3.3 公路隧道衬砌断面设计
1)铁路隧道建筑限界是固定统一的，而公路隧道的建筑限界随公路等级、地形、车道 数等条件不同而变。 2)公路隧道的附属设施如通风、照明、消防、报警等也均比铁路隧道多且要求高，每 座隧道均会因交通流量和长度不同而要求不同。
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5隧道洞门缓冲结构及景观设计-PPT课件
以采用计算机静动态效果图，在隧道洞口三维地形模型的基 础上，进行隧道洞口段的建筑设计。设计中要注意洞口与地 形、地貌的紧密结合及与隧道周边自然环境的完美协调，进 行方案的比选。
二、洞口建筑设计实用方法
目前隧道洞口建筑设计方法还处于研究阶段，没有也不可 能有统一的模式。但从实用角度出发，隧道洞口的建筑设计， 一般可以按以下步骤和方法进行。
四、洞口工程实例
德国高速铁路某隧道洞
韩国高速铁路某隧道洞口
分别为韩国和德国的高速铁路隧道洞 口，两者的洞口形式相似，都是在正 切洞口的基础上加了帽檐的，帽檐的 形式可以多种多样。
体的切削式洞口为主要建筑形式。除个别需要的工点（靠近城市、
旅游景区等）外，不做更多的建筑修饰，体现自然美的环境意识。 根据切削方式的不同及一些功能上的要求，铁路隧道洞口新型洞门
的基本类型包括：直切，正切，倒切，弧形挡墙加切削几种，又根
据洞门与山体的相交关系分为正交和斜交两种情况。
一、新型铁路隧道洞门形式
四、洞口工程实例
以上洞口 都是先开 挖洞口段 少部分， 再施作明 洞，再回 填土形成 的。回填 土也是有 文章可做 的，比较 自然的回 填可以使 人感觉不 到开挖过 的痕迹。
比较自然回填的绿化洞口
四、洞口工程实例
鸟瞰隧道群
台湾高速铁路隧道群
随着经济的发展和社会的进步，开挖深路堑已经越来越少被采用， 取而代之的是修建明洞再回填恢复植被，往日的一连串路堑被今日 的隧道群取代，这也是今后环保日益受到重视的一种发展趋势。
现代型铁路隧道洞口要尽量 不用支挡，洞口段要全部采 用天然植被或人工植被恢复 成施工前状态。
四、洞口工程实例
局部支挡（格栅）的绿化洞口 也可以采用格栅或网格护坡， 然后再网格中恢复植被，待 到植被茂盛时，格栅或网格 就被植被掩盖，达到比较好 的效果。
二、洞口建筑设计实用方法
目前隧道洞口建筑设计方法还处于研究阶段，没有也不可 能有统一的模式。但从实用角度出发，隧道洞口的建筑设计， 一般可以按以下步骤和方法进行。
四、洞口工程实例
德国高速铁路某隧道洞
韩国高速铁路某隧道洞口
分别为韩国和德国的高速铁路隧道洞 口，两者的洞口形式相似，都是在正 切洞口的基础上加了帽檐的，帽檐的 形式可以多种多样。
体的切削式洞口为主要建筑形式。除个别需要的工点（靠近城市、
旅游景区等）外，不做更多的建筑修饰，体现自然美的环境意识。 根据切削方式的不同及一些功能上的要求，铁路隧道洞口新型洞门
的基本类型包括：直切，正切，倒切，弧形挡墙加切削几种，又根
据洞门与山体的相交关系分为正交和斜交两种情况。
一、新型铁路隧道洞门形式
四、洞口工程实例
以上洞口 都是先开 挖洞口段 少部分， 再施作明 洞，再回 填土形成 的。回填 土也是有 文章可做 的，比较 自然的回 填可以使 人感觉不 到开挖过 的痕迹。
比较自然回填的绿化洞口
四、洞口工程实例
鸟瞰隧道群
台湾高速铁路隧道群
随着经济的发展和社会的进步，开挖深路堑已经越来越少被采用， 取而代之的是修建明洞再回填恢复植被，往日的一连串路堑被今日 的隧道群取代，这也是今后环保日益受到重视的一种发展趋势。
现代型铁路隧道洞口要尽量 不用支挡，洞口段要全部采 用天然植被或人工植被恢复 成施工前状态。
四、洞口工程实例
局部支挡（格栅）的绿化洞口 也可以采用格栅或网格护坡， 然后再网格中恢复植被，待 到植被茂盛时，格栅或网格 就被植被掩盖，达到比较好 的效果。
桥梁隧道简单识图课件
桥梁隧道简单识图
