铁路隧道构造及类型
关于隧道的认识
关于隧道的认识
一、隧道类型
隧道可以根据其位置、功能和建筑方法等分为多种类型。
以下是一些常见的隧道类型：
1. 山岭隧道：穿越山岭的隧道，主要用于连接道路或铁路。
2. 水下隧道：穿越河流、湖泊或海峡的隧道，主要用于连接两岸的交通。
3. 城市隧道：穿越城市地下的隧道，主要用于地铁、公路或管道等。
4. 矿用隧道：用于开采矿物资源的隧道。
5. 军事隧道：用于军事目的的隧道，如地下指挥所、秘密通道等。
二、隧道结构
隧道的结构一般由主体结构和附属结构组成。
主体结构包括洞身和洞门，用于承受围岩和车辆等荷载；附属结构包括排水沟、通风口、照明设施等，用于保障隧道的正常运行。
三、隧道施工方法
隧道的施工方法根据其长度、地质条件和施工环境等因素而定。
以下是一些常见的隧道施工方法：
1. 钻爆法：通过钻孔、装药、爆破等方式开挖隧道。
2. 盾构法：通过盾构机在地下开挖、拼装管片形成隧道。
3. TBM法：通过全断面硬岩掘进机开挖隧道。
4. 顶管法：通过顶管机将管道顶入地下形成隧道。
5. 明挖法：在地面开挖、支护，形成基坑，然后在基坑内施工形成隧道。
四、隧道用途
隧道的用途广泛，以下是一些常见的用途：
1. 交通：用于道路、铁路、地铁等交通线路的穿越。
2. 给排水：用于污水、雨水、给水等管道的穿越。
3. 电力：用于电缆、光缆等线路的铺设。
4. 通讯：用于通讯线路的铺设。
5. 军事：用于军事目的，如秘密通道、地下指挥所等。
6. 矿业：用于矿物资源的开采运输。
隧道的组成
山岭隧道
46
隧道衬砌构造
（一）整体式混凝土衬砌
拱顶 拱腰
2）曲墙式衬砌 曲墙式衬砌适用于地 质较差，有较大水平围岩压 力的情况。主要适用于Ⅳ级 及以上的围岩，或Ⅲ级围岩 双线隧道；多线隧道也采用 曲墙有仰拱的衬砌。 曲墙式衬砌由顶部拱 圈、侧面曲边墙和仰拱/底 板(或铺底)组成。
山岭隧道
拱脚
墙脚
钢架； 钢筋网。
山岭隧道
27
复合式衬砌构造
初期支护： 锚杆；
喷射混凝土；
钢架； 钢筋网。
山岭隧道
28
复合式衬砌构造
初期支护： 锚杆；
喷射混凝土；
钢架； 钢筋网。
山岭隧道
29
复合式衬砌构造
二次衬砌： 建筑材料；
结构要求。
山岭隧道
30
复合式衬砌构造
防水及排水体系： 土工布；
防水层；
环向及纵向盲管 边沟；中心水沟 排水管； 集水井
山岭隧道
34
隧道支护
（二）钢架（型钢）
型钢钢架接头(尺寸单位:mm)
山岭隧道
35
隧道支护
（二）钢架（格栅）
山岭隧道
36
隧道支护
（二）钢架（格栅）
山岭隧道
37
隧道支护
（三）钢筋网 钢筋网喷射混凝土是在喷射混凝土之前，在岩面 上挂设钢筋网，然后再喷射混凝土。目前，我国在各 类隧道工程中应用钢筋网喷射混凝土支护的比较多， 主要用于软弱破碎围岩，而更多的是与锚杆或者钢拱 架构成联合支护。 钢筋网通常作环向和纵向布置。环向筋一般为受 力筋，由设计确定，直径12mm左右；纵向筋一般为 构造筋，直径6~10mm；网格尺寸一般为20cmx20cm, 20cmx25cm,25cmx25cm,25cmx30cm或30cmx30cm。
隧道的定义及分类
隧道施工基本知识一、隧道的定义及分类隧道是埋置于地层内的一种地下建筑物。
隧道可分为山岭隧道、水底隧道和地下铁道等。
1.隧道的组成隧道的构造包括主体建筑物和附属设备两部分。
主体建筑物由洞身和洞门组成，附属设备包括避车洞和防排水设施,长大隧道还有专门的通风和照明设备。
高速铁路隧道内不设置供养护维修人员待避的洞室,但应考虑设置存放维修工具和其他业务部门需要的专用洞室。
高速铁路隧道内应设置安全空间和贯通的救援通道。
安全空间应设在距线路中心处3.0m以外,单线隧道在救援通道一侧设置,多线隧道在双侧设置。
安全空间的高度不应小于2.2m,宽度不应小于0.8m。
救援通道设置在安全空间一侧,距线路中心不应小于2.3m。
救援通道的宽度不宜小于1.5m,高度不应小于2.2m。
