隧道工程緒論

隧道工程緒論考核方法：卷面考試成績（50%）平時成績（50%，其中包括出勤情況、作業(yè)情況、課堂回答問題）注意！曠課達實上課時的1/4以上者，按照不及格處理！4隧道工程課程的特點與主要內容緒論3隧道工程的發(fā)展1隧道工程的基本概念與功能2隧道工程的特點

緒論◆埋置于地層的工程建筑物。◆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尺寸大于2m2的洞室。1.1有關定義1隧道工程的基本概念與功能1.隧道(tunnel)

◆從事研究和建造各種隧道及地下工程的規(guī)劃、勘測、設計、施工和養(yǎng)護的一門應用科學和工程技術，是土木工程的一個分支。

◆也指在巖體或土層中修建的通道和各種類型的地下建筑物。緒論2.隧道及地下工程(tunnelandundergroundengineering)1隧道工程的基本概念與功能1.1有關定義

緒論軍工與人防工程：各種國防坑道，地下廠房和倉庫、地下核試驗場、防空洞、核廢料的儲存等

緒論1.2隧道及地下工程的類型1.按用途分:交通運輸：鐵路、道路、地下鐵道、水底隧道礦山：煤炭、有色金屬等采礦、儲存和生產等用途的

地下礦井和巷道工程市政工程：地下人行道、地下商場、給排水設施、

天然氣管道、電纜管道水利發(fā)電工程：地下發(fā)電廠以及其他各種水工隧道等1隧道工程的基本概念與功能山嶺隧道、城市隧道、水底隧道

緒論2.按地層分(經(jīng)過的地層)：巖石(軟、硬)隧道、土質隧道3.按所處位置分:1隧道工程的基本概念與功能1.2隧道及地下工程的類型圓形隧道、矩形隧道、馬蹄形隧道

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4.按施工方法分:鉆爆法隧道、明挖法隧道

機械法隧道、沉埋法隧道

5.按斷面形狀分:1隧道工程的基本概念與功能1.2隧道及地下工程的類型特大斷面（>100m2）

大斷面（50～100m2）

中等斷面（10～50m2）

小斷面（3～10m2）

極小斷面（<3m2）

這是按國際隧道協(xié)會(ITA——InternationalTunnelAssociation)的定義數(shù)值劃分的。

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6.按開挖斷面大小分:1隧道工程的基本概念與功能1.2隧道及地下工程的類型公路：特長隧道L＞3000m

長隧道3000＞L＞1000m

中長隧道1000＞L＞500m

短隧道L＜500m

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7.按隧道長度分(山嶺隧道):鐵路：特長隧道L＞10000m

長隧道10000＞L＞3000m

中長隧道3000＞L＞500m

短隧道L＜500m1隧道工程的基本概念與功能1.2隧道及地下工程的類型在線路翻越山嶺地段，通過修建隧道可減少展線長度，使線路平直。這是山嶺交通隧道的最大功能。在設計上一般把這種隧道稱為越嶺隧道。1.3交通隧道的類型與功能

緒論交通隧道是指專供鐵路或公路運輸使用的地下工程結構物。它是鐵路或公路的重要組成部分之一。

1.克服高程障礙:1隧道工程的基本概念與功能2011年8月7日7人死亡直接經(jīng)濟損失上億2010年11月11日錦屏二級水電站歷時三年共發(fā)生各等級巖爆700余次造成上千人死亡直接經(jīng)濟損失十數(shù)億深埋隧道巖爆情況

緒論在線路沿河谷繞行時，為避免不良地質地段，如滑坡等，用隧道來裁彎取直時，可縮短線路長度這種隧道一般稱為傍山隧道或河谷隧道

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2.裁彎取自(縮短線路):1隧道工程的基本概念與功能1.3山嶺交通隧道的類型與功能

緒論例如：（1）大瑤山隧道（鐵路）例如：（2）蕉溪嶺隧道群（公路）對于容易發(fā)生塌方、掉石、泥石流、滑坡等病害地段，修建隧道可大大改善運營條件，保證行車安全，節(jié)省養(yǎng)護維修費用。

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3.避開不良地質地段:例如，當一條線路有可能是從滑坡地段上通過時，可把線路往里挪動一些，用隧道通過。1隧道工程的基本概念與功能1.3山嶺交通隧道的類型與功能

