第三节 明洞
一、明洞作用
明洞是用明挖法修建的隧道，一般设置在隧道的进出口处，是隧道洞口或线路上能起到防护作用的重要建筑物。
明洞的设置应满足下列条件：
（1）洞顶覆盖薄，难以用钻爆法修建隧道的地段。
（2）受坍方、落石、泥石流等威胁的地段。
（3）公路、铁路、沟渠等必须在铁路上方通过，又不宜修建隧道、立交桥或渡槽等的地段。
（4）为了减少隧道工程对环境的破坏，保护环境和景观，洞口段需延长。
二、明洞类型
明洞的结构类型常因地形、地质和危害程度不同而异，有多种形式，采用得最多的为拱式明洞和棚式明洞。
1.拱式明洞
拱式明洞的结构形式与一般隧道基本相似，也是由拱圈、边墙和仰拱或铺底组成。它的内轮廓也和隧道一致。但是，由于它周围是回填的土石，得不到可靠的围岩抗力的支持，因而结构的截面尺寸要略大一些。
（1）路堑式拱形明洞。路堑式拱形明洞两侧都是高边坡的路堑，施工时先开挖路堑，然后在路堑内修建隧道衬砌结构，然后回填上面的覆土。如图2-12所示。
（2）偏压直墙式拱形明洞。偏压直墙式拱形明洞适用于两侧边坡高差较大的不对称路堑。由于压力的不对称性，边墙设计为直墙，外侧边墙厚度大于内侧边墙厚度。如图2-13所示。
图2-12 路堑式拱形明洞
图2-13 偏压直墙式拱形明洞
（3）偏压斜墙式拱形明洞。当地形倾斜，低侧处路堑外侧有较宽阔的地面供回填土石时，为了增加明洞抵抗侧向压力的能力，可修建偏压斜墙式拱形明洞。这种明洞拱圈等厚，内侧边墙为等厚直墙，外侧边墙为不等厚斜墙。如图2-14所示。
图2-14 偏压斜墙式拱形明洞
（4）半路堑单压式拱形明洞。在傍山隧道的洞口或傍山线路的上半路堑地段，一侧边坡陡立且有坍方、落石的可能，对行车安全有危险时，或隧道通过不良地质地段必须提前进洞时，由于外侧地形狭窄，地面陡峻，无法回填土石，为了平衡内侧压力，此时可修建半路堑单压式拱形明洞。一般内侧边墙为等厚直墙，外侧边墙应相对加厚，且外边墙地基必须放置在稳固的基岩上。如图2-15所示。
2.棚式明洞（简称棚洞）
当山坡侧向压力不大，或因地质、地形限制，难以修建拱式明洞时，可采用棚式明洞。
（1）盖板式明洞。它是由内墙、外墙、钢筋混凝土盖板等组成的简单结构。一般上部用土石回填覆盖，以避免山体落石对明洞的冲击。这种结构内墙一般为重力式墩台结构，厚度较大，用以平衡山体的侧向压力，它的基础必须放在基岩或稳固的地基上。外墙不受侧向压力，仅承受梁和盖板的竖向荷载时，要求的地基承载力较小，固外墙较薄，或者根据落石的严重与否以及地质情况，采用立柱式（梁式）或连拱墙式结构。当外侧基岩较浅，地基基础承载力较大时，可采用立柱式结构。如图2-16所示。
图2-15 半路堑单压式拱形明洞
图2-16 盖板式明洞
图2-17 刚架式棚洞
（2）刚架式棚洞。当地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置较深而上部地基稳定性较差时，为了使基础置于基岩上且减小基础工程，可采用刚架式外墙，此种明洞为刚架式棚洞。该种明洞主要由外侧刚架、内侧重力式墩台结构、横顶梁、底衡撑及钢筋混凝土盖板组成。棚洞顶部施作防水层并用土石方回填覆盖。如图2-17所示。
（3）悬臂式棚洞。稳固而陡峻的山坡，外侧地形难以满足一般棚洞的地基要求，而且在落石不太严重的情况下，可以修建悬臂式棚洞。一般内墙为重力式，上端接筑悬臂式横梁，其上铺以盖板，在盖板的内端设平衡重来维持结构受外荷载作用下的稳定性。如图2-18所示。
图2-18 悬臂式棚洞
明洞虽然是在敞开的地面上施工修建，但由于圬工数量较大，而且上部需回填土石覆盖，所以整体造价比暗挖的隧道要贵些。过去，由于隧道造价较高，为了降低造价，很多隧道力求缩短洞身。而在施工后，发现洞口很不安全，只得一再接长明洞，反而增加了费用，还给洞口施工带来了干扰。所以，根据目前的隧道洞口设计理论，宜采用“早进晚出”的设计原则，不宜事后把增修明洞作为补救的办法。