一隧道的概念中交四航局貴廣鐵路工程指揮部

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1頁/共48頁第一頁，共49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h≥(2~2.5)hq山嶺隧道城市隧道按所處的地理位置

水底隧道第2頁/共48頁第二頁，共49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(dǎo)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3頁/共48頁第三頁，共49頁。第4頁/共48頁第四頁，共49頁。第5頁/共48頁第五頁，共49頁。第6頁/共48頁第六頁，共49頁。第7頁/共48頁第七頁，共49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)量截止到2005年12月已建隧道6874座，4158km49年以前664座156km,共7538座4314km。長度大于5km的53座。

2006年在建的1758座，2164km。即將開工的高速鐵路隧道146座，184km。規(guī)劃建設(shè)客貨共線鐵路隧道2100km，10km以上隧道760km。第8頁/共48頁第八頁，共49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在建客運專線隧道

第9頁/共48頁第九頁，共49頁。第10頁/共48頁第十頁，共49頁。第11頁/共48頁第十一頁，共49頁。第12頁/共48頁第十二頁，共49頁。第13頁/共48頁第十三頁，共49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14頁/共48頁第十四頁，共49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15頁/共48頁第十五頁，共49頁。(3)地下鐵道

目前有北京、天津、上海、廣州等城市運營地鐵。而在建工程則很多：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16頁/共48頁第十六頁，共49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(dǎo)流隧洞；清江隔河巖水利樞紐導(dǎo)流隧洞；李家峽水電站導(dǎo)流隧洞；公伯峽水電站導(dǎo)流隧洞；水布埡水利樞紐導(dǎo)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17頁/共48頁第十七頁，共49頁。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18頁/共48頁第十八頁，共49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(dǎo)、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(fēng)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19頁/共48頁第十九頁，共49頁。大瑤山隧道標(biāo)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20頁/共48頁第二十頁，共49頁。秦嶺隧道標(biāo)志性工程20世紀(jì)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21頁/共48頁第二十一頁，共49頁。烏鞘嶺隧道標(biāo)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(jì)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22頁/共48頁第二十二頁，共49頁。烏鞘嶺隧道標(biāo)志性工程軟巖深埋復(fù)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23頁/共48頁第二十三頁，共49頁。風(fēng)火山和昆侖山隧道標(biāo)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24頁/共48頁第二十四頁，共49頁。2．不良地質(zhì)隧道施工技術(shù)

富水?dāng)鄬悠扑榈刭|(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25頁/共48頁第二十五頁，共49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26頁/共48頁第二十六頁，共49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27頁/共48頁第二十七頁，共49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28頁/共48頁第二十八頁，共49頁。蓋挖逆作法施工步驟構(gòu)筑頂板步驟3回填土，恢復(fù)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29頁/共48頁第二十九頁，共49頁。第30頁/共48頁第三十頁，共49頁。第31頁/共48頁第三十一頁，共49頁。第32頁/共48頁第三十二頁，共49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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)更高的隧道，前景美好。第33頁/共48頁第三十三頁，共49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(jì)的城市橋梁、二十世紀(jì)的摩天大樓，二十一世紀(jì)是地下空間的開發(fā)和利用。第34頁/共48頁第三十四頁，共49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35頁/共48頁第三十五頁，共49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36頁/共48頁第三十六頁，共49頁。第37頁/共48頁第三十七頁，共49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?？偣て?0個月。

一號隧道右側(cè)設(shè)置2268m的平導(dǎo)，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(dǎo)。第38頁/共48頁第三十八頁，共49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(biāo)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39頁/共48頁第三十九頁，共49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(biāo)值350km/h。斷面凈空有效面積約165m2。

設(shè)計施工工期34個月，設(shè)置1個橫洞和三個斜井。第40頁/共48頁第四十頁，共49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(biāo)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41頁/共48頁第四十一頁，共49頁。宜萬線巖溶隧道

全長正線378km，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(fēng)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(yù)報、注漿堵水、限量排水等措施，確保施工安全。第42頁/共48頁第四十二頁，共49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43頁/共48頁第四十三頁，共49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(biāo)值160km/h，預(yù)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44頁/共48頁第四十四頁，共49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%。