图1-13b)纵断面图 马山方案陡道长|=2810 需神坡方案延通长=3490 凉风方案隧遴长/=12 图1-14隧道立面位置的选择 (二)河谷线上隧道位置的选择 铁路沿河傍山而行时称之为河谷线 多年实践总结出一条经验,就是“宁里勿外”,意思是在河谷线上,隧道位置以稍向内靠为好。 当然,过分内靠,使土石方量增加太多,隧道增长,也是没有必要的。 为了使隧道顶上有足够的覆盖岩体,隧道结构不致受到偏压,还能形成天然供,洞顶以上外侧 应有足够的厚度。铁路隧道设计规范规定的厚度如表1-1所列。 当地层结构面倾向山一侧时,地层比较稳定,覆盖厚度可以酌减。当地层结构面倾向河流一侧 时,覆盖厚度宜予加大,如图1-15所示 表1-1偏压隧道外侧挑肩山体最小厚度tm 「地面坡 线别 Ⅲ石Ⅳ|士I 1:075双线|70一 双线70 120 1:125双线 1:15单线 60 双线7011.016030.0 060120 l:2.5 00 13020.0 注:Ⅵ级围岩的t值可通过计算确定 ⅢⅣ级石质围岩的t值应扣除表面风化破碎和坡积层厚度
图 1-13(b) 纵断面图 图 1-14 隧道立面位置的选择 (二)河谷线上隧道位置的选择 铁路沿河傍山而行时称之为河谷线。 多年实践总结出一条经验,就是“宁里勿外”,意思是在河谷线上,隧道位置以稍向内靠为好。 当然,过分内靠,使土石方量增加太多,隧道增长,也是没有必要的。 为了使隧道顶上有足够的覆盖岩体,隧道结构不致受到偏压,还能形成天然供,洞顶以上外侧 应有足够的厚度。铁路隧道设计规范规定的厚度如表 1-1 所列。 当地层结构面倾向山一侧时,地层比较稳定,覆盖厚度可以酌减。当地层结构面倾向河流一侧 时,覆盖厚度宜予加大,如图 1-15 所示。 表 1-1 偏压隧道外侧拱肩山体最小覆盖厚度 t(m) 地面坡 1:m 线别 围岩级别 Ⅲ 石Ⅳ 土Ⅳ Ⅴ t 1 : m 1:0.75 双线 7.0 — — — 1:1 单线 — 5.0 10.0 18.0 双线 7.0 — — 12.0 1:1.25 双线 — — 18.0 — 1:1.5 单线 — 4.0 8.0 16.0 双线 7.0 11.0 16.0 30.0 1:2 单线 — 4.0 6.0 12.0 双线 — 10.0 14.0 25.0 1:2.5 单线 — — 5.5 10.0 双线 — — 13.0 20.0 注: Ⅵ级围岩的 t 值可通过计算确定; Ⅲ、Ⅳ级石质围岩的 t 值应扣除表面风化破碎和坡积层厚度
a)不利的结构面倾向 (b)有利的结构面倾向 图1-15结构面倾向对隧道位置的影响 §1.3隧道方案比较 、隧道方案与明塹的比较 1经济和技术上的比较 一般说来,隧道造价比明堑要贵一些,施工技术也复杂一些,因此,除了展线和抬坡以外,单 纯从经济和技术上比较,明堑方案常常是比较省钱、省事、又快速的。 2安全条件比较 经验指出:“山体可穿而不宜大挖,大挖必坍”。也就是说,山体本来是处于暂时平衡状态的, 旦开挖出暴露面,使平衡受到破坏,就要自行内力调整,产生位移,于是出现了坍方。开挖得越 深,扰动越大,引起塌方的可能性也就越高。特别是沿河路线,地质条件复杂,开挖暴露面大了 这种情况就更为严重。所以,凡是大挖的地方,往往是最容易发生坍方,造成各种后患的所在,遗 害无穷。 所以隧道方案与明堑方案比选时,除了经济和技术上比较以外,对于安全的保证也必须给以足 够的重视。只有在保证安全的前提下,才能谈到经济和技术的比较。