高速铁路长度大于50m的隧道,应在洞内设置余长电缆腔,并应与专用洞室结合设置。
余长电缆腔沿隧道两侧交错布置,每侧间距宜为500m。
长度500~1000m的隧道,可只在其中部设置--处。
长度500m以上的隧道应设置作业照明设置，长度5km及以上的隧道还应设置应急照明。
高速铁路长隧道及特长隧道应结合辅助坑道情况设置紧急出口,紧急出口上方应设标示牌和紧急照明设施。
紧急出口通道的设置应符合相关规定。
2.隧道分类(按长度)(1)特长隧道:全长10000 m以上;(2)长隧道:全长3000m以上至10000 m;(3)中隧道:全长500m以上至3000 m;(4)短隧道:全长500m及以下。
3.按照建造方式分类：(1)开挖式隧道：是指利用人工或机械设备先开凿出隧道，再铺设管道、电缆等，最后进行加固处理的隧道。
(2)盖顶式隧道：是指在地面上先建造隧道的顶部结构，再进行挖掘，使隧道逐渐形成的隧道。
其优点是施工便捷，通常用于城市地下管道等建设中。
(3)盾构隧道：是指利用盾构机进行隧道挖掘的隧道，该方式适用于地质条件复杂的地区。
4.按照用途分类：(1)交通隧道：主要用于道路、铁路、地铁等交通工具的行驶，分为城市交通隧道和高速公路隧道等。
铁路隧道的名词解释
铁路隧道的名词解释铁路隧道作为铁路运输中的重要组成部分，在现代社会中发挥着至关重要的作用。
它不仅帮助铁路线路穿越山脉、河流以及其他地形障碍，还大大提高了铁路运输的效率和安全性。
然而，对于普通人来说，铁路隧道的概念可能比较模糊，下面就详细解释一下铁路隧道的相关名词，以帮助读者更好地理解铁路隧道。
1. 铁路隧道的定义铁路隧道是为铁路运输设立的一种人工通道，通过在山体、土地或水下开挖一条通道，使火车能够在隧道中行驶。
它通常由混凝土或钢筋混凝土构造的隧道壁、隧道顶和隧道底部组成。
2. 隧道施工方法铁路隧道的施工方法有多种，其中最常见的是掘进法。
掘进法是通过使用钻探设备、爆破装置和挖掘机械逐步开挖山体，直到形成完整的隧道。
此外，盾构法也是一种常见的隧道施工方法，它使用盾构机逐步推进并同时进行隧道开挖和支护。
3. 隧道的类型铁路隧道根据其用途和特点可分为多种类型。
其中，一般性铁路隧道是开挖在地下，用于火车行驶的标准隧道。
而特殊性铁路隧道则是指那些被设计用来克服特殊地质条件、河流或海底的障碍的隧道，比如水下隧道、风景线隧道和独特形状的隧道等。
4. 隧道的长度铁路隧道的长度可以有很大的差异，从几百米到几十公里不等。
世界上最长的铁路隧道是位于瑞士的哥达德隧道，全长57.1公里，是世界上最长的铁路隧道和最长的海拔最高的隧道。
5. 隧道的通风系统由于铁路隧道通常处于封闭环境中，车辆排放的废气、烟雾以及挤压空气等问题可能会对乘客和隧道运营造成威胁。
因此，铁路隧道通常配备有通风系统，以确保隧道内的空气流通，并排除有害气体。
这些通风系统通常由风机和排风口组成。
6. 隧道的安全措施为了确保乘客和铁路安全，铁路隧道都采取了一系列的安全措施。
这些措施包括监控摄像机的安装、火灾报警系统、应急疏散通道的设置以及定期的维护和检查等。
此外，为防止不慎进入隧道的人员，隧道通常设有门禁系统和安全警示标志。
以上是对铁路隧道的名词解释，了解这些概念可以帮助我们更好地理解和欣赏铁路隧道在现代交通中的重要性。
高铁隧道(隧道结构构造)
环境保护
隧道结构设计应考虑环境保护 ，尽量减少对周边环境和生态
的影响。
02
隧道衬砌结构
衬砌的类型和材料
衬砌类型
根据隧道的使用功能和围岩条件，衬砌类型可分为整体式衬砌、复合式衬砌和分离式衬 砌。整体式衬砌适用于围岩条件较好、对防水要求不高的隧道；复合式衬砌适用于围岩 条件较差、对防水要求较高的隧道；分离式衬砌适用于围岩条件特别差、有特殊要求的
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地下水压力
隧道开挖后，地下水对支护结构产生一定的 压力。
