專題一隧道工程現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢ppt課件

1、專題一專題一隧道工程發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢隧道工程發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢一、隧道的概念及種類1隧道的概念 狹義定義：用以保持地下空間作為交通孔道的工程建筑物。 廣義定義：以某種用途，在地面下用任何方法按規(guī)定形狀和尺寸修筑的斷面積大于2m2的洞室。2隧道的種類 按不同的分類方式不同的分類方法：土質(zhì)隧道土質(zhì)隧道石質(zhì)隧道石質(zhì)隧道按所處的地質(zhì)條件按所處的地質(zhì)條件淺埋隧道淺埋隧道深埋隧道深埋隧道按隧道的埋置深度按隧道的埋置深度山嶺隧道山嶺隧道城市隧道城市隧道按所處的地理位置按所處的地理位置 水底隧道水底隧道鐵路隧道鐵路隧道公路隧道公路隧道地下鐵道地下鐵道人行通道人行通道交通類隧道交通類隧道引水隧道引水隧道尾水隧

2、道尾水隧道導流隧道導流隧道泄洪隧道泄洪隧道水工隧道水工隧道給水隧道給水隧道排水隧道排水隧道管路隧道管路隧道市政隧道市政隧道采礦巷道采礦巷道運輸巷道運輸巷道礦山隧道礦山隧道按隧道的用途按隧道的用途人防隧道人防隧道二、我國隧道及地下工程發(fā)展的現(xiàn)狀 (一)規(guī)模 1交通類隧道 (1)鐵路隧道已建、在建和擬建鐵路隧道數(shù)量1.截止到2019年12月已建隧道6874座，4158km 49年以前664座156km,共7538座4314km. 長度大于5km的53座。2.2019年在建的1758座，2164km。3.即將開工的高速鐵路隧道146座，184km.4.規(guī)劃建設客貨共線鐵路隧道2100Km，10Km以

3、上隧道760KM.武廣222座172.152km廣深24座32.016km鄭西38座76.876km石太32座74.904km合武37座64.706km甬溫59座88.115km溫福59座149.423km福廈37座40.406km廣珠4座4.172km 5. 5.在建客運專線隧道在建客運專線隧道 10km以上的長大鐵路隧道：以上的長大鐵路隧道： 秦嶺隧道秦嶺隧道18.4km 大瑤山隧道大瑤山隧道14.295km 烏鞘嶺隧道烏鞘嶺隧道20.05km 太行山隧道太行山隧道27.8km在建）在建） 呂梁山隧道呂梁山隧道20.8km在建雙洞）在建雙洞） 東秦嶺鐵路隧道東秦嶺鐵路隧道12.26km(2

4、)公路隧道公路隧道 運營隧道運營隧道1684座以上，總長座以上，總長628km以上。其中以上。其中 10km以上的長大隧道：以上的長大隧道： 秦 嶺 終 南 山 特 長 公 路 隧 道秦 嶺 終 南 山 特 長 公 路 隧 道18.02km(雙座雙座) 錦屏隧道錦屏隧道14.7km(雙座雙座) 西山隧道西山隧道13.68km在建太原在建太原古交高速）古交高速） (3)地下鐵道地下鐵道 目前僅有北京、天津、上海、廣州四城市約目前僅有北京、天津、上海、廣州四城市約80km正在運營。正在運營。 而在建工程則很多：除上述四城市外，而在建工程則很多：除上述四城市外， 還還有南京、重慶、青島、深圳、杭州、

5、武漢等。有南京、重慶、青島、深圳、杭州、武漢等。 北京：規(guī)劃了北京：規(guī)劃了20條線路共條線路共700km； 上海：規(guī)劃了上海：規(guī)劃了17條線路共條線路共450km； 天津：規(guī)劃了天津：規(guī)劃了4條線路共條線路共248km； 廣州：規(guī)劃了廣州：規(guī)劃了7條線路共條線路共206.5km； 深圳：規(guī)劃了深圳：規(guī)劃了9條線路共條線路共254km； 完成規(guī)劃的城市：大連、長春、哈爾濱、鞍完成規(guī)劃的城市：大連、長春、哈爾濱、鞍山、烏魯木齊、合肥、成都、佛山、桂林、昆山、烏魯木齊、合肥、成都、佛山、桂林、昆明、西安、濟南、福州、寧波。明、西安、濟南、福州、寧波。2水利水電 國內(nèi)外已建成的10km以上的水工隧洞達