• 公路上常用的U形桥台的总图，它包 括了纵剖面图、平面图和台前、台后合成 视图。纵剖面图是沿桥台对称面剖切得到 的全剖视，主要用来表明桥台内部的形状 和尺寸，以及各组成部分所使用的材料。 平面图是一个外形图，主要用以表明桥台 的平面形状和尺寸。台前、台后合成视图 是由桥台的半正面、半背面组合而成的， 用以表明桥台的正面和背面的形状和大小。
桥梁隧道简单识图
• 在画平面图的位置画出的是半平面及半 基顶平面，这是由两个半视图合成的视图： 对称轴线上方一半画的是桥台本身的平面图； 对称轴线下方一半画的是沿着基顶剖切得到 的水平剖面（剖视）图。由于剖切位置已经 明确，所以未再对剖切位置作标注。虽然基 础埋在地下，但仍画成了实线。半平面及半 基顶平面反映了台顶、台身、基础的平面形 状及大小，按照习惯，合成视图上对称部位 的尺寸常注写成全长一半的形式，例如写成 或320/2的样子。
铁路桥的矩形桥墩，
公路桥的圆端形桥墩，
顶帽上垫石的四周设有排 顶帽上一边高一边低，高的
水坡；
一边安装固定支座，低的一
边安装活动支座。
桥梁隧道简单识图
• 表示桥墩的图样有： 桥墩图 墩帽图 墩帽钢筋布置图
1．桥墩图 桥墩图用来表达桥墩的整体情况，
包括墩帽、墩身、基础的形状、尺寸和材料。
桥梁隧道简单识图
桥梁隧道简单识图道路工程制图daolugongchengzhitu桥梁隧道简单识图第十四章桥梁涵洞隧道工程图141桥墩图142桥台图143涵洞图144隧道洞门图桥梁隧道简单识图第十四章桥梁涵洞隧道工程图141桥墩图道路跨越河流峡谷或者道路需立体交叉时要修建桥梁
道路工程制图
DAOLUGONGCHENGZHITU
桥梁隧道简单识图
• 公路上常用的U形桥台的总图，它包 括了纵剖面图、平面图和台前、台后合成 视图。纵剖面图是沿桥台对称面剖切得到 的全剖视，主要用来表明桥台内部的形状 和尺寸，以及各组成部分所使用的材料。 平面图是一个外形图，主要用以表明桥台 的平面形状和尺寸。台前、台后合成视图 是由桥台的半正面、半背面组合而成的， 用以表明桥台的正面和背面的形状和大小。
桥梁隧道简单识图
• 在画平面图的位置画出的是半平面及半 基顶平面，这是由两个半视图合成的视图： 对称轴线上方一半画的是桥台本身的平面图； 对称轴线下方一半画的是沿着基顶剖切得到 的水平剖面（剖视）图。由于剖切位置已经 明确，所以未再对剖切位置作标注。虽然基 础埋在地下，但仍画成了实线。半平面及半 基顶平面反映了台顶、台身、基础的平面形 状及大小，按照习惯，合成视图上对称部位 的尺寸常注写成全长一半的形式，例如写成 或320/2的样子。
铁路桥的矩形桥墩，
公路桥的圆端形桥墩，
顶帽上垫石的四周设有排 顶帽上一边高一边低，高的
水坡；
一边安装固定支座，低的一
边安装活动支座。
桥梁隧道简单识图
• 表示桥墩的图样有： 桥墩图 墩帽图 墩帽钢筋布置图
1．桥墩图 桥墩图用来表达桥墩的整体情况，
包括墩帽、墩身、基础的形状、尺寸和材料。
桥梁隧道简单识图
桥梁隧道简单识图道路工程制图daolugongchengzhitu桥梁隧道简单识图第十四章桥梁涵洞隧道工程图141桥墩图142桥台图143涵洞图144隧道洞门图桥梁隧道简单识图第十四章桥梁涵洞隧道工程图141桥墩图道路跨越河流峡谷或者道路需立体交叉时要修建桥梁
道路工程制图
DAOLUGONGCHENGZHITU
桥梁隧道简单识图
隧道洞门设计
环框式洞门
❖ 当洞口岩层坚硬、 整体性好（I级围 岩）、节理不发 育，路堑开挖后 仰坡极为稳定， 并且没有较大的 排水要求时采用
削竹式洞门
❖ 当洞口为松软的堆积层时，通常应避免大刷 坡、边坡，一般宜采用接长明洞，恢复原地 形地貌的办法。此时，可采用削竹式洞口。
❖ 洞口坡面较平缓，一般应与自然地形坡度相 一致。
❖ 3 洞口边坡、仰坡顶面及其周围，应根据情况设置排水沟及 截水沟，并和路基排水系统综合考虑布置。
❖ 4 洞门设计应与自然环境相协调。
隧道洞口位置一般有以下几种形式
