铁路隧道(卷名：土木工程)
railway tunnel
铁路线路在穿越天然高程或平面障碍时修建的地下通道。高程障碍是指地面起伏较大的地形障碍，如分水岭、山峰、丘陵、峡谷等。平面障碍是指江河、湖泊、海湾、城镇、工矿企业、地质不良地段等。铁路隧道是克服高程障碍的有效方法，有时甚至是唯一的方法。它可使线路的标高降低、长度缩短并减缓其纵向坡度，而提高运量和行车速度。铁路线路遇到平面障碍时，可采用绕行或隧道穿越两种方法。前者往往是不经济的甚至是不可能的，如江河、海峡等，采用隧道则常是一种最好的解决方法。
简史 铁路隧道的修建是和各国铁路网的发展紧密联系着的，蒸汽机车牵引铁路上的第一座隧道是1826～1830年在英国利物浦至曼彻斯特铁路上修筑的长1190米的双线隧道。随着铁路的发展，从19世纪30年代起，各国都相继修建铁路隧道。由于技术水平的限制，当时大都采用急弯陡坡的展线和深挖路堑或短的隧道群来避免修建长隧道。因此到上世纪中叶，新修建的铁路隧道中，长度都不超过5公里。自从发明了硝化甘油和黄色炸药，以及在矿山中应用了机械钻眼后，修建长隧道就成为可能。世界上第一座长度超过10公里的隧道，是1857～1871年建成的连接法国和意大利穿越阿尔卑斯山长达13.657公里的塞尼山双线隧道，并首先使用了风钻。到第一次世界大战结束时为止，由于铁路运量的不断增长，山区铁路已不能满足需要。同时，修筑隧道的经验和技术也日趋完善，不仅新建了许多低位置的山麓长隧道，还将原有的许多深挖和高位置的山顶隧道改建为山麓隧道。第一次世界大战后，由于各国铁路网的建成，新建的铁路长隧道已不多见，大多是改建原有的线路而采用长隧道方案。第二次世界大战后，在日本开始修建轨距为1435毫米的铁路新干线，线路标准要求高，最小曲线半径为2500和4000米，限制坡度为20‰和15‰，同时要求克服高速行车时的噪声和振动，因此修建了大量的铁路隧道，尤其是10公里以上的长隧道。到1984年底为止，世界上共修建了将近一万公里铁路隧道，约占世界铁路总长度的0.8％，其中有一半分布在中国和日本。世界上长度超过15公里的铁路隧道如表所示。
中国第一座铁路隧道长261米，是1887～1891年在台湾台北至基隆的铁路线上修建的。1890～1904年在中东铁路上修建了几座双线隧道，其中大兴安岭越岭隧道长达3078米。随后，相继在东北地区、京广、京张、广九、陇海、湘桂等铁路干线上修筑了一些隧道。到1949年为止，中国铁路上共有400余座隧道，总延长约为100公里。中华人民共和国成立后，迅速改变了旧中国铁路分布的不合理现象，在西南和西北等多山的高原地区，修建了大量铁路隧道。从1949～1984年的35年中，共修建了4000余座标准轨距的铁路隧道，总延长已超过2000公里，有十余座长度超过5公里，成为当今世界上铁路隧道最多的国家，其中一半以上分布在云南、贵州、四川、陕西等省。
分类 铁路隧道根据其所处的位置分为山岭铁路隧道、城市铁路隧道及水底铁路隧道。
山岭铁路隧道 山区铁路在跨越分水岭、沿河傍山或河道曲折而地势陡峻的峡谷地段，常需修建隧道。因此就地形条件而言，山岭隧道又可分为越岭隧道和河谷线隧道。越岭隧道是指跨越分水岭垭口的隧道。在技术可能条件下，应力争修建较长的越岭隧道，使线路不展线或少展线。河谷线隧道是指线路沿河傍山，受地形限制，线路位置移动幅度不大，因而修建的隧道。根据地形情况，又分为河流弯曲地段沿河绕行或截弯取直的河曲线隧道，和河道较直、沟梁相间的掌指状地段的傍山线隧道。
展线是越岭地段克服巨大高差的有效措施。线路在侧谷山地迂回向上，因地形的限制常要穿入山体而采用隧道。当线路所绕弯子小于360°时，称为套线；位于其上的隧道，称为套线隧道。若所绕弯子大于360°，称为螺旋线；位于其上的隧道称为螺旋线隧道。
城市铁路隧道 见地下铁道。
水底铁路隧道 见水底隧道。
组成部分 铁路隧道沿线路方向一般分为洞口路堑（或引道）、洞口和洞身三部分。隧道内的线路常采用单向坡或双向坡。单向坡适用于套线、螺旋线或较短的越岭隧道；双向坡适用于越岭隧道和水底隧道。由于列车在隧道内车轮与钢轨间粘着系数的降低和空气阻力的增大，隧道内的纵向坡度和在上坡方向进洞前一段路堑内的纵向坡度，要进行坡度折减。
隧道构筑物 包括洞口（见洞口工程）、洞身衬砌结构（见隧道及地下工程衬砌）和隧道内外附属构筑物。此外，在坍方、落石、泥石流等危害的隧道洞口或路堑地段，常用明挖法接长隧道而修筑明洞或棚洞。隧道内的附属构筑物包括道床，避车洞，水沟，安装通信、照明、电气化设备的洞室等。为了保证隧道内行人和维修人员的安全，在隧道内每侧，每隔一定距离设置有小避车洞和大避车洞。后者还供存放工具、材料之用。隧道外的构筑物主要是指各种防排水措施，如泄水洞、截排水沟等（见隧道及地下工程防水），以及对需要进行运营通风的隧道所设置的通风道及通风机房。
隧道施工 修建铁路隧道的主要方法有矿山法、盾构法、明挖法、沉管法及一些特殊的方法。选择施工方法的原则应符合快速、优质、安全、经济以及均衡生产的要求（见隧道及地下工程施工方法）。
有害气体的防治 为了解决列车在隧道内运行时所产生的有害气体对人体健康的危害和改善工作环境，采取：①运营通风（见隧道及地下工程通风）；②提高通过隧道时的列车速度以减少有害气体侵入隧道和机车司机室内；③降低内燃机车油、水的温度；④铺设整体道床以减少维修工作量及接触有害气体的时间；⑤减少摩阻力以利于通风；⑥在避车洞处设置防烟门，并加强个人防护，使隧道内人员避免吸入高浓度的有害气体，以防止急性中毒等综合防治措施。
隧道改建 对技术标准较低不能满足运营要求或病害严重的隧道(见隧道及地下工程病害和整治)必须进行改建。改建的主要内容有：①增大隧道净空；②碎石道床改为整体道床；③隧道原有设备不足，增添设备或附属构筑物；④增建仰拱或补建衬砌;⑤衬砌加固补强，全部或局部更换衬砌；⑥原衬砌毁坏、坍塌的抢修等。隧道改建工程通常是在扰动过的围岩中和通车情况下进行施工。因此在改建时应采取可靠的技术安全措施，使围岩和衬砌结构具有足够的稳定性，保证行车安全和减少对行车的干扰。