鐵路隧道是專供火車運輸行駛的通道。鐵路穿越山嶺地區時,由於牽引能力有限和最大限坡要求(小於24%) ,需要克服高程障礙。開挖隧道穿越山嶺是一種合理的選擇，其作用是縮短線路減小坡度改善運營條件、提高牽引能力。根據其所在位置可分為三大類：為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱為山嶺隧道；為穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱為水下隧道；為適應鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱為城市隧道。
基本介紹
- 中文名：鐵路隧道
- 外文名：railway tunnel
- 時間：1826年
- 國家：英國、中國等
- 類別：建築物
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簡介
自英國於1826年起在蒸汽機車牽引的鐵路上開始修建長770米的泰勒山單線隧道和長2474米的維多利亞雙線隧道以來，英、美、法等國相繼修建了大量鐵路隧道。截至2006年底最長的是瑞士的勒奇山隧道（Loetschberg），總長34公里，1994年開始開鑿，2005年4月28日貫通，預計2007年正式通車.中國青藏鐵路風火山隧道全長1338米，軌面標高4905米，是現今世界最高的標準軌距鐵路隧道（截至2006年底）。在19世紀60年代以前，修建的隧道都用人工鑿孔和黑火藥爆破方法施工。1861年修建穿越阿爾卑斯山脈的仙尼斯峰鐵路隧道時，首次套用風動鑿岩機代替人工鑿孔。1867年修建美國胡薩克鐵路隧道時，開始採用硝化甘油炸藥代替黑火藥，使隧道施工技術及速度得到進一步發展。
在20世紀初期，歐洲和北美洲一些國家鐵路形成鐵路網，其中較長的瑞士和義大利間的辛普朗鐵路隧道長19.8公里。美國長約12.5公里的新喀斯喀特鐵路隧道和加拿大長約 8.1公里的康諾特鐵路隧道都採用中央導坑法施工。其施工平均年進度分別為4.1和4.5公里，是當時最高的施工進度。至1950年，世界鐵路隧道最多的國家有義大利、日本、法國和美國。日本至20世紀70年代末共建成鐵路隧道約3800座，總延長約1850公里，其中5公里以上的長隧道達60座，為世界上鐵路長隧道最多的國家。1974年建成的新關門雙線隧道，長18675米，為當時世界最長的海底鐵路隧道。1981年建成的大清水雙線隧道，長22228米，為世界最長的山嶺鐵路隧道。連線本州和北海道的青函海底隧道，長達53850米，為當今世界最長的海底鐵路隧道。
20世紀60年代以來，隧道機械化施工水平有很大提高。全斷面液壓鑿岩台車和其他大型施工機具相繼用於隧道施工。噴錨技術的發展和新奧法的套用為隧道工程開闢了新的途徑。掘進機的採用徹底改變了隧道開挖的鑽爆方式。盾構構造不斷完善，已成為鬆軟、含水地層修建隧道最有效的工具。
中國於1887-1889年在台灣省台北至基隆窄軌鐵路上修建的獅球嶺隧道，是中國的第一座鐵路隧道，長261米。此後，又在京漢、中東、正太等鐵路修建了一些隧道。京張鐵路關溝段最早修建的4座隧道（五桂頭，石佛寺,居庸關，八達嶺），是用中國自己技術力量修建的第一批鐵路隧道，這其中最長的八達嶺鐵路隧道長為1091米，於1908年建成。中國在1950年以前，僅建成標準軌距鐵路隧道238座，總延長89公里。自20世紀50年代以來，隧道修建數量大幅度增加，1950-1984年期間共建成標準軌距鐵路隧道4247座，總延長2014.5公里，此外，中國還建有窄軌距鐵路隧道191座，總延長23公里。成為世界上鐵路隧道最多的國家之一。
