第四节 附属结构

为了使隧道能够正常使用，保证车辆通过的安全性，除了隧道的主体结构洞门及洞身衬砌外，还应设置一些附属结构。隧道内附属设施包括隧道通风建筑物、安全避让设施、防排水设施和电力及通信信号的安放设备等。

一、铁路隧道避车洞

当列车通过隧道时，为了保证隧道内工作的检查、维修人员能避让行驶中的列车，以及存放必要的备用材料和一些小型养护维修机械，应在隧道全长范围内，在隧道两侧边墙上交错均匀设置避车洞。避车洞分为大避车洞和小避车洞两种。

（一）大避车洞

大避车洞的主要作用是堆放料具，其净空尺寸为：宽4m，凹入边墙深2.5m，中心高2.8m。在碎石道床的隧道内，每侧相隔300m布置一个大避车洞；在混凝土宽枕道床或整体道床的隧道内，因人员行车待避较方便，且线路维修工作量较小，每侧相隔420m布置一个大避车洞。如图2-19所示。

当隧道长度在300～400m时，可在隧道中部设一个大避车洞、隧道长度小于300m时，可不设避车洞。洞口紧邻桥或路堑时，当桥上无避车台，路堑侧沟无平台时，应与隧道一并考虑避车洞。避车洞不应设于隧道衬砌变化处或变形缝处，旅客列车行车速度在160km/h的隧道内，避车洞内应沿洞壁设置高1.2m的钢扶手。

（二）小避车洞

小避车洞主要作用是躲避行人，其净空尺寸为：宽2m，凹入边墙深1m，中心高2.2m。无论在碎石道床或整体道床的隧道内，每侧边墙上应在大避车洞之间间隔60m布置一个小避车洞，双线隧道按每30m布置一个。如隧道附近有农村市镇，或曲线半径小，视距较短时，小避车洞可适当加密。如图2-20所示。

大小避车洞应交错均匀布设，如图2-21所示。避车洞应有衬砌，其结构类型应与隧道衬砌结构类型相适应，避车洞底面应与道床、人行道或侧沟盖板顶面齐平。为了使行人方便寻找避车洞，且不跨越线路，可在避车洞内及其周边用石灰浆刷成白色，并在两侧距离为10m处的边墙上各绘一个白色的指向箭头，并保证这些指示标志在运营期间鲜明醒目，方便避车找寻。如图2-22所示。

二、公路隧道紧急停车带

较长的公路隧道内，需要设置紧急停车带作为避让车道，避免车辆抛锚长时间占据行车道。在长大隧道内，如果是两道并行，则还需要在两洞之间设置行人横洞和行车横道，作为紧急疏散和救援通道。

（一）公路隧道紧急停车带

紧急停车带是为故障车辆离开干道进行避让，以免发生交通事故，引起混乱，影响通行能力而专供紧急停车使用的停车位置。尤其在长大隧道中，故障车必须尽快离开干道，否则会引起阻塞，甚至导致交通事故。为使车辆能在发生火灾时避难和退避还应设置方向转换场。

紧急停车带的间隔，主要根据故障车的可能滑行距离和人力可能推动距离确定。一般很难确定距离的大小，如小车较卡车滑行距离长，人力推动也较省力；下坡较上坡滑行距离长，推动也省力。在隧道内一般取500～800m。汽车专用隧道取500m，隧道长度大于600m时应在中间设置一处。混合交通隧道取800m，隧道长度大于900m时应在中间设置一处。

紧急停车带的有效长度，应满足停放车辆进入所需的长度，一般全挂车进入需20m，最低值为15m，宽度一般为3.0m。隧道内的缓和路段施工复杂，所以通常是将停车带两端各延长5m左右。如图2-23所示（以上数据为国外资料，仅供参考）。

