国内隧道工程现状与发展趋势研究27861.pdf

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1、国内隧道工程现状与发展趋势研究 Slide 1:隧道工程发展现状与发展趋势 Slide 2:一、隧道的概念及种类 1隧道的概念：狭义定义：用以保持地下空间作为交通孔道的工程建筑物。广义定义：以某种用途，在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于 2m2 的洞室。Slide 3:2隧道的种类 按不同的分类方式不同的分类方法：按所处的地质条件按隧道的埋置深度 h(22.5)hq 土质隧道 石质隧道 浅埋隧道 深埋隧道 按所处的地理位置 水底隧道 山岭隧道 城市隧道 Slide 4:交通类隧道 铁路隧道 公路隧道 地下铁道 人行通道 水工隧道 按隧道的用途 市政隧道 矿山隧道 人防隧道 引水

2、隧道 尾水隧道 导流隧道 泄洪隧道 给水隧道 排水隧道 管路隧道 采矿巷道 运输巷道 Slide 5:Slide 6:Slide 7:Slide 8:Slide 9:二、我国隧道及地下工程发展的现状(一)规模 1交通类隧道(1)铁路隧道已建、在建和拟建铁路隧道数量截止到 2005 年 12 月已建隧道 6874 座，4158km 49 年以前 664 座 156km,共 7538 座 4314km。长度大于 5km 的 53座。2006 年在建的 1758 座，2164km。即将开工的高速铁路隧道 146 座，184km。规划建设客货共线铁路隧道 2100km，10km 以上隧道 760km。

3、10:在建客运专线隧道 武广 222 座 172.152km 广深 24 座 32.016km 郑西 38 座 76.876km 石太 32 座 74.904km 合武 37 座 64.706km 甬温 59 座 88.115km 温福 59 座 149.423km 福厦 37 座 40.406km 广珠 4 座 4.172km Slide 11:Slide 12:Slide 13:Slide 14:Slide 15:10km 以上的长大铁路隧道：秦岭隧道 18.4km 大瑶山隧道 14.295km 乌鞘岭隧道 20.05km 太行山隧道 27.8km（在建）吕梁山隧道 20.8km（在建双洞

4、）东秦岭铁路隧道 12.26km Slide 16:(2)公路隧道运营隧道 1684 座以上，总长 628km 以上。其中 10km 以上的长大隧道：秦岭终南山特长公路隧道 18.02km(双座)锦屏隧道 14.7km(双座)西山隧道 13.68km（在建太原古交高速）Slide 17:(3)地 铁道下目前有北京、天津、上海、广州等城市运营地铁。而在建工程则很多：有南京、重庆、青岛、深圳、杭州、武汉等。北京：规划了 20 条线路共 700km；上海：规划了 17 条线路共 450km；天津：规划了 4 条线路共 248km；广州：规划了 7 条线路共 206.5km；深圳：规划了 9 条线路共

5、 254km；完成规划的城市：大连、长春、哈尔滨、鞍山、乌鲁木齐、合肥、成都、佛山、桂林、昆明、西安、济南、福州、宁波。Slide 18:2水利水电 国内外已建成的 10km 以上的水工隧洞达 90 座，中国占 11 座。国内已建成长度 5km 以上的引水发电隧道 20 座。小浪底水利枢纽三条导流隧洞；清江隔河岩水利枢纽导流隧洞；李家峡水电站导流隧洞；公伯峡水电站导流隧洞；水布垭水利枢纽导流隧洞。已建成的由青海大通河引水至甘肃的调水工程总干线全 168.9km，其中隧道 33 座，总长 75.11km；万家寨水利枢纽引黄河水穿过海河流域至太原的引水工程，隧 洞总长超过 200km；辽宁省东水西

