第一节 隧道的基本概念及分类
一、隧道的基本概念及组成
进入21世纪，地下工程建设任重道远，如何树立正确的建设理念，开展经济、实用、高效、环保的隧道与地下工程建设，还有很多问题需要研究，还有许多技术与方法需要开拓。
1996年4月在美国华盛顿召开的“国际隧道协会第22届年会和学术讨论会”，会议重点讨论了隧道及地下工程在可持续发展战略中的重要性。会议确定21世纪将是把地下工程作为资源开发的时代，地下空间是人类生存活动的第二个空间。一些有识之士预测21世纪末将有1/3的世界人口工作、生活在地下空间中。
1970年，国际经济合作与发展组织（OECD）召开的隧道会议综合了各种因素，对隧道所下的定义为：“以某种用途、在地面下以任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面面积大于2m2的洞室均为隧道。”
隧道是埋藏于地面以下的条形建筑物，被岩土体围绕。在隧道周围一定范围内，对洞身的稳定有影响的岩（土）体，即由于受开挖影响而发生应力状态改变的岩（土）体我们称为围岩。
隧道在岩土体开挖后，自身很难保持稳定，为了达到洞室稳定及施工安全的目的，而在洞室开完后对洞室围岩采取的支撑、加强作用的构件和其他处理措施总称为支护。
现代隧道施工技术采取的支护手段按支护作用效果可分临时支护和永久支护两类，包括喷锚支护、钢木支撑、模筑混凝土衬砌、锚杆加固，超前管棚、注浆支护等多种类型。
隧道结构是由主体结构和附属结构组成的。其中主体结构包括隧道洞门及洞身衬砌部分。为了满足隧道的使用功能，隧道除应有主体结构外，还应具有其他的一些设施，包括（铁路隧道）大小避车洞、（公路隧道）紧急停车带、人行横道、洞内排水系统、电力电缆系统、通风系统等。
二、隧道的分类
隧道包括的范围广，根据不同的作用角度，可以把隧道分为不同的种类，下面介绍几种工程中常见的隧道分类方法。
（1）按照隧道埋深分类：可分为深埋隧道和浅埋隧道。深埋隧道和浅埋隧道的临界深度是以隧道顶部覆盖层能否形成压力拱（自然拱）为原则确定。因此，不同类别围岩的分界深度也是不一样的，一般采用塌方平均高度hq的2～2.5倍为深浅埋的临界高度。
（2）按照隧道所处地理位置分类：可分为山岭隧道、浅埋及软土隧道、水底隧道等。
（3）按照隧道所处的地层情况分类：可分为岩石隧道或岩质隧道、土质隧道或软土隧道。
（4）按照隧道用途分类：可分为交通隧道、市政隧道、水工隧道和矿山隧道等。
交通隧道是目前隧道种类中应用得最多的一类隧道，主要是用于公路、铁路交通运输，其作用是为公路、铁路运输提供通道。交通隧道又分为铁路隧道、公路隧道、水底隧道、地下铁道、航运隧道、地下人行通道等。
市政隧道是修建在城市地下，用作敷设各种市政设施、地下管线的隧道。由于城市中供市政设施用的地下管线越来越多，如自来水、污水、暖气、煤气、通信、供电等。管线系统的发展，需要大量建造市政隧道，以便从根本上解决各种市政设施的地下管线系统的经营水平问题。在布置地下通道、管线、电缆时，应有严格的次序和系统，以免在进行检修和重建时要开挖街道和广场。
水工隧道又称水工隧洞，是在山体中或地下开凿的过水隧洞。水工隧道可用于灌溉、发电、供水、泄水、输水、施工导流和通航等。水流在洞内具有自由水面的，称为无压隧洞；水流充满整个断面，使洞壁承受一定水压力的，称为有压隧洞。
矿山隧道是在矿山开采中，在地表与矿体之间钻凿出各种通路，用来运矿、通风、排水、行人以及为冶金设备采出矿石新开凿的各种必要准备工程等。这些通路，统称为矿山隧道。
（5）按隧道断面形式分类：主要有圆形断面隧道、多心圆断面隧道、马蹄形断面隧道、矩形断面隧道等断面形式。
（6）按隧道的长度分类：隧道长度是指进出口洞门端墙面之间的距离，以端墙面或斜切式洞门的斜切面与设计内轨顶面的交线同线路中线的交点计算。双线隧道按下行线长度计算，位于车站上的隧道以正线长度计算，设有缓冲结构的隧道长度应从缓冲结构的起点计算。
1）根据《铁路隧道设计规范》（TB 10003—2005），铁路隧道按其长度分为四类。
特长隧道 全长10000m以上；
长隧道 全长3000m以上至10000m；
中长隧道 全长500m以上至3000m；
短隧道 全长500m以下。
2）根据《公路隧道设计规范》（JTG D70—2004），公路隧道按其长度可分为四类。
特长隧道 全长3000m以上；
长隧道 全长1000m以上至3000m；
中隧道 全长500m以上至1000m；
短隧道 全长500m以下。