（二）行车横道和行人横洞

行车横道与隧道正洞应该形成一个小于90°的夹角，单向交通的隧道采用45°～60°夹角。隧道长度在1000m～1500m时宜在隧道中间设一处。

行人横洞是在分离式单向交通的双管隧道中，当一个隧道内发生事故时，汽车无法立即疏散，事故内车辆的乘客可通过行人横洞疏散。行人横道的净空为2.5m（高）×2m（宽），设置间距可取250m，并不得大于500m。

三、防排水系统

为了保证隧道内的正常运营，保持隧道内干燥无水是重要条件之一。但实际中，经常会有一些水渗入隧道内，而在养护维修过程中也会有残留的水，这使得隧道内不能保证始终保持干燥。水在铁路隧道内会使钢轨及扣件等锈蚀，从而缩短了设备的使用寿命；水在公路隧道内会使路面湿滑，冬季北方会结冰，给行车带来安全隐患。隧道内有水还可能导致漏电事故发生和金属的电蚀现象。严寒地区隧道内漏水还会在拱顶部形成倒挂的冰凌，侵入限界，过往的车辆有剐碰的危险。隧道内结冰，还会给养护维修带来困难，增加成本。因此隧道内的防排水是隧道施工和运营中的一个重要问题。

隧道防排水应根据水文地质条件、施工技术水平、工程防水等级、材料来源和成本等，因地制宜，以达到防水可靠、排水通畅、基床底部无积水，经济合理的目的。

新建和改建隧道的防排水，应以“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，采取切实可靠的设计、施工措施，保障结构物和设备的正常使用和行车安全。对地表水和地下水应做妥善处理，洞内外应形成一个完整的防排水系统。

（一）防水

要求隧道衬砌结构具有一定的防水能力，能防止地下水渗入，如采用防水混凝土或塑料防水板等。

1.模筑混凝土衬砌防水

内层衬砌采用就地浇筑的混凝土本身具有防水功能。

2.塑料防水板防水

在内外层衬砌之间敷设软聚氯乙烯薄膜、聚异丁烯片等防水卷材，塑料板防水一般厚度为1.2mm。防水层接缝处，一般用热气焊接，或用电敏电阻焊接，也可采用适当的溶剂作为溶解焊接。敷设塑料防水板时应检查初衬表面的平整性，若局部凹凸应找平；若钢筋或锚杆外漏，必须切除，以免扎破塑料防水层。塑料防水板铺设固定时不能绷得太紧，要预留一定的松弛度，使得在灌注二次衬砌混凝土时，塑料板能向凹处变形，不产生过度张拉而破坏。

3.涂料防水

在隧道内表面涂刷防水涂料，如乳化沥青、环氧焦油等，使在隧道内表面形成不透水的薄膜。这种防水方法具有施工方便、抗渗性好等优点。目前在地下工程中应用较多，但在一般山岭隧道中应用还不广泛。

4.防水砂浆抹面

在普通砂浆中掺入防水剂，从而提高砂浆抹面的防水性能。目前应用较多的防水砂浆主要有氯化铁砂浆和氯化钙防水砂浆。这种防水方法在隧道内产生变形较大的部位不能使用。

（二）排水

排水是利用排水盲沟—泄水管—排水沟的形式进行隧道的排水。这种方法主要是将衬砌背后的水引入盲沟内汇集，然后通过与盲沟连接的泄水管将水从盲沟引入隧道内的排水沟，最后从排水沟排走。

1.盲沟

盲沟（图2-24）的作用是将围岩内的水汇集起来，并使之汇入泄水孔。其构造有以下几种形式。

（1）弹簧软管盲沟。这种盲沟一般采用10号铁丝绕成直径5～8cm的圆柱形弹簧或采用硬质、具有弹性的塑料丝缠成半圆形弹簧，或者采用带孔塑料管，以此作为过水通道的骨架，安装时，外敷塑料薄膜和铁窗纱。

（2）化学纤维渗滤布盲沟。这种盲沟是以结构疏松的化学纤维布作为水的渗流通道，其单面有塑料覆膜，安装时使覆膜朝向混凝土一面，可以阻止水泥浆渗入滤布。这种渗滤布式盲沟质量轻，便于安装和连续加垫焊接，宽度和厚度也可以根据渗排水量的大小进行调整。是一种用于汇集引排大面积渗水较理想的渗水盲沟。