另外,前面的分析已经指出, 从长期运营条件来看,隧道方案优于明堑。 二、隧道方案与跨河建桥方案的比较 隧道方案与跨河建桥方案要从多方面进行比较 1跨河建桥方案的优缺点 ①一般情况是桥梁长度短而每延米的造价高: ②一般跨过河谷的桥梁,河心不宜设墩,所以中孔跨度较大,两端基础必须十分坚实; ③在洪水或严寒时期,施工就比较困难,因而施工有季节性 ④跨河桥的最大缺点是桥头两端必然是曲线,甚至曲线半径很小。这就使得线路的行车条件变 ⑤如果线路原本要抬坡争取高程的,转为桥梁后,桥身及两端引线都要放在平坡上,于是就达 不到争取高程的目的 ⑥在国防意义上,跨河建桥往往是空袭的明显目标,一旦受到破坏,全线就要中断,而且不能 做临时便线。 2隧道方案的优缺点 ①隧道相对较长而每延米的造价要低一些 ②隧道穿山而过,线路直、短、平; ③施工不受季节影响 ④隧道建成后维修养护的工作量较小: ⑤战时可作列车掩蔽所 ⑥如果线路前方遇到不良地质地段,修建隧道将增加困难。 ⑦如果隧道太长,工程太大,出碴太多,将会堵塞河道,施工场地不如桥梁开阔,不能容纳更 多的人同时施工,那就不如建桥了 因此,隧道方案与跨河建桥方案的比较,必须从多方面综合考虑。可能是此长彼短而又此短彼 长,这就需要以轻重主次来权衡,选出较优方案。 双线单隧道和单线两隧道的比较
(a)不利的结构面倾向; (b) 有利的结构面倾向 图 1-15 结构面倾向对隧道位置的影响 §1.3 隧道方案比较 一、隧道方案与明堑的比较 1 经济和技术上的比较 一般说来,隧道造价比明堑要贵一些,施工技术也复杂一些,因此,除了展线和抬坡以外,单 纯从经济和技术上比较,明堑方案常常是比较省钱、省事、又快速的。 2 安全条件比较 经验指出:“山体可穿而不宜大挖,大挖必坍”。也就是说,山体本来是处于暂时平衡状态的, 一旦开挖出暴露面,使平衡受到破坏,就要自行内力调整,产生位移,于是出现了坍方。开挖得越 深,扰动越大,引起塌方的可能性也就越高。特别是沿河路线,地质条件复杂,开挖暴露面大了, 这种情况就更为严重。所以,凡是大挖的地方,往往是最容易发生坍方,造成各种后患的所在,遗 害无穷。 所以隧道方案与明堑方案比选时,除了经济和技术上比较以外,对于安全的保证也必须给以足 够的重视。只有在保证安全的前提下,才能谈到经济和技术的比较。另外,前面的分析已经指出, 从长期运营条件来看,隧道方案优于明堑。 二、隧道方案与跨河建桥方案的比较 隧道方案与跨河建桥方案要从多方面进行比较。 1 跨河建桥方案的优缺点 ①一般情况是桥梁长度短而每延米的造价高; ②一般跨过河谷的桥梁,河心不宜设墩,所以中孔跨度较大,两端基础必须十分坚实; ③在洪水或严寒时期,施工就比较困难,因而施工有季节性; ④跨河桥的最大缺点是桥头两端必然是曲线,甚至曲线半径很小。这就使得线路的行车条件变 坏; ⑤如果线路原本要抬坡争取高程的,转为桥梁后,桥身及两端引线都要放在平坡上,于是就达 不到争取高程的目的; ⑥在国防意义上,跨河建桥往往是空袭的明显目标,一旦受到破坏,全线就要中断,而且不能 做临时便线。 2 隧道方案的优缺点 ①隧道相对较长而每延米的造价要低一些; ②隧道穿山而过,线路直、短、平; ③施工不受季节影响; ④隧道建成后维修养护的工作量较小; ⑤战时可作列车掩蔽所; ⑥如果线路前方遇到不良地质地段,修建隧道将增加困难。 ⑦如果隧道太长,工程太大,出碴太多,将会堵塞河道,施工场地不如桥梁开阔,不能容纳更 多的人同时施工,那就不如建桥了。 因此,隧道方案与跨河建桥方案的比较,必须从多方面综合考虑。可能是此长彼短而又此短彼 长,这就需要以轻重主次来权衡,选出较优方案。 三、双线单隧道和单线两隧道的比较