地震力
地震发生时，地层运动对支护结构产生作用 力。
温度应力
隧道内温度变化引起支护结构的热胀冷缩， 对结构产生作用力。
04
隧道排水系统
排水系统的组成和功能
排水系统的组成
主要由排水沟、集水坑、排水管道等组成。
排水系统的功能
主要负责将隧道内的积水排出，保持隧道干燥，防止水患对隧道结构和列车运行造成影响。
隧道。
衬砌材料
常用的衬砌材料有混凝土、钢筋混凝土和喷射混凝土等。混凝土衬砌具有抗压强度高、 耐久性好、成本低等优点，适用于一般隧道；钢筋混凝土衬砌具有更高的抗压和抗剪强 度，适用于有较大压力和剪力的隧道；喷射混凝土衬砌具有快速、简便、耐久性较好等
优点，适用于围岩条件较差、开挖后需要快速支护的隧道。
衬砌的厚度和构造
排水系统的设计原则
01
安全可靠
经济合理
02
03
便于维护
排水系统应具备足够的排水能力， 保证在任何情况下都能及时排除 积水。
在满足功能要求的前提下，应尽 量降低工程成本，选择合适的材 料和施工方法。
《铁路隧道》课件
智能照明控制
设计智能化的照明控制系统，实现照 明的自动调节和节能控制。
03
铁路隧道施工
施工方法
明挖法
直接在地面开挖隧道，适用场地开阔、地下 水位较浅的情况。
盾构法
使用盾构机在地下挖掘隧道，适用于长距离 、大直径的隧道。
暗挖法
在地下挖掘隧道，适用场地受限、地下水位 较深的情况。
顶管法
使用顶管机将管道顶入地下，适用于穿越河 流、道路等障碍物的情况。
定期清理隧道内外的垃圾、淤泥和积水，保持隧 道整洁。
安全监控
安装和维护隧道安全监控系统，实时监测隧道内 的各项指标，预防安全事故的发生。
维护保养的方法与技术
定期检查
按照规定的时间间隔对隧道进行全面检查， 及时发现并处理问题。
预防性维护
采取预见性的措施，对可能出现问题的部位 进行提前维护，防止问题扩大。
附属结构设计
设计合理的消防、通风、照明 等附属设施，提高隧道的运营
效率和安全性。
通风设计
风量计算
根据隧道长度、断面尺寸、列 车流量等因素，计算合理的通
风风量。
通风方式选择
根据实际情况选择合适的通风 方式，如机械通风或自然通风 。
通风设备选型
根据所需风量和风压要求，选 择合适的通风设备，并确保其 可靠性和节能性。
《铁路隧道》ppt课件
目 录
• 铁路隧道概述 • 铁路隧道设计 • 铁路隧道施工 • 铁路隧道维护与保养 • 铁路隧道事故预防与处理 • 铁路隧道发展趋势与展望
01
铁路隧道概述
定义与特点
基本属性
铁路隧道是铁路线路中穿越山岭或河流等障碍物的建筑结构，允许列车在其中通行 。
特点包括封闭性、坚固性和耐久性，以保障列车安全、快速、舒适地通过。
简述隧道的概念及种类特点
简述隧道的概念及种类特点隧道是人工开凿或构筑的地下通道，一般用于连接两个不同地点，通常是为了方便交通运输、供给水和电力、排放废物等目的。
隧道一般由岩石、土壤或混凝土等材料构成，可以通过凿、挖、爆破等方式进行施工。
隧道是城市发展和基础设施建设中不可或缺的一部分，具有承载能力强、防火性能好、防水性能好等特点。
根据用途和施工方式的不同，隧道可以分为多种类型，下面将详细介绍几种常见的隧道类型及其特点。
一、公路隧道公路隧道是指用于道路交通的地下通道，主要用于解决山区、高原、河流、城市等地形地貌限制下道路通行的问题。
公路隧道的特点是承载能力强、防水性好、安全性高，能够提供安全、快捷的交通通道。
公路隧道的施工方式多种多样，如爆破法、隧道掘进机法等。
在施工过程中，需要考虑地下水位、岩体稳定性等因素，采取相应措施保证隧道的安全性和稳固性。
二、铁路隧道铁路隧道是指用于铁路交通的地下通道，主要用于解决地理地貌限制下铁路线路的通行问题。
铁路隧道相比公路隧道更加严格要求，要求通行速度更高、曲线半径更小、最大坡度更陡等，因此在设计和施工上要更加注重隧道的平坦度和稳定性。
铁路隧道的施工方式与公路隧道类似，但要求更加严格，通常采用隧道掘进机等先进技术进行施工。
