第6章 山岭隧道洞门结构及洞口景观设计

图 6-2-12 主窗体
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第六章 山岭隧道洞门结构及洞口景观设计
图 6-2-13 数据库说明窗体
图 6-2-14 数据库查询窗体
图 6-2-15 按国家查询结果窗体
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第六章 山岭隧道洞门结构及洞口景观设计
图 6-2-16 按洞口型式查询结果窗体
图 6-2-17 按用途查询结果窗体
侧立的铭牌
图 6-2-1 韩国某高速铁路隧道的铭牌
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第六章 山岭隧道洞门结构及洞口景观设计
针对具体工程，洞口形式该如何选择呢？根据拟建造洞口的洞口段地形、地质、水文条件及洞 外有关工程，同时考虑人文历史因素，对上述洞口形式的适用条件建议如下：
(一)直切：该种切削型式适用于洞口山体坡度较陡，或距离城市较近或有风景要求的隧道。 (二)倒切：该种切削型式适用于洞口岩石稳定，整体性好、洞口山体坡度很陡或峭壁岩体处的 隧道。 (三)正切：该种切削型式适用于洞口山体坡度较缓，或距离城市较近，或有风景要求或桥隧相 连的隧道。如果洞口山体坡度很缓，且洞口外设有路堑边坡时可以考虑采用弧形挡墙式，让弧形挡 墙与路堑边坡有机连接。 采用的洞口形式不同可以采用不同的排水形式。直切、正切式隧道洞口采用加沿型或喇叭口型 排水形式；倒切式隧道洞口最好采用喇叭口型排水形式；弧形挡墙式隧道门采用加沿型排水形式。 随着计算机虚拟技术的发展，方便了方案的比选。新型隧道门建筑设计方法可以采用计算机静 动态效果图，在隧道洞口三维地形模型的基础上，进行隧道洞口段的建筑设计，设计中要注意洞口 与地形、地貌的紧密结合及与隧道周边自然环境的完美协调，进行方案的比选和确定。 以下是一些工程实例图片。
随着高等级公路的快速发展，国内外公路隧道洞门有了较大突破和创新，如削竹式洞门。这种 洞口表现形式以斜切式为主，洞口为隧道衬砌向外延伸到仰坡以外形成环框，减少洞口附近的刷坡， 甚至不刷坡，保护周边环境，越来越引起人们的注意。如台湾北宜高速公路隧道门（图 6-1-1）、珠 海板障山公路隧道门、日本的一些公路隧道洞门（图 6-1-2）。其设计将建筑学、园林学及环境美学 的一些理论、原则和观点运用到公路隧道洞门的设计中，收到了美的效果，给人以美的享受。
图 6-2-2 直切式洞口
图 6-2-3 正切式洞口
图 6-2-4 倒切式洞口
图 6-2-5 弧形挡墙式洞口
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图 6-2-6 曲线正切式洞口
图 6-2-7 喇叭口式洞口
图 6-2-8 倒切直线渐变洞口
图 6-2-9 变异型洞口
二、洞口建筑设计的实用方法
表 13-2-3 倒切渐变切削形式
隧道洞口的排水设计主要考虑加檐型、喇叭口型两种形式，取消原来传统式洞口的天沟和洞顶 水沟。
加檐型排水设计见表 6-2-4，一种是在洞口最外面加一定厚度的直檐，一种是是在洞口最外面 加一定厚度的斜檐，斜檐又分为两种形式：斜檐Ⅰ型和斜檐Ⅱ型。
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表 6-2-4 加檐型排水设计
直檐型
斜檐Ⅰ型
斜檐Ⅱ型
