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横断面为马蹄形的隧洞（见图）。这种断面的周边由4个圆弧组成：洞顶为半圆拱，两侧接曲率半径较大的边拱，洞底为向上仰的底拱，边拱与底拱的连接处用圆弧修圆。这种断面形式适用于围岩破碎、铅直和侧向山岩压力以及底部的上托力都较大的无压隧洞，由于边拱与底拱的曲率小，施工作业现场比圆形断面开阔，便于使用大型机械施工。顶拱的中心角一般取180°，断面的高宽比取1～1.3。当铅直地应力大于水平地应力，或洞内水位变化幅度大时取较大值。
马蹄形隧洞断面示意图 （a）等高宽马蹄形隧洞断面图；（b）不等高宽马蹄形隧洞断面图
岩体开挖成洞后，一般需进行衬砌，以保护围岩，承受荷载，提高过水能力。衬砌多使用混凝土或钢筋混凝土，厚度根据受力情况，分上部高壁拱与下部底拱两部分，分别通过分析计算结合施工条件确定。
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