施作盲沟时应注意：

1）安装时应将盲沟与岩壁尽量密贴牢固。

2）喷射混凝土时应注意掌握喷射角度和距离，不要把盲沟冲击损坏或冲掉，并尽可能将其压牢或覆盖。

3）对于未及时覆盖或喷后安设的盲沟，在模筑衬砌混凝土时，应注意不得使水泥砂浆进入盲沟内，以免阻塞渗水通道。

4）注意一定要将盲沟接入泄水孔，若采用模筑后钻孔泄水，应详细准确记录盲沟位置。

2.泄水孔

泄水孔是设于衬砌边墙下部的出水孔道，它将盲沟内汇集的水直接引入隧道内的排水沟内。泄水孔的施作有以下两种方法。

（1）在立边墙模板时就安设泄水孔管，将其里端与盲沟接通，外端穿过模板。泄水管可用钢管、竹管、塑料管等。

（2）当水量较小时，可待模筑混凝土边墙拆模后，再根据记录的盲沟位置钻泄水孔。

3.排水沟

排水沟的作用是将从泄水孔流出的水从隧道内排出，排水沟分纵向排水沟和横向排水沟。纵向排水沟又有单侧式、双侧式、中心式三种形式。对于单侧式排水沟应将水沟设置在隧道内来水的一面，在曲线上应设置在曲线内侧。对于双侧式水沟，每隔一定距离应设一横向联络沟，用以平衡两侧不均匀的水流量。排水沟的施作，通常是与隧道仰拱混凝土或底板混凝土同时浇筑，以保证水沟的整体性，防止水向下渗流影响地基。如图2-25所示。

（三）截水

截水是将流向隧道的地表水或地下水截断，从而使水改路。对于地表水应设置地表排水沟、截水沟将水引离隧道；对于地下水主要采用设置导坑、泄水洞或井点降水等方法。目前采用的主要截水措施有以下几种。

（1）在洞口仰坡边缘5m以外设置天沟，并加以铺砌。当岩石外露，地面坡度较陡时可不设天沟。仰坡上可种植草皮、喷抹灰浆或加以铺砌。

（2）对洞顶天然沟槽加以整治，使山洪宣泄畅通。

（3）对洞顶地表的陷穴、深坑加以回填，对裂缝进行堵塞。处理隧道地表水时，要有全局观点，不应妨害当地农田水利规划，做到因地制宜，一改多利，各方满意。

（4）在地表水上游设截水导流沟，地下水上游设泄水洞、洞外井点降水或洞内井点降水。

（四）堵水

在隧道施工、运营过程中，当有渗漏水时，可采用注浆、嵌填材料等方法堵住。

1.喷射混凝土衬砌堵水

当围岩有大面积裂隙渗水，且水量、压力较小时，可结合初期支护采用喷射混凝土堵水。在施工时应加大速凝剂的用量，进行连续喷射，在主裂隙处不喷射混凝土，使水能集中汇集流入盲沟内，通过盲沟排出。

2.压浆堵水

向衬砌背后压注水泥砂浆，用以充填衬砌和围岩间的裂隙，以堵住地下水的通路，并使衬砌与围岩形成整体，改善衬砌受力条件。采用压浆分段堵水，使地下水集中在一处或几处后再引入隧道内排出，此法可收到良好的防水效果。

3.防水混凝土衬砌

隧道衬砌采用防水混凝土灌注。

四、通风

隧道内的通风可分为施工期间的通风和运营期间的通风。这里主要介绍隧道施工期间的通风。

隧道施工中，由于炸药爆炸、内燃机械等的使用、开挖时地层中放出的有害气体，以及施工人员的呼吸等排出的气体，使得洞内空气十分污浊。所以在隧道施工过程中必须采取通风措施来降低隧道内有害气体的浓度，供给足够的新鲜空气。保障作业人员的身体健康。