一座双线隧道的优点是:①一座双线隧道所需的地位宽度比两座单线隧道的地位宽度要小,选 线时易于安排布置;②一座双线隧道的开挖面面积比两座单线隧道的开挖总面积为小。也就是工程 量要小,而施工的相互干扰也少些;③双线隧道的净空较大,坑道宽敞,有条件使用大型机械施工 ④双线隧道的通风条件好,维修养护都较方便。 座双线隧道的缺点是:①双线隧道断面跨度大,所受围岩压力也就大。因此需要更为有力的 支护结构;②隧道施工时,因为压力大,临时支护困难,发生坍方事故的威胁较大;③双线隧道的 次工程投资比两座单线隧道先后修建的初期投资大:④双线隧道断面积大,不能充分利用列车活 塞风。 单线隧道的优缺点,正与上述相反。它的优点是:①断面小,压力小,坑道的稳定性好,施工 容易,支护简单而且安全:②对于近期尚不准备修第二线的新建隧道来说,可以先修第一线的单线 隧道,预留第二线,待需要时才修。如此则初期一次投资较少;③若第一线隧道施工时采用了平行 导坑,则平导即可作为第二线隧道的前进导坑 单线隧道的缺点是:①两座单线隧道必须横向相隔一定的安全距离,才能保证两隧道间的围岩 土柱有足够的支承能力,以避免在修筑第二线隧道的施工中,对第一线隧道有影响;②两座单线隧 道无论是同时施工还是先后施工,施工时总会有些相互干扰。尤其是在修第二线隧道时,多半是在 已成第一线不间断行车的条件下进行的,这就增加了施工的困难 根据实践的经验体会,在松软地层、不良地质或黄土地区修建隧道时,跨度大小对隧道工程的 影响较其它地区更为显著,往往修建两座单线隧道较修建一座双线隧道较易于保证施工质量和施工 安全,且工程费用所增亦不多。 总的说来,两种方案各有其优缺点。比较时,就要从铁路运量的要求,结合地形、地质以及施 工条件、工期要求、资金运用等因素,综合比较,择优选定 四、长隧道与短隧道群方案的比较 短隧道群方案的优点:①一般说来,短隧道是比较容易施工的。有时可以只用简单的设备就可 以进行施工,技术上困难也不多;②一群短隧道并不相连,这一座与那一座之间留有长短不等的明 线部分。这样,它们各自有自己的出口和入口,可以开辟较多的工作面,容纳较多的人同时工作 施工进度较快:③建成后,由于隧道短,多半可以只靠自然通风,不必另配机械通风系统;④运营 成本低,车上旅客长时间处于地下的不舒服感觉可以减轻。 短隧道群方案的缺点:①河谷边坡的地质多是比较复杂的,尤其是地表覆盖层更是风化地带, 岩体松散破碎,节理切割严重。短隧道在此通过,坑道多不稳定,围岩压力很大,开挖时易致坍方: ②隧道外侧覆土太薄,形成偏侧压力,使隧道的支护结构处于不利的受力状态中。若是岩体的,层 理是向外下倾的,更易发生剪切破坏,对隧道的稳定形成威胁:③多个隧道相距不远,有时前一座 隧道的出口,隔不了多远就是另一座隧道的进口,施工时互相干扰,洞口场地也不好布置:④多条 隧道要多建许多洞门建筑物,在工程造价上就不经济了。 线路稍稍内移,则将引岀一座较长的隧道代替一群短的隧道。 长隧道方案的优点:①它将位于岩体深处坚固稳定的地层中,围岩压力小,坑道稳定,无偏压 受力的情况;②支护可以简单,施工比较安全;③工程单一,施工不受干扰;④洞门建筑物只有两 个,比多座短隧道为少 长隧道方案的缺点:隧道长,技术上要复杂一些,工程造价可能要贵一些。 多年实践指出,线路还是倾向于向里靠一些,宁愿隧道长一些,但只是一座为好。