隧道工程現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢演示文稿

隧道工程現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢演示文稿第一頁，共七十一頁。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。第二頁，共七十一頁。2．隧道的種類

按不同的分類方式不同的分類方法：土質(zhì)隧道石質(zhì)隧道按所處的地質(zhì)條件淺埋隧道深埋隧道按隧道的埋置深度山嶺隧道城市隧道按所處的地理位置

水底隧道第三頁，共七十一頁。鐵路隧道公路隧道地下鐵道人行通道交通類隧道引水隧道尾水隧道導流隧道泄洪隧道水工隧道給水隧道排水隧道管路隧道市政隧道采礦巷道運輸巷道礦山隧道按隧道的用途人防隧道第四頁，共七十一頁。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)量據(jù)統(tǒng)計，截止到2010年底，我國已經(jīng)建成的鐵路隧道總長度已經(jīng)超過7000km，在建鐵路隧道總長度已超過7500km，正在設(shè)計和規(guī)劃建設(shè)的隧道總長度超過10000km。由此可見我國鐵路隧道建設(shè)的總量已經(jīng)遠遠領(lǐng)先世界其它國家，我國已經(jīng)成為名副其實的隧道大國[4]。

第五頁，共七十一頁。第六頁，共七十一頁。6.已建高速隧道：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福夏37座40.406km廣珠4座4.172km第七頁，共七十一頁。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已建高速鐵路隧道

第八頁，共七十一頁。全線共新建隧道（含明洞）184座，總延長240.814km。其中，樂山至白云（不含）正線段共新建設(shè)計時速250km/h雙線隧道（含明洞）178座，總延長231.408km，全線最長隧道為姚家坪隧道，長8836m。待建成貴鐵路第九頁，共七十一頁。待建西成鐵路西成線陜西境內(nèi)正線隧道工程總計188.8898km/34座，占線路總長度的55.1%（秦嶺山區(qū)占85.5%）。平均單座隧道長度5.555km，其中特長隧道（≥10km）98.222km/7座，長隧道（3～10km）68.873km/10座，最長隧道為天華山隧道15.9736km。隧道主要集中在秦嶺山區(qū)及大巴山區(qū)。四川境內(nèi)正線隧道工程總計97.929km/29座，占線路總長度的58.8%。全線最長隧道為金家?guī)r隧道，全長12051m。第十頁，共七十一頁。待建成蘭、麗香和海南鐵路成蘭鐵路新建隧道33座、總延長332.44km，隧道比例72.64%。最長太平隧道長28.427km，10km長大隧道14座。麗香線共有19座隧道，隧道全長92.169km，隧線比約66%，隧道主要分布在拉市海~塘布區(qū)間山嶺地段。海南西環(huán)共有新建23座山嶺隧道，隧道總長21622m，占線路總長的6.32%。第十一頁，共七十一頁。第十二頁，共七十一頁。第十三頁，共七十一頁。第十四頁，共七十一頁。第十五頁，共七十一頁。

10km以上的長大鐵路隧道：

秦嶺隧道18.4km大瑤山隧道14.295km烏鞘嶺隧道20.05km太行山隧道27.8km（在建）呂梁山隧道20.8km（在建雙洞）東秦嶺鐵路隧道12.26km第十六頁，共七十一頁。(2)公路隧道

運營隧道1684座以上，總長628km以上。其中10km以上的長大隧道：秦嶺終南山特長公路隧道18.02km(雙座)錦屏隧道14.7km(雙座)西山隧道13.68km（在建太原～古交高速）

第十七頁，共七十一頁。(3)地下鐵道

目前僅有北京、天津、上海、廣州四城市約80km正在運營。而在建工程則很多：除上述四城市外，還有南京、重慶、青島、深圳、杭州、武漢等。北京：規(guī)劃了20條線路共700km；上海：規(guī)劃了17條線路共450km；天津：規(guī)劃了4條線路共248km；廣州：規(guī)劃了7條線路共206.5km；深圳：規(guī)劃了9條線路共254km；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、昆明、西安、濟南、福州、寧波。第十八頁，共七十一頁。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。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。第十九頁，共七十一頁。3．地下空間