三、城市地铁隧道城市地铁隧道是一种用于城市轨道交通的地下通道，通常是在城市地下或地下水平上建造，以解决城市交通拥堵问题。
城市地铁隧道的特点是路线复杂、通行速度高、频繁的发车间隔等。
由于城市地下空间有限，因此城市地铁隧道的设计和施工要考虑到地上建筑、地下管线等因素，采取相应措施保证施工的顺利进行。
城市地铁隧道施工一般采用盾构法或开挖法等方法，施工周期相对较长。
四、水利隧道水利隧道主要用于供给水源和排放废物等用途。
水利隧道通常是通过山区或过河等地形地貌，将水源输送到需用水地区，或将废水排放到指定位置，用于保障生产活动和生活用水等需求。
水利隧道的特点是流量大、管道水压高、抗水压能力强。
隧道的构造及隧道工程图
➢大、小避车洞详图：Ⅰ-Ⅰ剖面、Ⅱ-Ⅱ剖面、Ⅲ-Ⅲ断面
•大小避车洞详图主要表 示大小避车洞的形状、尺 寸、衬砌材料、衬砌厚度， 洞内地面有一1%坡度， 以便于排水。
大避车洞详图
构造（铁路翼墙式）：
1.端墙：墙身、洞口环 节衬砌、基础、帽石
2.翼墙：墙身、基础
3.洞门排水系统：洞顶 水沟、翼墙顶水沟和洞 门外两侧排水沟、路基 侧沟
隧道洞门图
1、图示特点及内容：
• 立面图：沿线路方向对隧道洞门进行投影得到的投影图
表达的内容：衬砌的形状及尺寸；端墙的立面形状；端墙顶水沟 为坡度2%的双向排水沟；基础的埋置深度等。
洞身衬砌断面图
衬砌的组成
• 拱圈：三心拱 • 边墙：直墙式、曲墙式 • 仰拱或底板
避车洞图
避车洞的作用
供维修人员、行人及运料小车避让列车而修建的。
避车洞图
➢ 避车洞布置图 ➢ 大、小避车洞详图
➢避车洞布置图
• 表示了大小避车洞的位置，为节省图幅，纵横方向可采用不同的 比例。纵向1：2000,横向1：200。大小避车洞在隧道的两侧边 墙上交错布置，小的每隔30m设置一个，大的每隔150m设置一 个。
• 平面图：洞口外露部分的水平投影。
主要表示洞门墙顶帽的平面形状，端墙顶双向排水沟的构造及洞 门口两侧边沟的位置。
• Ⅰ-Ⅰ剖面：沿隧道中心线剖切而得 表达的内容：端墙的厚度以及基础的尺寸；端墙顶水沟的断面形 状和尺寸；端墙、衬砌及路面所用材料。
2、隧道洞门图的阅读
（1）.读标题栏及说明 了解隧道类型（直 边墙）、洞门类型（端墙式）、绘图比例、 各部分的材料以及其它要求。 （2）.总览全图 了解各投影图、剖面图之 间的关系。 （3）.利用形分析法把洞门分为几部分来分 析，最后综合起来想像出整体形状。
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)
一类隧道的分类标准
一类隧道的分类标准
一类隧道的分类标准通常基于不同的因素，包括用途、结构类型、地质条件、尺寸和其他特征。
以下是一些可能的一类隧道分类标准的示例：
1.用途分类：
•道路隧道：用于道路交通，如公路、高速公路和隧道。
•铁路隧道：用于铁路交通，包括高铁和普通铁路隧道。
•地铁隧道：用于城市地铁系统。
•水道隧道：用于水道交通，如船舶通航的隧道。
•供水和排水隧道：用于供水、排水和污水处理。
•电力和通信隧道：用于电力电缆、通信电缆和其他设施。
•矿山和采矿隧道：用于采矿、采石和资源开采。
2.结构类型分类：
•圆形隧道：拱形或圆形横截面的隧道。
•方形隧道：方形横截面的隧道。
•椭圆隧道：椭圆形横截面的隧道。
•不规则形状隧道：其他非传统形状的隧道。
3.地质条件分类：
•岩石隧道：通过岩石层建造的隧道。
•地下水位隧道：建造在高地下水位区域的隧道，可能需要特殊排水和防水措施。
•泥土隧道：通过土壤或软土层建造的隧道。
•沙质隧道：通过沙质地层建造的隧道。
4.尺寸分类：
•大型隧道：具有较大的横截面和长度，通常用于长距离交通隧道。
•小型隧道：横截面较小，用途可能包括供水、排水或其他小型用途。
这些是一些常见的一类隧道分类标准，但实际上，隧道可以根据具体的项目和需求进行更详细的分类。
不同国家和地区可能会采用不同的分类系统，具体的分类标准也可能随时间而变化。