虽然各个隧 道的条件不同,不能把它绝对化,但是这一倾向是经过许多教训而凝成的 五、对相关工程的考虑 (一)桥隧工程毗邻的统一安排 (二)隧道位置与前后线路防护措施的关系 §1.4隧道洞口位置的选定 选择洞口位置的原则 践的体会,总结出一个指导思想,叫做“早进晚出”。意思是在决定隧道洞口位置时,为 了施工及运营的安全,宁可早一点进洞,晚一点出洞。这样做,虽然隧道稍稍长了一些,但却安全 可靠得多。从全面观点出发,这样做是值得的、合理的。当然,所谓早和晚都是相对的,并不意味 着进洞越早越好,出洞越晩越好。不应当盲目地把隧道定得很长很长,而是应当更着重地从安全方 面来考虑问题。在一般情况下,这一指导思想是符合实际的。 通过实践总结出以下几点: 、洞口应尽可能地设在山体稳定、地质较好地下水不太丰富的地方
一座双线隧道的优点是:①一座双线隧道所需的地位宽度比两座单线隧道的地位宽度要小,选 线时易于安排布置;②一座双线隧道的开挖面面积比两座单线隧道的开挖总面积为小。也就是工程 量要小,而施工的相互干扰也少些;③双线隧道的净空较大,坑道宽敞,有条件使用大型机械施工; ④双线隧道的通风条件好,维修养护都较方便。 一座双线隧道的缺点是:①双线隧道断面跨度大,所受围岩压力也就大。因此需要更为有力的 支护结构;②隧道施工时,因为压力大,临时支护困难,发生坍方事故的威胁较大;③双线隧道的 一次工程投资比两座单线隧道先后修建的初期投资大;④双线隧道断面积大,不能充分利用列车活 塞风。 单线隧道的优缺点,正与上述相反。它的优点是:①断面小,压力小,坑道的稳定性好,施工 容易,支护简单而且安全;②对于近期尚不准备修第二线的新建隧道来说,可以先修第一线的单线 隧道,预留第二线,待需要时才修。如此则初期一次投资较少;③若第一线隧道施工时采用了平行 导坑,则平导即可作为第二线隧道的前进导坑。 单线隧道的缺点是:①两座单线隧道必须横向相隔一定的安全距离,才能保证两隧道间的围岩 土柱有足够的支承能力,以避免在修筑第二线隧道的施工中,对第一线隧道有影响;②两座单线隧 道无论是同时施工还是先后施工,施工时总会有些相互干扰。尤其是在修第二线隧道时,多半是在 已成第一线不间断行车的条件下进行的,这就增加了施工的困难。 根据实践的经验体会,在松软地层、不良地质或黄土地区修建隧道时,跨度大小对隧道工程的 影响较其它地区更为显著,往往修建两座单线隧道较修建一座双线隧道较易于保证施工质量和施工 安全,且工程费用所增亦不多。 总的说来,两种方案各有其优缺点。比较时,就要从铁路运量的要求,结合地形、地质以及施 工条件、工期要求、资金运用等因素,综合比较,择优选定。 四、长隧道与短隧道群方案的比较 短隧道群方案的优点:①一般说来,短隧道是比较容易施工的。有时可以只用简单的设备就可 以进行施工,技术上困难也不多;②一群短隧道并不相连,这一座与那一座之间留有长短不等的明 线部分。这样,它们各自有自己的出口和入口,可以开辟较多的工作面,容纳较多的人同时工作, 施工进度较快;③建成后,由于隧道短,多半可以只靠自然通风,不必另配机械通风系统;④运营 成本低,车上旅客长时间处于地下的不舒服感觉可以减轻。 短隧道群方案的缺点:①河谷边坡的地质多是比较复杂的,尤其是地表覆盖层更是风化地带, 岩体松散破碎,节理切割严重。短隧道在此通过,坑道多不稳定,围岩压力很大,开挖时易致坍方; ②隧道外侧覆土太薄,形成偏侧压力,使隧道的支护结构处于不利的受力状态中。