6、90座，中國占11座。國內(nèi)已建成長度5km以上的引水發(fā)電隧道20座。 小浪底水利樞紐三條導流隧洞；清江隔河巖水利樞紐導流隧洞；李家峽水電站導流隧洞；公伯峽水電站導流隧洞；水布埡水利樞紐導流隧洞。 已建成的由青海大通河引水至甘肅的調(diào)水工程總干線全長168.9km，其中隧道33座，總長75.11km；萬家寨水利樞紐引黃河水穿過海河流域至太原的引水工程，隧洞總長超過200km；遼寧省東水西調(diào)工程輸水隧洞長85km。3 3地下工程地下工程 城市地下空間的開發(fā)城市地下空間的開發(fā)與利用：地下商場，地下車庫，地與利用：地下商場，地下車庫，地下倉庫等地下建筑物以及各大中型下倉庫等地下建筑物以及各大中型平戰(zhàn)結(jié)合

7、工程相繼建設。平戰(zhàn)結(jié)合工程相繼建設。 地下共同管溝：如石家莊地下共同管溝：如石家莊同其他城市一樣供電線路基本要穿同其他城市一樣供電線路基本要穿行于地下隧道中。行于地下隧道中。(二)技術(shù)狀況1長大隧道 鉆爆法施工(大瑤山隧道、秦嶺鐵路隧道平導、秦嶺公路隧道) 快速掘進(月進尺500m，已達世界水平) 出碴運輸系統(tǒng) 通風系統(tǒng) TBM施工(秦嶺隧道、在建大伙房隧道) TBM快速掘進與對不良地層的適應性 出碴運輸系統(tǒng) 大瑤山隧道大瑤山隧道v標志性工程標志性工程目前建成的最長雙線鐵路隧道目前建成的最長雙線鐵路隧道新奧法成功應用新奧法成功應用9號斷層施工技術(shù)號斷層施工技術(shù)施工進度施工進度全隧道最高年成洞全

8、隧道最高年成洞4245m,月成洞月成洞521m單口月成洞單口月成洞218m，開挖，開挖205m，襯砌，襯砌303m秦嶺隧道秦嶺隧道v標志性工程標志性工程20世紀建成的最長鐵路隧道世紀建成的最長鐵路隧道TBM成功應用成功應用施工進度施工進度TBM施工施工最高日進尺最高日進尺40.5m,月進尺月進尺528.1m鉆爆法施工鉆爆法施工最高月進尺最高月進尺456m烏鞘嶺隧道烏鞘嶺隧道v標志性工程標志性工程通過通過4條區(qū)域性大斷層和條區(qū)域性大斷層和3000m千枚巖地層千枚巖地層創(chuàng)造了單線隧道施工進度最快紀錄創(chuàng)造了單線隧道施工進度最快紀錄級圍巖單工作面級圍巖單工作面436m/月月級圍巖連續(xù)級圍巖連續(xù)5個月進

9、度個月進度200m、級圍巖交錯情況下平均月掘進級圍巖交錯情況下平均月掘進324m、級圍巖交錯情況下單工作面最高成級圍巖交錯情況下單工作面最高成洞洞271.8m/月，連續(xù)月，連續(xù)6個月成洞超過個月成洞超過200m烏鞘嶺隧道烏鞘嶺隧道v標志性工程標志性工程軟巖深埋復雜應力隧道的修建技術(shù)取得突破軟巖深埋復雜應力隧道的修建技術(shù)取得突破高地應力高地應力軟巖大變形軟巖大變形富水富水風火山和昆侖山隧道風火山和昆侖山隧道v標志性工程標志性工程高海拔高海拔4995m凍土凍土設計施工設計施工雙層模筑混凝土雙層模筑混凝土多道防水措施多道防水措施保溫隔熱措施保溫隔熱措施低溫早強耐久性防水混凝土低溫早強耐久性防水混凝土

10、洞內(nèi)空調(diào)洞內(nèi)空調(diào)2不良地質(zhì)隧道施工技術(shù) 富水斷層破碎地質(zhì) 流砂地質(zhì) 巖溶地質(zhì) 高地應力巖爆 高地應力擠壓大變形 煤系地層 濕陷性黃土 3設計理論 隧道結(jié)構(gòu)或地下結(jié)構(gòu)與地面結(jié)構(gòu)所處環(huán)境不同，它是處在巖土地層或通稱為圍巖中，既受到圍巖的荷載作用，又受到圍巖的約束有利作用。荷載荷載構(gòu)造構(gòu)造地層地層構(gòu)造構(gòu)造目前的設計理論目前的設計理論收斂收斂約束約束經(jīng)驗類比經(jīng)驗類比 針對不同條件采用不同的設計理論。 水平壓力e豎直壓力q脫離區(qū)拱棚邊墻變形后外輪廓線仰拱抗 力 區(qū)底壓力彈性抗力 4 4施工方法施工方法 明 挖明 挖法法 暗挖法暗挖法 盾構(gòu)法盾構(gòu)法 掘進機法掘進機法 蓋挖法蓋挖法 頂進法頂進法 沉埋法沉埋