喇叭口型排水设计见表 6-2-5，分为正切直线渐变和正切曲线渐变 2 类，又根据渐变开始的位 置不同分为Ⅰ型和Ⅱ型。
表 6-2-5 渐变Ⅱ型喇叭口
正切曲线渐变Ⅰ型喇叭口 正切曲线渐变Ⅱ型喇叭口 除了洞口结构的基本造型和防排水设计外，洞口的铭牌设置原则也应该引起重视。铁路隧道的 铭牌和号标记载着隧道的名称、编号、长度和工程的竣工时间，是整个隧道洞口最后画龙点睛之处。 隧道的铭牌应根据洞口的尺寸来确定铭牌尺寸的大小，以达到铭牌与洞口的和谐统一，铭牌安放的 位置可以在隧道洞口坡面上，也可以作成碑或牌或洞口小品立于洞口的一侧（图 6-2-1），也可以因 地致宜刻于洞口附近的岩壁上或直接镶嵌于洞口衬砌上。总之，在保证铭牌坚固耐久的条件下，尽 可能做到美观和协调。隧道号标设计尺寸应是统一的，号标制作完成后，对于削式洞口最好是镶嵌 于洞口段衬砌内侧。
数据库说明：数据库内容、功能
数据库录入与删除：录入与删除数据库数据
按国家查询：对应按国家查询，打开国家查询窗体
按洞口型式查询：对应按洞口型式查询，打开其查询窗体
隧
道
按用途查询：对应按用途查询，打开用途查询窗体
洞
口
数
按切削型式查询：对应按切削型式查询，打开其查询窗体
据
查询
库
系 统
按线型查询：对应按线型查询，打开线型查询窗体
表 6-2-1 各种新型隧道洞口的基本造型
在基本形式的基础上，洞身延出式（突（凸）出式）的斜切形式又分为平面和曲面斜切 2 种。 见表 6-2-2。
表 6-2-2 洞身延出式（突（凸）出式）斜切形式
倒切渐变形式主要是指倒切突出山体洞口段是像喇叭口进行扩大，按扩大形式又分为直线型和 曲线型两种，按扩大开始的位置不同分为渐变Ⅰ型和渐变Ⅱ型。渐变Ⅰ型洞口从与山体相交位置开 始扩大，渐变Ⅱ型是洞身先延出山体一定长度，洞口再逐渐扩大。如表 6-2-3 所示。
第六章 山岭隧道洞门结构及洞口景观设计
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第一节 概 述
隧道洞门作为整个隧道的外露部分，应该起到整条隧道的突出标志的作用，除了发挥其结构功 能外，还应该对周围的总体环境有一种符号和象征的意义。洞门型式的特点和美观影响人们对整个 隧道工程的评价。我国传统铁路隧道洞门根据地形特点分为基本型、变化型、和特殊型三大类十六 种型式，但始终脱离不了端墙、柱式的形式。传统洞门设计常常从力学和安全角度出发，照搬标准 图模式，适应地形特点变化作些修改，洞门结构型式上创新较少；而且墙式洞门施工过程中，开挖 进洞均需不同程度地对隧道洞口附近的边坡和仰坡进行刷坡处理。过多的刷坡破坏了原有植被及地 貌，有时甚至危及洞口附近山体的稳定。施工期间大面积的刷坡改变了洞口周边的生态环境，远远 不能满足当前生态和环境保护等方面的需要。因此传统的铁路隧道洞门型式和施工方法在一定程度 上是需要革新和补充完善的。随着社会的发展，人们对洞门建筑的要求已不仅仅停留在结构的功能 上，而对美学和环境的要求越来越重视，力求达到建筑学、园林学、美学理论的完美统一。
意境等相结合。铁路隧道洞门一方面本身离不开自然界赋予它的各种先决条件，如地形、地质、水
文等控制因素，有时还受桥梁、车站的约束，另一方面它还受铁路规程约束，洞门型式选取应综合
考虑洞门本身功能、环保与景观意义。