中國最長
（截至2006年底）
成昆線，沙馬拉打隧道，6383米。
南昆線，米花嶺隧道，9392米。
寶成線，新會龍場隧道，4245米。
京通線，紅旗隧道，5848米。
朔黃線，長梁山隧道，12782米。
陽安線，台子山隧道，3625米。
京九線，五指山隧道，4465米。
京廣線，大瑤山隧道，14294米。
渝懷線，園梁山隧道，11068米。
內昆線，黃蓮坡隧道，5306米。
瀋丹線，福金嶺隧道，2326米（上行），2558米（下行）。
溪田線，八盤嶺隧道，6340米。
南疆線，奎先隧道，6152米。
京秦線，丁莊隧道，1349，1米。
承隆聯絡線，興隆嶺隧道，1071米。
太嵐線，峙頭隧道，2865.50米。
邯長線，皇后嶺隧道，2820米。
太焦線，小東溝隧道，3283.9米。
北同蒲線，段家嶺2線隧道，3540米。
川黔線，涼風埡隧道，4270米。
梅七線，崔家溝隧道，3834米。
西延線，韓家河隧道，3512米。
橫南線，分水關隧道，7252米。
廣九線，筆架山隧道，2212米。
寶蘭線，新曲兒岔隧道，4010米。
京承線，夾馬石隧道，2387米。
南迴線，中央隧道，8070米。
北迴線，觀音隧道，7757米。
牙林線，嶺頂隧道，720米。
鳳上線，長嶺隧道（電影鐵道衛士？），2489.3米，1939年。
京包線，旗下營隧道，1567.9米（上行），1586.2米（下行），1958年。
外福線，前洋隧道，2797米，1989年。
魏塔線，順山嶺隧道，1577.6米，1972年。
包蘭線，竇家溝隧道，1268.36米，1952年。
林東線，奎山隧道（奎山-大慶嶺），1836米。
蘭新線，烏鞘嶺特長隧道，20050米（截至2006年底為中國第一長隧道）。
京滬線，棲霞山隧道，750米。
浙贛線，上金隧道，4452米。
世界著名
十大鐵路隧道
連線日本本州與北海道的青函海底隧道，全長53,850米，1984年建成；
日本上越新幹線上的大清水隧道，長22,228米，1979年貫通；
日本山陽新幹線上的新關門海底隧道，長18,700米，1975年建成；
義大利亞平寧隧道，18,500米，1934年建成；
日本山陽新幹線上的六甲隧道，16,250米，1972年建成；
日本上越新幹線上的榛名隧道，15,350米，1982年建成；
日本上越新幹線上的中山隧道，14,900米，1982年建成；
瑞士列奇堡隧道，14,600米，1913年建成；
中國大瑤山隧道，長14,295米，1987年建成
其他著名鐵路隧道
仙尼斯隧道，連線法國、義大利兩國，長12900米，雙線，建於1857～1871年。
聖哥達隧道，位於瑞士境內，長15000米，雙線，建於1872～1882年。
辛普倫隧道，連線瑞士義大利的一座鐵路長隧道，長19800米。第一號隧道建於1896～1906年，第二號隧道建於1912～1921年。
美國最長的隧道是1925～1928年修建的長12540米的喀斯喀特隧道。
世界上最長的山嶺隧道是位於日本上越新幹線的大清水隧道，長22280米。
世界上最著名的鐵路隧道，莫過於日本的青函海底隧道和英法海底隧道。
日本青函隧道是當前世界上最長的一條隧道。它通過津輕海峽，把津輕半島和北海道的鐵路連線起來。隧道由本州的青森穿過津輕海峽到北海道的函館，為雙線隧道，全長為53860米，其中海底部分為23300米。青函隧道1964年開挖斜坑道，經過24年的施工，於1988年3月13日正式投入運營。