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。第二十頁，共七十一頁。(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(yīng)性出碴運輸系統(tǒng)第二十一頁，共七十一頁。大瑤山隧道標志性工程目前建成的最長雙線鐵路隧道新奧法成功應(yīng)用9號斷層施工技術(shù)施工進度全隧道最高年成洞4245m,月成洞521m單口月成洞218m，開挖205m，襯砌303m第二十二頁，共七十一頁。秦嶺隧道標志性工程20世紀建成的最長鐵路隧道TBM成功應(yīng)用施工進度TBM施工最高日進尺40.5m,月進尺528.1m鉆爆法施工最高月進尺456m第二十三頁，共七十一頁。烏鞘嶺隧道標志性工程通過4條區(qū)域性大斷層和3000m千枚巖地層創(chuàng)造了單線隧道施工進度最快紀錄Ⅳ級圍巖單工作面436m/月Ⅴ級圍巖連續(xù)5個月進度200mⅣ、Ⅴ級圍巖交錯情況下平均月掘進324mⅢ、Ⅳ級圍巖交錯情況下單工作面最高成洞271.8m/月，連續(xù)6個月成洞超過200m第二十四頁，共七十一頁。烏鞘嶺隧道標志性工程軟巖深埋復雜應(yīng)力隧道的修建技術(shù)取得突破高地應(yīng)力軟巖大變形富水第二十五頁，共七十一頁。風火山和昆侖山隧道標志性工程高海拔4995m凍土設(shè)計施工雙層模筑混凝土多道防水措施保溫隔熱措施低溫早強耐久性防水混凝土洞內(nèi)空調(diào)第二十六頁，共七十一頁。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(yīng)力巖爆高地應(yīng)力擠壓大變形煤系地層濕陷性黃土

第二十七頁，共七十一頁。3．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。荷載—結(jié)構(gòu)地層—結(jié)構(gòu)目前的設(shè)計理論收斂—約束經(jīng)驗類比

針對不同條件采用不同的設(shè)計理論。

第二十八頁，共七十一頁。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)底壓力彈性抗力第二十九頁，共七十一頁。4．施工方法

明挖法暗挖法盾構(gòu)法掘進機法蓋挖法頂進法沉埋法第三十頁，共七十一頁。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第三十一頁，共七十一頁。第三十二頁，共七十一頁。第三十三頁，共七十一頁。第三十四頁，共七十一頁。三、發(fā)展前景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。第三十五頁，共七十一頁。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。第三十六頁，共七十一頁。東線中線西線南水北調(diào)3．水利(國策)其它調(diào)水工程及水電工程第三十七頁，共七十一頁。太行山隧道四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，越宵山最高高程為1320m，隧道最大埋深445m，太行山隧道設(shè)計為雙洞單線隧道，兩線線間距35m。隧道左線進口里程為DK69+276，出口里程為DK97+168，隧道全長27892m；隧道右線進口里程為右DK69+286，出口里程為右DK97+163，隧道全長27877m。第三十八頁，共七十一頁。第三十九頁，共七十一頁。大瑤山隧道群大瑤山一號隧道、二號隧道和三號隧道共3座隧道組成，長度分別為10081m、6024m和8387m。雙線隧道，線間距5m，最高時速350km/h，有效斷面積100m2。總工期40個月。一號隧道右側(cè)設(shè)置2268m的平導，出口左側(cè)設(shè)置885m的橫洞；二號隧道進出口左側(cè)分別設(shè)置長約340和320m的橫洞；三號隧道進出口左側(cè)分別設(shè)置長約256m和1272m的平導。第四十頁，共七十一頁。獅子洋隧道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路隧道，行車目標值350km/h。工程范圍全長10800m，隧道長度10490m，引道敞開段長310m。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65m2。盾構(gòu)段結(jié)構(gòu)內(nèi)徑9.8m，外徑10.8m，管片厚度50cm，采用7+1分塊方式，單層鋼筋混凝土襯砌。左右線之間的聯(lián)絡(luò)橫通道23處。盾構(gòu)段采用4臺泥水平衡式盾構(gòu)施工，總工期41個月。第四十一頁，共七十一頁。函谷關(guān)隧道鄭西客運專線，全長7851m，最大埋深220m，中國最長及斷面最大的黃土隧道。設(shè)計為單洞雙線，線間距5m，行車目標值350km/h。斷面凈空有效面積約65m2。設(shè)計施工工期34個月，設(shè)置1個橫洞和三個斜井。第四十二頁，共七十一頁。瀏陽河隧道武廣客運專線，全長10100m。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。設(shè)計為單洞雙線，線間距5m，行車目標值350km/h。斷面凈空有效面積約100m2。設(shè)計施工工期27個月，設(shè)置3座豎井和1個斜井。豎井采用矩形結(jié)構(gòu)，位于隧道頂；斜井采用無軌運輸。第四十三頁，共七十一頁。宜萬線巖溶隧道全長378正線km，隧道長度所占比例高達60%，全線隧道總數(shù)為161座，總長約33延長km，其中巖溶隧道有92座，總長為247km。Ⅰ級風險的隧道8座，施工中曾多次發(fā)生突水、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。第四十四頁，共七十一頁。呂梁山隧道全長20780m，設(shè)計為雙洞單線，線間距30m，設(shè)計行車速度200km/h，并滿足通行雙層集裝箱列車的條件。設(shè)5個斜井，采用無軌運輸方式。第四十五頁，共七十一頁。關(guān)角隧道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(shè)計全長32600m，為目前國內(nèi)規(guī)劃最長的鐵路隧道。設(shè)計為雙洞單線，線間距40m，行車目標值160km/h，預留200km/h的條件。擬采用掘進機法施工，采用2臺全斷面掘進機相向施工Ⅰ線隧道，采用2臺小斷面掘進機施工Ⅱ線隧道，Ⅱ線隧道超前。第四十六頁，共七十一頁。向莆鐵路隧道向莆鐵路從向塘至莆田，正線全長607km，全線共有隧道114座，總長約290km，其中福建境內(nèi)90座，長約274km，占該段線路的66.4%，尤其以福建建寧至永泰段隧道比重最大，在277km的線路長度內(nèi)有74座隧道，長約209.8km，隧線比高達75.6%。大于10km的特長隧道有11座，總長度約176km，大于20km的隧道有3座，最長隧道為戴云山隧道，長度約27.8km。第四十七頁，共七十一頁。向莆鐵路隧道長度大于15km的戴云山、高蓋山、青云山和雪峰山隧道采用雙洞單線隧道方案，其余均采用單洞雙線隧道方案，行車目標值250km/h。計劃6座特長隧道采用10臺全斷面掘進機和2臺小斷面掘進機施工，其余隧道采用鉆爆法施工。第四十八頁，共七十一頁。蘭渝鐵路隧道可研方案共有隧道117座，總長約480km，其中蘭州至廣元段共有隧道66座，長約370km。特長隧道有12座，總長度約190km，最長隧道為西秦嶺隧道，長度約29.71km。對于有條件的特長隧道將優(yōu)先采用掘進機法施工。第四十九頁，共七十一頁。

