隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的形式
? 整体式模筑混凝土衬砌 — 就地灌
筑混凝土衬砌
? 装配式衬砌 — 将衬砌分成若干块构
件，这些构件在现场或工厂预制，然后运
到坑道内用机械将它们拼装成一环接着一
环的衬砌。
? 喷锚支护 — 喷射混凝土 和加设锚杆、
金属网和钢架 共同支护
? 复合式衬砌 — 外衬和内衬两层，所
以也叫它为“双层衬砌”
喷锚支护
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的适用条件
? 整体式模筑混凝土衬砌 — 对地质条件的适用性较强，易于按需要
成型，整体性好，抗渗性强，并适用于多种施工条件，如可用木模板、钢
模板或衬砌模板台车等
? 装配式衬砌 — 拼装成环后立即受力，便于机械化施工，改善劳动条
件，节省劳力。目前多在使用盾构法施工的城市地下铁道中采用。
? 喷锚支护 — 喷锚支护是目前常用的一种围岩支护手段，适用于各种
围岩地质条件，但是若作为永久衬砌，一般考虑在 Ⅰ, Ⅱ 级等围岩良好、
完整、稳定的地段中采用。
? 复合式衬砌 — 是一种较为合理的结构形式，适用于多种围岩地质条
件,有其广阔的发展前途。
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
- 隧道衬砌的建筑材料及要求
- 混凝土与钢筋混凝土
? 隧道工程所用的混凝土强度等级不应低于 C15
? 洞门用混凝土整体灌筑，其强度不应低于 C20
? 强度等级对于衬砌段不应低于 C20，对于洞门不应低于 C15
- 片石混凝土
? 在岩层较好地段的边墙衬砌，可采用片石混凝土（片石的掺量不应超过
总体积的 20%）。
? 当起拱线以上 1m以外部位有超挖时，其超挖部分也可用片石混凝土进行
回填。
? 选用的石料要坚硬，其强度等级不应低于 MU40，有裂隙和易风化的石
料不应采用。
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
- 石料和混凝土预制块
石料或混凝土预制块用强度等级不低于 M10的水泥砂浆砌筑衬砌 。 石料的
强度等级不应低于 MU60,并且有裂隙和易风化的石料不应采用 。 混凝土
预制块强度等级不应低于 MU20。
- 喷射混凝土
? 喷射混凝土的强度等级采用 C20,所用的水泥应优先采用硅酸盐水泥或
普通硅酸盐水泥
? 喷射钢纤维混凝土中的钢纤维宜采用普通碳素钢制成, 等效直径为
0.3～ 0.5㎜ 的方形或圆形断面, 长度宜为 20～ 25㎜
- 锚杆
锚杆的杆体宜用 20 MnSi钢筋, 也可采用 Q235钢筋；缝管式锚杆宜采用 16
MnSi钢管, 亦可采用 Q235钢管；锚杆直径宜为 18～ 22㎜, 垫板可采用
Q235钢板 。
隧道工程隧道构造设计 ---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
- 铁路隧道净空及要求
- 直线隧道净空
机车车辆限界 — 它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸
基本建筑限界 — 它是指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线
隧道建筑限界 — 它是指包围, 基本建筑限界, 外部的轮廓线
直线隧道净空 — 要比, 隧道建筑限界, 稍大一些, 还考虑了在不同的围
岩压力作用下, 衬砌结构的合理受力形状 （ 拱部采用三心圆, 边墙采用
直墙式或曲墙式 ） 以及施工方便等因素 。
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
基本建筑限界
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
最大级超限货物装载限界
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
隧限 -1A和隧限 -1B
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
隧限 -2A和隧限 -2B
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
单线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道净空加宽
加宽原因
? 车辆通过曲线时, 转向架中
心点沿线路运行, 而车辆本身
却不能随线路弯曲仍保持其矩
形形状 。 故其两端向曲线外侧
偏移 （ d外 ）, 中间向曲线内侧
偏移 （ d内 1） 。
车辆通过曲线时的平面图
隧道工程
? 由于曲线外轨超高, 车辆向曲线内侧倾斜,
使车辆限界上的控制点在水平方向上向内移动
了一个距离 （ d内 2） 。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
车辆通过曲线时的横断面图
加宽值的计算
- 单线曲线隧道加宽值的计算
? 车辆中间部分向曲线内侧的偏移 d内 1
R
l
8
2d内 1=
式中 l — 车辆转向架中心距, 取 18m；
R — 曲线半径 （ m）
d内 1=
R
4050
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
? 车辆两端向曲线外侧的偏移 d外
R
lL
8
22?d外 =
式中 L— 标准车辆长度, 我国为 26m。
d外 =
R
4400
? 外轨超高使车体向曲线内侧倾移 d内 2
d内 2=
150E
H
式中 H—— 隧道限界控制点自轨面起的高度
E —— 曲线外轨超高值, 其最大值不超过 15㎝, 且
R
VE 276.0?
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
其中 v — 铁路远期行车速度, km/h。
在我国铁路标准设计中, d内 2系将相应的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心
转动 arctg 角求得, 可近似取 d内 2=2.7E（ ㎝ ） 。
对于单线曲线隧道净空的加宽值为：
内侧加宽 W1= d内 1+ d内 2= + 2.7E（ ㎝ ）
外侧加宽 W2= d外 = （ ㎝ ）
总加宽 W= W1+ W2= d内 1+ d内 2+ d外 = + 2.7E（ ㎝ ）
- 双线曲线隧道加宽值的计算
双线曲线隧道的内侧加宽值 W1及外侧加宽值 W2与单线曲线隧道加宽值的
计算相同 。 即
内侧加宽 W1= d内 1+ d内 2= + 2.7E（ ㎝ ）
外侧加宽 W2= d外 = （ ㎝ ）
R4050
R4400
R
8450
R
4050
R4400
150E
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
当外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高时
式中 H——车辆外侧顶角距内轨顶面的高度, 取 360㎝ ；
E——外侧线路的外轨超高值 （ ㎝ ） ；
R—— 曲线半径 （ m） 。
其它情况时
总加宽 W= W1+ W2+ W3
21 5 0
8 4 5 0
3
EH
RW ???
ERERW 1, 2 8 4 5 0 21 5 03 6 0 8 4 5 03 ?????
RW
8450
3 ?