❖ 1) 坡面正交型 ❖ 2) 坡面斜交型 ❖ 3) 坡面平行型 ❖ 4) 山脊突出部进人型。 ❖ 5) 沟谷部进入型
图7-1 隧道洞口轴线与地形的关系 1-坡面正交型；2-坡面斜交型；3-坡面平行型；
❖ 端墙式洞门 ❖ 翼墙式洞门 ❖ 环框式洞门 ❖ 台阶式洞门 ❖ 柱式洞门 ❖ 削竹式洞门 ❖ 遮光棚式洞门等。
端墙式洞门
❖ 适用于岩质 稳定的Ⅲ级 以上围岩和 地形开阔的 地区，是最 常使用的洞 门型式
翼墙式洞门
❖ 适用于地质较差 的Ⅳ级以下围岩， 以及需要开挖路 堑的地方。翼墙 式洞门由端墙及 翼墙组成。翼墙 是为了增加端墙 的稳定性，同时 对路堑边坡也起 支撑作用。其顶 面一般均设置水 沟，将端墙背面 排水沟汇集的地 表水排至路堑边 沟内
tan
tan(1 tan2) tan(1 tan tan)
❖ 土压力
E
1 [H
2
2
h0 (h
h0 )]b
(tan tan)(1 tan tan ) tan( )(1 tan tan )
h
tan tan
❖ 抗倾覆验算 ❖ 抗滑动验算 ❖ 墙身偏心距验算 ❖ 墙身强度验算
隧道结构构造详解(内容详实)
③注意在拱脚做平台以支撑拱圈，两侧岩壁喷浆敷面阻止风
化和少量地下水的课渗件类透。
36
（2）大拱脚 产生于先拱后墙法施工，为了节省圬工，采用大拱脚薄边墙衬砌
最大的问题是大拱脚支座施工困
难，在非均质岩层中很难用钻爆
法做出整齐稳定的支座。
课件类
37
（3）降低边墙建筑材料等级或采用花边墙
在地质条件尚好，侧压力不大，如围岩完整性比较好的 Ⅰ—Ⅱ类围岩中，但又不宜采用半衬砌时，为了节省边墙 圬工，可以简化边墙：
上部拱圈
竖直边墙
下部铺底
课件类
35
（一）直墙式衬砌
（1）半衬砌（省去边墙） 3、几种特殊情况 （2）大拱脚
（3）降低边墙建筑材料等级或采用花边墙 （1）半衬砌（省去边墙）
①多用于地质条件极好、岩层坚硬完整也没有地下水侵入的情况 ②对于一些侧压力很大的较软的岩层或土层，为了避免直 墙承受较大的压应力，也可采用落地拱形式。
按现代围岩承载理论设计和施作。
我国铁路隧道、高等级公路隧道已普遍采用复合式衬砌。
课件类
31
二、整体式模筑混凝土衬砌（单层衬砌）
整体式模筑混凝土衬砌，是在坑道 内树立摸板、拱架，然后浇灌混凝土而 成，具有较大的厚度和刚度。适用于不 同的地质条件，易于按需成形，整体性 强，抗渗性好，且适合多种施工方法， 因此，在我国隧道工程中广泛使用，技 术成熟，适用多种围岩条件，特别是在 隧道洞口段、浅埋段及围岩很差的软弱 围岩中采用整体式衬砌较为稳妥可靠。
线隧道也采用曲
墙有仰拱的衬砌。
课件类
41
（二）曲墙式衬砌
2、结构组成
侧面曲边墙
仰拱的作用？
①抵御底部围岩压力 ②防止衬砌沉降 ③使衬砌形成一个环状 的封闭整体结构以提高 衬砌的承载能力。
隧道工程图文讲解
路堑对称型明洞
路堑偏压型明洞
※ 路堑偏压型
适用于两侧山坡高差较大的路堑，高侧边坡有坍塌，落石 或泥石流；低侧边坡明洞墙顶以下部分为挖方，且能满足外侧 边墙嵌入基岩要求的地段
※ 半路堑偏压型
适用于半路堑靠山侧边坡较高，有坍塌、落石或泥石流等 不良地质现象，而外侧地面较为宽敞和稳定，上部填土坡面线 能与地面相交以平衡山侧压力的地段
① 导致实际墙背的侧压力较计算的要大，影响结构安全； ② 较好的围岩与衬砌之间有低摩擦角的回填“软弱夹层”，会 增加土压力和减小弹性抗力，技术、经济效益方面都是不适宜 的
4.4 竖井、斜井
1、竖井 ※ 位置选择：
必须考虑地形、地质， 与主坑道的衔接，完工后的 处理等条件来决定。特别是 设在山谷部分的竖井多数延 长短，要研究防止井口附近 地表水和泥沙的流入措施
※ 为了使开挖时外轮廓线圆顺，尽可能减少围岩中的应力集中
锚喷衬砌的内轮廓线，宜采用曲墙式的断面形式；
※ 锚喷衬砌内表面不太平整顺直，美观性差，影响司机在行车
中视觉感观，应根据需要考虑内装。
