隧道净空与限界

1、建筑限界：指为保证各种交通的正常运行和平安，而规定的和交通线路中心线垂直的极限横断面轮廓,是依据行车车辆、道路附属设备以及其他服务系统所需空间制定的。

2、隧道：一种修建在地下，两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通行的工程建筑物。

3、隧道建筑限界：为了保证隧道内各种交通正常运行和平安，而规定在确定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间范围。

4、隧道净空：隧道衬砌内轮廓线所包围的空间，包括隧道建筑限界、通风、照明及其他所需面积。

5、复合式衬砌：由初期支护和二次衬砌及中间防水层组合而成的衬砌形式。

6、围岩压力：衬砌结构承受的压力，即围岩压力。

7、围岩：隧道四周确定范围内，对隧道稳定性能产生影响的岩土体。

8、坍落拱：隧道开挖后围岩力学形态阅历“平衡-变形，破坏，坍塌，应力重分布-新的平衡”的过程，所得最终产物称为“坍落拱”。

9、松动压力：由于开挖而松动或坍塌的岩体以重力形式干脆作用在支护结构上的压力称为松动压力。

10、形变压力：由于围岩变形受到和之密贴的支护如锚喷支护的抑制，而使围岩在和支护结构的共同变形过程中对支护结构施加接触压力。

11、岩石的流变性：岩石在力的作用下发生的和时间有关的变形性质，称为岩石的流变性。

12、洞门：隧道端部外露面，一般都修筑为爱惜洞口和排放流水的挡土墙式结构，称为“洞门”。

13、明洞：明挖后进行支护后覆土回填的洞口段。

14、岩体的初始应力状态：指在自然状态下存在于岩体内部的应力状态。

15、二次应力状态：隧道洞室开挖后，围岩的初始应力状态遭到破坏，围岩应力在洞室四周确定范围内重新调整。

16、弹性抗力：隧道衬砌两侧及底部衬砌则压入围岩，引起围岩对衬砌的约束，产生出相应的被动抗拒力。

17、新奥法：以限制爆炸为开挖方法，以喷锚为主要支护手段，通过监测限制围岩变形，动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧道工程理念。

18、马口开挖：指须要挖出土石方后进行衬砌的一种开挖方式。

19、新奥法的现场监控量测：在隧道的施工过程中，运用各种仪器设备和量测元件，对地表沉降、围岩和支护结构的变形，应力、应变进行量测，据此来推断隧道开挖对地表环境的影响范围和程度、围岩的稳定性和支护的工作状态。

第2 章隧道构造隧道构造洞门主体建筑物洞身衬砌结构构造防排水设施照明设施附属建筑物电力及通讯设施运营通风设施（洞内外空气交换）主体建筑物：是为了保持隧道的稳定，保证隧道正常使用而修建的附属建筑物：是指主体构造以外的保证隧道正常使用所需的各种辅助设施2.1隧道净空与限界2.1.1 隧道净空与限界衬砌：是指隧道的永久性支护结构。

衬砌的作用及特点：主要是承受围岩得得压力和地下水压力，组织围岩变形，防止围岩的风化，有时候还要受到化学物质的侵蚀和冻害影响。

因此，就要求衬砌要就具有足够的强度、耐久性、抗渗性、耐腐蚀性和抗冻性。

洞身衬砌的组成a. 拱:洞身衬砌的上部；b.边墙：洞身衬砌的两侧，可以是直线型和曲线形c.底板或仰拱洞身衬砌的截面形状洞身衬砌的截面有外轮廓线，内廓线和相应的厚度三个方面。

隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间称为隧道净空。

隧道净空：指隧道衬砌内轮廓线所包围的空间。

隧道建筑限界：为了保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间范围。

1. 铁路隧道建筑限界通过隧道的功能及铁路行车限界引入。

（1）机车车辆限界：它是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。

要求所有在线路上时，沿车体所以部分都必须容纳在此限界范围内而不得超越。

（2）铁路基本建筑接近限界：全国铁路线上所以的建筑物都不容许侵入的净空范围，以保证列车往来行驶绝无刮碰并安全通过。

（3）隧道建筑限界：是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线。

即要比“基本建筑限界”大一些，留出少许空间，用于安装通讯信号、照明、电力等设备。

对于时速120km/h新建和改建的蒸汽及内燃牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限—1A”和“隧限—1B”。

新建和改建的电力牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限—2A”和“隧限—2B”。

（4）直线隧道净空：“直线隧道净空”要比“隧道建筑限界”稍大一些，除了满足限界要求外，考虑避让、救援通道，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以及施工方便等因素。

隧道横断面设计一、铁路隧道横断面设计（一）直线隧道净空隧道净空是指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。

隧道建筑限界是为了保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间范围。

1.机车车辆限界机车车辆限界指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。

该限界要求所有在线路上行驶的机车车辆停在平坡直线上时，车体所有部分都必须容纳在此限界范围内而不得超越。

“机车车辆限界”能满足各种型号的机车和车辆在横断面尺寸上的最大需要。

2.基本建筑限界基本建筑限界指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线，用以保证机车车辆的安全运行以及建筑物和设备不受损害。

3.隧道建筑限界（1）常速铁路隧道建筑限界。

它是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线，即在“基本建筑限界”的基础上，留出少许空间，用于安装通信信号、照明、电力等设备。

对于速度120 km/h的新建和改建的内燃机车牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限-1A”和“隧限-1B”，如图2-17所示。

新建和改建的电力机车牵引的单线和双线铁路隧道，采用“隧限-2A”和“隧限-2B”，如图2-18所示。

图2-17 蒸汽及内燃牵引的单线、双线隧道限界（单位：mm）图2-18 电力牵引的单线、双线隧道限界（单位：mm）（2）高速铁路隧道建筑限界。

我国高速铁路隧道建筑限界分为200 km/h客货共线、200 km/h及以上客运专线、200 km/h客货共线双层集装箱运输三种，如图2-19～图2-21所示。

图2-19 200 km/h客货共线电力牵引铁路KH-200桥隧建筑限界（单位：mm）图2-20 200 km/h及以上客运专线铁路建筑接近限界（单位：mm）图2-21 200 km/h客货共线电力牵引铁路双层集装箱运输隧道建筑限界（单位：mm）4.直线隧道净空（1）常速铁路隧道净空。

“直线隧道净空”要比“隧道建筑限界”稍大一些，它除了满足限界要求外，还考虑避让等安全空间、救援通道及技术作业空间，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。

Tunnel Engineering目录01铁路隧道限界与净空的概念02铁路曲线隧道加宽铁路隧道限界与净空的概念隧道净空：辆行驶安全——满足隧道各种限界的要求不致过分超挖——节省劳动力及费用结构受力合理——内轮廓应该是圆顺的隧道净空：衬砌内轮廓线所包围的空间（一）净空的概念（二）铁路隧道建筑限界与净空1.机车车辆限界2.基本建筑限界3.隧道建筑限界4.隧道净空 管段满足我国各种型号的铁路机车所需的最大断面管段全国铁路线上所有建筑物都不允许侵入的净空范围为了保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间范围。

管段满足我国各种型号的铁路机车所需的最大断面（二）铁路隧道建筑限界与净空隧限1：蒸汽及内燃牵引的单线、双线铁路隧道限界图 隧限2：电力牵引的单线、双线隧道限界图（二）铁路隧道建筑限界与净空隧限：200km/h 客货共线电力牵引铁路建筑限界图 隧限：350km/h 高速铁路隧道限界图铁路曲线隧道加宽二、铁路曲线隧道加宽车辆——矩形刚性车体中间向曲线内侧偏移d内1两端向曲线外侧偏移d外（一）加宽原因刚性车体克服离心力，外轨超高车辆向曲线内侧倾斜车辆限界控制点在水平方向向内移动一个距离d内2（一）加宽原因外轨超高、1铁路隧道限界与净空的概念机车车辆限界、铁路基本建筑限界、铁路隧道建筑限界、隧道净空2铁路隧道曲线加宽加宽原因：刚性车体、外轨超高思考查询铁路车辆标准参数，并利用相似三角形原理计算铁路曲线隧道加宽值。