隧道施工过程中通常采用的通风方式为强制机械通风，较少采用自然通风。

1.机械通风方式

机械通风方式可分为管道通风和巷道通风两大类。管道通风根据隧道内空气流向的不同，又可分为压入式、吸入式和混合式通风三种。

2.自然通风

自然通风是利用隧道洞室内外的温差或风压差来实现通风的一种方式，这种方式仅用于短直隧道，且受洞外气候条件的影响极大，因此这种通风方式应用较少。

五、防尘措施

隧道施工中，由于钻眼、爆破、装渣、喷射混凝土等原因，隧道内漂浮着大量粉尘。这些粉尘对施工人员的身体健康危害极大，特别是粒径小于10μm的粉尘，极易被人吸入，沉积于支气管或肺泡表面。因而，隧道内防尘工作十分重要。

目前隧道内主要采用湿式凿岩、机械通风、喷雾洒水和个人防护相结合的综合性防尘措施。

1.湿式凿岩

湿式凿岩就是在凿石过程中利用高压水湿润粉尘，使其成为岩浆流出炮眼，防止了岩粉的飞扬。根据现场测定，这种方法可降低80%的粉尘。目前我国生产并使用的各类风钻都有给水装置，使用方便。

2.机械通风

施工通风可以稀释隧道内的有害气体浓度，给施工人员提供足够的新鲜空气，也是防尘的基本方法。因此，除爆后需要通风外，还应保持通风的经常性，这对于消除装渣运输中产生的粉尘十分重要。

3.喷雾洒水

喷雾器分两种，一种是风水混合喷雾器，另一种是单一水力作用喷雾器。前者是利用高压风将流入喷雾器中的水吹散形成雾粒，更适合于爆破作业时使用。后者则无须高压风，只需一定的水压即可喷雾，且这种喷雾器便于安装，使用方便，可安装于装渣机上，故适用于装渣作业时使用。即使在通风的情况下，也可配合采用喷雾洒水的方法。

4.个人防护

对于防尘而言，个人防护主要是指佩戴防护口罩，在凿岩、喷射混凝土等作业时，还要佩戴防噪声的耳塞和防护眼镜等。

六、隧道内部装饰

在公路隧道或城市地铁内，为了增加隧道内的美观，提高能见度，吸收噪声和改变隧道内的环境，内部装饰有时是非常必要的。

内部装饰具有保持隧道内的亮度、减少衬砌对汽车尾气的吸收、防止衬砌的腐蚀、吸收噪声等作用。

常见的内部装饰类型有粉刷、涂料、塑料装饰或粘贴各种装饰材料等。

1.粉刷

隧道内粉刷应考虑防潮、防腐、吸声、保温以及照明、防火等问题。

在公路隧道内，为了增加洞内光线，可用大白浆喷白处理。

2.涂料

涂料的作用是对被涂刷物体的表面起到防潮、防腐作用，并使表面易于清洗，色彩丰富，光洁美观。

在隧道内常用的涂料有以下几种。

（1）白石灰浆：将熟石灰水加胶料作为刷面材料，使墙面发白，一般要刷两遍。由于石灰是气硬性材料，不宜用在不易干燥的潮湿洞内。

（2）白水泥浆：将白色硅酸盐水泥加水调和成的刷面材料，具有不怕潮、黏聚力强的特点，适用于洞室内使用。

（3）乳胶漆：又叫乳化漆或塑料漆，是一种水溶性合成树脂漆料。

（4）苯乙烯涂料：在苯乙烯中加入颜色、填充料和有机溶剂等配置而成。该涂料干燥快、黏聚力强，防渗漏，耐一定的酸碱腐蚀，清洁光滑，可以水洗。缺点是耐热性差，怕明火，易燃烧。

（5）过氯乙烯涂料：这种涂料干燥快，粘结牢固，具有一定的耐水性、耐磨性，干燥后没有刺激性气味，且施工简单，清洁光滑，可水洗。

在使用涂料过程中可加入一定量的防霉剂。