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道中线与线路中线偏移距离
单线曲线隧道如图 3-10所示, 隧道中线与线路中
线偏移距离 d为：
d =（ W1－ W2） （ ㎝ ）
双线曲线隧道如图 3-11所示, 内侧线路中线至隧
道中线的距离为
d1= 200－ （ W1－ W2－ W3） （ ㎝ ）
双线曲线隧道外侧线路中线至隧道中线的距离为
d2= 200 +（ W1－ W2+ W3） （ ㎝ ） 单线曲线隧道中线偏移
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接
方法
,铁路隧道设计规范, 规定：位于曲线地
段的隧道，其缓和曲线部分可分两段加宽，
即自圆曲线至缓和曲线中点，并向直线方
向延长 13m，采用圆曲线加宽断面（按 W
值加宽）；其余缓和曲线，并自直缓分界
点向直线段延长 22m，采用缓和曲线中点
加宽断面，其加宽值取圆曲线之半（按
W/2值加宽） 双线曲线隧道中线偏移
曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
- 公路隧道净空
公路隧道建筑限界一般规定如图所示 。 图中
各符号的含义如下：
W— 行车道宽度；
S— 行车道两侧路缘带宽度；
C— 余宽, 当计算行车速度 ≥100km/h时为 0.5m，
小于 100km/h时为 0.25m；
公路隧道建筑限界
H— 净高, 一条公路应用一个净高, 高速公路和一级, 二级公路为 5.0m；
三, 四级公路为 4.5m；
E— 建筑限界顶角宽度, 当 L≤1m时, E=L；当 L＞ 1m时, E=1m；
L— 侧向宽度, 高速公路, 一级公路的侧向宽度为硬路肩宽度 （ L1或 L2）,
其它各级公路的侧向宽度为路肩宽度减去 0.25m；
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
L1— 左侧硬路肩宽度；
L2— 右侧硬路肩或应急停车带宽度；
J— 检修道 （ 一侧 ） 宽度, 一般为 0.75m；
隧道净空除应在符合隧
道建筑限界的规定外，
还应考虑洞内排水、通
风、照明、放火、监控、
运营管理等附属设施所
需要的空间，并考虑围
岩压力影响、施工等必
要的富裕量，使确定的
断面形式及尺寸，达到
安全、经济、合理 。
公路隧道横断面示意图
隧道工程隧道构造设计 ---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 。
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
- 整体式模筑混凝土衬砌
- 直墙式衬砌
? 适用于地质条件比较好，属于
我国铁路隧道围岩分类中的 Ⅱ,
Ⅲ 级围岩，有时也可用于 Ⅳ 级围
岩
? 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
? 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 单线直墙式衬砌
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
? 在地质条件较好时，为了节省圬工，
直墙式衬砌在构造上采取若干改进措
施。例如在整体岩层坚固的情况下，
几乎没有什么水平侧压力，也没有地
下水侵入，则可采用大拱脚喷混凝土
（或喷砂浆）边墙衬砌
? 在地质条件尚好，侧压力不大，但
又不宜采用大拱脚喷混凝土（或喷砂
浆）边墙衬砌时，为了节省边墙圬工，
可以简化边墙
大拱脚喷混凝土边墙衬砌
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
- 曲墙式衬砌
? 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
连拱式 边墙衬砌
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
- 装配式衬砌
- 优点
? 一经装配成环, 不需养生时间, 即可承受围岩压力；
? 预制的构件可以在工厂成批生产, 在洞内可以机械化拼装, 从而改
善了劳动条件；
? 拼装时, 不需要临时支撑如拱架, 模板等, 从而节省大量的支撑材
料和劳力；
? 拼装速度因机械化而提高, 缩短了工期, 还有可能降低造价 。
- 应满足的条件
? 强度足够而且耐久；
? 能立即承受荷载；
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
? 装配简便，构件类型少，形式简单，尺寸统一，便于工业化制做和机
械化拼装；
? 构件尺寸大小和重量适合拼装机械的能力；
? 有防水的设施
- 喷锚支护
- 喷射混凝土支护层
? 喷射混凝土的拌和材料是：标号不低于 325号的普通硅酸盐水泥和粒经
不应大于 16mm的坚硬耐久的卵石或碎石, 以及不含土质或杂物的河沙,
再加上少量的速凝剂
? 喷层的厚度一般最薄不应小于 5cm,最厚应不大于 25cm，
? 在比较松散软弱的岩层中，可以加金属网或钢支撑，使之结合成一体，
变为钢筋混凝土层
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
- 锚杆
? 锚杆是一种插入到围岩岩体内的杆形构件
? 利用锚杆杆体或杆端锚头的膨胀作用, 或利用灌浆粘结, 把锚杆固定在
岩体内
? 增加了岩体的紧密程度, 补强了抗剪能力, 起到了组合, 悬吊及挤压加
固的作用, 提高了围岩的自稳能力
- 复合式衬砌
外衬 （ 亦称初次衬砌 ） — 使用能达到早强的喷射混凝土和锚杆, 使柔性的
外衬既能容许围岩有所变形, 而又约束它不让它变形发展太大太快
内衬 （ 亦称二次衬砌 ） — 内衬可以用喷射混凝土层柔性结构, 也可以用较
厚的模筑混凝土
防水层 — 内外层衬砌之间的防水层可以用软聚氯乙烯薄膜, 聚异丁烯片,
聚乙烯片等防水卷材, 或用喷涂乳化沥青等防水剂
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
复合式衬砌最适宜在 Ⅱ ～ Ⅵ 级围岩中使用, 但遇到下列情况时,
应慎重对待 。 必要时应辅以相应的加固措施 。
- 拱顶以上覆盖厚度小于隧道直径时；
? - 有明显偏压力时；
? - 在无自稳能力的未胶结砂砾石地层中时；
? - 在大膨胀性的地层中时；
? - 在大涌水的地层中时；
? - 在严重冻害的地区中时 。
隧道工程隧道构造设计 ---明洞的构造
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 路堑式拱形明洞
- 拱式明洞
- 路堑式拱形明洞
隧道工程隧道构造设计 ---明洞的构造
? 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
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 。
隧道工程隧道构造设计 ---明洞的构造
- 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
? 拱圈也可能采用变截面, 以抵抗单侧的压力 。
隧道工程隧道构造设计 ---明洞的构造
? 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
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
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---明洞的构造
- 棚洞
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
?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
隧道工程隧道构造设计 ---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 ）
?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 。
隧道工程隧道构造设计 ---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
悬臂式棚洞
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---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
- 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
隧道工程隧道构造设计 ---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
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
隧道工程隧道构造设计 ---洞门结构的构造
- 翼墙式洞门
? 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
隧道工程隧道构造设计 ---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
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
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---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，
台阶式拱形明洞门（半路堑式） 台阶式拱形明洞门（偏压式）
隧道工程隧道构造设计 ---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 。
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 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 通风建筑物
- 纵向式通风 — 风流沿着隧道轴线方向流动的称为纵向式通风
- 洞口风道式通风
? 把通风机设置在隧道洞口处, 将通风道联通至洞内
? 当列车车尾一出洞口, 立即开动通风机, 把已被活塞风挤到出洞口一
段内的污浊空气排出洞外的露天中去, 同时低洞口外的新鲜空气随着风
流带进隧道中来, 这样就完成了一次通风作业 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 喷咀式通风
在隧道洞口处的衬砌上方建造一个汇集新鲜空气的空气室，室内尽端
在衬砌周边上做成环形喷咀通向洞内
- 竖井, 斜井式通风
在隧道施工中，为增加开挖工作面而设置竖井或斜井作为辅助坑道时，
利用这些辅助坑道作为通风道，把通风机置于竖井或斜井处，借助于
通风机和竖井的换气作用，可以把污浊空气吸出，或把新鲜空气引入
喷咀式通风 竖井、斜井式通风
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 射流式通风
射流式通风是在隧道内安设射流式通风机，用以升压，进行通风的方式
-全横向式通风 —在通风机的作用下, 风流的方向与隧道轴线方向成正交
? 横向式通风系统能将新鲜空气沿隧道全长范围内均匀吹入, 而污浊气
体无需沿隧道全长范围流过, 就地直接被进风口吸出
? 占用了隧道的净空面积, 结构上也较费事 。 适宜在公路隧道中使用 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 半横向式通风
? 在隧道的顶部设置进风管，并在进风管的下部，沿隧道的长度方向每
隔一定距离开一通风口，气流则沿通风口流向隧道内，然后隧道内的空
气在新鲜气流的推动下，沿隧道的纵向排出洞外
? 半横向式通风效果比纵向好，但没有全横向式通风能力强
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 进行通风设计需要考虑的问题
?空气中有害物质的容许浓度；
?需风量的计算方法；
?判断自然通风的能力；
?机械通风方式的讨论；
?通风设备的选择以及经济性等 。
- 避 车 洞
- 大避车洞
?大避车洞主要目的是为停放线路工作小车或堆放一些必要的材料和
工具 。
?大避车洞的净空尺寸为：宽 4m,凹入边墙深 2.5m,中心高 2.8m
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
? 当隧道长度在 300～ 400m时，可在隧道中间布置一个大避车洞
? 隧道长度在 300m以下时，可不布置大避车洞；如果两端洞口接桥或路
堑
? 当桥上无避车台或路堑两边侧沟外无平台时，应与隧道一并考虑布置
避车洞
- 小避车洞
? 小避车洞主要目的是为人员待避。
? 小避车洞的净空尺寸为：宽 2m，凹入边墙深 1m，中心高 2.2m
? 无论在碎石道床或整体道床的隧道内，每侧边墙上应在大避车洞之间
间隔 60m（双线隧道按 30 m）布置一个小避车洞
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
大避车洞
小避车洞
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
,铁路隧道设计规范,
规定大小避车洞应在隧
道全长范围内, 在两侧
边墙上交错设置 。 大小
避车洞平面布置的方法
如右图所示, 其中 （ a）
适用于碎石道床, （ b）
适用于整体道床 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 避车洞的建筑要求
? 避车洞不宜设在衬砌的伸缩缝或沉降缝的断面上 。 也不宜设在衬砌
断面变化的衔接处 。
? 避车洞的底面应与道床, 人行道或侧水沟的盖板面等高齐平, 以使
行人员, 小车等躲避火车, 杜绝不安全事故发生 。
? 当避车洞位于曲线上时, 因受曲线外轨超高的影响, 碎石道床隧道
内, 在各种不同的超高值 E时, 线路内侧和外侧轨枕端头道床面 （ 即
避车洞底面 ） 低于内轨顶面的高度分别为 h1及 h2,如下图所示, 其值
为：
内侧,（ ㎝ ）
外侧,（ ㎝ ）
式中 E—— 曲线外轨超高值，单位为㎝
Eh 33.0251 ??