英法海底隧道從英吉利海峽最窄處即英國的多佛爾到法國的加來，同時修建兩條直徑7.3米、長50000米的鐵路隧道。其中37000米在海底。兩條隧道之間相距30米，在其中間線再修一條直徑為4.5米的輔助隧道，每隔375米與兩側主隧道連通，供通風、維修使用。當主隧道因故列車不能通行時，輔助隧道還可作為應急的通道。全部工程耗資為530億法朗（約合70億美元）。
英法海峽隧道長50公里，當高速列車通過時，巨大的壓力和空氣阻力會使隧道內的溫度升高到49℃～55℃。這樣高的溫度不僅會造成鋼軌變形、設備發生故障，而且旅客也難以忍受。為了解決這個問題，科技人員在兩個隧道之間加設了一條冷卻管道，並在海峽兩端建造了巨型水冷卻設備，水溫在這裡被降到3℃，然後流經管道以降低隧道內的溫度。
隧道於1987年動工，1994年竣工並投入使用。坐時速260公里的高速火車，穿越隧道只用26分鐘，從巴黎到倫敦由原來的5小時縮短為3小時。列車全天運營，尖峰時間每3分鐘開出一列。
有關法律
中華人民共和國國務院令第430號頒布的《鐵路運輸安全保護條例》，只是規定了線路兩側的安全保護區，對於隧道上方，第十七條規定：任何單位和個人不得在鐵路線路兩側距路堤坡腳、路塹坡頂、鐵路橋樑外側200米範圍內，或者鐵路車站及周圍200米範圍內，及鐵路隧道上方中心線兩側各200米範圍內，建造、設立生產、加工、儲存和銷售易燃、易爆或者放射性物品等危險物品的場所、倉庫。但是，根據國家有關規定設立的為鐵路運輸工具補充燃料的設施及辦理危險貨物運輸的除外。第十八條規定：在鐵路線路兩側路堤坡腳、路塹坡頂、鐵路橋樑外側起各1000米範圍內，及在鐵路隧道上方中心線兩側各1000米範圍內，禁止從事採礦、採石及爆破作業。
施工規範
有公路、鐵路隧道國家頒布的規範
1、洞口開挖中應隨時檢查 ( 邊坡和仰坡 ) ，如有滑動、開裂等現象，應 （適當放緩坡度） ，保證邊（仰）坡穩定和施工安全。
3、洞門襯砌拱牆應與 （洞內相聯的拱牆 ) 同時施工，連成整體。如系接長明洞，則應按設計要求採取 （加強連線措施） ，確保與（已成的拱牆） 連線良好。
4、明洞拱背回填應對稱分層夯實，每層厚度 （不得大於0.3m），其兩側回填的土面高差 （不得大於0.5m）。回填至拱頂齊平後，應立即（分層滿鋪填築至要求高度）。
5、使用機械回填應待拱圈混凝土強度達到 （設計強度且由人工夯實填至拱頂以 上1.0m 後） 方可進行。
8、台階法適用於 （Ⅳ～Ⅴ ) 類較軟或 （節理髮育） 的圍岩；台階分部開挖法適用於 （Ⅲ～Ⅱ） 類圍岩或 （一般土質圍岩地段 ）。一般環形開挖進尺不應過長，以 (0.5～1.0m ) 為宜；導坑法適用於（Ⅲ～Ⅱ ) 類夏圍岩。
9、Ⅰ類圍岩必須按 （輔助施工方法的要求進行處理後） 後方可開挖。
10、應嚴格控制欠挖。當 （岩層完整、岩石抗壓強度大於30MPA並確認不影響襯砌結
構穩定和強度） 時，允許岩石個別突出部分（每1m2內不大於0.1m2）欠挖，但其隆起量不得（大於5cm ）。拱、牆腳以上（ 1m ) 嚴禁欠挖。
14、水泥砂漿錨桿孔徑應 （大於桿體直徑15mm）；其它型式錨桿孔徑符合設計要求。
16、冬季施工時，噴射作業區的氣溫不應 ( 低於5℃）。在 （結凍的層面上） 不得噴射混凝土。混凝土強度 （未達到6MPa 前） ，不得受凍。混合料應提前運進洞內。
17、採用鋼架噴射混凝土時，格柵鋼架的主筋材料應採用 ( Ⅱ級鋼筋或Ⅰ級鋼筋） ，直徑 ( 不小於22mm ) ，聯繫鋼筋可根據具體情況選用。
18、構件支護構架的架設間距，宜取 (80～120cm ) ，鬆軟破碎地段可 ( 適當加密 ）。