廿十一世紀是地下空間做為資源開發(fā)的世紀1、山區(qū)鐵路：山嶺隧道向長大發(fā)展，早進晚出；中吉烏通道、泛亞鐵路、城市鐵路入地。正在施工的山區(qū)隧道5000Km，待開工的山區(qū)隧道5000Km。如蘭渝鐵路線路長800Km，其中隧道長度占600Km，被稱為地下鐵路。用鉆爆法施工的最長關(guān)角隧道32Km，用TBM施工的西秦嶺隧道長29Km。開工、即將開工超過10Km長的隧道有65座。2、城市交通：以地下鐵、城市輕軌為主，已開工20座城市，北京、廣州、深圳、上海、南京、重慶、成都、天津、沈陽、哈爾濱、杭州、西安、武漢、蘇州、鄭州、無錫、寧波、溫州、大連、長沙待批的12座城市如合肥、石家莊、青島、長春、廈門等。第五十頁，共七十一頁。3、城際鐵路：介于大鐵路與城市地鐵之間的快速交通網(wǎng)絡(luò)。如珠江三角洲、長江三角洲、京津唐地區(qū)以及省內(nèi)主要城市之間快速軌道交通。是節(jié)省土地，節(jié)省能源，經(jīng)濟，減少污染，綠色環(huán)保的快速交通工具。4、山區(qū)公路：公路隧道、多跨、兩個單跨，最長終南山隧道18.4km。目前已建成公路隧道近5000座，總長近3000Km。高速公路已進入山區(qū)。第五十一頁，共七十一頁。5、水電工程：壓力隧道、交通隧道、大型調(diào)壓豎井、各種大洞室、尾水洞室。6、西氣東輸工程、南水北調(diào)及各種供水水利工程：如已建成的長86Km隧洞沈陽大伙房引水、供水工程；即將開工的長77Km隧洞引漢濟渭引水工程，吉林110Km引水工程等各種洞室及跨江、河隧道。7、城市地下空間開發(fā)：地下商場、地下會議室、地下停車場、地下倉庫、地下共同溝、地下過街道、地下公交隧道（如南京、杭州等水下隧道）。第五十二頁，共七十一頁。8、LPG地下水封液體庫：如1000萬噸汽油庫、1萬億噸原油庫等。可提供全國90天用油儲量。9、水下隧道：如高速鐵路過獅子洋盾構(gòu)隧道方案；武漢市內(nèi)公交水底隧道；沿江鐵路、渤海灣通道110km，瓊州海峽；青島海底隧道等已開工、待開工隧道有50多座。10、軍工、人防工程：地下軍事設(shè)施，人均1m2地下防護設(shè)施。第五十三頁，共七十一頁。第五十四頁，共七十一頁。

第五十五頁，共七十一頁。

第五十六頁，共七十一頁。第五十七頁，共七十一頁。第五十八頁，共七十一頁。

第五十九頁，共七十一頁。（三）淺埋、超淺埋暗挖法施工技術(shù)：穿越各種軟巖、土質(zhì)隧道。第六十頁，共七十一頁。第六十一頁，共七十一頁。第六十二頁，共七十一頁。第六十三頁，共七十一頁。（四）TBM全斷面掘進機施工技術(shù)：開敞式、單護盾法雙護盾法大TBM;小TBM加鉆爆法；主要用于硬巖。

第六十四頁，共七十一頁。展望

（1）鉆爆法和淺埋暗挖法是今后永恒的施工方法。（2）TBM是實現(xiàn)快速施工的新的機械化程度很高的施工方