第三節 明洞
一、明洞作用
明洞是用明挖法修建的隧道，一般設置在隧道的進出口處，是隧道洞口或線路上能起到防護作用的重要建筑物。
明洞的設置應滿足下列條件：
（1）洞頂覆蓋薄，難以用鉆爆法修建隧道的地段。
（2）受坍方、落石、泥石流等威脅的地段。
（3）公路、鐵路、溝渠等必須在鐵路上方通過，又不宜修建隧道、立交橋或渡槽等的地段。
（4）為了減少隧道工程對環境的破壞，保護環境和景觀，洞口段需延長。
二、明洞類型
明洞的結構類型常因地形、地質和危害程度不同而異，有多種形式，采用得最多的為拱式明洞和棚式明洞。
1.拱式明洞
拱式明洞的結構形式與一般隧道基本相似，也是由拱圈、邊墻和仰拱或鋪底組成。它的內輪廓也和隧道一致。但是，由于它周圍是回填的土石，得不到可靠的圍巖抗力的支持，因而結構的截面尺寸要略大一些。
（1）路塹式拱形明洞。路塹式拱形明洞兩側都是高邊坡的路塹，施工時先開挖路塹，然后在路塹內修建隧道襯砌結構，然后回填上面的覆土。如圖2-12所示。
（2）偏壓直墻式拱形明洞。偏壓直墻式拱形明洞適用于兩側邊坡高差較大的不對稱路塹。由于壓力的不對稱性，邊墻設計為直墻，外側邊墻厚度大于內側邊墻厚度。如圖2-13所示。
圖2-12 路塹式拱形明洞
圖2-13 偏壓直墻式拱形明洞
（3）偏壓斜墻式拱形明洞。當地形傾斜，低側處路塹外側有較寬闊的地面供回填土石時，為了增加明洞抵抗側向壓力的能力，可修建偏壓斜墻式拱形明洞。這種明洞拱圈等厚，內側邊墻為等厚直墻，外側邊墻為不等厚斜墻。如圖2-14所示。
圖2-14 偏壓斜墻式拱形明洞
（4）半路塹單壓式拱形明洞。在傍山隧道的洞口或傍山線路的上半路塹地段，一側邊坡陡立且有坍方、落石的可能，對行車安全有危險時，或隧道通過不良地質地段必須提前進洞時，由于外側地形狹窄，地面陡峻，無法回填土石，為了平衡內側壓力，此時可修建半路塹單壓式拱形明洞。一般內側邊墻為等厚直墻，外側邊墻應相對加厚，且外邊墻地基必須放置在穩固的基巖上。如圖2-15所示。
2.棚式明洞（簡稱棚洞）
當山坡側向壓力不大，或因地質、地形限制，難以修建拱式明洞時，可采用棚式明洞。
（1）蓋板式明洞。它是由內墻、外墻、鋼筋混凝土蓋板等組成的簡單結構。一般上部用土石回填覆蓋，以避免山體落石對明洞的沖擊。這種結構內墻一般為重力式墩臺結構，厚度較大，用以平衡山體的側向壓力，它的基礎必須放在基巖或穩固的地基上。外墻不受側向壓力，僅承受梁和蓋板的豎向荷載時，要求的地基承載力較小，固外墻較薄，或者根據落石的嚴重與否以及地質情況，采用立柱式（梁式）或連拱墻式結構。當外側基巖較淺，地基基礎承載力較大時，可采用立柱式結構。如圖2-16所示。
圖2-15 半路塹單壓式拱形明洞
圖2-16 蓋板式明洞
圖2-17 剛架式棚洞
（2）剛架式棚洞。當地形狹窄，山坡陡峻，基巖埋置較深而上部地基穩定性較差時，為了使基礎置于基巖上且減小基礎工程，可采用剛架式外墻，此種明洞為剛架式棚洞。該種明洞主要由外側剛架、內側重力式墩臺結構、橫頂梁、底衡撐及鋼筋混凝土蓋板組成。棚洞頂部施作防水層并用土石方回填覆蓋。如圖2-17所示。
（3）懸臂式棚洞。穩固而陡峻的山坡，外側地形難以滿足一般棚洞的地基要求，而且在落石不太嚴重的情況下，可以修建懸臂式棚洞。一般內墻為重力式，上端接筑懸臂式橫梁，其上鋪以蓋板，在蓋板的內端設平衡重來維持結構受外荷載作用下的穩定性。如圖2-18所示。
圖2-18 懸臂式棚洞
明洞雖然是在敞開的地面上施工修建，但由于圬工數量較大，而且上部需回填土石覆蓋，所以整體造價比暗挖的隧道要貴些。過去，由于隧道造價較高，為了降低造價，很多隧道力求縮短洞身。而在施工后，發現洞口很不安全，只得一再接長明洞，反而增加了費用，還給洞口施工帶來了干擾。所以，根據目前的隧道洞口設計理論，宜采用“早進晚出”的設計原則，不宜事后把增修明洞作為補救的辦法。