在进行隧道设计和建设时，必须考虑地质条件、结构类型、用途和其他因素，以确保隧道的安全性和有效性。
高铁隧道(隧道结构构造)
隧道支护
（一）锚杆
锚杆是将破碎或 不稳定岩体(块)与牢 固稳定的岩体连结在 一起以提高整体稳定 性的一种支护措施。
1
洞身衬砌结构
1
洞身衬砌结构
（二）钢架
当围岩软弱、破碎严重且自稳性差时，隧道开挖 后，需要及时提供足够强的支护约束围岩变形。在初 期支护内设置钢拱架将增大支护结构早期的刚度，阻 止围岩的过度变形并承受部分的松弛荷载。钢架分为 型钢和格栅钢架两种。
洞门与明洞
翼墙式（八字式）洞 门 洞口地质较差（Ⅳ 级及以上围岩），山体 纵向推力较大时，在端 墙式洞门的单侧或双侧 设置翼墙。
2
洞门与明洞
柱式洞门 洞口地形较陡（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。
2
洞门与明洞
D Lh
D0
D Lh
D0
洞口缓冲段纵向断面形式
3
隧道附属构筑物
（一）防排水设施 隧道的永久性防排水是通过防排水工程措施 实现的。 经过理论和实践经验的总结，提出了“防、 堵、截、排结合，因地制宜，综合治理”的原则。
3
隧道附属构筑物 截：截断地表水和地下水流入隧道的通道，洞口
地表设天沟等截水沟以及地表陷穴等整治； 防：防止地下水从衬砌背后渗入隧道内，充分利 用混凝土自防水能力，以及在衬砌与支护之间设置
• 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。
2
洞门与明洞 (4)半路堑式单压型
• 适用于傍山隧 道洞口或傍山 线路上半路堑 地段
2
洞门与明洞
2、棚式明洞(简称棚洞)
隧道构造 隧道明洞
悬臂式明洞
隧道明洞
2.明洞的类型
(3) 箱形明洞 箱形结构建筑高度较小，对地基要求较低。
所以在明洞净高、建筑高度受到限制，地基软弱 的地方，可采用箱形明洞。右图为一方形刚构明 洞，全部用钢筋混凝土制成的方形整体明洞。若 右侧岩层顺层滑动，利用上部回填土石的压力及 底层的弹性抗力，平衡侧向岩层滑动的推力，并 传于左侧岩层上。
偏压斜墙式 单压耳墙式
隧道明洞
2.明洞的类型
(2) 棚式明洞 当路线外侧地形狭窄或外侧基岩埋藏较
深，设置稳固的基础工程大时，或者是当山 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 构形式有墙式、刚架式、柱式和悬臂式等。
柱式明洞
回填土
箱形明洞
顺层滑动 钢筋混凝土
2.明洞的类型
隧道明洞
路堑拱形明洞
2.明洞的类型
隧道明洞
半路堑拱形明洞
2.明洞的类型
隧道明洞
偏式拱形明洞
2.明洞的类型
隧道明洞
箱型明洞
2.明洞的类型
隧道明洞
棚式明洞
隧道明洞
2.明洞的类型
明洞的结构类型
拱式明洞 棚式明洞
路堑式拱式明洞
对称式 偏压式
半路堑式拱式明洞 墙式
偏压斜墙式 单压耳墙式
钢架式 柱式 悬臂式
箱式明洞
2.明洞的类型
隧道明洞
（1） 拱式明洞 拱式明洞的内外墙身用混凝土结构、拱顶用钢筋混凝土结构，整体性较好，
能承受较大的垂直压力和单向侧压力。必要时加设仰拱。按所在位置分为： a.路堑拱形明洞 b.半路堑拱形明洞
隧道明洞
2.明洞的类型
5 隧道结构构造
31
复合式衬砌
（一）初期支护 4、钢筋网 钢筋网喷射混凝土是在喷射混凝土之前，在岩面上
挂设钢筋网，然后再喷射混凝土。目前，我国在各类隧 道工程中应用钢筋网喷射混凝土支护的比较多，主要用 于软弱破碎围岩，而更多的是与锚杆或者钢拱架构成联 合支护。
山岭隧道
32
复合式衬砌
（一）初期支护 4、钢筋网 钢筋网通常作环向和纵向布置。环向筋一般为受力
时速350 km双线铁路隧道代表性衬砌结构断面(V级围岩)
51
复合式衬砌
（三）山岭隧道复合式衬砌典型断面及部分参数 5）高速铁路隧道复合式衬砌断面
山岭隧道
时速350 km双线铁路隧道代表性衬砌结构断面(II级围岩)