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4.避開其他重要建筑或工程等:◆與公路、城市主干道的交叉處◆穿越城區(qū)重要建筑物◆穿越城區(qū)重要風景、園林區(qū)域◆繞避大型水利樞紐工程等1隧道工程的基本概念與功能1.3山嶺交通隧道的類型與功能

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緒論隨著人口的不斷增長，土地越來越寶貴，尤其是在城市，地皮價格不斷上漲，這便是現(xiàn)在世界上很多城市的建筑向底下發(fā)展的原因之一，目前世界上的科技發(fā)展正在開拓著兩個新的領域：一個是宇宙空間，另一個是地下空間，也就是“上天入地”，因此，隧道工程將會起著越來越重要的作用。

緒論2.1優(yōu)點

1.縮短線路長度，減少能耗

2.節(jié)約地皮2隧道工程的特點既有利于國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。當今世界面臨人口爆炸，土地退化，資源短缺，生態(tài)變壞，氣候反常，環(huán)境惡化，人類賴以生存的地球已不堪重負，各國都把地下發(fā)展當成一種新型國土資源來看待。

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3.有利于環(huán)境保護

4.應用范圍廣泛2隧道工程的特點2.1優(yōu)點由于修建隧道時場地狹小，工作流程環(huán)節(jié)較多，施工工序多，工程量也比路基等大，往往成為一條線路中的關鍵工程。

緒論2.2缺點

1.造價較高

●一般是普通線路的8～10倍左右

●鐵路隧道：單線約2～3萬元/m，雙線約3～4萬元/m；

●公路隧道大約與雙線鐵路隧道的相當。

2.施工期限長2隧道工程的特點因為隧道建筑是地下作業(yè)，工作面狹小，光線暗、空氣潮濕、勞動條件差，因此，發(fā)展機械化施工是改善工人勞動條件、提高勞動生產率的唯一途徑。

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3.施工作業(yè)環(huán)境和條件較差2隧道工程的特點2.2缺點

◆公元前180～2160年，在古巴比倫城幼發(fā)拉底河下修筑的人行隧道，是迄今已知的最早用于交通的隧道，長190m。

◆古羅馬時代(公元前后)，利用棚架支護和卷揚提升方法，開挖了數(shù)量較多的軍用隧道和水工隧道，開挖方法是火燒開挖面，燒熱后急速波冷水使巖石開裂……。緒論：3.1歷史發(fā)展

1.國際上（1）古代3隧道工程的發(fā)展◆火藥的改進和鉆眼工具的創(chuàng)制，促使隧道修建技術顯著提高，比較有影響的是1898年建成了穿越阿爾卑斯山的辛普郎隧道。第一次應用了TNT炸藥（硝化甘油）和鑿巖機。

1.國際上（2）現(xiàn)代

◆現(xiàn)代隧道開挖技術是在火藥的發(fā)明和19世紀產業(yè)革命后出現(xiàn)的，尤其鐵路的出現(xiàn)對隧道起到了很大的推動作用；

◆采用現(xiàn)代技術修建的第一座用蒸汽機車牽引的隧道是1826～1830年在英國利物浦至曼徹斯特的鐵路線上，長1190m。緒論：3隧道工程的發(fā)展3.1歷史發(fā)展山嶺鐵路隧道:日本的大清水隧道22.23Km，

交通(公路與鐵路)隧道:日本的青函隧道53.85Km

英法海峽隧道54Km

公路隧道:挪威的Laerdal隧道24.51Km。

1.國際上（3）目前世界上最長的交通隧道

瑞士的圣哥達(st.GoHhard)隧道，全長16.3km。緒論：3隧道工程的發(fā)展3.1歷史發(fā)展

◆春秋時代《左傳》就有“隧而相見”的記載

◆三國時期的“官度之戰(zhàn)”，曹操掘地道…

◆封建時期各個朝代的帝王墳墓陵寢均修在地下

◆17世紀初宋應星所著《天工開物》是我國有關地下工程方面的最早書籍，它詳細記載了豎井采煤法。

◆最早用于交通的隧道為“石門”隧道，位于今陜西省漢中縣褒谷口內，建于東漢明帝永華九年。

2.國內（1）古代

緒論：3隧道工程的發(fā)展3.1歷史發(fā)展◆最早的隧道是：臺灣的獅球嶺隧道(1887~1891，軌距1067mm，長261.4m)，位于臺北——基隆線上

