隧道

　　隧道（tunnel）修建在地下或水下的工程建筑物。铁路隧道是铁路线路用来克服山岭高程障碍或遇江河、海峡不适宜修建桥梁时，在江河、海底下修建的人工建筑物。前者称为山岭隧道，后者称为水底...

　　隧道（tunnel）修建在地下或水下的工程建筑物。铁路隧道是铁路线路用来克服山岭高程障碍或遇江河、海峡不适宜修建桥梁时，在江河、海底下修建的人工建筑物。前者称为山岭隧道，后者称为水底隧道。

　　作用①可使铁路线路在较低的高程位置穿过山岭，避免开挖大量土石方去修筑深路堑；②可使铁路线路在江河水下通过，避免修建大桥时通航高度受限而妨碍大吨位船舶航行，以及发生船只与桥墩相撞事故；③避免线路迂回山岭，缩短线路长度，加大线路曲线半径，降低纵向坡度，使列车运行平顺；④可增加列车牵引质量和提高行车速度，从而提高运输能力，节省运营费用。

　　分类隧道按长度分为短隧道（全长500m及以下）、中隧道（500m以上至3000m）、长隧道（3000～10000m）和特长隧道（10000m以上）四种；按位置分为傍山隧道、越岭隧道、水底隧道和地下隧道；按衬砌结构分为直墙式衬砌、曲墙式衬砌、曲边墙加仰拱衬砌等：按隧道内铁路线路数分为单线、双线和多线隧道等。

　　结构隧道结构由以下几部分组成（图1）：①洞身：隧道结构的主体部分，是列车通行的通道，其净空应符合国家规定的铁路隧道建筑限界（GB146.2一83的有电化（隧限—2）和非电化（隧限—2））的要求。其长度由两端洞门的位置来决定。②衬砌：承受地层压力，维持岩体稳定，阻止坑道周围地层变形的永久性支撑物。它由拱圈、边墙、托梁和仰拱组成。

　　拱圈位于坑道顶部，至半圆形，为承受地层压力的主要部分。边墙位于坑道两侧，承受来自拱圈和坑道侧面的土体压力，可分为垂直形和曲线形两种。托梁位于拱墙和边墙之间，为防止拱圈底部挖空时发生松动开裂，用来支承拱圈。仰拱位于坑底，形状与一般拱圈相似，但弯曲方向与拱圈相反，用来抵抗土体滑动和防止底部土体隆起。③洞门：位于隧道出入口处，用来保护洞口土体和边坡稳定，排除仰坡流下的水。它由端墙、翼墙及端墙背部的排水系统所组成。④附属建筑物；为工作人员、行人及运料小车避让列车而修建的避人洞和避车洞；为防止和排除隧道漏水或结冰而设置的排水沟和盲沟；为机车排出有害气体的通风设备；电气化铁道的接触网、电缆槽等。

　　在有大吨位船舶航行的水域，或穿越水域的铁路运量和运输密度很大，或在城市内河流两岸建筑物密集区，经过技术经济比较，可考虑修建水底隧道。水底隧道一般由岸边敞口段、岸边暗挖段和水底暗埋段三部分组成（图2）。容许纵坡不应大于该线的限制坡度。必须指出：水底隧道与建桥方案比较，造价高，施工难度大，周期长，必须进行技术经济比选，方能决定是否修建。

　　世界上最著名的海峡水底隧道有越过英吉利海峡的英法海底铁路隧道，全长49.26km,于1996年通车；日本跨越轻津海峡的青森—函馆双线铁路隧道，全长53.85km，1987年建成。中国上海的城市轨道交通跨越黄浦江江底的地下铁道已于1998年建成通车。

　　隧道施工新技术20世纪世界上隧道施工仍以钻爆法为主，欧美和日市等国都在试验和研究改进钻爆法的新技术；如采用全自动数控钻孔台车控制钻孔的位置和方向，以减少钻臂移动时间和操纵人员；采用预切槽法沿隧道轮廓线切出槽缝，然后进行爆破，以降低超挖量和炸药消耗；采用集钻孔、装药、爆破、支护和装碴作业于一体的连续作业自动化机械系统，自动调整钻孔位置、方向和深度，实现连续作业，以提高挖掘进度。此外，超长逐道采用全断面隧道掘进机（每小时掘进速度1～1.5m）；水底隧道和地下铁道采用盾构法掘进。其他新型开挖技术如高压喷流、热力融解、原子能利用以及控制爆破、遥感技术等都在积极试验和推广采用中。

　　国内外隧道建设概况中华人民共和国建国以来至1998年运营6.6万km铁路中，隧道总长度已接近2500km。其中1970年建成的全长1085km的成昆铁路，隧道总长达340km；1997年建成的全长899km的南昆铁路桥隧总长占全线的31%（隧道258座），其中米花岭隧道长9.392km，是中国已通车的最长的单线电气化铁路隧道。

　　1987年建成的京广线段南段全长14.4km的大瑶山随道是中国已通车最长的双线铁路隧道，新建的西安—安康铁路跨越秦岭的隧道，全长18.6km,是中国最长的单线山岭隧道。在国外，隧道最多的是日本国，全国铁路隧道3803座，总长1836km，其中1981年建成的上越新干线的大清水双线隧道全长22.228km,是世界山岭隧道长度之最。意大利也是隧道较多的国家，如1981年修成的仙尼斯峰双线隧道全长13.7km，是世界上建设较早的长隧道。1909年建成的辛普朗单线隧道，全长19.8km,1934在建成的亚平宁双线隧道，全长18.5km等，都是意大利铁路的长隧道。此外，秘鲁1982年建成的加莱拉单线隧道，全长1.177km，海拔4782m，是当前世界上海拔最高的铁路隧道，中国青藏线上的关角隧道，长4km，海拔3670m，居世界第二位。