2023

隧道工程怎麽做？

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　　隧道是修建在地下或水下或者在山體中，鋪設鐵路或修築公路供機動車輛通行的建築物。隧道的結構包括主體建築物和附屬設備兩部分。主體建築物由洞身和洞門組成，附屬設備包括避車洞、消防設施、應急通訊和防排水設施，長的隧道還有專門的通風和照明設備。

　　海滄隧道

　　隧道根據其所在位置可分爲山嶺隧道、水下隧道和城市隧道三大類。爲縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱爲山嶺隧道；爲穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱爲水下隧道；爲适應鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱爲城市隧道。這三類隧道中修建最多的是山嶺隧道。

　　鷹山隧道

　　隧道工程從前期調研到施工，包含以下流程：

　　1.隧道勘察

　　爲确定隧道位置、施工方法和支護、襯砌類型等技術方案，對隧道地處範圍内的地形、地質狀況，以及對地下水的分布和水量等水文情況要進行勘測。

　　在隧道勘測和開挖過程中，須了解圍岩的類别。圍岩是隧道開挖後對隧道穩定性有影響的周邊岩體。圍岩分類是依次表明周圍岩石的綜合強度。中國在1975年制定的鐵路隧道工程技術規範中将圍岩分爲6類。關于岩石分類70年代以前常用泰沙基及普氏等岩石分類方法。70年代以後在國際上應用較廣并爲國際岩石力學學會推薦的爲巴頓等各種分級系統。此外，還有日本以彈性波速爲主的分類法。圍岩的類别的确定，爲隧道工程設計合理和施工順利提供了依據。

　　2.隧道設計

　　包括隧道選線、縱斷面設計、橫斷面設計、輔助坑道設計等。

　　1）選線：根據線路标準、地形、地質等條件選定隧道位置和長度。選線應作多種方案的比較。長隧道要考慮輔助坑道和運營通風的設置。洞口位置的選擇要依據地質情況。考慮邊坡和仰坡的穩定，避免塌方。

　　2）縱斷面設計：沿隧道中線的縱向坡度要服從線路設計的限制坡度。因隧道内濕度大，輪軌間粘着系數減小，列車空氣阻力增大，因此在較長隧道内縱向坡度應加以折減。縱坡形狀以單坡和人字坡居多，單坡有利于争取高程，人字坡便于施工排水和出碴。爲利于排水，最小縱坡一般爲2‰～3‰。

　　3）橫斷面設計：隧道橫斷面即襯砌内輪廓，是根據不侵入隧道建築限界而制定的。中國隧道建築限界分爲蒸汽及内燃機車牽引區段、電力機車牽引區段兩種，這兩種又各分爲單線斷面和雙線斷面。襯砌内輪廓一般由單心圓或三心圓形成的拱部和直邊牆或曲邊牆所組成。在地質松軟地帶另加仰拱。單線隧道軌面以上内輪廓面積約爲27～32平方米，雙線約爲58～67平方米。在曲線地段由于外軌超高車輛傾斜等因素，斷面須适當加大。電氣化鐵路隧道因懸挂接觸網等應提高内輪廓高度。中、美、蘇三國所用輪廓尺寸爲：單線隧道高度約爲6.6～7.0米、寬度約爲4.9～5.6米；雙線隧道高度約爲7.2～8.0米，寬度約爲8.8～10.6米。在雙線鐵路修建兩座單線隧道時，其中線間距離須考慮地層壓力分布的影響,石質隧道約爲20～25米，土質隧道應适當加寬。

　　4）輔助坑道設計：輔助坑道有斜井、豎井、平行導坑及橫洞四種。斜井是在中線附近的山上有利地點開鑿的斜向正洞的坑道。斜井傾角一般在18°～27°之間，采用卷揚機提升。斜井斷面一般爲長方形，面積約爲8～14平方米。豎井是由山頂中線附近垂直開挖的坑道，通向正洞。其平面位置可在鐵路中線上或在中線的一側（距中線約20米）。豎井斷面多爲圓形，内徑約爲4.5～6.0米。平行導坑是距隧道中線17～25米開挖的平行小坑道，以斜向通道與隧道連接，亦可作将來擴建爲第二線的導洞。中國自1957年修建川黔鐵路涼風垭鐵路隧道采用平行導坑以來，在58座長3公裏以上的隧道中約有80%修建了平行導坑。橫洞是在傍山隧道靠河谷一側地形有利之處開辟的小斷面坑道。

　　此外，隧道設計還包括洞門設計、開挖方法和襯砌類型的選擇等。

　　目前，随着BIM技術的發展與應用的深入，在隧道設計階段，由于隧道設計的複雜性，業主一般會要求設計企業，在完成二維設計後，進行三維可視化建模。一方面，能利用BIM軟件進行設計方案比選，另一方面，能對重大風險源等施工難點，進行模型整合檢查，提前預知風險點。

　　隧道工程建模一般采用道路設計BIM軟件OpenRoads Designer，OpenRoads Designer提供以施工驅動的工程設計，具有自動出圖、創建縱斷面圖和橫斷面圖、對地形進行建模和分析、土石方建模等功能，有助加快路網項目交付，統一從概念到竣工的設計和施工過程。

　　3.控制測量

　　隧道測量是爲了保證測量的中線和高程在隧道貫通面處的偏差不超出規定的限值。

　　中線平面控制：長隧道以往多用三角網，短隧道多用導線法，借以控制中線的偏差。自50年代以來，中國在1公裏以上長度的隧道測量中采用導線法也能控制隧道的貫通誤差。光電測距儀的出現和發展，解決了量距的困難。山嶺隧道洞外及洞内都采用主副閉合導線法，即在主導線上測角并用光電測距儀量距，在副導線上隻測角不量距。由主副導線所組成的多邊形，隻平差其角度，不平差其長度。這樣主副導線法比三角網法簡單實用，比單一導線法可靠。中國大瑤山雙線隧道即采用主副閉合導線法作爲中線平面控制。

　　在隧道進行中線測量以前，就要考慮将來隧道打通後的偏差數值。根據隧道的長度和平面形狀，在地形圖上先行布置測點的位置和預計的貫通點，并在平面圖上量出必要的尺寸，再根據規範規定的極限誤差試算出測角和量距的必要精度，然後進行測量。這個過程叫做測量設計或叫做隧道貫通誤差的預計4公裏以下的隧道中線貫通極限誤差爲±100毫米；4～8公裏的隧道中線貫通極限誤差爲±150毫米。

　　高程控制短隧道應用普通水平儀，長隧道應用精密水平儀即能保證需要達到的精度。高程貫通極限誤差爲±50毫米。

　　4.隧道開挖

　　開挖方法分爲明挖法和暗挖法。明挖法多用于淺埋隧道或城市鐵路隧道，而山嶺鐵路隧道多用暗挖法。按開挖斷面大小、位置分，有分部開挖法和全斷面開挖法。在石質岩層中采用鑽爆法最爲廣泛，采用掘進機直接開挖也逐漸推廣。