《隧道工程》課件第-1講-隧道工程概況、發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

1、隧 道 工 程1、隧道工程概況、發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 1.5時2、隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級 1.5時3、隧道位置選擇與平、縱、橫斷面1.0時4、隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造1.0時5、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的基本原理 1.0時6、隧道施工方法 1.5時7、隧道施工輔助工法1.5時8、不良地質(zhì)隧道施工1.5時9、新奧法、新意法及復合式襯砌設(shè)計要點1.5時10、施工組織設(shè)計0.5時1、隧道施工視頻 2.0時2、烏鞘嶺隧道、地鐵暗挖及盾構(gòu)視頻2.0時授課大綱參考書-規(guī)范類鐵路隧道設(shè)計規(guī)范TB10003-2005鐵路隧道施工規(guī)范TB10204-2002公路隧道設(shè)計規(guī)范JTG D70-2004公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTJ 042-

2、94錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范GB 50086-2001 鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)范TB10108-2002參考書-圖書類隧道工程朱永全，中國鐵道出版社，2006隧道施工于書翰，人民交通出版社，1999隧道工程現(xiàn)場施工技術(shù)周愛國，人民交通出版社，2004公路隧道施工黃成光，人民交通出版社，2001公路隧道設(shè)計與施工新法朱漢華，人民交通出版社公路連拱隧道工程技術(shù)姚振凱，人民交通出版社，2006隧道工程施工要點集關(guān)寶樹編，人民交通出版社，2003隧道工程設(shè)計要點集關(guān)寶樹編，人民交通出版社，2004地下工程施工與管理楊其新，西南交通大學出版社 隧道的概念及種類 我國隧道及地下工程的發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展前景

3、第一章 緒論一、 隧道的概念及種類第一章 緒論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。 第一章 緒論 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。第一章 緒論 按不同的分類方式不同的分類方法： 土質(zhì)隧道 按所處的地質(zhì)條件：石質(zhì)隧道2 隧道的分類第一章 緒論淺埋隧道 按隧道的埋置深度：深埋隧道第一章 緒論山嶺隧道 按所處的地理位置 ：水底隧道城市隧道第一章 緒論交通類隧道 按用途分類 水工隧道市政隧道鐵路隧道公路隧道地下鐵道航運通道人行通道引水隧洞尾水隧洞導流(泄洪)隧洞排沙隧洞給水隧道污水隧道管路隧道線路隧道人防隧道礦山隧道

4、運輸巷道給水巷道通風巷道共同溝水底隧道第一章 緒論按公路、鐵路隧道長度(1)特長隧道： L3000 m(2)長 隧 道：3000 m L1000 m(3)中長隧道：1000 m L500 m(4)短 隧 道： L500 m按斷面面積分(1)特大斷面隧道：斷面積在100m2 以上 (2)大斷面 隧 道：斷面積在50100m2 之間(3)中等斷面隧道：斷面積在1050m2 之間(4)小斷 面 隧道：斷面積在310m2 之間(5)極小斷面隧道：斷面積在3 m2 以下第一章 緒論其它分類 按斷面形狀分，有圓形隧道、拱形隧隧道、卵(蛋)形隧道、矩形隧道等； 按襯砌結(jié)構(gòu)分，有直墻式襯砌隧道、曲墻式襯砌隧道

5、等； 按隧道內(nèi)鐵路線路數(shù)分，有單線隧道、雙線隧道和多線隧道等 第一章 緒論二、我國隧道及地下工程的發(fā)展現(xiàn)狀(一)規(guī)模1交通類隧道(1)鐵路隧道運營隧道7538座，長4314km，總數(shù)已列世界第一。襄渝線：隧道長度占線路長度的30%；成昆線：隧道長度占線路長度的31.6%；西康線：隧道長度占線路長度的50.42%。第一章 緒論具有標志性的鐵路隧道： 大瑤山隧道（14.295km）：京廣線衡廣段國內(nèi)最長的雙線電氣化隧道 秦嶺隧道（18.4km）：西康線，20世紀國內(nèi)最長的鐵路隧道 烏鞘嶺隧道（20.05km）：蘭新線增建二線，高地應力軟巖隧道 太行山隧道（27.8km）(在建)：石太客運專線 關(guān)角

6、隧道32.0km(在建)：青藏線西寧格爾木復線 風火山隧道，昆侖山隧道：青藏線多年凍土隧道 呂梁山隧道20.8km(在建), 東秦嶺鐵路隧道12.26km大瑤山隧道處在京廣鐵路衡廣復線的坪石至樂昌間，位于廣東省樂昌市境內(nèi)，全長14.295公里,是目前國內(nèi)最長的雙線電氣化隧道,其長度在世界鐵路隧道中列第十位。隧道采用三斜一豎的施工方案,隧道中部穿過的465米長的9#斷層地段，最大涌水量每晝夜高達4200噸,是整座隧道的控制地段。隧道全面運用新奧法原理施工,最高單口獨頭月成洞217雙線米。1981年11月開工，1989年12月建成。獲國家科技進步獎特等獎。 西康鐵路秦嶺隧道由兩座基本平行的單線隧道

