隧道工程簡(jiǎn)介

1、隧道工程簡(jiǎn)介隧道工程簡(jiǎn)介 天塹總能變通途，人類的智慧除了建造大廈，很大程度上都體現(xiàn)在交通的開發(fā)中?！坝鏊顦?，遇山鑿隧”，面對(duì)高山阻擋，人們總能開山鑿洞，締造一個(gè)個(gè)令人驚嘆的隧道奇觀。隧道的定義及用途隧道的定義及用途l隧道是埋置于地層內(nèi)的一種地下建筑物，對(duì)于改善公路線型、節(jié)省占地、節(jié)省工程投資有著重要意義，特別是在山區(qū)高速公路隧道修建短隧道中，有著較大的優(yōu)勢(shì)。l隧道大部分的功能，為提供行人、腳踏車（自行車）、一般道路交通、機(jī)動(dòng)車、鐵路交通、或運(yùn)河使用，而部分隧道只運(yùn)送水、石油或其他特定服務(wù)，包括軍事及商業(yè)物流等。隧道的組成隧道的組成l隧道的結(jié)構(gòu)包括主體建筑物和附屬設(shè)備兩部分。主體建筑物由洞身和

2、洞門組成，附屬設(shè)備包括避車洞和防排水設(shè)施，長(zhǎng)大隧道還有專門的通風(fēng)和照明設(shè)備。最長(zhǎng)的雙洞單向公路隧道最長(zhǎng)的雙洞單向公路隧道 - -秦嶺終南山公路隧道秦嶺終南山公路隧道l北起西安市長(zhǎng)安區(qū)青岔，南至商洛市所轄的柞水縣營(yíng)盤鎮(zhèn)，全長(zhǎng)18.02公里，設(shè)計(jì)時(shí)速80公里。l在設(shè)計(jì)上也體現(xiàn)了人性化的理念：隧道里專門設(shè)置了特殊燈光帶，通過(guò)不同的燈光和幻燈圖案變化呈現(xiàn)出“藍(lán)天”“白云”“彩虹”等景象，可以使駕駛員和乘客仿佛置身室外，有助于緩解駕駛和乘車的疲勞感。 最長(zhǎng)的單洞公路隧道最長(zhǎng)的單洞公路隧道 - -挪威洛達(dá)爾隧道挪威洛達(dá)爾隧道l全長(zhǎng)約24.5公里。它位于挪威中部地區(qū)，東起洛達(dá)爾城，西至艾于蘭城，是連接首都奧

3、斯陸與第二大城市卑爾根的咽喉要道。l根據(jù)設(shè)計(jì)，洛達(dá)爾隧道每小時(shí)通車能力為400輛。但由于挪威人口較少，隧道每晝夜通過(guò)的轎車僅為1000輛，僅為設(shè)計(jì)流量的十分之一。 最長(zhǎng)的汽車專用隧道最長(zhǎng)的汽車專用隧道 - -瑞士圣哥達(dá)隧道瑞士圣哥達(dá)隧道l長(zhǎng)16.32公里，隧道穿越蘇黎世東南阿爾卑斯山脈圣哥達(dá)峰，是瑞士國(guó)有公路系統(tǒng)中連接南北干線的重要樞紐。l在防火設(shè)計(jì)中，隧道頂部被分隔成進(jìn)風(fēng)道和排風(fēng)道，一旦發(fā)生火災(zāi)，橫向通風(fēng)可分區(qū)段隔斷而不影響其他通風(fēng)區(qū)。隧道兩端還設(shè)有計(jì)算機(jī)控制站，以監(jiān)視和控制車流，并對(duì)空氣清潔度變化、失火及照明亮度及時(shí)預(yù)警。隧道的分類隧道的分類l1、按照隧道所處的地質(zhì)條件分類：分為土質(zhì)隧道和