◆完全由中國人自行設計和修建的隧道是詹天佑負責設計的八達嶺隧道

2.國內（2）近代

緒論：3隧道工程的發(fā)展3.1歷史發(fā)展

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◆已建成的最長鐵路隧道：烏鞘嶺隧道20.50km

◆已建成的最長公路隧道：秦嶺終南山隧道18.4km

2.國內(3)現(xiàn)代緒論：3隧道工程的發(fā)展3.1歷史發(fā)展第三代清水隧道：1972年為了修建上越新干線高速鐵路而建，長22.222Km；線路更平順，位置更低。3.2技術發(fā)展

1.國際上隧道工程的長度標志著一個國家發(fā)展的水平如日本的三代清水隧道，穿越海拔2000m的谷川山脈第一代清水隧道：1929.12，9.702Km，東口仍有展線；第二代清水隧道：1963～1967，13.490Km，東口展線消除，但坡度較陡；緒論：3隧道工程的發(fā)展它們可望在本世紀實現(xiàn)。

1.國際上其他日本——南朝鮮擬建海底隧道西班牙——摩洛哥的直布羅陀海峽隧道意大利連接西西里島的海底隧道正在建設之中緒論：3隧道工程的發(fā)展3.2技術發(fā)展設備：有了鉆孔臺車和裝碴運輸機

主要干線：成昆線、貴昆線、湘黔線

代表性的隧道：成昆線沙木拉打隧道，6383m

建造速度：52km/年緒論：

2.我國（1）鐵路隧道的建造20世紀50年代：設備：開始使用風鉆和小型裝碴機

主要鐵路干線：寶成線、川黔線

代表性的隧道：川黔線涼風埡隧道，4270m

建造速度：25km/年20世紀60年代：3隧道工程的發(fā)展3.2技術發(fā)展設備：因文化大革命，技術和設備基本保持現(xiàn)狀

主要鐵路干線：襄渝線、京原線、枝柳線

典型隧道：京原線的驛馬嶺隧道，7032m

（1）鐵路隧道的建造

2.我國20世紀70年代：3隧道工程的發(fā)展緒論：3.2技術發(fā)展設備：出現(xiàn)了大型全液壓鉆孔臺車、大型裝碴機、模板臺車、砼輸送泵和運輸車、噴錨支護等技術，以及采用信息化施工管理，

主要鐵路干線：衡廣復線、大同——秦皇島線，

典型隧道：大瑤山隧道(14295m)軍都山隧道(8460m)（1）鐵路隧道的建造

2.我國20世紀80年代：3隧道工程的發(fā)展緒論：3.2技術發(fā)展大秦鐵路軍都山隧道設備：引進隧道掘進機——TunnelBoringmachineTBM

主要鐵路干線：京九線、南昆線

典型隧道：秦嶺隧道(18456m)

米花嶺隧道(9392m)（1）鐵路隧道的建造

2.我國20世紀90年代：3隧道工程的發(fā)展緒論：3.2技術發(fā)展◆目前我國隧道比重高的幾條鐵路干線

宜萬線：58.0%,為世界最高

襄渝線：34.3%

成昆線：31.6%◆至2000年底：我國運營鐵路隧道：6880多座

總延長：3700Km

2.我國（1）鐵路隧道的建造3隧道工程的發(fā)展緒論：3.2技術發(fā)展

◆公路隧道在文革前主要是一些短小隧道，總長不到100km

◆1960年，上海黃浦江打浦路水底公路隧道，以盾構法修建，直徑12m，長1322m

◆改革開放以后隨著高等級公路的修建，隧道才越來越長

◆近十多年來，公路隧道的建造也取得了迅猛發(fā)展，每年都有十座以上的隧道建成

2.我國（2）公路隧道的建造3隧道工程的發(fā)展緒論：3.2技術發(fā)展

◆目前我國已建成400余座公路隧道，總長度已超過100km

◆隧道長1000m以上的有40多座

◆較著名的公路隧道有：二郎山隧道，4160m，海拔2200m

華鎣山隧道，4705m、4686m(雙洞)

中梁山隧道，3000多m

◆已建成的最長公路隧道：秦嶺終南山隧道，18.4km

◆湖南省目前剛完工的：雪峰山隧道，6.95km

2.我國（2）公路隧道的建造3隧道工程的發(fā)展緒論：3.2技術發(fā)展

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