11、法蓋挖逆作法施工步驟構(gòu)筑頂板步驟3回填土，恢復路面步驟4構(gòu)筑圍護結(jié)構(gòu)步驟1構(gòu)筑主體結(jié)構(gòu)中間樁柱步驟2開挖下層土步驟7構(gòu)筑下層主體結(jié)構(gòu)步驟8構(gòu)筑上層結(jié)構(gòu)步驟6 開挖中層土步驟5三、發(fā)展前景三、發(fā)展前景1交通類隧道交通類隧道 經(jīng)濟發(fā)展，交通建設先行經(jīng)濟發(fā)展，交通建設先行 交通標準不斷提高交通標準不斷提高 國力增強，技術(shù)進步國力增強，技術(shù)進步 需建設更多，可以建設更多、標需建設更多，可以建設更多、標準更高的隧道，前景美好。準更高的隧道，前景美好。2城市隧道解決城市交通擁擠問題的唯一途徑是采用快捷、大運量公共交通系統(tǒng)地鐵城市發(fā)展要求包括地下空間的開發(fā)各類市政設施趨勢隧道管溝化 繼十九世紀的城市橋梁、二

12、十世紀的摩天大樓，二十一世紀是地下空間的開發(fā)和利用。東線東線中線中線西線西線南水北調(diào)南水北調(diào)3 3水利水利( (國策國策) )其它調(diào)水工程及水電工程其它調(diào)水工程及水電工程太行山隧道太行山隧道四四 長大隧道工程概況長大隧道工程概況 太行山特長隧道位于石太客運專線孤山車站太行山特長隧道位于石太客運專線孤山車站和盂縣車站之間，是本線的重點控制工程，隧和盂縣車站之間，是本線的重點控制工程，隧道通過該段太行山山脈的主峰越宵山，越宵山道通過該段太行山山脈的主峰越宵山，越宵山最高高程為最高高程為1320m，隧道最大埋深，隧道最大埋深445m，太行，太行山隧道設計為雙洞單線隧道，兩線線間距山隧道設計為雙洞單線

13、隧道，兩線線間距35m。隧道左線進口里程為。隧道左線進口里程為DK69+276，出口里程，出口里程為為DK97+168，隧道全長，隧道全長27892 m；隧道右線進；隧道右線進口里程為右口里程為右DK69+286，出口里程為右，出口里程為右DK97+163，隧道全長，隧道全長27877 m。太行山隧道右線進口里程：DK69+280太行山隧道右線出口里程：DK97+1604號 斜 井右DK80+901.368=DK85+401.803=DK87+301.994=DK89+782.248=DK92+302.512=DK96+802.580=2號 斜 井太行山隧道左線進口里程：DK97+1659號

14、斜 井8號 斜 井6號 斜 井7號 斜 井斜8 0+00斜9 0+00斜7 0+005號 斜 井3號 斜 井斜4 0+00斜6 0+00斜5 0+00DK75+800.899=DK78+801.171=斜3 0+00斜2 0+00太行山隧道左線進口里程：DK69+2701號 斜 井斜1 0+00DK73+200.672=太 行 山 隧 道 平 面 示 意 圖大瑤山隧道群大瑤山隧道群 大瑤山一號隧道、二號隧道和三號隧道共大瑤山一號隧道、二號隧道和三號隧道共3座隧道組成，長度分別為座隧道組成，長度分別為10081m、6024m和和8387m。雙線隧道，線間距。雙線隧道，線間距5m，最高時速，最高時

15、速350km/h，有效斷面積，有效斷面積100m2?？偣て??？偣て?0個月個月。 一號隧道右側(cè)設置一號隧道右側(cè)設置2268m的平導，出口左側(cè)的平導，出口左側(cè)設置設置885m的橫洞；的橫洞； 二號隧道進出口左側(cè)分別設置長約二號隧道進出口左側(cè)分別設置長約340和和320m的橫洞；的橫洞； 三號隧道進出口左側(cè)分別設置長約三號隧道進出口左側(cè)分別設置長約256m和和1272m的平導。的平導。獅子洋隧道獅子洋隧道 位于廣深港客運專線東涌站至虎門站區(qū)間，位于廣深港客運專線東涌站至虎門站區(qū)間，穿越珠江口獅子洋河段，是中國第一座水下鐵穿越珠江口獅子洋河段，是中國第一座水下鐵路隧道，行車目標值路隧道，行車目標值3