Eh 33.1252 ??
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
曲线隧道（碎石道床）
避车洞底面相对标高
避车洞的指示标志
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 防排水建筑物
- 隧道防排水设计标准
?衬砌不滴水, 安装设备的孔眼不渗水；
?道床不积水；
?电力牵引的隧道拱部基本不渗水；
?在有冻害地段的隧道, 除拱部和边墙不渗水外, 衬砌背后也不积水 。
?隧道防排水应根据, 防, 排, 截, 堵结合, 因地制宜, 综合治理,
的原则, 采取切实可靠的设计, 施工措施, 达到防水可靠, 排水畅通,
经济合理的目的 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
“防” 即要求隧道衬砌结构具有一定的防水能力，能防止地下水渗入
? 防止地表水的下渗
? 隧道附近水库、池沼、溪流、井泉的水，当有可能渗入隧道，影响农田
灌溉及生活用水时，应采取措施处理
? 混凝土衬砌抗渗等级不得低于 P6，若必要可采用防水混凝土（不小于
P8）。
? 施工缝、变形缝应采用可靠的堵水措施。
? 围岩破碎、含水、易坍塌地段，宜采用注浆加固围岩和防水措施。
? 在初期支护与二次衬砌之间，宜设置防水板或设系统盲（管）沟。当隧
道底部有涌水时，应采用封闭式防水板。
? 有侵蚀性地下水时，应针对侵蚀类型，采用抗侵蚀性混凝土以及压注抗
侵蚀浆液，敷设防水、防蚀层等措施。
? 最冷月平均气温低于 -15℃ 地区和高海拔地区，对地下水的处理应以堵
为主。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
“排” 即隧道应有排水设施并充分利用，以减少渗水压力和渗水量
? 利用盲沟、泄水管、渡槽等将衬砌背后的地下水排入隧道内，再经由
洞内水沟排走，以免造成隧道病害
?隧道内纵向应设排水沟, 横向应设排水坡 。
?遇围岩地下水出露处所, 宜在衬砌背后设竖向盲沟或排水管 （ 槽 ）, 集
水钻孔等予以引排, 对于颗粒易流失的围岩, 不宜采用集中疏导排水 。
?根据工程地质和水文地质条件, 应在衬砌外设环向盲沟, 纵向盲沟和隧
底排水盲沟, 组成完整的排水系统, 保证道床不积水 。
?当地下水发育, 含水层明显, 又有长期补给来源, 洞内水量较大时, 可
利用辅助坑道或设置泄水洞等作为截, 排水设施 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
“截” 是指截断地表水和地下水流入隧道的通路
?在洞口仰坡外缘 5m以外, 设置天沟, 并加以铺砌 。 当岩石外露, 地
面坡度较陡时可不设天沟 。 仰坡上可种植草皮, 喷抹灰浆或加以铺砌 。
?对洞顶天然沟槽加以整治, 使山洪宣泄畅通 。
?对洞顶地表的陷穴, 深坑加以回填, 对裂缝进行堵塞 。 处理隧道地
表水时, 要有全局观点, 不应妨害当地农田水利规划, 做到因地制宜,
一改多利, 各方满意 。
?在地表水上游设截水导流沟, 地下水上游设泄水洞, 洞外井点降水
或洞内井点降水 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
“堵” 即堵住地下水从衬砌背后渗入隧道内
- 喷射混凝土和模筑混凝土衬砌堵水
?防水混凝土的抗渗等级不得小于 P8,抗压强度应满足设计要求, 水
泥用量不得少于 320㎏ /m3,当掺用活性粉细料时, 不得少于 280㎏ /m3。
?防水模筑混凝土衬砌施工必须采用机械振捣 。 施工缝, 沉降缝及伸
缩缝则可以采用中埋式塑料或橡胶止水带, 或采用背贴塑料止水带止
水 。
- 防水层
一类为粘贴式防水层，另一类为喷涂式防水层
- 压浆
向衬砌背后压注水泥砂浆，用以充填衬砌与围岩之间的空隙，以堵住
地下水的通路，并使衬砌与围岩形成整体，改善衬砌受力条件
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 排水沟
? 除了长度在 100m以下，且常年干燥无水的隧道以外，一般的隧道均应
设置排水沟
? 排水沟的断面大小按排水量而定，一般底宽不应小于 40cm，深度不小
于 35cm
? 沟底纵向坡度宜与线路坡度一致为好，如此沟深可以保持不变。不得
已时，沟底纵坡也不应小于 1‰
? 排水沟有两种方式。一种是 侧式水沟,它设在线路的两侧或一侧，视
流量大小而定。另一种是 中心式水沟 。隧道采用整体道床时，水沟设在
线路中线的下方；或双线隧道时，水沟设在两线之间
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
侧式水沟
中心式水沟
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
? 在严寒地区般可修筑浅埋保温水沟，即将水沟沟身加深，用轻质混凝
土做成上、下两层，各自设有钢筋混凝土盖板。上层用保温材料密实填
充，厚度不小于 70cm，可保流水不冻
? 当浅埋保温水沟不足以防止冻害时，可设置中心深埋渗水沟
侧式浅埋保温水沟 中心深埋渗水沟
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 盲沟
? 在衬砌背后，用片石、卵石或埋管修成一道环向或竖向可供流水
的盲沟，以汇集衬砌周围的地下水
? 弹簧软管盲沟
? 化学纤维渗滤布盲沟
弹簧软管盲沟 化学纤维渗滤布盲沟
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 渡槽
? 在隧道衬砌的内表面，每隔一定的距离，开凿一道竖向的环行凹槽。
? 槽的大小依水量而定。槽内填以卵石，槽的外表面仍以混凝土封盖。环
槽下端联到预留的水管，通到侧排水沟。
? 地下水从外方流到隧道衬砌的周边，便进入到渡槽，自顶上沿两侧流到
槽底，然后经水管排到边沟去
- 防水层
?注浆, 即压注水泥浆及化学浆液, 系指将一定组合成分配制而成的浆液
压入衬砌背后围岩或衬砌与围岩间的空隙中, 经凝结, 硬化后起到防水和
加固的作用 。
?衬砌采用防水混凝土灌注 。 防水混凝土是指以调整配合比或掺用外加剂
的方法增加混凝土的密实性, 以提高混凝土自身抗渗性能的一种混凝土 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
?衬砌各类缝隙防水
?外贴式防水层 — 在衬砌的外侧粘贴沥青, 油毡, 或涂刷焦油聚氨酯等涂
料, 形成隔水层
?内贴式防水层 — 在衬砌的内侧施做防水层
?复合式衬砌中间防水层 — 在复合式衬砌的内外层衬砌之间设防水层
- 洞顶防排水
? 在洞口边仰坡上方设置天沟，以便引流地表水。如果隧道设有明洞，
要做好明洞顶的防排水
洞门排水
?洞门的端墙, 翼墙和边仰坡上均应设有相应的排水设施, 以便引流地表
水 。 在洞口处还应设有洞内外水沟的衔接过渡设施 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 电缆槽及高低压供电