查询《公路隧道设计规范》中的公路隧道建筑限界标准图，并思考铁路隧道和公路隧道在限界与净空上的区别？Tunnel Engineering。

1.隧道的概念和作用是什么？隧道是一种修建在地下、两端有出入口,供车辆、行人、水流及管线等通过的通道(在保留上部地层的前提下开挖出能够提供某种用途的地下空间）。

CECD定义:以任何方式修建，最终使用于地表以下的条形建筑物，其内部空洞净空断面在2m2以上者均为隧道。

作用:交通隧道：提供交通运输和人行的通道，以满足交通线路畅通的要求.水工隧道：水利工程和水力发电枢纽的一个重要组成部分,起到提供饮水隧道、排水、导流或泄洪、排沙等功能。

市政隧道：安置各种不同市政设施矿山隧道:为采矿服务,提供运输、给水、通风通道。

2.隧道的优缺点有哪些？优点：缩短线路长度，减少能耗；节约地皮;有利于环境保护;应用范围广泛.缺点：造价较高；施工期限长；施工作业环境和条件较差。

3.我国隧道发展的前景？工程数量大;蓬勃发展的江河海底隧道；有利于环境保护；应用范围广泛4.隧道工程勘察的基本内容是什么？隧道工程勘察：调查隧道穿越地段的地质、地貌、环境生态等自然条件，它们与隧道工程有密切关系。

隧道位置选择隧道洞口位置选定隧道线路设计:通过多种方案的对比,确定隧道的平面、纵断面线型5.越岭隧道选择时要考虑的主要因素垭口位置的选定:从地形上考虑，隧道宜选在山体比较狭隘的鞍部即垭口附近的底部通过,因为垭口处的山体相对较薄，隧道的穿越长度较短，有利于降低工程投资,但地质条件对垭口位置影响也较大,应优先选择地质相对较好的垭口.隧道高程的确定：综合考虑工程造价和运营效率等要素对隧道进行比选，给出最佳方案。

