隧道工程
绪论 基本知识
隧道：指修建在地层中断面面积不小于2平方米地下通道。
主要用途：交通运输通道、水流通道。
隧道分类
按穿越障碍或作用分：山岭隧道、水底隧道、地下铁道。
按深度：深埋隧道、浅埋隧道。
按地质：土质隧道、石质隧道。
隧道施工方法：明挖法、暗挖法。
暗挖法：矿山法、掘进机法、盾构法。
明挖法适用于浅埋。
我国相继修建的隧道基本是在“新奥法”原理指导下设计和施工。
第一章 隧道围岩分级与围岩压力
围岩
指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体或土体，或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体或土体。
我国围岩分级法
稳定性由好到差分6级。节理由不发育到很发育，风化程度由不风化到全风化，岩层厚度由厚到薄。
考虑3方面因素：围岩结构特征和完整状态、岩石强度、地下水。
围岩压力:指引起地下开挖空间周围的岩体和支护结构变形或破坏的作用力。
围岩压力分类：松动压力、变形压力、膨胀压力、冲击压力。
松动压力：由于开挖而松动或坍塌的岩体，以重力形式直接作用在支护结构上的压力。
围岩成拱作用
天然拱（平衡拱）：坑道开挖后，如果任由其变形、松动或坍塌，最后在坑道上形成一个相对稳定的拱形洞穴。
成拱作用：天然拱上方的一部分岩体承受着上覆地层的全部重力，并将重力向两侧传递下去。
影响围岩压力的因素
时间、支护、爆破、坑道埋深、坑道的尺寸与形状因素。
隧道深浅的判断原则
Hp=(2~2.5)ha Hp >H浅埋Hp
第二章 隧道构造
铁路隧道结构：主体建筑物、附属建筑物。
主体建筑物：洞身衬砌、洞门。
附属建筑物：避车洞、防排水设施、电力及通讯设施、运营通风建筑物。
隧道净空
隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。根据隧道建筑限界确定。
限界：一种规定的轮廓线，保证列车安全运行。
机车车辆限界：指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。
基本建筑限界：指全国铁路线上所有的建筑物都不允许侵入的轮廓线，保证建筑物和设备不损坏。
隧道建筑限界：指包围基本建筑限界外部的轮廓线。
直线隧道净空：除了满足限界要求，还考虑压力作用等因素。
直线隧道净空>隧道建筑限界>基本建筑限界>机车车辆限界
曲线隧道净空加宽原因
1.车辆过曲线时本身不能随线路弯曲而保持矩形，因此车辆两端向外偏移，中间向内偏移。
2.由于曲线外轨超高，车辆向内弯曲。
W1=d1+d2=
W2=d3W=w1+w2
曲线隧道与直线隧道衬砌的衔接方法
圆曲线按规定，缓和曲线分两段，自圆曲线起点至缓和曲线中点，并向直线方向延伸13米，采取全加宽（w），然后缓和曲线中点至缓和曲线终点，并向直线方向延伸22米，采用半加宽。
洞身衬砌结构类型：整体式混凝土衬砌、曲墙式衬砌、装配式衬砌、喷锚衬砌、复合式衬砌。
复合式衬砌：衬砌为两层或两层以上，最常用的外衬是喷锚支护，内衬是整体式混凝土衬砌。
洞门选择原则：早进晚出。
需注意：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；洞口应避开不良地质地段和地表水汇集处；不破坏或少破坏地表坡面；洞口线路宜与等高线正交，保证洞口结构物不致受到偏压。
洞门作用：减少洞口土石方开挖量；稳定边坡、仰坡；引地表流水；装饰洞口。
洞门形式：环框式、翼墙式、端墙式、柱式、台阶式、斜交式、喇叭式。
明洞：以明挖法施工修建的隧道，或在露天修建而有回填土覆盖的衬砌结构。适用于难以用暗挖法修建隧道时；中小滑坡、落石或泥石流等危害地段：线路间形成立体交叉，但又不宜做立交桥时。
棚洞：是一种框架结构。顶上不是拱圈而是平的梁板，内墙一般是重力式墩台结构，以抵挡山体的侧向压力。
运营隧道的通风分：自然通风、机械通风。
通风原因：排除有害气体、热量等，并引进新鲜空气。