-电缆槽
? 沿着衬砌边墙下方，设置全长的电缆槽保护穿过隧道的各种电缆，防
止潮湿、腐烂以及人为的创伤
? 电缆槽是用混凝土浇筑围成的，附设在侧水沟的同侧（内侧）或异侧
而不侵入隧道净空限界的位置上
- 信号继电器箱和无人增音站洞
? 隧道内如需要设置信号继电器时，则应在电缆槽同侧设置信号继电器
箱洞，其宽度为 2m，深度为 2m，中心高度为 2.2m。
? 在隧道内设置无人增音站时，其位置可根据通信要求确定，亦可与大
避车洞结合使用，但应将大避车洞加深 2.5m
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 伸缩缝, 沉降缝与施工缝
?伸缩缝和沉降缝统称为 变形缝
?伸缩缝是为了防止结构因热胀冷缩, 或湿胀干缩产生裂缝而设置的,
它保证结构有伸缩的余地 。 伸缩缝是满足结构在轴线方向上的变形要求
设置的 。
?沉降缝是为了防止结构因局部不均匀下沉引起变形断裂而设置的, 它
保证结构有上下左右变形的余地 。 沉降缝是满足结构在垂直与水平方向
上的变形要求设置的 。
?伸缩缝的设置, 应考虑衬砌材料收缩情况, 生产工艺等引起洞内温度
变化情况, 衬砌所处部位 （ 口部或内部 ）, 施工方法, 衬砌类型等因素 。
?隧道衬砌一般不设伸缩缝 。 但严寒地区的整体式衬砌, 喷锚衬砌或复
合式衬砌应在洞口和易受冻害地段设置伸缩缝 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 设置沉降缝的场合
?对衬砌有不良影响的软硬地层分界处；
?8度及 8度以上地震区的断层处；
?同一洞室高低相差悬殊处；
?按动荷载 （ 原子冲击波作用 ） 与静荷载设计的衬砌交界处；
?衬砌形状或截面厚度显著改变的部位 。
- 伸缩缝和沉降缝的设置要求
?混凝土衬砌：缝宽 1cm,中间夹以沥青油毛毡等材料, 在衬砌施工的同
时施做 。
?石砌衬砌：缝宽 3cm,用沥青麻筋或其它材料填塞, 在衬砌施工的同时
施做 。
隧道工程隧道构造设计 ---内部装饰
- 概述
? 在公路隧道及城市中的地下铁道或其它地下洞室中，为了增加美观、
提高能见度、吸收噪声和改善隧道内的环境，内部装饰有时是必不可少
的
? 内装的作用，包括美化洞室，使衬砌漏水不露出墙面，防尘蚀与烟蚀，
隐藏各种管线，提高照明和通风效果，吸收噪音等
? 内装的材料应具有：耐火性，不怕水，不易污染、易清洗、耐刷；便
于更换或修复；表面应该光滑、平整和明亮；吸收噪声 等性能。
- 粉刷
?洞室内粉刷应根据使用要求, 综合考虑防潮, 防腐, 吸声, 保温以及
照明, 防火等问题 。
?供一般使用的干燥洞室, 可不做粉刷；在承受动荷载的洞室顶棚, 不
应抹灰, 以防振塌 。 对于公路隧道, 为增加洞内光线, 可用大白浆喷白
处理 。
隧道工程隧道构造设计 ---内部装饰
- 涂料
?涂料的作用是对被涂刷物体的表面起到防潮, 防腐作用, 并使表面
易于清洗, 色彩丰富, 光洁美观
?常用的涂料有：白石灰浆, 白水泥浆, 乳胶漆, 苯乙烯涂料, 过氯
乙烯涂料
?使用上述这些涂料时, 应加入一定量的防霉剂, 以确保装饰工程的
质量
- 塑料装饰
塑料壁纸和壁布, 聚氯乙烯薄膜, 软垫状聚氯乙烯薄膜或聚苯乙烯泡
沫衬里等
隧道工程隧道构造设计 ---内部装饰
- 粘贴各种装饰材料
装饰材料主要有以下几种：
?天然石及人造石：花岗石, 大理石, 水磨石和仿石等 。
?金属：钢材, 铝合金, 不锈钢和彩色钢板等 。
?玻璃及陶瓷：普通玻璃, 有机玻璃, 钢化玻璃, 夹胶玻璃和夹丝玻璃
等 。
?砖类：地砖, 缸砖, 釉面砖, 无釉砖和玻璃砖等 。 砖类镶面材料表面
光滑, 容易洗净且效果良好 。 要求衬砌平整, 以便镶砌整齐；隧道漏
水部位可以考虑用排水管道疏导；镶面后面可以埋设小管线 。
? 板材：水泥压力板、矿棉板、石膏板、纤维板、铝合金板、木夹板、
塑料贴面板、木材和超细玻璃棉板等
隧道工程隧道构造设计 ---洞内噪声的降低措施
- 引言
强烈的噪声震耳欲聋，混响
声音乱做一团，难以忍受，
对人们的身体健康和工作产
生不利的影响
根据洞室的使用要求，当洞
室内的噪声级超过允许值时，
就应该采取适当的措施加以
处理。
噪声水
平 /dB
状 况
40 极安静
45 安静,10m距离可以对话
50 电话无困难,4m距离可以
对话
55 电话有时困难,2m可以对
话,4m大声对话
60 电话少许困难,2m大声对
话
66 电话很困难
隧道工程隧道构造设计 ---洞内噪声的降低措施
- 降低声源噪声
- 选择低噪声设备
? 尽量使低转速设备代替高转速设备；使液压设备代替风动设备；
卧式机械代替立式机械；封闭式设备代替开敞式设备等。
? 采用风机时，也要优先考虑使用压头低、转速慢、效率高的通风
机，并使风机大都时间在高效点附近工作。
- 注意在通风管道中所产生的噪声
? 严格控制风管内及风口的气流速度，以避免风管及风口噪声
? 尽量避免风管弯头、三通和各种死角引起的涡流所产生的噪声。
隧道工程隧道构造设计 ---洞内噪声的降低措施
- 隔声措施
- 防止空气传声措施
? 将产生噪声的设备用罩子把它封闭
起来
? 地下建筑设计可以采用把噪声源控
制在一个局部范围内
?对于洞室内由于通风等原因不能对
空间进行隔断时, 还可以在噪声源周
围设立屏障, 以取得一定的效果 。 一
般屏障的衰减量可以从右图中查得,
图中 x=H2/λbs,λ为声波长 。
风机的封闭隔声
屏障与噪声衰减量关系曲线
隧道工程隧道构造设计 ---洞内噪声的降低措施
- 防止固体传声的隔声措施
地下建筑中常遇到风机等设备的噪音，一般可将设备基础的周围作必要
的隔振措施，以防止噪声通过地基和地面向外传播
- 洞室内部减噪措施
? 在洞室表面采取一定的吸声处理措施，即在顶拱、顶棚或边墙上布
置一定数量的吸声材料，或在洞顶聚焦点上设置空间吸声体，减少声波
的反射能量与次数，降低噪声的混响声级，缩短混响时间，使总的声压
级有所减小
? 各种吸声材料的设置应适宜，应用过多的吸声材料并不能起到更显
著的减噪作用
隧道工程
- 洞室内吸声处理措施
? 优先采用对中、高频声吸收有效的材料，如纤维板、微孔砖、膨胀
珍珠岩制品、矿棉、玻璃棉等多孔材料
? 将吸声材料布置在最容易接触声波和反射次数最多的表面
? 目前地下建筑中最常采用于墙、顶面上的吸声处理措施有两种：一
种是在墙面铺贴或涂刷多孔吸声材料,另外也可采用薄板共振吸声或
穿孔板空腔吸声处理
- 高速铁路隧道内的噪声治理
? 轨道下铺设橡胶隔振垫
? 隧道内的噪声治理
? 接触网的低噪声设计
隧道构造设计
---洞内噪声的降低措施
? 整体式模筑混凝土衬砌 — 就地灌
筑混凝土衬砌
? 装配式衬砌 — 将衬砌分成若干块构
件，这些构件在现场或工厂预制，然后运
到坑道内用机械将它们拼装成一环接着一
环的衬砌。
? 喷锚支护 — 喷射混凝土 和加设锚杆、
金属网和钢架 共同支护
? 复合式衬砌 — 外衬和内衬两层，所
以也叫它为“双层衬砌”
喷锚支护
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的适用条件