若是岩体的,层 理是向外下倾的,更易发生剪切破坏,对隧道的稳定形成威胁;③多个隧道相距不远,有时前一座 隧道的出口,隔不了多远就是另一座隧道的进口,施工时互相干扰,洞口场地也不好布置;④多条 隧道要多建许多洞门建筑物,在工程造价上就不经济了。 线路稍稍内移,则将引出一座较长的隧道代替一群短的隧道。 长隧道方案的优点:①它将位于岩体深处坚固稳定的地层中,围岩压力小,坑道稳定,无偏压 受力的情况;②支护可以简单,施工比较安全;③工程单一,施工不受干扰;④洞门建筑物只有两 个,比多座短隧道为少。 长隧道方案的缺点:隧道长,技术上要复杂一些,工程造价可能要贵一些。 多年实践指出,线路还是倾向于向里靠一些,宁愿隧道长一些,但只是一座为好。虽然各个隧 道的条件不同,不能把它绝对化,但是这一倾向是经过许多教训而凝成的。 五、对相关工程的考虑 (一) 桥隧工程毗邻的统一安排 (二) 隧道位置与前后线路防护措施的关系 §1.4 隧道洞口位置的选定 选择洞口位置的原则 多年实践的体会,总结出一个指导思想,叫做“早进晚出”。意思是在决定隧道洞口位置时,为 了施工及运营的安全,宁可早一点进洞,晚一点出洞。这样做,虽然隧道稍稍长了一些,但却安全 可靠得多。从全面观点出发,这样做是值得的、合理的。当然,所谓早和晚都是相对的,并不意味 着进洞越早越好,出洞越晚越好。不应当盲目地把隧道定得很长很长,而是应当更着重地从安全方 面来考虑问题。在一般情况下,这一指导思想是符合实际的。 通过实践总结出以下几点: 一、洞口应尽可能地设在山体稳定、地质较好地下水不太丰富的地方
二、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。 洞口应尽可能设在线路与地形等高线相垂直的地方,使隧道正面进入山体,洞门结构物不 致受到偏侧压力。 四、当线路位于有可能被淹没的河滩上或水库回水影响范围以内时,隧道洞口标高应在洪水位 以上,并加上波浪的高度,以防洪水倒灌到隧道中去。 五、为了保证洞口的稳定和安全,边坡及仰坡均不宜开挖过高,不使山体扰动太甚,也不使新 开出的暴露面太大。 般情况下,设计各类围岩中隧道洞口上方的仰坡和路堑的边坡控制高度和坡度可参考表1 表1-3洞口边仰坡控制 围岩级 I~Ⅱ V~Ⅵ 坡率贴壁13031051051075175111:1251:1251:15 高度 <2025左 左∠1 20左 <18 六、若泂口附近遇有水沟或水渠横跨线路时,应慎重处理,当线路横沟进洞时,设置桥涵浄空 不宜太小,以免后患。 七、若洞口前方岩壁陡立,基岩裸露,此时,最好不刷动原生坡面,不挖开山体 八、洞口以外必须留有生产活动的场所 总起来说,选定隧道洞口位置时,首先要按照地质条件控制边坡和仰坡的高度和坡面长度,其 次是避开不良地质区域和排水影响,最后才谈得到从经济方面进行比较
二、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。 三、洞口应尽可能设在线路与地形等高线相垂直的地方,使隧道正面进入山体,洞门结构物不 致受到偏侧压力。 四、当线路位于有可能被淹没的河滩上或水库回水影响范围以内时,隧道洞口标高应在洪水位 以上,并加上波浪的高度,以防洪水倒灌到隧道中去。 五、为了保证洞口的稳定和安全,边坡及仰坡均不宜开挖过高,不使山体扰动太甚,也不使新 开出的暴露面太大。 一般情况下,设计各类围岩中隧道洞口上方的仰坡和路堑的边坡控制高度和坡度可参考表 1— 3。 