隧道與地下工程PPT課件

1、2.特點 是交通運輸線路穿越天然障礙的有效方法。 穿越的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，工程定位、設(shè)計、施工方法要隨時作相應(yīng)調(diào)整。 施工作業(yè)面窄，勞力設(shè)備受到限制，工業(yè)化、機械化施工要求高。 造價昂貴。八達嶺隧道口前石拱橋第1頁/共54頁上海市大連路隧道工程，使用兩臺直徑為11.22米的超大型盾構(gòu)機施工。 建成后為雙向四車道，設(shè)計車速為每小時40公里，通行凈高4.5米。隧道線路總長約2.5公里。 施工中采用了冰凍法加固等新技術(shù)，日最大推進達15米。 工程總投資16.55億元。 大閣山隧道全長496米，開挖高度18米，開挖跨度22米，凈寬18米，單跨雙向四車道，是目前國內(nèi)單孔跨度最大的公路隧道。工程造價為38

2、06.52萬元。 第2頁/共54頁3.發(fā)展簡況 世界第一座交通隧道是公元前21802160年在巴比倫城中幼發(fā)拉底河下修筑的人行通道。 我國古代（公元前8世紀前3世紀）建造有深達40m以上的銅礦礦井（豎井和斜井） 19世紀20年代蒸汽機的出現(xiàn)以及鐵路和煉鋼工業(yè)的發(fā)展，促進了隧道工程的發(fā)展。18261830年英國在利物浦硬巖中修建了兩座最早的鐵路隧道。 1843年英國在泰晤士河修建了第一條水底道路隧道。 20世紀50年代，人們才總結(jié)出各種類型隧道工程規(guī)劃、設(shè)計和施工的基本原理，在土木工程中逐漸形成了一個獨立的工程領(lǐng)域。第3頁/共54頁4.主要施工方法 明挖法或圍堤明挖法（敞口開挖基坑，修建隧道后覆

3、填） 鉆眼爆破法（適用于硬巖中開挖隧道） 盾構(gòu)法：盾構(gòu)為一鋼制圓筒，周邊設(shè)置千斤頂推向前方。 頂管法 沉管法：多用于水底隧道。第4頁/共54頁第5頁/共54頁龐大的隧道施工設(shè)備第6頁/共54頁第7頁/共54頁第8頁/共54頁第9頁/共54頁5.隧道結(jié)構(gòu) 洞身：隧道結(jié)構(gòu)的主體部分。 襯砌：承受地層壓力，維持巖體穩(wěn)定，阻止坑道周圍地層變形的永久性支撐物。它由拱圈、邊墻、托梁和仰拱組成。 洞門：位于隧道出入口處，用來保護洞口土體和邊坡穩(wěn)定，排除仰坡流下的水。它由端墻、翼墻及端墻背部的排水系統(tǒng)所組成。第10頁/共54頁二、各類隧道簡介1.鐵路隧道 組成由洞口路塹（或引道）、洞門、洞身襯砌結(jié)構(gòu)和隧道內(nèi)外

4、附屬構(gòu)筑物（道床、避車洞、水溝、照明、設(shè)置電氣化設(shè)備的洞室等）組成。 第11頁/共54頁第12頁/共54頁第13頁/共54頁 隧道內(nèi)的線路可用單向坡或雙向坡第14頁/共54頁 隧道襯砌的橫斷面第15頁/共54頁2.公路隧道 類別：按隧道所處的位置分為山嶺道路隧道；水底道路隧道；城市道路隧道。 道路隧道要盡量設(shè)計成直線。隧道內(nèi)縱坡不宜大于3.5%,也不應(yīng)小于0.3%。 道路隧道要有較完善的通風、照明、防災(zāi)等附屬設(shè)施。 發(fā)展情況：據(jù)西歐、日本等13個國家的統(tǒng)計資料，長度超過3km的已有105座，最多的國家為日本，29座，最長的為瑞士與意大利間的穿越阿爾卑斯山的圣哥達隧道，長16.918km,單孔雙

5、車道。第16頁/共54頁第17頁/共54頁公路隧道的各種主要斷面形狀 公路建筑限界 公路隧道橫斷面凈空 第18頁/共54頁公路隧道通風 公路隧道空氣污染造成危害的主要原因是一氧化碳道路隧道要有較完善的通風、照明、防災(zāi)等附屬設(shè)施。 通風方式的種類：通風方式自然通風機械通風縱向方式半橫向式橫向式混合式射流式風道式和噴嘴式豎井式第19頁/共54頁自然通風：不設(shè)置專門通風設(shè)備，利用存在于洞口間的自然壓力差或汽車行駛時活塞作用產(chǎn)生的交通風力，達到通風目的?？v向式通風：射流式豎井式橫向式通風與半橫向式通風：混合式通風第20頁/共54頁鐵路或公路遇到水面障礙物時，除可修建橋梁通過外，修建水底隧道可能是最佳方