? 整体式模筑混凝土衬砌 — 对地质条件的适用性较强，易于按需要
成型，整体性好，抗渗性强，并适用于多种施工条件，如可用木模板、钢
模板或衬砌模板台车等
? 装配式衬砌 — 拼装成环后立即受力，便于机械化施工，改善劳动条
件，节省劳力。目前多在使用盾构法施工的城市地下铁道中采用。
? 喷锚支护 — 喷锚支护是目前常用的一种围岩支护手段，适用于各种
围岩地质条件，但是若作为永久衬砌，一般考虑在 Ⅰ, Ⅱ 级等围岩良好、
完整、稳定的地段中采用。
? 复合式衬砌 — 是一种较为合理的结构形式，适用于多种围岩地质条
件,有其广阔的发展前途。
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
- 隧道衬砌的建筑材料及要求
- 混凝土与钢筋混凝土
? 隧道工程所用的混凝土强度等级不应低于 C15
? 洞门用混凝土整体灌筑，其强度不应低于 C20
? 强度等级对于衬砌段不应低于 C20，对于洞门不应低于 C15
- 片石混凝土
? 在岩层较好地段的边墙衬砌，可采用片石混凝土（片石的掺量不应超过
总体积的 20%）。
? 当起拱线以上 1m以外部位有超挖时，其超挖部分也可用片石混凝土进行
回填。
? 选用的石料要坚硬，其强度等级不应低于 MU40，有裂隙和易风化的石
料不应采用。
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
- 石料和混凝土预制块
石料或混凝土预制块用强度等级不低于 M10的水泥砂浆砌筑衬砌 。 石料的
强度等级不应低于 MU60,并且有裂隙和易风化的石料不应采用 。 混凝土
预制块强度等级不应低于 MU20。
- 喷射混凝土
? 喷射混凝土的强度等级采用 C20,所用的水泥应优先采用硅酸盐水泥或
普通硅酸盐水泥
? 喷射钢纤维混凝土中的钢纤维宜采用普通碳素钢制成, 等效直径为
0.3～ 0.5㎜ 的方形或圆形断面, 长度宜为 20～ 25㎜
- 锚杆
锚杆的杆体宜用 20 MnSi钢筋, 也可采用 Q235钢筋；缝管式锚杆宜采用 16
MnSi钢管, 亦可采用 Q235钢管；锚杆直径宜为 18～ 22㎜, 垫板可采用
Q235钢板 。
隧道工程隧道构造设计 ---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
- 铁路隧道净空及要求
- 直线隧道净空
机车车辆限界 — 它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸
基本建筑限界 — 它是指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线
隧道建筑限界 — 它是指包围, 基本建筑限界, 外部的轮廓线
直线隧道净空 — 要比, 隧道建筑限界, 稍大一些, 还考虑了在不同的围
岩压力作用下, 衬砌结构的合理受力形状 （ 拱部采用三心圆, 边墙采用
直墙式或曲墙式 ） 以及施工方便等因素 。
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
基本建筑限界
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
最大级超限货物装载限界
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
隧限 -1A和隧限 -1B
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
隧限 -2A和隧限 -2B
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
单线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
双线电力牵引铁路隧道衬砌内轮廓
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道净空加宽
加宽原因
? 车辆通过曲线时, 转向架中
心点沿线路运行, 而车辆本身
却不能随线路弯曲仍保持其矩
形形状 。 故其两端向曲线外侧
偏移 （ d外 ）, 中间向曲线内侧
偏移 （ d内 1） 。
车辆通过曲线时的平面图
隧道工程
? 由于曲线外轨超高, 车辆向曲线内侧倾斜,
使车辆限界上的控制点在水平方向上向内移动
了一个距离 （ d内 2） 。
隧道构造设计
---衬砌的一般构造要求
车辆通过曲线时的横断面图
加宽值的计算
- 单线曲线隧道加宽值的计算
? 车辆中间部分向曲线内侧的偏移 d内 1
R
l
8
2d内 1=
式中 l — 车辆转向架中心距, 取 18m；
R — 曲线半径 （ m）
d内 1=
R
4050
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
? 车辆两端向曲线外侧的偏移 d外
R
lL
8
22?d外 =
式中 L— 标准车辆长度, 我国为 26m。
d外 =
R
4400
? 外轨超高使车体向曲线内侧倾移 d内 2
d内 2=
150E
H
式中 H—— 隧道限界控制点自轨面起的高度
E —— 曲线外轨超高值, 其最大值不超过 15㎝, 且
R
VE 276.0?
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
其中 v — 铁路远期行车速度, km/h。
在我国铁路标准设计中, d内 2系将相应的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心
转动 arctg 角求得, 可近似取 d内 2=2.7E（ ㎝ ） 。
对于单线曲线隧道净空的加宽值为：
内侧加宽 W1= d内 1+ d内 2= + 2.7E（ ㎝ ）
外侧加宽 W2= d外 = （ ㎝ ）
总加宽 W= W1+ W2= d内 1+ d内 2+ d外 = + 2.7E（ ㎝ ）
- 双线曲线隧道加宽值的计算
双线曲线隧道的内侧加宽值 W1及外侧加宽值 W2与单线曲线隧道加宽值的
计算相同 。 即
内侧加宽 W1= d内 1+ d内 2= + 2.7E（ ㎝ ）
外侧加宽 W2= d外 = （ ㎝ ）
R4050
R4400
R
8450
R
4050
R4400
150E
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
当外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高时
式中 H——车辆外侧顶角距内轨顶面的高度, 取 360㎝ ；
E——外侧线路的外轨超高值 （ ㎝ ） ；
R—— 曲线半径 （ m） 。
其它情况时
总加宽 W= W1+ W2+ W3
21 5 0
8 4 5 0
3
EH
RW ???
ERERW 1, 2 8 4 5 0 21 5 03 6 0 8 4 5 03 ?????
RW
8450
3 ?
