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隧道建筑限界

土木工程术语

隧道建筑限界【structural approach limit of tunnel】指为保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间限界。

内容简介
隧道建筑限界又称隧道净空，是指隧道内表面的最小必要距离，以提供界于车辆或运货或人行交通的最近通道和他们的表面间的空间。隧道的最小尺寸是由以下两者来确定，一是根据在隧道中建议的交通类型而确定的最小净空，二是其他要求的间距，比如通风管道和管线。
铁路隧道的净空
铁路隧道的净空单线铁路隧道为配合其设备有不同的标准。但在直线区间轨道中，单线和双线的隧道不应小于图1所显示的标准。
在铁路隧道中，若在两边没有避开场所，那么净空中需要提供人员通道。这类净空至少应6ft8in或2m高，车辆限界图中每边的宽度至少30in，虽然在某些线路中采用的是24in作为最小值。在公路隧道中，用于人行道的路缘净空采用的是3ft或0.9m。在公路和铁路隧道中，一般沿着位于便于紧急逃生的临近管道之间的公共墙布置人行道，其中紧急逃生道位于导管之间，以防止人员直接进入双面交通道中。
在曲线轨道中应增加净空，以便于长85ft车辆和中心距60ft的卡车进出和转弯，以及距离轨道顶部15ft/in的高度（从轨道顶部至轨枕顶部之间的距离应取8in）。
根据AREMA标准在曲线段轨道应是超高的。
电杆架、导电轨、悬链线结构的净空应遵循由美国铁路协会出版的图表，在其中的工程部分中的电力章节。
新结构应采用AREMA的最新标准，若超过这些标准应采用当地的法定标准。
圆形隧道应采用这些可能适合的修正值来满足净空限界图。
高速运输隧道的净空
在高速运输隧道中没有一般的净空标准，在使用过程中需要根据全部车辆情况改变需要。
图2显示的是纽约城市BMT和IND部门长达67ft的车辆一般净空图。图3给出了圣弗兰西斯科海湾地区快速运输系统中的净空，其中有在5ft6in规格的轨道上10ft宽和75ft长的车辆。净空不仅要满足因超高和摇摆引起的翘起和车辆的外伸，还要满足弹簧损坏或车辆抛锚的要求。
公路隧道的净空
美国洲际公路和运输部门协会（AASHTO）在不同等级公路中，已经建立了标准的水平和垂直净空要求。在联邦公路局（FHWA）的管辖下，在洲际公路系统中已经修正并扩大了要求。
对于洲际公路系统中的乡村和大多数城市部分采用的是16ft的垂直净空。
由于隧道的成本非常高，净空的要求通常要有一定的减少。虽然在旧式的二车道隧道中，单线交通的路缘采用的是21ft，双向交通的路缘采用的是23ft，但通常都有速度的限制，这些宽度已经不再适合当前的12ft或3.6m的车道标准了。由于成本的限制很少采用全宽台肩，但是在每个路缘附近至少要有额外的1ft。在水平曲线中为满足视觉距离的要求，需要更宽的台肩或视觉倾度。墙体之间的最小距离为30ft就是一般的要求。在隧道内如果没有首先去除老的表层，一般很少允许进行表面重修，所以没有表面重修要求的顶部净空。一般在隧道中，上部车道信号是显示哪个车道在运行方向上是开放的，所以这些需要额外的上部容许值，当然也需要满足灯、顶部标志、通风喷气风扇以及其他安装在顶部的设备的净空要求。最小顶部净空取决于对于超高车辆和公路的等级，采用的是哪种线路，但是采用的值一般在14ft到5.1m之间。对于长卡车垂直曲线需要附加高度。用于通风、通风设备、通风管道需要附加空隙。
直线隧道建筑限界
隧道建筑限界是为防止列车通过隧道时机车车辆及所装货物与线路设备碰撞，确保行车安全所规定的隧道内部横断面净空的最小尺寸。国标GBl46．2—83规定：
“隧限一1甲”与“隧限一1乙”，适用于新建和改建的非电化铁路（蒸汽牵引和内燃牵引）直线区段的单线和双线隧道。
“隧限一2甲”与“隧限一2乙”，适用于新建和改建的电化铁路（电力牵引）直线区段的单线和双线隧道。
曲线隧道的净空加宽
1．单线曲线隧道的加宽办法
在曲线上，由于车辆平面是一个矩形，车辆轴线与线路中线发生偏移，两端向曲线外侧发生偏移（d外），中部则向曲线内侧偏移（d内1）；又由于曲线外轨超高，引起车辆内倾，使内轨顶面以上日处控制点偏移了一个水平距离（d内2）。因此，为了保证列车能顺利地通过曲线隧道，必须将隧道净空加宽。曲线内、外侧总加宽为：
W=W1+W2=d内1+d内2+d外=
式中：R一曲线半径（m）；
h一曲线外轨超高（mm）；
H一自轨面算起的计算点高度（mm）。
由于隧道内侧加宽Wl总大于外侧加宽W2，所以，隧道断面加宽后，线路中线是不动的，而隧道中线却向曲线内侧偏移了一个距离d=（W1-W2）/2。在设计时，W值向上可进为10cm的整位数以简化拱架规格。施工时，按照W决定衬砌断面浇筑的拱模，按照d确定拱模中线（即隧道中线）与线路中线的间距。
2．曲线隧道地段加宽范围
对于新建的曲线地段的隧道，为了保证运营净空，以及便于施工，一般按照下列方式确定加宽范围。
(1)位于曲线地段的隧道，其断面加宽除圆曲线部分按规定办理外，缓和曲线部分一般可分两段加宽，即自圆曲线终点至缓和曲线中点，并向直线方向延长13m，采用圆曲线加宽断面；其余缓和曲线并自缓和曲线起点向直线段延长22m，采用缓和曲线中点加宽断面，即加宽值为圆曲线之半。
(2)当隧道位于反向曲线上，且其间公切线（夹直线）长度小于44m时，重叠部分按两端不同的曲线半径分别核算其内外侧加宽值，实际加宽值应采用其中较大者。
(3)不同加宽值衬砌断面的衔接，可在两拱架间顺接整体浇筑（混凝土衬砌）或错台相接（石或混凝土制块衬砌）。
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