19、拱（牆）架的間距應根據（ 襯砌地段的圍岩情況、） 、 ( 隧道寬度 ) 、 ( 襯砌厚度 及模板長度 ) 確定，一般可取（1m ) ，最大不應超過（ 1。5m ）。
20、二次襯砌混凝土其強度達到 (2.5MPa ) 時，方可拆模
22、洞內有大面積滲漏水時，宜採用 ( 鑽孔將水集中匯流引入排水溝 ）。其鑽孔的位置、數量、孔徑、深度、方向和滲水量等應 ( 作詳細記錄 ) ，以便在襯砌時確定拱牆背後排水設施的位置。
23、襯砌背後或隧底設定盲溝時，溝內以 ( 石質堅硬、不易風化且尺寸不小於15cm 的 ) 片石充填。盲溝縱坡 （不宜小於1% ）。
24、當襯砌背後壓注水泥砂漿且襯砌表面仍有滲漏水的地段，可向襯砌體內壓注（水泥-水玻璃漿液） ；當這種漿液不能滿足要求時，可採用 ( 其它化學漿液 ）。
25、根據止水帶材質和止水部位可採用不同的接頭方法。對於橡膠止水帶，其接頭形式應採用 ( 搭接或複合接） ；對於塑膠止水帶的接頭形式應採用（ 搭接或對接）。止水帶的搭接寬度可取（ 10cm ) ，冷粘或焊接的縫寬不小於（ 5cm ）。
26、防水層可在 ( 拱部和邊牆按環狀） 鋪設，並視材質採取相應的接合方法。塑膠板用（ 焊 接 ) ，搭接寬度為 ( 10cm ) ，兩側焊縫寬應不小於（ 2.5cm ) ；橡膠防水板粘接時，搭接寬為 ( 10cm ) ，粘縫寬不小於（5cm）。
27、隧道工作面使用風壓應不小於（ 0.5MPa ），水壓不小於（ 0.3MPa）。
29、隧道照明，成洞段和不作業地段可用（ 220V ），瓦斯地段不得超過（ 110V ) ，一般作業地段不宜大於（ 36V ) ，手提作業燈為 (12～24V ）。
31、當採用構件支撐時，其立柱斜度為（ 為斜井傾角之半） ，最大 （不超過9° ）。各排支撐間套用（ 套用三道縱撐支穩 ）。
32、斜井運輸時井口軌道中心必須設定安全擋車器，並經常處於 ( 關閉狀態 ) ，放車時方準打開。在（ 擋車器下方約5～10m 及接近井底前10m 處） 應各設一道防溜車裝置。（井底與通道聯接處 ) ，應設定安全索。車輛行駛時井內禁止人員通行與作業。
35、超前小鋼管應（要求 ）。在安設前應檢查小鋼管尺寸，鋼管頂入鑽孔長度不應小於（ 管長的90% ）。
36、小導管注漿前，應 ( 對開挖面及5m 範圍內的坑道噴射厚為5～10cm 混凝土或用模築混 凝土封閉 ) 噴射厚為5~10cm混凝土或 ( 模築混 凝土封閉 ）。
38、當圍岩壓力極大，其變形速率難以收斂時，應在 （上台階或中央導坑的底部行） 先修築臨時混凝土仰拱，待變形基本收斂後，（ 開挖下部台階 ) ，（ 拆除臨時仰拱 ) ，（ 並儘快灌築永久性襯砌和仰拱 ）。
39、遇到暗河或溶洞有水流時，（ 宜排不宜堵 ）。應在查明水源流向及其與隧道位置的關係後，用 （暗管 ) 、 ( 涵洞 ) 、（ 小橋 ) 等設施宣洩水流或開鑿泄水洞將水排除洞外。
40、在岩溶區施工，個別溶洞處理耗時且困難時，可採取 ( 迂迴導坑繞過溶洞） ，繼續進行隧道前方施工，並同時處治溶洞，以節省時間，加快施工進度。繞行開挖中，應防止（ 應防止洞壁失穩）。
41、塌方規模較小時，應 （加固塌體兩端洞身 ) ， ( 並儘快施作噴射混凝土或錨噴聯合支護封閉塌穴頂部和側部 ) ，然後清渣。在保證安全的前提下，亦可在塌渣上架設施工臨時支架，穩定頂部，然後清渣。臨時支架待 ( 灌築襯砌混凝土達到要求強度後） 方可拆除。
