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第一章 隧道基础知识 隧道的定义 隧道是修筑在岩体、土体或水底，两端有出入口的，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。 供交通立体化、穿山越岭、地下通道、越江、过海、管道运输、电缆地下化、水利工程等使用。 铁路隧道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。 公路隧道长度就是其进出口洞门墙外表面与路面的交线同路线中线交点间的距离。 隧道分类 (1)按照隧道所处的地质条件分类：分为土质隧道和石质隧道。 (2)按照隧道的长度分类：分为短隧道(铁路隧道规定：≤;公路隧道规定：≤)、中长隧道(铁 路隧道规定：≤;公路隧道规定：)、长隧道(铁路隧道规定：≤;公路隧道规定≤≤)和特长 隧道(铁路隧道规定：;公路隧道规定：)。 (3)按照国际隧道协会()定义的隧道的横断面积的大小划分标准分类：分为极小断面隧道(～m2)、 小断面隧道(～m2)、 中等断面隧道(～m2)、 大断面隧道(～m2) 和特大断面隧道(大于m2)。 (4)按照隧道所在的位置分类：分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。 为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海 底通过的称水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称城市隧道，这三类隧道中 修建最多的是山岭隧道。 (5)按照隧道埋置的深度分类：分为浅埋隧道和深埋隧道。 (6)按照隧道的用途分类：分为交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿山隧道。 隧道特点 (1)是交通运输线路穿越天然障碍的有效方法 (2)穿越的地质条件复杂多变，工程定位、设计、施工方法要随时相应调整 (3)施工作业面窄，劳力设备受到限制，工业化、机械化施工要求高： (4)造价昂贵。 隧道组成 隧道的主体建筑物由洞身和洞门两部分组成。在隧道进口或出口段，如果仰坡表层岩土风化严重， 易塌落时，则延长洞身或加筑明洞洞口，保证行车安全 隧道的附属建筑物，包括：人行道(或避车洞)和防排水设施，长、特长隧道还有通风道、通风 机房、供电、照明、信号、消防、通讯、救援及其它量测、监控等附属设施 隧道衬砌构造 开挖后的隧道，为了保持围岩的稳定性， 一般需要进行支护和衬砌；支护的主要方式有：锚杆、 钢架、钢筋网、喷射混凝土及其组合；衬砌的主要方式有：整体式混凝土衬砌、拼装式衬砌、喷射混 凝土衬砌和复合式衬砌等。 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。 图 锚杆示意图 虫25中空注浆锚杆，L=3.5m 图 锚杆支护示意图 图 锚杆支护示意图 图 锚杆支护示意图 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。 图 钢架示意图 图 钢架示意图 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，直径左右；纵向筋一般为构 造筋，直径；网格尺寸一般为，或等。 图 钢筋网示意图 喷射混凝土 喷射混凝土既是一种新型的支护结构，又是一种新的施工工艺。它是使用混凝土喷射机，按一定 的混合程序，将掺有速凝剂的细石混凝土，喷射到岩壁表面上，并迅速固结成一层支护结构，从而对 围岩起到支护作用。 喷射混凝土可以作为隧道工程的永久性或临时性支护，也可以与各种形式的锚杆、钢拱架、钢筋 网等构成组合式支护结构。它的灵活性也很大，可以根据需要分次追加厚度。 图 喷射混凝土示意图 多种措施组合支护 钢架钢筋网锚杆喷射混凝土组合，锚杆钢筋网喷射混凝土组合，钢筋网喷射混凝土组合等。 图 组合支护示意图 隧道衬砌 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同的衬砌厚度。其形式有直墙式和曲墙式两种， 而曲墙式又分为有仰拱和无仰拱两种。 (1)直墙式衬砌 适用于地质条件比较好，以垂直围岩压力为主而水平围岩压力较小的情况。主要适用于 IⅢ 级围 岩，直墙式衬砌由上部拱圈、两侧竖直边墙和下部铺底三部分组合而成。 图 隧道直墙式衬砌图 (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。 图 隧道曲墙式衬砌图 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，只做铺底； 一般均需