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道中线与线路中线偏移距离
单线曲线隧道如图 3-10所示, 隧道中线与线路中
线偏移距离 d为：
d =（ W1－ W2） （ ㎝ ）
双线曲线隧道如图 3-11所示, 内侧线路中线至隧
道中线的距离为
d1= 200－ （ W1－ W2－ W3） （ ㎝ ）
双线曲线隧道外侧线路中线至隧道中线的距离为
d2= 200 +（ W1－ W2+ W3） （ ㎝ ） 单线曲线隧道中线偏移
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
- 曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接
方法
,铁路隧道设计规范, 规定：位于曲线地
段的隧道，其缓和曲线部分可分两段加宽，
即自圆曲线至缓和曲线中点，并向直线方
向延长 13m，采用圆曲线加宽断面（按 W
值加宽）；其余缓和曲线，并自直缓分界
点向直线段延长 22m，采用缓和曲线中点
加宽断面，其加宽值取圆曲线之半（按
W/2值加宽） 双线曲线隧道中线偏移
曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
- 公路隧道净空
公路隧道建筑限界一般规定如图所示 。 图中
各符号的含义如下：
W— 行车道宽度；
S— 行车道两侧路缘带宽度；
C— 余宽, 当计算行车速度 ≥100km/h时为 0.5m，
小于 100km/h时为 0.25m；
公路隧道建筑限界
H— 净高, 一条公路应用一个净高, 高速公路和一级, 二级公路为 5.0m；
三, 四级公路为 4.5m；
E— 建筑限界顶角宽度, 当 L≤1m时, E=L；当 L＞ 1m时, E=1m；
L— 侧向宽度, 高速公路, 一级公路的侧向宽度为硬路肩宽度 （ L1或 L2）,
其它各级公路的侧向宽度为路肩宽度减去 0.25m；
隧道工程隧道构造设计 ---衬砌的一般构造要求
L1— 左侧硬路肩宽度；
L2— 右侧硬路肩或应急停车带宽度；
J— 检修道 （ 一侧 ） 宽度, 一般为 0.75m；
隧道净空除应在符合隧
道建筑限界的规定外，
还应考虑洞内排水、通
风、照明、放火、监控、
运营管理等附属设施所
需要的空间，并考虑围
岩压力影响、施工等必
要的富裕量，使确定的
断面形式及尺寸，达到
安全、经济、合理 。
公路隧道横断面示意图
隧道工程隧道构造设计 ---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 。
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
- 整体式模筑混凝土衬砌
- 直墙式衬砌
? 适用于地质条件比较好，属于
我国铁路隧道围岩分类中的 Ⅱ,
Ⅲ 级围岩，有时也可用于 Ⅳ 级围
岩
? 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
? 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 单线直墙式衬砌
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
? 在地质条件较好时，为了节省圬工，
直墙式衬砌在构造上采取若干改进措
施。例如在整体岩层坚固的情况下，
几乎没有什么水平侧压力，也没有地
下水侵入，则可采用大拱脚喷混凝土
（或喷砂浆）边墙衬砌
? 在地质条件尚好，侧压力不大，但
又不宜采用大拱脚喷混凝土（或喷砂
浆）边墙衬砌时，为了节省边墙圬工，
可以简化边墙
大拱脚喷混凝土边墙衬砌
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
- 曲墙式衬砌
? 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
连拱式 边墙衬砌
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
- 装配式衬砌
- 优点
? 一经装配成环, 不需养生时间, 即可承受围岩压力；
? 预制的构件可以在工厂成批生产, 在洞内可以机械化拼装, 从而改
善了劳动条件；
? 拼装时, 不需要临时支撑如拱架, 模板等, 从而节省大量的支撑材
料和劳力；
? 拼装速度因机械化而提高, 缩短了工期, 还有可能降低造价 。
- 应满足的条件
? 强度足够而且耐久；
? 能立即承受荷载；
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
? 装配简便，构件类型少，形式简单，尺寸统一，便于工业化制做和机
械化拼装；
? 构件尺寸大小和重量适合拼装机械的能力；
? 有防水的设施
- 喷锚支护
- 喷射混凝土支护层
? 喷射混凝土的拌和材料是：标号不低于 325号的普通硅酸盐水泥和粒经
不应大于 16mm的坚硬耐久的卵石或碎石, 以及不含土质或杂物的河沙,
再加上少量的速凝剂
? 喷层的厚度一般最薄不应小于 5cm,最厚应不大于 25cm，
? 在比较松散软弱的岩层中，可以加金属网或钢支撑，使之结合成一体，
变为钢筋混凝土层
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
- 锚杆
? 锚杆是一种插入到围岩岩体内的杆形构件
? 利用锚杆杆体或杆端锚头的膨胀作用, 或利用灌浆粘结, 把锚杆固定在
岩体内
? 增加了岩体的紧密程度, 补强了抗剪能力, 起到了组合, 悬吊及挤压加
固的作用, 提高了围岩的自稳能力
- 复合式衬砌
外衬 （ 亦称初次衬砌 ） — 使用能达到早强的喷射混凝土和锚杆, 使柔性的
外衬既能容许围岩有所变形, 而又约束它不让它变形发展太大太快
内衬 （ 亦称二次衬砌 ） — 内衬可以用喷射混凝土层柔性结构, 也可以用较
厚的模筑混凝土
防水层 — 内外层衬砌之间的防水层可以用软聚氯乙烯薄膜, 聚异丁烯片,
聚乙烯片等防水卷材, 或用喷涂乳化沥青等防水剂
隧道工程隧道构造设计 ---洞身支护结构的构造
复合式衬砌最适宜在 Ⅱ ～ Ⅵ 级围岩中使用, 但遇到下列情况时,
应慎重对待 。 必要时应辅以相应的加固措施 。
- 拱顶以上覆盖厚度小于隧道直径时；
? - 有明显偏压力时；
? - 在无自稳能力的未胶结砂砾石地层中时；
? - 在大膨胀性的地层中时；
? - 在大涌水的地层中时；
? - 在严重冻害的地区中时 。
隧道工程隧道构造设计 ---明洞的构造
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 路堑式拱形明洞
- 拱式明洞
- 路堑式拱形明洞
隧道工程隧道构造设计 ---明洞的构造
? 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
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 。
隧道工程隧道构造设计 ---明洞的构造
- 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
? 拱圈也可能采用变截面, 以抵抗单侧的压力 。
隧道工程隧道构造设计 ---明洞的构造
? 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
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
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---明洞的构造
- 棚洞
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
?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
隧道工程隧道构造设计 ---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 ）
?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 。
隧道工程隧道构造设计 ---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
悬臂式棚洞
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---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
- 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
隧道工程隧道构造设计 ---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
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
隧道工程隧道构造设计 ---洞门结构的构造
- 翼墙式洞门
? 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
隧道工程隧道构造设计 ---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
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
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---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
隧道工程隧道构造设计 ---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，
台阶式拱形明洞门（半路堑式） 台阶式拱形明洞门（偏压式）
隧道工程隧道构造设计 ---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 。
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 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 通风建筑物
- 纵向式通风 — 风流沿着隧道轴线方向流动的称为纵向式通风
- 洞口风道式通风
? 把通风机设置在隧道洞口处, 将通风道联通至洞内
? 当列车车尾一出洞口, 立即开动通风机, 把已被活塞风挤到出洞口一
段内的污浊空气排出洞外的露天中去, 同时低洞口外的新鲜空气随着风
流带进隧道中来, 这样就完成了一次通风作业 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 喷咀式通风
在隧道洞口处的衬砌上方建造一个汇集新鲜空气的空气室，室内尽端
在衬砌周边上做成环形喷咀通向洞内
- 竖井, 斜井式通风
在隧道施工中，为增加开挖工作面而设置竖井或斜井作为辅助坑道时，
利用这些辅助坑道作为通风道，把通风机置于竖井或斜井处，借助于
通风机和竖井的换气作用，可以把污浊空气吸出，或把新鲜空气引入
喷咀式通风 竖井、斜井式通风
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 射流式通风
射流式通风是在隧道内安设射流式通风机，用以升压，进行通风的方式
-全横向式通风 —在通风机的作用下, 风流的方向与隧道轴线方向成正交
? 横向式通风系统能将新鲜空气沿隧道全长范围内均匀吹入, 而污浊气
体无需沿隧道全长范围流过, 就地直接被进风口吸出
? 占用了隧道的净空面积, 结构上也较费事 。 适宜在公路隧道中使用 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 半横向式通风
? 在隧道的顶部设置进风管，并在进风管的下部，沿隧道的长度方向每
隔一定距离开一通风口，气流则沿通风口流向隧道内，然后隧道内的空
气在新鲜气流的推动下，沿隧道的纵向排出洞外
? 半横向式通风效果比纵向好，但没有全横向式通风能力强
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 进行通风设计需要考虑的问题
?空气中有害物质的容许浓度；
?需风量的计算方法；
?判断自然通风的能力；
?机械通风方式的讨论；
?通风设备的选择以及经济性等 。
- 避 车 洞
- 大避车洞
?大避车洞主要目的是为停放线路工作小车或堆放一些必要的材料和
工具 。
?大避车洞的净空尺寸为：宽 4m,凹入边墙深 2.5m,中心高 2.8m
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
? 当隧道长度在 300～ 400m时，可在隧道中间布置一个大避车洞
? 隧道长度在 300m以下时，可不布置大避车洞；如果两端洞口接桥或路
堑
? 当桥上无避车台或路堑两边侧沟外无平台时，应与隧道一并考虑布置
避车洞
- 小避车洞
? 小避车洞主要目的是为人员待避。
? 小避车洞的净空尺寸为：宽 2m，凹入边墙深 1m，中心高 2.2m
? 无论在碎石道床或整体道床的隧道内，每侧边墙上应在大避车洞之间
间隔 60m（双线隧道按 30 m）布置一个小避车洞
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
大避车洞
小避车洞
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
,铁路隧道设计规范,
规定大小避车洞应在隧
道全长范围内, 在两侧
边墙上交错设置 。 大小
避车洞平面布置的方法
如右图所示, 其中 （ a）
适用于碎石道床, （ b）
适用于整体道床 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 避车洞的建筑要求
? 避车洞不宜设在衬砌的伸缩缝或沉降缝的断面上 。 也不宜设在衬砌
断面变化的衔接处 。
? 避车洞的底面应与道床, 人行道或侧水沟的盖板面等高齐平, 以使
行人员, 小车等躲避火车, 杜绝不安全事故发生 。
? 当避车洞位于曲线上时, 因受曲线外轨超高的影响, 碎石道床隧道
内, 在各种不同的超高值 E时, 线路内侧和外侧轨枕端头道床面 （ 即
避车洞底面 ） 低于内轨顶面的高度分别为 h1及 h2,如下图所示, 其值
为：
内侧,（ ㎝ ）
外侧,（ ㎝ ）
式中 E—— 曲线外轨超高值，单位为㎝
Eh 33.0251 ??