表 1-3 洞口边仰坡控制 围岩级 别 Ⅰ~Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ~Ⅵ 坡率 贴壁 1:0.3 1:0.5 1:0.5 1:0.75 1:0.75 1:1 1:1.25 1:1.25 1:1.5 高度 (m) <15 <20 25 左 右 <20 25 左 右 <15 <18 20 左 右 <15 <18 六、若洞口附近遇有水沟或水渠横跨线路时,应慎重处理,当线路横沟进洞时,设置桥涵净空 不宜太小,以免后患。 七、若洞口前方岩壁陡立,基岩裸露,此时,最好不刷动原生坡面,不挖开山体。 八、洞口以外必须留有生产活动的场所。 总起来说,选定隧道洞口位置时,首先要按照地质条件控制边坡和仰坡的高度和坡面长度,其 次是避开不良地质区域和排水影响,最后才谈得到从经济方面进行比较
第二章隧道平纵断面设计 隧道内的线路是整条线路中的一个区段。隧道设计时,首先要满足线路明线所规定的各种技术 指标。由于隧道的施工、运营养护及改建等工作条件均比明线差,所以,在设计隧道内的线路时 除了遵照线路明线所规定的技术指标以外,还要附加上为适应隧道内工作条件的一些技术要求 附加的技术要求可以从平面设计和纵断面设计两个方面来阐述 §2.1隧道平面设计 就铁路线路而言,是越直越好。线路顺直,列车可以快速通过,走行的距离也较短,有利于列 车多拉快跑,提高线路的运营效率。在隧道内,线路就更应设计成直线。除了上述原因外,还由于 位于曲线上的隧道有下列的缺点 (1)曲线上的隧道,由于列车倾斜和平移,隧道建筑限界需要加宽,坑道的尺寸相应加大,不但 增大了开挖土石数量,而且增加了衬砌的圬工量 (2)在不同曲率曲线上的隧道建筑限界加宽不同,隧道的断面是变化的,因而施工时,支护和衬 砌的尺寸均不一致,技术上较为复杂: (3)列车运行在曲线隧洞内,空气阻力比直线隧道大,机车牵引力的损失大,降低了运营效率, 甚至可能造成溜车事故; (4)列车在曲线上行驶,产生了离心力,再加上洞内空气潮湿,使得钢轨磨损加速,从而使洞内 的养护工作量增大 (5)曲线隧道洞身弯曲,洞壁对气流的阻力加大,使通风条件变坏,有害气体不易排出 6)运营中为了保证隧道建筑限界的要求和正常的行车条件,需要经常检查线路平面和水平,曲 线隧道也较直线隧道增加了维护作业量和难度 (⑦)由于曲线关系,洞内进行施工测量时,操作变得复杂,精度也有所降低。 由此可见,从节省工程投资、减少施工难度、简化洞内施工维修作业并缩短作业时间、争取较 好的通风条件、改善维修养护人员和乘务员的工作环境及看视条件以及提高行车速度等方面来看, 直线隧道都优于曲线隧道,因此隧道内的线路应该设计为直线,这在一般情况下是容易做到的。但 是,由于受到某些地形的限制或是地质的原因,有时也不得不采用曲线 例如,当线路绕行于山嘴时,为了避免直穿隧道太长,或 山谷轴线 是为了便于开辟辅助性的施工横洞,有时也会有意识地设置与 地形等高线相接近的曲线隧道 对于越岭线上的隧道,线路常常是沿着垭口的一侧山谷转 入山体后,又沿顺垭口的另一侧山谷转出。可以使隧道较长的 中段放在直线上,但由于地形原因,隧道两端为了转向都要落 在曲线上,这种情况是常见的。此时,如果垭口两侧沟谷地势 照准导坑 开阔,则可将曲线放在洞口以外。如果地势条件必须把曲线引 山谷轴线 进隧道,那么,施工时先按主体的直线隧道开挖,两端暂开直 的照准导坑,以补救曲线所形成的缺点,待全隧道的 图2-1隧道设置曲线示例 导坑开通后,再把两端按原设计的曲线调整过来,如 图2-1所示 有时,隧道已经施工,在开挖过程中发现前方有不良地质,不宜穿过。此时,不得不临时改线 绕行,于是出现曲线,而且将是左转与右转两个曲线,才能回到原线上来。 上述的情况,在山区的铁路中也是经常遇到的。当隧道必须设置曲线时,应注意以下几方面的 问题 (1)应尽可能采用较短的曲线,或是半径较大的曲线,且将曲线设置在隧道洞口附近为宜,使曲 线的影响小一些