4、石質(zhì)隧道。 l2、按照隧道的長(zhǎng)度分類：分為短隧道（鐵路隧道規(guī)定：L500m；公路隧道規(guī)定：L500m）、中長(zhǎng)隧道（鐵路隧道規(guī)定：500L3000m；公路隧道規(guī)定：500L1000m）、長(zhǎng)隧道（鐵路隧道規(guī)定：300010000m；公路隧道規(guī)定：L3000m）。 l3、按照國(guó)際隧道協(xié)會(huì)（ITA）定義的隧道的橫斷面積的大小劃分標(biāo)準(zhǔn)分類： 分為極小斷面隧道（23）、小斷面隧道（310）、中等斷面隧道（1050）、大斷面隧道（50100）和特大斷面隧道（大于100）。 l4、按照隧道所在的位置分類：分為山嶺隧道、水底隧道和城市隧道。 l5、按照隧道埋置的深度分類：分為淺埋隧道和深埋隧道。 l6、按照隧道

5、的用途分類：分為交通隧道、水工隧道、市政隧道和礦山隧道。特別要提出的是海底隧道特別要提出的是海底隧道l海峽像一道天塹將大陸與大陸，大陸與海島，海島與海島之間隔開，這給人們的生活、旅行帶來(lái)許多不便。于是，人們?cè)O(shè)計(jì)建造接通海峽兩岸的海底隧道。l海底隧道，是為了解決橫跨海峽、海灣之間的交通，而又不妨礙船舶航運(yùn)的條件下，建造在海底之下供人員及車輛通行的海底下的海洋建筑物。l海底隧道不占地，不妨礙航行，不影響生態(tài)環(huán)境，是一種非常安全的全天候的海峽通道。海底隧道圖示海底隧道圖示南京海底世界南京海底世界l在南京市海底世界里，也有著一個(gè)小型的“海底隧道”。海底隧道是一個(gè)半圓形的通道，使用玻璃建筑的， 在玻璃后

6、面，有著數(shù)以百計(jì)的海底生物，有小鯊魚、八爪魚、水母、熱帶魚等許多品種。在這個(gè)隧道里，有300多種，10000多尾海洋生物。隧道施工方法分類隧道施工方法分類l根據(jù)隧道穿越地層的不同情況和目前隧道施工方法的發(fā)展，隧道施工方法可按以下方式分類：l1.山嶺隧道：礦山法（鉆爆法）和掘進(jìn)機(jī)法（TBM），其中礦山法又分為傳統(tǒng)礦山法和新奧法。l2.淺埋及軟土隧道：明挖法，蓋挖法，淺埋暗挖法和盾構(gòu)法。l3.水底隧道：沉埋法和盾構(gòu)法。1. 1.鉆爆法鉆爆法 l主要用鉆眼爆破方法開挖斷面而修筑隧道及地下工程的施工方法。用鉆爆法施工時(shí)，將整個(gè)斷面分部開挖至設(shè)計(jì)輪廓，并隨之修筑襯砌。2.2.沉管法沉管法l沉管法是在水底

7、建筑隧道的一種施工方法。沉管隧道就是將若干 個(gè)預(yù)制段分別浮運(yùn)到海面（河面）現(xiàn)場(chǎng)，并一個(gè)接一個(gè)地沉放安裝在已疏浚好的基槽內(nèi)，以此方法修建的水下隧道。香港多條海底隧道采用沉管法施工。3.3.盾構(gòu)法盾構(gòu)法 l盾構(gòu)法(Shield Method)是暗挖法施工中的一種全機(jī)械化施工方法，它是將盾構(gòu)機(jī)械在地中推進(jìn)，通過(guò)盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌，同時(shí)在開挖面前方用切削裝置進(jìn)行土體開挖，通過(guò)出土機(jī)械運(yùn)出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進(jìn)，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機(jī)械化施工方法。盾構(gòu)法原理圖盾構(gòu)法原理圖4.4.新奧法新奧法l新奧法是應(yīng)用巖體力學(xué)的理論，也就是隧道開挖后采取錨桿和噴