Eh 33.1252 ??
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
曲线隧道（碎石道床）
避车洞底面相对标高
避车洞的指示标志
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 防排水建筑物
- 隧道防排水设计标准
?衬砌不滴水, 安装设备的孔眼不渗水；
?道床不积水；
?电力牵引的隧道拱部基本不渗水；
?在有冻害地段的隧道, 除拱部和边墙不渗水外, 衬砌背后也不积水 。
?隧道防排水应根据, 防, 排, 截, 堵结合, 因地制宜, 综合治理,
的原则, 采取切实可靠的设计, 施工措施, 达到防水可靠, 排水畅通,
经济合理的目的 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
“防” 即要求隧道衬砌结构具有一定的防水能力，能防止地下水渗入
? 防止地表水的下渗
? 隧道附近水库、池沼、溪流、井泉的水，当有可能渗入隧道，影响农田
灌溉及生活用水时，应采取措施处理
? 混凝土衬砌抗渗等级不得低于 P6，若必要可采用防水混凝土（不小于
P8）。
? 施工缝、变形缝应采用可靠的堵水措施。
? 围岩破碎、含水、易坍塌地段，宜采用注浆加固围岩和防水措施。
? 在初期支护与二次衬砌之间，宜设置防水板或设系统盲（管）沟。当隧
道底部有涌水时，应采用封闭式防水板。
? 有侵蚀性地下水时，应针对侵蚀类型，采用抗侵蚀性混凝土以及压注抗
侵蚀浆液，敷设防水、防蚀层等措施。
? 最冷月平均气温低于 -15℃ 地区和高海拔地区，对地下水的处理应以堵
为主。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
“排” 即隧道应有排水设施并充分利用，以减少渗水压力和渗水量
? 利用盲沟、泄水管、渡槽等将衬砌背后的地下水排入隧道内，再经由
洞内水沟排走，以免造成隧道病害
?隧道内纵向应设排水沟, 横向应设排水坡 。
?遇围岩地下水出露处所, 宜在衬砌背后设竖向盲沟或排水管 （ 槽 ）, 集
水钻孔等予以引排, 对于颗粒易流失的围岩, 不宜采用集中疏导排水 。
?根据工程地质和水文地质条件, 应在衬砌外设环向盲沟, 纵向盲沟和隧
底排水盲沟, 组成完整的排水系统, 保证道床不积水 。
?当地下水发育, 含水层明显, 又有长期补给来源, 洞内水量较大时, 可
利用辅助坑道或设置泄水洞等作为截, 排水设施 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
“截” 是指截断地表水和地下水流入隧道的通路
?在洞口仰坡外缘 5m以外, 设置天沟, 并加以铺砌 。 当岩石外露, 地
面坡度较陡时可不设天沟 。 仰坡上可种植草皮, 喷抹灰浆或加以铺砌 。
?对洞顶天然沟槽加以整治, 使山洪宣泄畅通 。
?对洞顶地表的陷穴, 深坑加以回填, 对裂缝进行堵塞 。 处理隧道地
表水时, 要有全局观点, 不应妨害当地农田水利规划, 做到因地制宜,
一改多利, 各方满意 。
?在地表水上游设截水导流沟, 地下水上游设泄水洞, 洞外井点降水
或洞内井点降水 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
“堵” 即堵住地下水从衬砌背后渗入隧道内
- 喷射混凝土和模筑混凝土衬砌堵水
?防水混凝土的抗渗等级不得小于 P8,抗压强度应满足设计要求, 水
泥用量不得少于 320㎏ /m3,当掺用活性粉细料时, 不得少于 280㎏ /m3。
?防水模筑混凝土衬砌施工必须采用机械振捣 。 施工缝, 沉降缝及伸
缩缝则可以采用中埋式塑料或橡胶止水带, 或采用背贴塑料止水带止
水 。
- 防水层
一类为粘贴式防水层，另一类为喷涂式防水层
- 压浆
向衬砌背后压注水泥砂浆，用以充填衬砌与围岩之间的空隙，以堵住
地下水的通路，并使衬砌与围岩形成整体，改善衬砌受力条件
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 排水沟
? 除了长度在 100m以下，且常年干燥无水的隧道以外，一般的隧道均应
设置排水沟
? 排水沟的断面大小按排水量而定，一般底宽不应小于 40cm，深度不小
于 35cm
? 沟底纵向坡度宜与线路坡度一致为好，如此沟深可以保持不变。不得
已时，沟底纵坡也不应小于 1‰
? 排水沟有两种方式。一种是 侧式水沟,它设在线路的两侧或一侧，视
流量大小而定。另一种是 中心式水沟 。隧道采用整体道床时，水沟设在
线路中线的下方；或双线隧道时，水沟设在两线之间
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
侧式水沟
中心式水沟
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
? 在严寒地区般可修筑浅埋保温水沟，即将水沟沟身加深，用轻质混凝
土做成上、下两层，各自设有钢筋混凝土盖板。上层用保温材料密实填
充，厚度不小于 70cm，可保流水不冻
? 当浅埋保温水沟不足以防止冻害时，可设置中心深埋渗水沟
侧式浅埋保温水沟 中心深埋渗水沟
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 盲沟
? 在衬砌背后，用片石、卵石或埋管修成一道环向或竖向可供流水
的盲沟，以汇集衬砌周围的地下水
? 弹簧软管盲沟
? 化学纤维渗滤布盲沟
弹簧软管盲沟 化学纤维渗滤布盲沟
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 渡槽
? 在隧道衬砌的内表面，每隔一定的距离，开凿一道竖向的环行凹槽。
? 槽的大小依水量而定。槽内填以卵石，槽的外表面仍以混凝土封盖。环
槽下端联到预留的水管，通到侧排水沟。
? 地下水从外方流到隧道衬砌的周边，便进入到渡槽，自顶上沿两侧流到
槽底，然后经水管排到边沟去
- 防水层
?注浆, 即压注水泥浆及化学浆液, 系指将一定组合成分配制而成的浆液
压入衬砌背后围岩或衬砌与围岩间的空隙中, 经凝结, 硬化后起到防水和
加固的作用 。
?衬砌采用防水混凝土灌注 。 防水混凝土是指以调整配合比或掺用外加剂
的方法增加混凝土的密实性, 以提高混凝土自身抗渗性能的一种混凝土 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
?衬砌各类缝隙防水
?外贴式防水层 — 在衬砌的外侧粘贴沥青, 油毡, 或涂刷焦油聚氨酯等涂
料, 形成隔水层
?内贴式防水层 — 在衬砌的内侧施做防水层
?复合式衬砌中间防水层 — 在复合式衬砌的内外层衬砌之间设防水层
- 洞顶防排水
? 在洞口边仰坡上方设置天沟，以便引流地表水。如果隧道设有明洞，
要做好明洞顶的防排水