7、組成，線隧道全長18460m；線隧道全長18456m。線隧道使用2臺8.8m敞開式掘進機（TBM）由隧道兩端相向施工。線隧道采用新奧法施工。 線隧道采用掘進機施工，在我國鐵路隧道施工尚屬首次。秦嶺特長隧道的修建，使中國隧道工程建設(shè)從整體上提高到一個新的技術(shù)水平。隧道1995年1月18日正式開工，1999年9月6日全部貫通，2000年8月18日西康鐵路開通運營。 烏鞘嶺隧道設(shè)計為兩座單線隧道，單洞長20050m，線間距為40m；最大埋深約1050m。烏鞘嶺隧道嶺脊F4F7之間長約7km ，分布有四條大的區(qū)域性斷層，為由四條區(qū)域性大斷層組成的寬大“擠壓構(gòu)造帶”，工程地質(zhì)及地應力情況非常復雜，施工中

8、發(fā)生不同程度的大變形，尤其是F7 和志留系地段。太行山隧道是石太鐵路客運專線建設(shè)的重點控制工程，是目前全國最長的山嶺隧道，右線全長27848m。自2005年6月11日開工以來，2007年12月右線貫通。隧道成功穿過太行山山脈主峰越宵山和橫跨4410m的膏溶角礫巖層，為鐵路特長大隧道建設(shè)探索和積累了寶貴經(jīng)驗。 青藏鐵路西寧至格爾木增建第二線以32.605km長的關(guān)角隧道穿越青海南山(隧道進口高程為3378.72，出口高程為3325.22)，為兩座平行的單線隧道，位于直線段上，隧道進口段為10的上坡，在嶺脊設(shè)坡度代數(shù)差后，以11的坡度連續(xù)下坡。世界海拔第一高的鐵路隧道-風火山隧道 風火山隧道是世界

9、海拔第一高的鐵路隧道，位于青藏鐵路青海境內(nèi)青藏高原可可西里“無人區(qū)”邊緣，全長1338米，軌面海拔4905米，是世界上海拔最高的隧道，也是青藏鐵路重點控制工程。隧道所在區(qū)域地質(zhì)復雜，主要為含土冰層、飽冰凍土、富冰凍土，還有裂隙冰、融凍泥巖等病害性地質(zhì)。這里平均海拔4900米左右，年均氣溫零下7，寒季最低氣溫達零下41，空氣中氧氣含量只有內(nèi)地的50左右，被喻為“生命禁區(qū)”。隧道凍土層最厚達150米、覆蓋層最薄處僅有米，施工稍有不慎，就會導致大塌方，工程難度之大前所未遇。 第一章 緒論(2)公路隧道 運營隧道1782座以上，總長704km以上。其中 10km以上的長大隧道： 秦嶺終南山特長公路隧道

10、18.04km(雙座) 錦屏隧道14.7km(雙座) 西山隧道13.68km（在建太原古交高速）我國大陸特長公路隧道No.隧道名長度(m)位置車道通風方式1秦嶺終南山隧道 18020陝西223豎井分段縱向式 2大坪里隧道 12290甘肅222豎井分段縱向式 3包家山隧道11500陝西223斜井分段縱向式4寶塔山隧道10391山西2x2豎斜井送排式縱向通風5泥巴山隧道9985四川2x2斜井+豎井分段縱向式6麻崖子隧道9000甘肅2x2斜豎井送排+射流風機縱向7龍?zhí)端淼?700湖北22立坑送排+射流風機縱向式8米溪梁隧道7923 陜西22左(右)洞單井送排式通風9括蒼山隧道7930浙江22縱向式+

11、半橫流式(排煙)10方斗山隧道7581 重慶222座斜井送排式縱向通風No.隧道名長度(m)位置車道通風方式1廈門海底隧道(鉆爆)5960福建32豎井送排+射流風機縱向式2上海長江隧道(盾構(gòu)）8955上海32橫向式3武漢長江隧道(盾構(gòu))3630湖北22橫向式4上中路隧道（盾構(gòu)）2800上海22橫向式（雙層雙向 ）5復興東路隧道 盾構(gòu)）2785上海32橫向式（雙層雙向 ）6南京玄武湖隧道(盾構(gòu))2660南京327大連路隧道(盾構(gòu))2566上海22橫向式8外環(huán)越江隧道(沉管)2882上海42縱向式9珠江隧道(沉管)1238廣東3+3縱向式（道路、鐵道并用）10寧波常洪隧道(沉管)1053浙江21縱