第二章 隧道平纵断面设计 隧道内的线路是整条线路中的一个区段。隧道设计时,首先要满足线路明线所规定的各种技术 指标。由于隧道的施工、运营养护及改建等工作条件均比明线差,所以,在设计隧道内的线路时, 除了遵照线路明线所规定的技术指标以外,还要附加上为适应隧道内工作条件的一些技术要求。 附加的技术要求可以从平面设计和纵断面设计两个方面来阐述。 §2.1 隧道平面设计 就铁路线路而言,是越直越好。线路顺直,列车可以快速通过,走行的距离也较短,有利于列 车多拉快跑,提高线路的运营效率。在隧道内,线路就更应设计成直线。除了上述原因外,还由于 位于曲线上的隧道有下列的缺点: (1)曲线上的隧道,由于列车倾斜和平移,隧道建筑限界需要加宽,坑道的尺寸相应加大,不但 增大了开挖土石数量,而且增加了衬砌的圬工量; (2)在不同曲率曲线上的隧道建筑限界加宽不同,隧道的断面是变化的,因而施工时,支护和衬 砌的尺寸均不一致,技术上较为复杂; (3)列车运行在曲线隧洞内,空气阻力比直线隧道大,机车牵引力的损失大,降低了运营效率, 甚至可能造成溜车事故; (4)列车在曲线上行驶,产生了离心力,再加上洞内空气潮湿,使得钢轨磨损加速,从而使洞内 的养护工作量增大; (5)曲线隧道洞身弯曲,洞壁对气流的阻力加大,使通风条件变坏,有害气体不易排出; (6)运营中为了保证隧道建筑限界的要求和正常的行车条件,需要经常检查线路平面和水平,曲 线隧道也较直线隧道增加了维护作业量和难度; (7)由于曲线关系,洞内进行施工测量时,操作变得复杂,精度也有所降低。 由此可见,从节省工程投资、减少施工难度、简化洞内施工维修作业并缩短作业时间、争取较 好的通风条件、改善维修养护人员和乘务员的工作环境及看视条件以及提高行车速度等方面来看, 直线隧道都优于曲线隧道,因此隧道内的线路应该设计为直线,这在一般情况下是容易做到的。但 是,由于受到某些地形的限制或是地质的原因,有时也不得不采用曲线。 例如,当线路绕行于山嘴时,为了避免直穿隧道太长,或 是为了便于开辟辅助性的施工横洞,有时也会有意识地设置与 地形等高线相接近的曲线隧道。 对于越岭线上的隧道,线路常常是沿着垭口的一侧山谷转 入山体后,又沿顺垭口的另一侧山谷转出。可以使隧道较长的 中段放在直线上,但由于地形原因,隧道两端为了转向都要落 在曲线上,这种情况是常见的。此时,如果垭口两侧沟谷地势 开阔,则可将曲线放在洞口以外。如果地势条件必须把曲线引 进隧道,那么,施工时先按主体的直线隧道开挖,两端暂开直 的照准导坑,以补救曲线所形成的缺点,待全隧道的 导坑开通后,再把两端按原设计的曲线调整过来,如 图 2-1 所示。 有时,隧道已经施工,在开挖过程中发现前方有不良地质,不宜穿过。此时,不得不临时改线 绕行,于是出现曲线,而且将是左转与右转两个曲线,才能回到原线上来。 上述的情况,在山区的铁路中也是经常遇到的。当隧道必须设置曲线时,应注意以下几方面的 问题: (1)应尽可能采用较短的曲线,或是半径较大的曲线,且将曲线设置在隧道洞口附近为宜,使曲 线的影响小一些。 图 2-1 隧道设置曲线示例