42、在煤層或有瓦斯岩層中，不允許打（ 40cm 以下 ) 的淺眼，任何炮眼最大抵抗線（不得小於 30cm）。
43、用12~15t壓路機碾壓路面基層時，每層壓實厚度 ( 不宜超過15cm ) ；用18~20t壓路機時，每層壓實厚度（20cm ）。當壓實厚度超過上述規定時，應 ( 分層鋪築壓實 ) ，每層最小壓實厚度 ( 應為10cm ）。
臨時工程施工，應符合下列要求：
⑴臨時工程應在隧道開工前基本完成；
⑵運輸便道需引至洞口，滿足使用期限運量和行車安全的要求，並經常養護，保證暢通；
⑶風、水、電設施應靠近洞口，安裝機械和管線應按有關規定布置，並及早架設；
⑷臨時房屋應結合季節和地區特點，選用定型、拼裝或簡易式建築，並能適應施工人員工作和生活的需要；
當洞口可能出現地層滑坡、崩塌、偏壓時，應採取下列相應的預防措施：
⑶偏壓可採取平衡壓重填土、護坡擋牆或對偏壓上方地層挖切等措施，以減輕偏壓力。
⑷開挖中對地層動態應進行監控量測，檢查各種處理措施的可靠性。
明洞襯砌施工應注意下列事項：
⑴灌注混凝土前應複測中線和高程，襯砌不得侵入設計輪廓線；
⑵拱圈應按斷面要求製作定型擋頭板、外模和骨架，並應採取防止走模的措施；
施工方法
中國最長
秦嶺隧道中國最長的鐵路隧道，位於在建的西（安）（安）康鐵路青岔車站和營盤車站之間，由兩座基本平行的單線隧道組成，兩線間距為30米，其中Ⅰ線隧道全長18460米；Ⅱ線隧道全長18456米。
隧道通過地區岩性主要為混合片麻岩、混合花崗岩、含綠色礦物混合花崗岩；洞身穿過13條斷層，其中大的斷層有F、F、F等區域斷層。隧道北洞口高程約870米，南洞口高程約1025米，隧道兩端高差約155米。Ⅰ、Ⅱ線隧道縱坡基本相同，由西安端進洞後約14.7公里範圍為11‰上坡；然後以3.2公里、3‰的下坡出洞。隧道最大埋深約1600米，埋深超過1000米地段長約3.8公里。
秦嶺隧道穿越地段地質條件十分複雜，經多種手段測試，施工時有高地應力、岩爆、地墊、斷裂帶湧水、圍岩失穩等不良地質災害發生，工程建設任務十分艱巨。
雙線隧道
衡廣複線大瑤山隧道（14.3千米）、國內最長的鐵路單線隧道蘭武二線烏鞘嶺隧道(20.5千米）、國內首次採用TBM修建的西安安康秦嶺特長隧道（18.5千米）、國內最長的岩溶隧道渝懷鐵路圓梁山隧道（11.1千米）、國內最長的瓦斯隧道侯月鐵路雲台山隧道（8.2千米）；正在建設的著名長大隧道有：國內設計最長的鐵路隧道太行山隧道(27千米）、武廣客運專線大瑤山隧道（10千米）、合武鐵路大別山隧道（13.3千米）、襄渝鐵路新大巴山隧道（10.6千米）、龍廈鐵路象山隧道(16千米）、太中銀鐵路興旺峁隧道（11千米）、南疆鐵路中天山隧道(25千米）、國內第一條長大水下盾構隧道—廣深港鐵路客運專線獅子洋隧道（10.8千米）等。
全世界最長的鐵路隧道
戈特哈德隧道造價近98億瑞士法郎（1美元約合0.95瑞士法郎），是在建的連線德國、瑞士與義大利的高速鐵路的一個重要工程。2017年該鐵路通車後，從瑞士蘇黎世到義大利米蘭將僅需2小時40分鐘，縮短1小時。屆時，每天將有至少300次列車通過戈特哈德隧道，客運列車平均時速將達250公里，貨運列車時速可達160公里。
由於戈特哈德隧道對貫穿歐洲大陸南北交通具有重要作用，正在盧森堡舉行會議的歐盟27國交通部長當天通過視頻見證了其貫通的整個過程，並感謝“瑞士人民為修建這條隧道作出的巨大貢獻”。
戈特哈德隧道工程自1999年起正式展開，工程分5段同步進行，節約了施工時間。戈特哈德隧道總長超過此前世界最長鐵路隧道、全長約54公里的日本青函鐵路隧道，瑞士媒體驕傲地稱其為“世紀隧道”。