12、向式我國主要水下公路隧道No.隧道名長度(m)位置車道數(shù)x隧道洞數(shù)1白鶴嘴隧道1240重慶4x22龍頭山隧道1020廣東423萬石山隧道1170福建 最寬處25.89m的地下立交4大閣山隧道496貴州415金州隧道521遼寧416雅寶隧道260廣東427金雞山隧道200福建42(連拱)8羅漢山隧道300福建42(連拱)9魁岐隧道1596.1福建最寬處27. 42 m的地下立交我國大跨徑公路隧道公路隧道標準斷面2車道 A=65m2高寬比=0.673車道 A=96m2高寬比=0.54 4車道 A=136m2高寬比=0.48連拱隧道小凈距隧道3車道隧道（深圳大梅沙）連拱隧道(南峰)小凈距隧道（福建聯(lián)

13、南）雙洞8車道隧道（深圳雅寶）秦嶺北口 秦嶺終南山隧道位于國家高速公路網(wǎng)包-茂線陜西境內(nèi)，是世界建設(shè)規(guī)模最大的高速公路隧道(長218.02km)，最大埋深超過1700m。于2007年1月試通車為通風與防災，采取豎井送排式縱向通風方式，設(shè)置三座換風豎井及地下機房，豎井直徑為11.5m，井深661m。通風主要按照正常運營和火災工況下需風量設(shè)計。交通量按2025年交通量N=25849輛/日，2035交通量N=45000輛/日； 為了降低駕駛員長時間在隧道內(nèi)行駛的疲勞，每座隧道洞內(nèi)共設(shè)三處特殊照明帶，每處特殊照明區(qū)段長150m，寬20.9m(隧道標準寬:10.5 m)，高11.9m (隧道標準高:7.

14、6m)。業(yè) 主 單 位：陜西秦嶺終南山公路隧道有限公司主要設(shè)計單位：中鐵第一勘察設(shè)計院 重慶交通科研設(shè)計院主要施工單位：中鐵一局、五局、十二局、十八局 等主要科研單位：陜西省公路局 重慶交通科研設(shè)計院 長安大學 西南交通大學 等秦嶺終南山隧道采用了當今山嶺隧道建設(shè)的最新技術(shù),是全世界工程技術(shù)人員智慧的結(jié)晶 廈門翔安隧道我國第一座鉆爆法開挖的六車道海底公路隧道，工程中遇到大量軟弱地層和風化槽(囊)，采取了超前預注漿加固、CRD、雙側(cè)壁導坑等多種工法，目前工程進展較為順利。 隧道長 5960 m。為通風與防災，采取豎井送排式縱向通風方式，在淺海區(qū)域設(shè)置二座換風豎井。主隧道服務隧道進口隧道由地表軟弱

15、地層逐步進入海底隧道進口采用CRD工法控制圍巖變形主隧道洞身采用雙側(cè)壁導坑法開挖和支護業(yè)主單位：廈門路橋有限公司設(shè)計單位：中交第二公路勘察設(shè)計院 重慶交通科研設(shè)計院施工單位：中鐵隧道局、十八局、中鐵一局、二十二局 等科研單位：北京交通大學 等第一章 緒論(3)地下鐵道 地鐵通車里程500km，目前共有20多個城市正在建設(shè)或規(guī)劃建設(shè)城市軌道交通。 目前有北京、天津、上海、廣州、深圳、南京、重慶等城市正在運營。 而在建工程則很多：除上述城市外，還有青島、杭州、武漢、沈陽、成都、哈爾濱等。第一章 緒論 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

16、；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；近期正在修建的遼寧省東水西調(diào)工程輸水隧洞長85km。2水利水電 國內(nèi)外已建成的10km以上的水工隧洞達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。第一章 緒論3地下工程 城市地下空間的開發(fā)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平戰(zhàn)結(jié)合工程相繼建設(shè)。 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行于地下隧道中。第一章 緒論某人防工程平時作出

17、租車侯客廳第一章 緒論地下糧庫第一章 緒論(二)技術(shù)狀況1設(shè)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。針對不同條件采用不同的設(shè)計理論。 目前的設(shè)計理論地層結(jié)構(gòu)收斂約束經(jīng)驗類比荷載結(jié)構(gòu)第一章 緒論2施工方法明挖法暗挖法蓋挖法盾構(gòu)法掘進機法沉埋法頂進法第一章 緒論3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、烏鞘嶺隧道、太行山隧道、關(guān)角隧道) 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

18、輸系統(tǒng) 第一章 緒論4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 濕陷性黃土第一章 緒論1交通類隧道經(jīng)濟發(fā)展，交通建設(shè)先行交通標準不斷提高國力增強，技術(shù)進步 需建設(shè)更多，可以建設(shè)更多、標準更高的隧道，前景美好。三、我國隧道工程的發(fā)展前景第一章 緒論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(shè)施趨勢隧道管溝化 繼十九世紀的城市橋梁、二十世紀的摩天大樓，二十一世紀是地下空間的開發(fā)和利用。第一章 緒論3水利(國策)其它調(diào)水工程及水電工程南水北調(diào)東線中線西線第一章 緒論水平壓力e豎直壓力q脫離區(qū)拱部邊墻變形后外輪廓線仰拱抗力區(qū)底壓力彈性抗力第一章 緒論