6.隧道洞口位置选择的原则与工程意义原则：早进晚出工程意义：在决定洞口位置时，为了施工及运营的安全，宁可早一点进洞，晚一点出洞,虽然使隧道更长，但却较安全可靠。

应把握好合理的边、仰坡的坡率和刷坡高度的衡量尺寸，科学合理的选择洞口位置。

7.隧道纵坡的形式、适用条件、限制坡度纵坡形式：单坡和人字坡适用条件：单坡：多用于线路的紧坡地段或是展线的地区及河谷隧道中，可以争取高程。

下穿隧道设计标准1. 隧道类型与长度下穿隧道通常采用圆形或矩形断面形式，根据穿越的建筑物类型、地形条件和交通流量等因素进行选择。

常见的下穿隧道类型包括道路下穿隧道、铁路下穿隧道、地铁下穿隧道等。

隧道长度应根据实际需要和地质条件进行确定。

一般而言，下穿隧道的长度不宜过长，以减少施工难度和工程量。

2. 隧道净空与限界下穿隧道的净空应满足设计规范的要求，确保车辆和行人通过时不会碰头或碰撞。

净空高度应考虑车辆的最大高度和行人通过所需的最低高度。

限界是指隧道内轮廓线与地面之间的最小距离，应满足车辆和行人通过时的安全要求。

限界宽度应考虑车辆的最大宽度和行人通过所需的最低宽度。

3. 隧道纵坡与排水下穿隧道的纵坡应满足车辆行驶和排水的要求。

纵坡过大会增加车辆行驶的难度，过小则会导致排水不畅。

一般而言，下穿隧道的纵坡不宜超过3%。

排水系统是下穿隧道的重要组成部分，应确保排水畅通，防止积水对隧道结构和周边环境造成影响。

排水系统应包括雨水口、排水管道和排水沟等设施。

4. 隧道结构形式下穿隧道的结构形式应根据地质条件、使用要求和施工条件进行选择。

常用的结构形式包括钢筋混凝土结构、钢结构、预应力混凝土结构等。

结构材料的选用应考虑到耐久性、安全性和维护成本等因素。

对于地下水位较高的地区，应采取有效的防水措施。

5. 隧道照明与通风下穿隧道的照明和通风对于确保行车安全和舒适至关重要。

照明系统应包括入口照明、出口照明和内部照明等，以确保隧道内外的视线清晰，防止驾驶员产生视觉障碍。

通风系统应包括进风道、排风道和通风口等设施，以确保隧道内空气流通，防止烟雾和有害气体积聚。

6. 隧道交通设施下穿隧道的交通设施是确保交通安全和顺畅的重要保障。

交通设施应包括交通信号灯、标志标线、监控设备等，以实现对车辆行驶的引导和控制，防止交通事故的发生。

同时，还应设置紧急停车带和消防设施等，以应对突发事件。

7. 隧道施工方法下穿隧道的施工方法应根据地质条件、周边环境和施工设备等因素进行选择。

隧道净空与限界（二）（2）单线铁路隧道曲线加宽的计算①单线铁路曲线隧道的加宽值计算(a) 车辆中间部分向曲线内侧的偏移d内1d内1=l2/8R则d内1=182/8R*100=4050/R(cm)(b) 外轨超高使车体向曲线内侧倾斜偏移d内2为d内2=H*E/150(cm)E=0.76*V2/R(cm)我国铁路隧道标准设计中，d内2系将相应的隧道建筑限界绕内侧轨顶中心转动arctg150 /E，可近视取d内2＝2.7E(cm)，故隧道内侧总加宽值为d内= d内1＋d内2(c) 车辆两端向曲线外侧的偏移d外为d外= (L2-l2)/8R故隧道外侧加宽值为d外= (262-l82)/8R*100=4400/R(cm)单线铁路曲线隧道总加宽的值为d总= d内1＋d内2＋d外从以上的加宽计算可知，曲线隧道内外侧加宽值不同(内侧大于外侧)，断面加宽后，隧道中线向曲线内侧偏移了一个距离d偏，单线隧道的偏移值为d偏= (d内- d外)/2②双线铁路曲线隧道的加宽值计算双线铁路曲线隧道的内侧加宽值d内及外侧加宽值d外与单线曲线隧道加宽值计算相同。

内外侧线路中线间的加宽值d中按以下情况计算当外侧线路的外轨超高大于内侧线路的外轨超高时d中= 8450/R＋(H/150)* (E/2)(cm)故d中= 8450/R＋(360/150)* (E/2)(cm)或d中= 8450/R＋1.2E(cm)其它情况d中= 8450/R (cm)双线隧道的偏移情况则如图所示，其中内侧线路中线至隧道中线的距离为d偏内= 200- (d内- d外- d中)/2其中外侧线路中线至隧道中线的距离为d偏外= 200+(d内- d外+d中)/2（3）铁路曲线隧道加宽的平面设计隧道曲线加宽段的范围按以下方式进行：（1）圆曲线部分按d 总加宽（2）自圆曲线至缓和曲线中点，并向直线方向延伸13m，这一段用圆曲线的加宽断面，即加宽d 总。

（3）缓和曲线的其余半段，并自直缓点向直线方向延伸22m，这一段采用圆曲线加宽值的一半，即1/2 d 总。