6、案。尤其在水面寬，航運繁忙，通過巨型船只較多，不宜建造高橋和長引橋的情況下。3.水底隧道第21頁/共54頁 水底隧道一般分水底段和河岸段，后者又有暗埋、敞開及出口部分。第22頁/共54頁 施工方法：盾溝法、沉管法用盾溝法建造的水底隧道，自兩端至洞口，一般為槽形敞開式引道段，穿越水底的暗埋段，斷面大多為圓形。引道段用沉管法建造水底隧道除有引道段外，穿越水底的沉管有時是由幾個通道組成的矩形管段組成。第23頁/共54頁第24頁/共54頁 目前，全世界已建成和計劃建設(shè)的海底隧道有20多條，主要分布在日本、美國、西歐、中國的香港九龍等地區(qū)。 從工程規(guī)模和現(xiàn)代化程度上看，當今世界最有代表性的跨海隧道工程，

7、莫過于英法隧道和日本青函隧道。英法隧道橫貫多佛爾海峽，從英國的?？怂雇ǖ椒▏纳＜犹?，把英倫三島與歐洲大陸連接起來。隧道由兩股火車隧道和一股工作隧道構(gòu)成，全長53公里，海底部分37公里。該隧道已于1995年建成通車。第25頁/共54頁第26頁/共54頁第27頁/共54頁第28頁/共54頁 地下工程：指地面以下土層或巖體中修建各種類型的地下建筑物或結(jié)構(gòu)的工程。它包括： 交通運輸方面的地下鐵道、隧道、停車場、通道等； 軍事方面和野戰(zhàn)軍事的地下指揮所、通訊樞紐、掩蔽所、軍火庫等； 工業(yè)與民用方面的地下車間、電站、庫房、商店、人防與市政地下工程； 文化、體育、娛樂與生活等方面的聯(lián)合建筑體。 第29頁/

8、共54頁1.地下水電站一、 地下電站l 地下水電站劃分為兩種主要類型 1)利用江河水源的地下水力發(fā)電站 2)循環(huán)使用地下水的抽水蓄能水電站l 地下水電站包括水壩和電站兩大部分 龍灘水電站的地下廠房系統(tǒng)是目前國內(nèi)在建工程中最大、世界第二大的地下工程。第30頁/共54頁小浪底水利工程地下廠房第31頁/共54頁2.地下抽水蓄能水電站 具有地上、地下兩個水庫。 供電時，水由地上水庫、經(jīng)水輪發(fā)電機發(fā)電后流入地下水庫；供電低峰時，用多余的電力反過來將地下水庫的水抽回原地面水庫，以便循環(huán)使用。第32頁/共54頁3.地下原子能發(fā)電站l 原子能發(fā)電站的優(yōu)點 1）選址容易 2）巖體對地下放射物質(zhì)有良好的遮蔽效果

9、3）耐震、有良好的防護性l 原子能發(fā)電站的形式 1）半地下式 2）完全地下式第33頁/共54頁二、地下倉庫1.為何要建造地下倉庫？ 1)地下環(huán)境對于許多物質(zhì)的貯存有突出的優(yōu)越性，地下環(huán)境的熱穩(wěn)定性、密閉性和地下建筑良好的防護性能，為在地下建造各種貯庫提供了十分有利的條件。 2)人口的增長、集中和都市化，世界各國都面臨能源、糧食、水的供應(yīng)和放射性以及其它廢棄物的處理問題。第34頁/共54頁水封油庫（變動水位法） 2.地下燃料貯庫可分為以下幾種類型 1)開鑿硐室貯庫 2)巖鹽溶淋洞室油庫 3)廢舊礦坑油庫 4)其它油庫第35頁/共54頁儲藏室地下倉庫第36頁/共54頁三、城市地下綜合體1.地下綜合

10、體定義 為建設(shè)沿三維空間發(fā)展的，地面地下連通的，結(jié)合交通、商業(yè)貯存、娛樂、市政等多用途的大型公共地下建筑。2.地下綜合體特點 多重功能、空間重疊、設(shè)施綜合。上海人民廣場地下綜合體第37頁/共54頁3.結(jié)構(gòu)形式 地下建筑物可以構(gòu)筑成隧道形式，也可以和地面房屋相似，在平面布局上采用棋盤式和房間式的布置，并可建成多層多跨的框架結(jié)構(gòu)。平頂直墻式隧道第38頁/共54頁北京天外天地下商場主要采用了五連拱多跨梁柱柱結(jié)構(gòu)施工方法，雙層導(dǎo)洞轉(zhuǎn)向技術(shù)。平頂直墻田字型開挖施工技術(shù)；暗挖拱型結(jié)構(gòu)與明挖框架結(jié)構(gòu)連接結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。第39頁/共54頁五連拱效果圖第40頁/共54頁地下建筑物的橫斷面有各種不同形狀。最常見的有圓形、矩形、拱頂直墻（包括厚拱薄墻）、拱頂曲墻、落地拱、穹頂直墻等。第41頁/共54頁平頂直墻第42頁/共54頁曲頂直墻第43頁/共54頁4.地下綜合體的特點 可作為有效的防空、防炸設(shè)施，形成恒溫恒濕防震防振的環(huán)境，并能節(jié)約地面建筑占地。但地質(zhì)條件要求較高，施工困難、投資較高。第44頁/共54頁5.地下綜合體的結(jié)構(gòu)特點 與巖（土）接觸處必須有襯砌結(jié)構(gòu)。 襯砌結(jié)構(gòu)的作用：承受巖（土）層和爆炸等靜力和動力荷載，并防止地下水和潮氣的侵入。第45頁/共54頁襯砌結(jié)構(gòu)材料：鋼筋混凝土或磚、石。第46頁/共54頁東京八重洲地下街