隧道建築限界

隧道建築限界【structural approach limit of tunnel】指為保證隧道內各種交通的正常運行與安全，而規定在一定寬度和高度範圍內不得有任何障礙物的空間限界。

基本介紹

• 中文名：隧道建築限界
• 外文名：structural approach limit of tunnel
• 別稱：隧道淨空
• 作用：保證隧道內交通的正常運行與安全
• 措施：在規定範圍內不得有障礙物
• 定義：提供界於車輛的通道和表面的空間

概述

隧道建築限界又稱隧道淨空，是指隧道內表面的最小必要距離，以提供界於車輛或運貨或人行交通的最近通道和他們的表面間的空間。隧道的最小尺寸是由以下兩者來確定，一是根據在隧道中建議的交通類型而確定的最小淨空，二是其他要求的間距，比如通風管道和管線。

鐵路隧道的淨空

鐵路隧道的淨空單線鐵路隧道為配合其設備有不同的標準。但在直線區間軌道中，單線和雙線的隧道不應小於圖1所顯示的標準。

在鐵路隧道中，若在兩邊沒有避開場所，那么淨空中需要提供人員通道。這類淨空至少應6ft8in或2m高，車輛限界圖中每邊的寬度至少30in，雖然在某些線路中採用的是24in作為最小值。在公路隧道中，用於人行道的路緣淨空採用的是3ft或0.9m。在公路和鐵路隧道中，一般沿著位於便於緊急逃生的臨近管道之間的公共牆布置人行道，其中緊急逃生道位於導管之間，以防止人員直接進入雙面交通道中。

在曲線軌道中應增加淨空，以便於長85ft車輛和中心距60ft的卡車進出和轉彎，以及距離軌道頂部15ft/in的高度（從軌道頂部至軌枕頂部之間的距離應取8in）。

根據AREMA標準在曲線段軌道應是超高的。

電桿架、導電軌、懸鏈線結構的淨空應遵循由美國鐵路協會出版的圖表，在其中的工程部分中的電力章節。

新結構應採用AREMA的最新標準，若超過這些標準應採用當地的法定標準。

圓形隧道應採用這些可能適合的修正值來滿足淨空限界圖。

高速運輸隧道的淨空

在高速運輸隧道中沒有一般的淨空標準，在使用過程中需要根據全部車輛情況改變需要。

圖2顯示的是紐約城市BMT和IND部門長達67ft的車輛一般淨空圖。圖3給出了聖弗蘭西斯科海灣地區快速運輸系統中的淨空，其中有在5ft6in規格的軌道上10ft寬和75ft長的車輛。淨空不僅要滿足因超高和搖擺引起的翹起和車輛的外伸，還要滿足彈簧損壞或車輛拋錨的要求。

公路隧道的淨空

美國洲際公路和運輸部門協會（AASHTO）在不同等級公路中，已經建立了標準的水平和垂直淨空要求。在聯邦公路局（FHWA）的管轄下，在洲際公路系統中已經修正並擴大了要求。

對於洲際公路系統中的鄉村和大多數城市部分採用的是16ft的垂直淨空。

由於隧道的成本非常高，淨空的要求通常要有一定的減少。雖然在舊式的二車道隧道中，單線交通的路緣採用的是21ft，雙向交通的路緣採用的是23ft，但通常都有速度的限制，這些寬度已經不再適合當前的12ft或3.6m的車道標準了。由於成本的限制很少採用全寬台肩，但是在每個路緣附近至少要有額外的1ft。在水平曲線中為滿足視覺距離的要求，需要更寬的台肩或視覺傾度。牆體之間的最小距離為30ft就是一般的要求。在隧道內如果沒有首先去除老的表層，一般很少允許進行表面重修，所以沒有表面重修要求的頂部淨空。一般在隧道中，上部車道信號是顯示哪個車道在運行方向上是開放的，所以這些需要額外的上部容許值，當然也需要滿足燈、頂部標誌、通風噴氣風扇以及其他安裝在頂部的設備的淨空要求。最小頂部淨空取決於對於超高車輛和公路的等級，採用的是哪種線路，但是採用的值一般在14ft到5.1m之間。對於長卡車垂直曲線需要附加高度。用於通風、通風設備、通風管道需要附加空隙。

直線隧道建築限界

隧道建築限界是為防止列車通過隧道時機車車輛及所裝貨物與線路設備碰撞，確保行車安全所規定的隧道內部橫斷面淨空的最小尺寸。國標GBl46．2—83規定：

“隧限一1甲”與“隧限一1乙”，適用於新建和改建的非電化鐵路（蒸汽牽引和內燃牽引）直線區段的單線和雙線隧道。

“隧限一2甲”與“隧限一2乙”，適用於新建和改建的電化鐵路（電力牽引）直線區段的單線和雙線隧道。

曲線隧道的淨空加寬

1．單線曲線隧道的加寬辦法

在曲線上，由於車輛平面是一個矩形，車輛軸線與線路中線發生偏移，兩端向曲線外側發生偏移（d外），中部則向曲線內側偏移（d內1）；又由於曲線外軌超高，引起車輛內傾，使內軌頂面以上日處控制點偏移了一個水平距離（d內2）。因此，為了保證列車能順利地通過曲線隧道，必須將隧道淨空加寬。曲線內、外側總加寬為：

W=W1+W2=d內1+d內2+d外=

式中：R一曲線半徑（m）；

h一曲線外軌超高（mm）；

H一自軌面算起的計算點高度（mm）。

由於隧道內側加寬Wl總大於外側加寬W2，所以，隧道斷面加寬後，線路中線是不動的，而隧道中線卻向曲線內側偏移了一個距離d=（W1-W2）/2。在設計時，W值向上可進為10cm的整位數以簡化拱架規格。施工時，按照W決定襯砌斷面澆築的拱模，按照d確定拱模中線（即隧道中線）與線路中線的間距。

2．曲線隧道地段加寬範圍

對於新建的曲線地段的隧道，為了保證運營淨空，以及便於施工，一般按照下列方式確定加寬範圍。

(1)位於曲線地段的隧道，其斷面加寬除圓曲線部分按規定辦理外，緩和曲線部分一般可分兩段加寬，即自圓曲線終點至緩和曲線中點，並向直線方向延長13m，採用圓曲線加寬斷面；其餘緩和曲線並自緩和曲線起點向直線段延長22m，採用緩和曲線中點加寬斷面，即加寬值為圓曲線之半。

(2)當隧道位於反向曲線上，且其間公切線（夾直線）長度小於44m時，重疊部分按兩端不同的曲線半徑分別核算其內外側加寬值，實際加寬值應採用其中較大者。

(3)不同加寬值襯砌斷面的銜接，可在兩拱架間順接整體澆築（混凝土襯砌）或錯台相接（石或混凝土製塊襯砌）。