※ 不宜采用锚喷支护作为永久衬砌的情况
① 在某些不良地质、大面积涌水地段和特殊地段不宜采用锚 喷衬砌作为永久衬砌；
止因外墙下沉而引起拱圈开裂。故外墙必须设置于稳固地基 上，如有困难，则可用桩基(或加深基础)及加固地基等方法 进行处理
柱式拱形明洞门路堑式
翼墙式拱形明洞门路堑式
台阶式拱形明洞门（半路堑式）
台阶式拱形明洞门（偏压式）
2、棚式明洞 当山坡坍方，落石数量较少，山体侧压力不大，或因受地 质、地形条件的限制，难以修建拱形明洞时，可采用棚式明洞 棚式明洞的类型主要取决于外侧边墙的结构形式。通常有 墙式、刚架式，柱式和悬臂式(不修建外墙时)等 ※ 墙式棚洞(墙式棚式明洞)
3.5隧道洞门结构的构造
王丽琴主讲
王丽琴主讲
洞门结构的设计要求
1.洞门结构的型式应实用、经济、美观、醒目； 2.洞门墙应根据实际情况设置伸缩缝、沉降缝和汇水孔； 3.洞门墙的厚度可按计算或用工程类比法确定； 4.洞门墙基础必须埋置在稳定地基上，应视地形及地质条
件，埋置足够的深度，保证洞门的稳定性。
洞门结构的类型
ห้องสมุดไป่ตู้
王丽琴主讲
1. 隧道门
——指修建在不设明洞的隧道洞口的支挡结构物。
洞门结构的类型
２. 明洞门
是主要配合明洞结构设 计的。
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。
王丽琴主讲
隧道构造设计
---隧道门结构的构造形式
王丽琴主讲
•环框式洞门 •端墙式洞门 •柱式洞门 •翼墙式洞门 •耳墙式洞门 •台阶式洞门和斜交式洞门等
——端墙式洞门
王丽琴主讲
1. 端 墙 的 高 度 约 在 11.0m上下;
2. 宽度应与路堑横断 面相适应。
3. 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；
片石混凝土—0.5m；
混凝土、块石—0.3m；钢筋混凝土—0.2m。
洞门结构的构造
——柱式洞门
适用范围：
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。
王丽琴主讲
第五节 隧道洞门结构的构造
洞门——是在隧道洞口用圬工砌筑的，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
隧道工程--洞门与明洞 ppt课件
云台山隧道
工程实例二——大瑶山隧道
大瑶山隧道处在京广铁路衡广复线的坪石至乐昌间，全长 14.295公里。
隧道采用“三斜一竖”的施工方案，隧道穿过的465m长的9# 断层地段，岩石破碎松软，节理发育，涌水流沙经常发生， 最高水量达到每昼夜5万吨，是整座隧道的控制地段。隧道全 面 运用新奥法原理施工，最高单口独头月成洞217双线米。 1981年11月开工，1989年12月建成。获国家科技进步奖特等 奖。
3.悬臂式棚洞
稳定而陡峻的 山坡，外侧地形难 以满足一般棚洞的 地基要求，且落石 不太严重的情况， 可修建悬臂式棚洞。 由重力式内墙、悬 臂横梁、盖板及内 端平衡重组成。
工程实例三——白沙沱二号棚洞
白沙沱二号棚洞 100.22米，这个棚洞先在设计线路的时候没 有，由于白沙沱车站这里位于乌江峡谷地带，常年风力达五 六级，山上的石头风化严重，为了防止落石影响正常行车， 这个棚洞是2003年的时候才加上去的。
1:5 1:1.5
实际填土坡 线
0.4 5
1:5 1:10
1： 0.3
0.90
0.55
0.75
路堑式偏压型拱形明洞
3.半路堑式偏压型
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。
1:5 1:1.5
实际填土坡线
1:5 1:10
1:0.5
0.55
1.10
1.路堑式对称型
0.02
1:5 1:10
实际填土坡线 0.45
它适用于路堑边坡处于对
1:0. 5
称或接近对称，边坡岩层基本
稳定，仅防止边坡有少量坍塌、