52
单层衬砌
（一）整体式混凝土衬砌 隧道开挖后，以较大厚度和刚度的整体模筑混凝
土作为隧道的结构。 整体式衬砌按照工程类比、不同围岩级别采用不
山岭隧道
18
复合式衬砌
（一）初期支护 2、喷射混凝土 喷混凝土的设计项目主要是喷混凝土的强度、厚度。 我国铁路隧道设计规范和公路隧道设计规范以及锚
杆喷射混凝土支护技术规范规定的喷混凝土为C20。
山岭隧道
19
复合式衬砌
（一）初期支护 2、喷射混凝土
对喷混凝土厚度的认识 ： 从饰面的角度出发，喷混凝土厚度多采用5cm，喷砂 浆的厚度可以采用3cm； 从发挥支护构件作用，厚度不宜小于8cm； 喷混凝土的最大厚度，除特殊场合外不宜大于20cm， 在特殊场合可以采用25cm。
筋，由设计确定，直径12mm左右；纵向筋一般为构造 筋，直径6~10mm；网格尺寸一般为20cmx20cm, 20cmx25cm,25cmx25cm,25cmx30cm或30cmx30cm。
隧道构造设计衬砌的形式课件
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 隧道衬砌的其它构造要求
• 一般单线隧道洞口应设置不小于5m长的模筑混凝土衬砌，双线和多线
隧道应适当加长；
• 围岩较差段的衬砌应向围岩较好地段延伸5～10m； • 偏压衬砌段应延伸至一般衬砌段内5m以上； • 不设仰拱的隧道应做底板，单线隧道其厚度不得小于20㎝，双线隧道其
厚度不得小于25㎝；
• 对衬砌有不良影响的硬软地层分界处，应设置变形缝； • 电力牵引的隧道，其长度大于2000m及位于隧道群地段和车站两端时，
为了使接触网有良好的工作和维修条件，应根据需要设置接触网补偿下锚 的衬砌段。
• 运营通风洞、联络通道等与主隧道连接处的衬砌设计应做加强处理。
隧道构造设计
---洞身支护结构的构造
---洞身支护适用于地质比较差，岩石松散破碎，强度不高，又有地下水，侧向水
平压力也相当大的Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ级围岩情况
• 由顶部拱圈，侧面曲边墙和底部仰拱（或铺底）所组成
• 除在Ⅳ级围岩无地下水，且基础不产生沉降的情况下可不设仰拱，只
做平铺底外，一般均设仰拱
隧道构造设计
---洞身支护结构的构造
图为单线非电气化铁路隧道衬砌Ⅴ级围岩直线断面曲墙式衬砌标准图，
其内部轮廓线由五心圆曲线组成。
单线非电气化铁路隧道衬砌
隧道构造设计
---洞身支护结构的构造
双线或三线隧道的洞身衬砌，可以采取单孔式，四线隧道可采取双 孔式。单孔式衬砌应满足双线或三线隧道衬砌净空要求
双孔式 四线隧道衬砌
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
- 装配式材料
对于衬砌材料，可采用一些装配式材料，如钢筋混凝土大型预制块、加 筋肋铸铁预制块等
隧道构造—铁路隧道附属建筑物(铁路隧道施工)
复习思考题： 1、怎样在隧道中安全的躲避？ 2、隧道防排水的原则是什么？常见的防排水设施有哪些？
3.电力及通讯设施 （1）电缆槽 ①电缆槽的作用 当铁路通信、信号、电力电缆通过隧道时，必须有一定的保护
措施，即设置电缆槽来防止潮湿，腐烂以及人为的破坏。
②电缆槽设置要求 通信、信号电缆可设在同一电缆槽内，也可以分设，但通信、
隧道施工中采用的防水设施主要有，在初期支护与二次衬砌之间铺 设土工布、防水板，对变形缝、施工缝采用中埋式橡胶止水带等措 施。
喷射初期支护混凝土后
复合式衬砌中间防水层
复合式衬砌二次衬砌内表面
（3）截 水 截水是指截断地表水和地下水流入隧道的通路。 ①洞顶天沟 ②泄水洞
图3.4.9 泄水洞（单位：m ）
3.4.13 余长电缆槽
4.铁路隧道运营通风 （1）通风的目的
把隧道内积聚的有害气体和热量等排除出去，把洞外的新鲜 空气引进洞来，使洞内空气达到无害的程度，使列车司机、乘客和 洞内维修人员能舒适而高效地工作。