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从功能上讲，隧道洞口的主要作用如下： 基本作用：也就是力学作用，即承受洞门上部或背部的土压力，稳定洞口附近的围岩结构，保 护线路免受落石、滑坡、雪崩、泥石流等地质危害的影响，同时更好地进行防排水，从而为列车进 入隧道创造一个安全、舒适的环境。 安全作用：铁路隧道洞口应该能够做到缓和机车司机因高速进入隧道中光线较暗部分而产生的 心理紧张感，缓和洞口内外的光线的明暗差异，降低因此而产生的眩晕感，确保机车司机眼睛的舒 适性、视觉的安全性及心理的适应性，从而确保行车的安全。这一点，公路隧道要求较高，而铁路 隧道次之。 景观作用：通过隧道洞门自身的结构形式来表达美感，且应与洞口周围的自然环境相协调一致， 尽量少破坏或甚至不破坏原有的生态环境和自然景观。 在当前对环境保护和结构美观要求越来越高的情况下，特别是随着高速铁路隧道的建设，洞口 的设计，既要满足结构安全稳定、环境美观的要求，又要满足减缓微气压波影响的要求，斜切式洞 口结构就成为主导的洞口型式。
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经建立的洞口建筑设计数据库，大约有近 200 多个样本。可以作为设计中的重要参考依据。 该数据库包括 1 个表，8 个表单，1 个报表，9 个查询和一些宏命令。 数据库结构如图 6-2-10 所示： 表的设计:表主要是隧道洞口信息表，表的结构见图 6-2-11。 数据库中隧道洞口信息表是其的主要的内容。
按其它型式查询：对应按其它型式查询，打开其查询窗体
自定义查询：对应建立查询
报表 关闭
关闭窗体：宏命令 图 6-2-10 数据库结构
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图 6-2-11 数据库信息表 隧道洞口信息表中选用的字段有序号、所在国家、用途、线型、洞口型式、切削型式、其它型 式、洞口图形等 8 个字段，包含基本信息、设计信息和相关信息 3 类信息，为隧道的基本情况，洞 口图片的主要设计要素及相关设计要素的情况。因本数据库专业性强，目的明确，输入信息的含义 比较集中，将有关设计的信息全部放到一张表中。关键字为序号。 为确保相关表中记录之间关系的有效性，以及表之间数据的一致性，ACCESS 实行了参照完整性。 窗体的设计：包括 11 个窗体，见图 6-2-12～图 6-2-23，窗体名称见图 6-2-24。
目前隧道洞口建筑设计方法还处于研究阶段，没有也不可能有统一的模式。但从实用角度出发， 隧道洞口的建筑设计，一般可以按以下步骤和方法进行。
1、在选定的洞口位置用地表测绘或数码相机进行多方位的摄影，作为洞口背景和洞口形式合成 的景观模拟基础资料；
2、在室内对照片进行画像处理，包括地形、地貌，植被、坡体形状等； 3、洞口类型及形式的定性选择；目前，洞口的形式主要有：贴壁式和突出式 2 大类，应首先在 2 大类中加以取舍。当洞口的基本形式确定后，再对其进行细部建筑的研究； 4、从隧道洞口数据库中，选择合适的洞口类型和形式，进行建筑样本的比较研究； 5、研究之前，应确定洞口建筑的评价方法、评价体系和评价指标； 6、把初步选定的几个比较方案，在一定层次，如司机、乘务人员、大学生、专业人员、领导层 人员等，对各组的建筑样本，按照评价指标进行评价； 7、根据评价结果，确定设计方案，进行包括景观和结构的细部的结构和建筑设计。 设计方法主要是经验性的，通过类似工程的对比决定与周边环境条件协调的洞口结构。 设计方法的关键是洞口景观数据库的建立和完善。应该尽可能地将国内外已经得到较好评价的 洞口建筑实例收集起来，作为进一步研究洞口建筑设计的参考样本。从建筑设计的个性化角度看， 这些样本只能作为参考，真正符合实际的建筑设计，还要依靠工程师和建筑师的共同创造。目前已