16、50km/h。 工程范圍全長工程范圍全長10800m，隧道長度，隧道長度10490m，引道敞開段長引道敞開段長310m。明、暗挖加盾構(gòu)法施工。明、暗挖加盾構(gòu)法施工。隧道采用雙洞單線結(jié)構(gòu)，斷面凈空有效面積約隧道采用雙洞單線結(jié)構(gòu)，斷面凈空有效面積約65m2。盾構(gòu)段結(jié)構(gòu)內(nèi)徑。盾構(gòu)段結(jié)構(gòu)內(nèi)徑9.8m，外徑，外徑10.8m，管，管片厚度片厚度50cm，采用，采用7+1分塊方式，單層鋼筋混分塊方式，單層鋼筋混凝土襯砌。左右線之間的聯(lián)絡橫通道凝土襯砌。左右線之間的聯(lián)絡橫通道23處。盾處。盾構(gòu)段采用構(gòu)段采用4臺泥水平衡式盾構(gòu)施工，總工期臺泥水平衡式盾構(gòu)施工，總工期41個月。個月。函谷關隧道函谷關隧道 鄭西客運

17、專線，全長鄭西客運專線，全長7851m，最大埋深，最大埋深220m，中國最長及斷面最大的黃土隧道。設計為單，中國最長及斷面最大的黃土隧道。設計為單洞雙線，線間距洞雙線，線間距5m，行車目標值，行車目標值350km/h。斷。斷面凈空有效面積約面凈空有效面積約65m2。 設計施工工期設計施工工期34個月，設置個月，設置1個橫洞和三個個橫洞和三個斜井。斜井。瀏陽河隧道瀏陽河隧道 武廣客運專線，全長武廣客運專線，全長10100m。下穿京珠高速。下穿京珠高速公路、星沙開發(fā)區(qū)、瀏陽河與長沙市機場高速公路、星沙開發(fā)區(qū)、瀏陽河與長沙市機場高速公路。設計為單洞雙線，線間距公路。設計為單洞雙線，線間距5m，行車目

18、標，行車目標值值350km/h。斷面凈空有效面積約。斷面凈空有效面積約100m2。 設計施工工期設計施工工期27個月，設置個月，設置3座豎井和座豎井和1個斜個斜井。豎井采用矩形結(jié)構(gòu)，位于隧道頂；斜井采井。豎井采用矩形結(jié)構(gòu)，位于隧道頂；斜井采用無軌運輸。用無軌運輸。宜萬線巖溶隧道宜萬線巖溶隧道 全長全長378正線正線km，隧道長度所占比例高達，隧道長度所占比例高達60%，全線隧道總數(shù)為，全線隧道總數(shù)為161座，總長約座，總長約33延長延長km，其中巖溶隧道有，其中巖溶隧道有92座，總長為座，總長為247km。 級風險的隧道級風險的隧道8座，施工中曾多次發(fā)生突水座，施工中曾多次發(fā)生突水、突泥，采用

19、綜合超前地質(zhì)預報、注漿堵水、突泥，采用綜合超前地質(zhì)預報、注漿堵水、限量排水等措施，確保施工安全。限量排水等措施，確保施工安全。呂梁山隧道呂梁山隧道 全長全長20780m，設計為雙洞單線，線間距，設計為雙洞單線，線間距30m，設計行車速度，設計行車速度200km/h，并滿足通行雙，并滿足通行雙層集裝箱列車的條件。層集裝箱列車的條件。 設設5個斜井，采用無軌運輸方式。個斜井，采用無軌運輸方式。關角隧道關角隧道 青藏線西寧至格爾木段增建第二線穿越青海青藏線西寧至格爾木段增建第二線穿越青海南山的隧道，設計全長南山的隧道，設計全長32600m，為目前國內(nèi)規(guī)，為目前國內(nèi)規(guī)劃最長的鐵路隧道。設計為雙洞單線，線間距劃最長的鐵路隧道。設計為雙洞單線，線間距40m，行車目標值，行車目標值160km/h，預留，預留200km/h的條的條件。件。 擬采用掘進機法施工，采用擬采用掘進機法施工，采用2臺全斷面掘進臺全斷面掘進機相向施工機相向施工線隧道，采用線隧道，采用2臺小斷面掘進機臺小斷面掘進機施工施工線隧道，線隧道，線隧道超前。線隧道超前。向莆鐵路隧道向莆鐵路隧道 向莆鐵路從向塘至莆田，正線全長向莆鐵路從向塘至莆田，正線全長607km，全線共有隧道全線共有隧道114座，總長約座，總長約29