（2）高速铁路设计规范（2014）
8.7.1 隧道运营通风应根据隧道长度、隧道平面与纵断面、道床类 型、行车密度、自然条件、气象条件及两端洞口地形等因素综合确 定，长度大于20 km 的隧道宜设置运营通风。
信号电缆必须和电力电缆分槽铺设。 ③电缆槽的类型
根据隧道衬砌类型、电缆槽位置与洞内水沟异侧或同侧等情况， 分为甲、乙、丙三种类型。
表3.4.1 电缆槽类型
类型
甲式
乙式
丙式
适用条件
配合衬砌类 型
电缆槽与水 沟异侧
直墙式及扩 大基的衬 砌，曲墙式 衬砌
电缆槽位于 水沟侧墙上
同甲式
电缆槽紧靠 边墙与水沟 同侧
333铁路隧道洞身构造(第5讲)
铁路
混凝土、钢筋混凝土、喷射混凝土、锚杆 和钢架
隧道洞身衬砌构造
衬砌 类型
1 整体式模筑混凝土衬砌 2 装配式衬砌 3 锚喷式衬砌
4 复合衬砌
铁路隧道衬砌类型
隧道洞身衬砌构造
铁路隧道衬砌类型
整体式模筑混凝土衬砌
采用混凝士或钢筋混凝土为材料 就地灌注而成。依照不同的地质 条件，或是按照不同的围岩级别， 又有直墙式和曲墙式两种形式。 适用：技术成熟，适应多种围岩 条件。在隧道洞口段、浅埋段及围岩 条件很差的软弱围岩中采用整体式衬 砌较为稳妥可靠。
铁路桥梁与隧道工程
隧道洞身构造
目录
隧道洞身结构划分 隧道衬砌构造 隧道铺底构造
隧道洞身结构划分
洞身概念
隧道主体工程之一， 范围：洞门之间段落。 其作用是承受围岩压 力、结构自重及其它 荷载，阻止围岩风化、 崩塌和洞内防水、防 潮等
隧道洞身结构划分
铁路隧道常见洞身构造及划分
1 直墙式 2 曲墙式 3 复合式
隧道洞身衬砌构造
初支与内衬共同参与工作、各有侧重
1
复 合
既充分调动围岩自稳能力，又充分发挥支护结构性能 2
式
衬
复合隧道结构体系力学变化、适用各种地质条件 3
砌
提高衬砌承载能力、改善结构受力条件 节省材料、节约投资
4的 特
5点
工艺复杂，需要考虑围岩及支护的变形、预留变形量 6
隧道洞身衬砌构造
仰拱
概念
隧道洞身结构划分
拱顶
拱圈
拱脚 边墙 墙脚
直边墙
轨顶面
铺底
直墙式
•普速铁路，单线 •围岩地质较好（Ⅰ、Ⅱ级(Ⅴ、Ⅵ 类)），围岩压力以竖向为主，几乎 没有或仅有很小的水平侧向压力。
铁路线路工基础知识——桥隧建筑物
1. 桥梁分类
1.按桥梁的长度分类 ① 特大桥：桥梁长度在 500m 以上 ② 大桥：桥梁长度在 100m 以上至 500m ③ 中桥：桥梁长度在 20m 以上至 100m ④ 小桥：桥梁长度在 20m 及以下
2. 按桥跨结构所用建筑材料分类 ① 钢桥 ② 混凝土桥 ③ 石桥
3. 涵洞
为铁路线路通过小溪、渠道、干沟、人行小路修建的完全埋在路基下面的建筑物称为涵洞
① 涵洞的构造：涵洞一般由出入洞口、基础和洞身等组成，其中洞口由端墙、翼墙、横 墙和帽石等部分组成
② 涵洞的类型：涵洞按其结构形式分为圆涵、箱涵和拱涵；按其建造所用建筑材料分为 石涵、混凝土涵和钢筋混凝土涵
3. 按桥梁结构形式形式分类 ① 梁式桥 ② 拱桥 ③ 刚构桥 ④ 斜拉桥 ⑤ 悬索桥
4. 按桥面所在位置分类 ① 上承式桥 ② 下承式桥 ③ 中承式桥
2. 桥梁构造
铁路桥梁主要是由桥面、桥跨结构、墩台及基础等组成
(1) 桥面是桥梁上部铺设的通过机车车辆的轨道和供人行走部分 (2) 桥跨结构是桥梁上部结构的主体部分，它支承桥面及由桥面传来的活载 (3) 桥梁墩台包括桥墩和桥台，它是支承桥梁上部结构的建筑物：桥墩是中间支承，它将相邻
两孔桥跨连通起来，由顶帽及墩身组成；桥台是桥梁两端与路基相连部位的支承，它使桥 梁与路堤相连接，并起着挡土墙的作用 (4) 基础是支承桥梁墩台的，主要有明挖基础、沉井基础、桩基础和管桩基础四种
桥涵结构构造应便于检查与养护，根据需要设置检查设施。桥面两侧或桥梁一侧地面设置维修 作业通道。 线路设计速度为 300~350km/h 客运专线路段，桥长超过 3km 时，每隔 3km（单侧 6km）左右应 在线路两侧交替设置 1 处可上下桥的救援疏散通道。