落石，或用于隧道洞口岩层破 0.55
隧道结构构造详解课件
6.锚杆和钢架
3. 钢筋混凝土
7.装配式材料
4．石料和混凝土预制块
1．混凝土
优点
整体性好，既可以在现场浇筑，也可以在加工场 预制，而且可以机械化施工。可以在水泥中掺入 外加剂，以提高混凝土的性能。
缺点 灌注后不能立即承受荷载，需要进行养生，达到 预定强度才能拆模，占用的模板和拱架较多。普 通混凝土的耐侵蚀能力较差。
喷射混凝土是以压缩空气为动力，将掺有速凝剂的混凝土 拌和料与水汇合成为浆状，喷射到坑道的岩壁上凝结而成 的。当岩壁不够稳定时，可加设锚杆、金属网和钢架，构 成“锚喷式衬砌”，也称为“喷锚衬砌”。
适用：
在IV-VI级围岩中不宜单独采 用喷锚支护作永久衬砌，一般 考虑在Ⅰ、Ⅱ级等围岩良好、 完整、稳定的地段中可以采用。
隧道洞口段不宜采用。
不宜采用喷锚支护作为永久衬砌的情况有
①膨胀性围岩； ②粘土质胶结的软岩； ③大面积涌水地段； ④堆积层、破碎带等不良地质地段； ⑤对衬砌有特殊要求的隧道或地段，如洞口地段，要求 衬砌内轮廓很整齐、平整； ⑥辅助坑道或其它隧道与主隧道的连接处及附近地段； ⑦有很高的防水要求的隧道； ⑧围岩及覆盖太薄，且其上已有建筑物，不能沉落或拆 除者等； ⑨地下水有侵蚀性，可能造成喷射混凝土和锚杆材料的 腐蚀； ⑩最冷月平均气温低于-5℃地区的冻害地段。
我国高速铁路隧道不使用喷射混凝土作为内层衬砌。
6.锚杆和钢架
锚杆是一种插入到围岩岩体内的杆形构件，可加固围岩。
可分为机械型锚杆、粘结型锚杆以及预应力锚杆。
锚杆的杆体直径宜为20～32mm,杆体材料宜采用 HRB335,HRB400钢；垫板材料宜采用HPB235钢。锚杆用的 各种水泥砂浆强度不应低于M20。钢筋网材料可采用 HPB235钢，直径宜为6—12mm。 钢架是为了加强支护刚度而在初期支护或二次衬砌中 放置的型钢支撑或格栅钢支撑。
A2-2认识：隧道的结构组成及型式(洞身、洞门、明洞、附属设施)
A2-2认识：隧道的结构组成及 型式（洞身、洞门、明洞、附
属设施）
知识目标
认识：隧道建筑物的空间形态、结构类型、结构组成和构造特征（包括隧道 平面、纵断面、横断面，初期支护、内层衬砌）
认读：隧道设计图
学习任务
回答下列问题（口头回答50%，书面回答）：
1、单层衬砌——，2、复合衬砌——，3、拼装衬砌——； 4、初期支护（内层衬砌）——，5、后期支护（内层衬砌）——； 6、锚喷支护——，7、超前支护——，8、地层改良——； 9、锚杆——，10、喷射混凝土——，11、钢拱架——。 12、隧道支护结构有哪几种类型？其力学意义有何区别？ 13、隧道洞门有哪几种结构类型？ 14、隧道附属设施有哪几种？隧道附属设施的标高设计要求？
图2-8 削竹式洞门、喇叭口洞门（珠海板障山隧道）
图2-9 柱式洞门
寺铺尖隧道
川藏公路上二郎山隧道
图2-8 翼墙式洞门、青海九里隧道、重庆歌乐山隧道
图2-11 图2-10 台阶式洞门、内昆铁路岩角1号隧道
图2-12 厦门 仙岳山市政隧道
深圳罗沙公路 梧桐山隧道
图2-6 洞口环框、世界第一最高海拔隧道-风火山隧道
PPT课件002，本学习资料
教学资源 隧道设计图：01马尾井隧道、03谭家坝隧道、07梅子潭隧道
09土地坡隧Байду номын сангаас、13斑竹林隧道、15双连拱隧道
方法建议
处理本学习资料，或阅读、听取PPT讲解 旋转木马、搭档拼图、扩展小组、关键词标注、
传话筒、引导文、三明治、交换答案等
学时建议
4
青藏公路二郎山隧道
图2-7 端墙式洞门、雁列山隧道、福建鼓山隧道
图2-15 紧急停车带及方向转换场设置示意图
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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
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同
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
• 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
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
----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
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
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
隧道洞门与洞门结构
---明洞的构造
- 悬臂式棚洞
• 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。
---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
- 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
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
•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
(Hale Waihona Puke )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
• 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
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
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同
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
• 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
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
----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
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
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
隧道洞门与洞门结构
---明洞的构造
- 悬臂式棚洞
• 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。
---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
- 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
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
•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
(Hale Waihona Puke )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
• 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