轨道交通隧道结构及位置选择

隧道是轨道交通线路上的重要工程建筑物，具有避免开挖过深的路堑、安全穿越不稳定山体、避免绕越高山而过度延长线路等优点，还具有使线路不影响城市地面高密度建筑、穿越江河不影响通航等特征。隧道广泛应用于山区铁路和城市轨道交通以及需要穿越较大江河、海峡等地段。

轨道交通隧道结构主要由主体建筑物和附属建筑物两部分组成。

（一）主体建筑物

主体建筑物一般由洞身衬砌和洞门组成，主要功用是保持隧道的稳定，保证列车行车安全。

（1）洞身的断面衬砌形式。根据衬砌所受的压力情况，铁路可选择直墙式（竖向压力为主）、曲墙式（水平压力较大），如图4-13（a），（b）所示；地铁因需要考虑设备及车站布置要求及施工方法（盾构法或明挖法）的不同，可选用圆形、矩形或马蹄形等断面衬砌形式，如图4-13（c），（d）所示。隧道衬砌的材料应具有足够的强度和耐久性，可采用钢筋混凝土，必要时（如地铁工程中），也可考虑采用钢材料。隧道衬砌结构应设计为封闭式。

图4-13　隧道主体建筑物衬砌形式(www.xing528.com)

（2）隧道的出入口。隧道的出入口都需要专门修建洞门，一般采用端墙式或翼墙式，以保证洞口仰坡和路堑边坡的稳定，汇集和排除地面水流。隧道的净空（隧道衬砌的内轮廓线所包括的空间），必须满足隧道建筑限界要求。对于曲线段的隧道，同样还要考虑曲线加宽的影响。

高速列车在隧道中行驶时所受的空气阻力要比在露天大得多，约占列车总阻力的90%。对于隧道多的高速铁路，应考虑额外的牵引功率损失和隧道内空气散热等问题。为降低高速列车进隧道引起的负面影响，可将隧道洞口设计成喇叭口状，喇叭口内满布圆孔（如意大利罗马—佛罗伦萨高速线），以吸引冲击波，减小冲击力。

（二）附属建筑物

为了保证铁路隧道正常运营，配合上述主体建筑物，还需在隧道内修建避车洞及防排水等附属建筑物，以满足隧道内维修人员的安全和保持隧道内的干燥。地铁隧道由于车站与线路连为一体都在地下，所以其附属建筑物还要满足通风与采暖（或空调）、给排水、通信、信号、供电、防灾等设备或系统布置的要求。

（三）隧道位置选择

由于隧道是一种地下建筑物，因此，隧道位置在很大程度上受地质、水文、城市地下管线等情况的影响。一般情况下，隧道位置应尽可能选择在地质构造简单、岩性较好的稳固地层中，洞口位置宜贯彻“早进洞、晚出洞”的原则，以利于洞口边坡的稳定。