8、射混凝土為主要支護(hù)手段及時(shí)的支護(hù)，以維護(hù)和利用圍巖自身承載能力為基點(diǎn)，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護(hù)體系的組成部分，并通過(guò)對(duì)圍巖和支護(hù)的量測(cè)、控制來(lái)指導(dǎo)隧道和地下工程設(shè)計(jì)施工的方法和原則。5.5.掘進(jìn)機(jī)法掘進(jìn)機(jī)法l掘進(jìn)機(jī)法是挖掘隧道、巷道及其它地下空間的一種方法。簡(jiǎn)稱TBM(tunnel boring manchine）法，是用特制的大型切削設(shè)備，將巖石剪切擠壓破碎，然后，通過(guò)配套的運(yùn)輸設(shè)備將碎石運(yùn)出。連接英國(guó)及法國(guó)的英法海峽隧道就是采用掘進(jìn)機(jī)法開挖。隧道掘進(jìn)機(jī)隧道掘進(jìn)機(jī)l隧道掘進(jìn)機(jī)是用機(jī)械破碎巖石、出碴和支護(hù)實(shí)行連續(xù)作業(yè)的一種綜合設(shè)備。l按掘進(jìn)機(jī)在工作面上的切削過(guò)程，分為全斷面掘進(jìn)機(jī)和

9、部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)。l按破碎巖石原理不同，又可分滾壓式（盤形滾刀）掘進(jìn)機(jī)和銑切式掘進(jìn)機(jī)。隧道掘進(jìn)機(jī)工作原理隧道掘進(jìn)機(jī)工作原理l中國(guó)產(chǎn)品多為滾壓式全斷面掘進(jìn)機(jī)，適于中硬巖至硬巖。銑切式掘進(jìn)機(jī)適用于煤層及軟巖中。在推進(jìn)油缸的軸向壓力作用下，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾刀盤旋轉(zhuǎn)，將巖石切壓破碎，其周圍有勺斗，隨轉(zhuǎn)動(dòng)而卸到運(yùn)輸帶上。硬巖不需支護(hù)，軟巖支護(hù)時(shí)可噴射、澆灌混凝土或裝配預(yù)制塊。該機(jī)在巖性均勻、巷道超過(guò)一定長(zhǎng)度時(shí)使用，經(jīng)濟(jì)合理。TBMTBM面臨的局限問(wèn)題面臨的局限問(wèn)題l隨著TBM設(shè)備在近幾年的興起，以其簡(jiǎn)潔，快捷的施工技術(shù)特點(diǎn)廣受歡迎，現(xiàn)在的應(yīng)用非常廣泛。然而在某些方面仍然能存在某些問(wèn)題。lTBM在一隧道掘進(jìn)施工

10、中，通過(guò)區(qū)域性大斷層極大范圍的破碎帶，拱頂發(fā)生嚴(yán)重坍塌，大塊巖體將刀盤和護(hù)盾卡住而被迫停機(jī)。采用固結(jié)掌子面、超前灌漿、開挖上導(dǎo)洞對(duì)拱頂巖層進(jìn)行加固、清理刀盤前方塌落巖石等措施進(jìn)行整理。對(duì)于對(duì)于TBMTBM的新探索的新探索l最受關(guān)注的是其特殊性能, 如TBM 在不同地質(zhì)條件下的可應(yīng)用性, 設(shè)備較易翻新以適用更大或更小的隧道直徑, 在同一工程中開挖直徑的變化( 使用擴(kuò)孔副刀) , 這些已成為TBM制造商節(jié)工程技術(shù)人員的研究新課題探索方向。l而使用方更希望希望制造商確定TBM和后配套系統(tǒng), 并選擇后配套中的子系統(tǒng)如出碴、注漿和材料運(yùn)輸?shù)?。l為使掘進(jìn)機(jī)的工作效率更高，技術(shù)人員在很多方面對(duì)其做了改進(jìn)。最新發(fā)展動(dòng)態(tài)最新發(fā)展動(dòng)態(tài) 在TBM 前方進(jìn)行非破壞性地層檢查的最新發(fā)展是BEAM ( 隧道掘進(jìn)前方