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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铁路隧道构造及类型
隧道通常是指修建在底层中的地下通道等建筑物。
他被广泛应用于公路铁路矿山水利市政和国防等方面，因此，可单纯理解为地下通道的隧道概念也可扩大到地下空间利用的各个方面，即也可以把各种用途的地下通道和洞室都称之为隧道。
铁路隧道结构由主体建筑物和附属建筑物两大部分构成。
主体建筑为是为了保持隧道的稳定，保证岁到正常使用而修建的，主要由洞身衬砌和洞门组成，也包括必要时在洞口上加筑的明洞。
附属建筑物是为了保证隧道正常使用，方便养护，维修作业，以及满足供电，通信等各方面需要的各种辅助设施，如隧道防排水设施、避车洞、电缆槽，运营通风设施、下锚段衬砌及洞口缓冲结构等。
一隧道的类型
1：按照用途可分：交通隧道水工隧道市政隧道矿山隧道（1）交通隧道分为铁路隧道、公路隧道、水底隧道、地下铁道、航运隧道、人性地道。
（2）水工隧道分为引水隧道、排水隧道、导流隧道、排砂隧道（3）市政隧道分为给水隧道、污水隧道、管路隧道、线路隧道、人防隧道
（4）矿山隧道分为运输港道、给水隧道、通风隧道
2：按照长度可分：短隧道、中长隧道、长隧道、特长隧道
（1）短隧道：铁路隧道L<=500m;公路隧道L<=500m
（2）中长隧道：铁路隧道500m<L<3000m；公路隧道500m<L<1000m
（3）长隧道：铁路隧道3000m<L<10000m；公路隧道1000m<L<3000m
（4）特长隧道:铁路隧道L>10000m；公路隧道L>3000m
3：按照地层可分：软岩石隧道、硬岩石隧道、土质隧道
4：按照位置可分：山岭隧道、城市隧道、水底隧道
5：按照埋置深度可分：浅埋隧道、深埋隧道
6：按隧道内铁路线数可分：单线隧道、双线隧道、多线隧道、
二铁路隧道的构造
隧道的基本构造可分为：衬砌洞门明洞防排水设施避车洞电缆槽通风设施
1：衬砌是沿隧道开挖的周边，用混凝土，钢筋混凝土、石料等修筑的永久性支护结构物，包括顶部的拱圈、两侧的边墙和底部的仰拱或底板，用来支护围岩，防止围岩变形与坍塌，保持隧道的稳定。
衬砌可以分为整体式衬砌、喷锚衬砌、复合式衬砌、装配式衬砌。
（1）整体式衬砌:用模筑混凝土或砌体施作而成，是铁路隧道广泛采用的一种衬砌形式。
（2）喷锚衬砌：是喷锚支护用作永久衬砌时的通称，包括喷射混凝土衬砌、锚杆喷射混凝土衬砌、锚杆钢筋网喷射混凝土衬砌和喷射钢纤维混凝土衬砌。
（3）复合式衬砌：是按新奥法原理修建隧道，用喷锚做初期支护、模筑混凝土作二次衬砌组合而成的一种衬砌形式，在初期支护与二次
衬砌之间根据需要可设防水层。
（4）装配式衬砌：由预制的混凝土或钢筋混凝土构件在隧道内拼装而成。
2：洞门是隧道的门面，传统的洞门是在隧道洞口用混凝土、石料修筑的它联系衬砌和洞口外路堑，是隧道结构的主要组成部分，也是隧道出口的标志。
洞门可以分为端墙式洞门、柱式洞门、台阶式洞门、削竹式洞门、遮光棚室洞门。
（1）端墙式洞门
端墙式洞门适用于地形开阔、岩层稳定的围岩地区，其作用在与支洞口仰坡，保持其稳定性，并将仰坡水流惠及排除。
（2）柱式洞门
柱式洞门墙面有凸出线条，较为美观，适宜在城市附近或风景区内采用对于较长的隧道，采用柱式洞门比较壮观。
（3）台阶式洞门
当洞门出于傍山侧坡地区，洞门一侧边坡较高时，为了减少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，减少仰坡土石方开挖量，这种洞门也有一种美观作用。
（4）削竹式洞门
削竹式洞门可以减少洞口边仰坡开挖量，有利于山体的稳定减少对植被的破坏有利于保护环境，各种围岩类别均能适用，但使用条件是地形相对比较对称和不太陡峭。
（5）遮光棚室洞门。