洞门排水
?洞门的端墙, 翼墙和边仰坡上均应设有相应的排水设施, 以便引流地表
水 。 在洞口处还应设有洞内外水沟的衔接过渡设施 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 电缆槽及高低压供电
-电缆槽
? 沿着衬砌边墙下方，设置全长的电缆槽保护穿过隧道的各种电缆，防
止潮湿、腐烂以及人为的创伤
? 电缆槽是用混凝土浇筑围成的，附设在侧水沟的同侧（内侧）或异侧
而不侵入隧道净空限界的位置上
- 信号继电器箱和无人增音站洞
? 隧道内如需要设置信号继电器时，则应在电缆槽同侧设置信号继电器
箱洞，其宽度为 2m，深度为 2m，中心高度为 2.2m。
? 在隧道内设置无人增音站时，其位置可根据通信要求确定，亦可与大
避车洞结合使用，但应将大避车洞加深 2.5m
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 伸缩缝, 沉降缝与施工缝
?伸缩缝和沉降缝统称为 变形缝
?伸缩缝是为了防止结构因热胀冷缩, 或湿胀干缩产生裂缝而设置的,
它保证结构有伸缩的余地 。 伸缩缝是满足结构在轴线方向上的变形要求
设置的 。
?沉降缝是为了防止结构因局部不均匀下沉引起变形断裂而设置的, 它
保证结构有上下左右变形的余地 。 沉降缝是满足结构在垂直与水平方向
上的变形要求设置的 。
?伸缩缝的设置, 应考虑衬砌材料收缩情况, 生产工艺等引起洞内温度
变化情况, 衬砌所处部位 （ 口部或内部 ）, 施工方法, 衬砌类型等因素 。
?隧道衬砌一般不设伸缩缝 。 但严寒地区的整体式衬砌, 喷锚衬砌或复
合式衬砌应在洞口和易受冻害地段设置伸缩缝 。
隧道工程隧道构造设计 ---附属建筑物
- 设置沉降缝的场合
?对衬砌有不良影响的软硬地层分界处；
?8度及 8度以上地震区的断层处；
?同一洞室高低相差悬殊处；
?按动荷载 （ 原子冲击波作用 ） 与静荷载设计的衬砌交界处；
?衬砌形状或截面厚度显著改变的部位 。
- 伸缩缝和沉降缝的设置要求
?混凝土衬砌：缝宽 1cm,中间夹以沥青油毛毡等材料, 在衬砌施工的同
时施做 。
?石砌衬砌：缝宽 3cm,用沥青麻筋或其它材料填塞, 在衬砌施工的同时
施做 。
隧道工程隧道构造设计 ---内部装饰
- 概述
? 在公路隧道及城市中的地下铁道或其它地下洞室中，为了增加美观、
提高能见度、吸收噪声和改善隧道内的环境，内部装饰有时是必不可少
的
? 内装的作用，包括美化洞室，使衬砌漏水不露出墙面，防尘蚀与烟蚀，
隐藏各种管线，提高照明和通风效果，吸收噪音等
? 内装的材料应具有：耐火性，不怕水，不易污染、易清洗、耐刷；便
于更换或修复；表面应该光滑、平整和明亮；吸收噪声 等性能。
- 粉刷
?洞室内粉刷应根据使用要求, 综合考虑防潮, 防腐, 吸声, 保温以及
照明, 防火等问题 。
?供一般使用的干燥洞室, 可不做粉刷；在承受动荷载的洞室顶棚, 不
应抹灰, 以防振塌 。 对于公路隧道, 为增加洞内光线, 可用大白浆喷白
处理 。
隧道工程隧道构造设计 ---内部装饰
- 涂料
?涂料的作用是对被涂刷物体的表面起到防潮, 防腐作用, 并使表面
易于清洗, 色彩丰富, 光洁美观
?常用的涂料有：白石灰浆, 白水泥浆, 乳胶漆, 苯乙烯涂料, 过氯
乙烯涂料
?使用上述这些涂料时, 应加入一定量的防霉剂, 以确保装饰工程的
质量
- 塑料装饰
塑料壁纸和壁布, 聚氯乙烯薄膜, 软垫状聚氯乙烯薄膜或聚苯乙烯泡
沫衬里等
隧道工程隧道构造设计 ---内部装饰
- 粘贴各种装饰材料
装饰材料主要有以下几种：
?天然石及人造石：花岗石, 大理石, 水磨石和仿石等 。
?金属：钢材, 铝合金, 不锈钢和彩色钢板等 。
?玻璃及陶瓷：普通玻璃, 有机玻璃, 钢化玻璃, 夹胶玻璃和夹丝玻璃
等 。
?砖类：地砖, 缸砖, 釉面砖, 无釉砖和玻璃砖等 。 砖类镶面材料表面
光滑, 容易洗净且效果良好 。 要求衬砌平整, 以便镶砌整齐；隧道漏
水部位可以考虑用排水管道疏导；镶面后面可以埋设小管线 。
? 板材：水泥压力板、矿棉板、石膏板、纤维板、铝合金板、木夹板、
塑料贴面板、木材和超细玻璃棉板等
隧道工程隧道构造设计 ---洞内噪声的降低措施
- 引言
强烈的噪声震耳欲聋，混响
声音乱做一团，难以忍受，
对人们的身体健康和工作产
生不利的影响
根据洞室的使用要求，当洞
室内的噪声级超过允许值时，
就应该采取适当的措施加以
处理。
噪声水
平 /dB
状 况
40 极安静
45 安静,10m距离可以对话
50 电话无困难,4m距离可以
对话
55 电话有时困难,2m可以对
话,4m大声对话
60 电话少许困难,2m大声对
话
66 电话很困难
隧道工程隧道构造设计 ---洞内噪声的降低措施
- 降低声源噪声
- 选择低噪声设备
? 尽量使低转速设备代替高转速设备；使液压设备代替风动设备；
卧式机械代替立式机械；封闭式设备代替开敞式设备等。
? 采用风机时，也要优先考虑使用压头低、转速慢、效率高的通风
机，并使风机大都时间在高效点附近工作。
- 注意在通风管道中所产生的噪声
? 严格控制风管内及风口的气流速度，以避免风管及风口噪声
? 尽量避免风管弯头、三通和各种死角引起的涡流所产生的噪声。
隧道工程隧道构造设计 ---洞内噪声的降低措施
- 隔声措施
- 防止空气传声措施
? 将产生噪声的设备用罩子把它封闭
起来
? 地下建筑设计可以采用把噪声源控
制在一个局部范围内
?对于洞室内由于通风等原因不能对
空间进行隔断时, 还可以在噪声源周
围设立屏障, 以取得一定的效果 。 一
般屏障的衰减量可以从右图中查得,
图中 x=H2/λbs,λ为声波长 。
风机的封闭隔声
屏障与噪声衰减量关系曲线
隧道工程隧道构造设计 ---洞内噪声的降低措施
- 防止固体传声的隔声措施
地下建筑中常遇到风机等设备的噪音，一般可将设备基础的周围作必要
的隔振措施，以防止噪声通过地基和地面向外传播
- 洞室内部减噪措施
? 在洞室表面采取一定的吸声处理措施，即在顶拱、顶棚或边墙上布
置一定数量的吸声材料，或在洞顶聚焦点上设置空间吸声体，减少声波
的反射能量与次数，降低噪声的混响声级，缩短混响时间，使总的声压
级有所减小
? 各种吸声材料的设置应适宜，应用过多的吸声材料并不能起到更显
著的减噪作用
隧道工程
- 洞室内吸声处理措施
? 优先采用对中、高频声吸收有效的材料，如纤维板、微孔砖、膨胀
珍珠岩制品、矿棉、玻璃棉等多孔材料
? 将吸声材料布置在最容易接触声波和反射次数最多的表面
? 目前地下建筑中最常采用于墙、顶面上的吸声处理措施有两种：一
种是在墙面铺贴或涂刷多孔吸声材料,另外也可采用薄板共振吸声或
穿孔板空腔吸声处理
- 高速铁路隧道内的噪声治理
? 轨道下铺设橡胶隔振垫
? 隧道内的噪声治理
? 接触网的低噪声设计
隧道构造设计
---洞内噪声的降低措施