6、调工程输水隧洞长 85km。Slide 19:3地下工程 城市地下空间的开发与利用：地下商场，地下车库，地下仓库等地下建筑物以及各大中型平战结合工程相继建设。地下共同管沟：如石家庄同其他城市一样供电线路基本要穿行于地下隧道中。Slide 20:(二)技术状况 1长大隧道 钻爆法施工(大瑶山隧道、秦岭铁路隧道平导、秦岭公路隧道)快速掘进(月进尺 500m，已达世界水平)出碴运输系统 通风系统 TBM 施工(秦岭隧道、在建大伙房隧道)TBM 快速掘进与对不良地层的适应性出碴运输系统 Slide 21:大瑶山隧道 标志性工程 目前建成的最长双线铁路隧道 新奥法成功应用 施工进度 全隧道最高年成洞 4

7、245m,月成洞 521m 单口月成洞 218m，开挖 205m，衬砌 303m Slide 22:秦岭隧道 标志性工程 20 世纪建成的最长铁路隧道 TBM 成功应用 施工进度 TBM 施工 最高日进尺 40.5m,月进尺 528.1m 钻爆法施工 最高月进尺 456m Slide 23:乌鞘岭隧道 标志性工程 通过 4 条区域性大断层和 3000m 千枚岩地层 创造了单线隧道施工进度最快纪录 级围岩单工作面 436m/月 级围岩连续 5 个月进度 200m、级围岩交错情况下平均月掘进 324m、级围岩交错情况下单工作面最高成 洞 271.8m/月，连续 6 个月成洞超过 200m Slid

8、e 24:乌鞘岭隧道 标志性工程 软岩深埋复杂应力隧道的修建技术取得突破高地应力软岩大变形富水 Slide 25:风火山和昆仑山隧道 标志性工程 高海拔 4995m 冻土 设计施工双层模筑混凝土多道防水措施 保温隔热措施 低温早强耐久性 防水混凝土 洞内空调 Slide 26:2不良地质隧道施工技术 富水断层破碎地质 流砂地质 岩溶地质 高地应力岩爆 高地应力挤压大变形 煤系地层 湿陷性黄土 Slide 27:3设计理论 隧道结构或地下结构与地面结构所处环境不同，它是处在岩土地层或通称为围岩中，既受到围岩的 荷载作用，又受到围岩的约束有利作用。目前的设计理论 荷载结构 地层结构 收敛约束 经验

9、类比针对不同条件采用不同的设计理论。Slide 28:竖直压力 q 水平压力 e 脱离区弹性抗力抗力区边墙拱棚变形后外轮廓线仰拱底压力 Slide 29:4施工方法 明挖法 暗挖法 盾构法 掘进机法 盖挖法 顶进法 沉埋法 Slide 30:步骤 1 步骤 2 步骤 3 构筑围护结构 步骤 4 构筑主体结构中间桩柱 步骤 5 构筑顶板 步骤 6 回填土，恢复路面 步骤 7 开挖中层土 步骤 8 构筑上层结构开挖下层土 构筑下层主体结构盖挖逆作法施工步骤 Slide 31:Slide 32:Slide 33:Slide 34:三、发展前景 1交通类隧道 经济发展，交通建设先行 交通标准不断提高

10、国力增强，技术进步需建设更多，可以建设更多、标准更高的隧道，前景美好。Slide 35:2城市隧道 解决城市交通拥挤问题的唯一途径是采用快捷、大运量公共交通系统地铁 城市发展要求包括地下空间的开发 各类市政设施趋势隧道管沟化继十九世纪的城市桥梁、二十世纪的摩天大楼，二十一世是地下空间的开发和利用。Slide 36:3水利(国策)东线 南水北调 中线 西线 其它调水工程及水电工程 Slide 37:太行山隧道 四 长大隧道工程概况 太行山特长隧道位于石太客运专线孤山车站和盂县车站之间，是本线的重点控制工程，隧道通过该段太行山山脉的主峰越宵山，越宵山最高高程为 1320m，隧道最大埋深 445m，

11、太行山隧道设计为双洞单线隧道，两线线间距 35m。隧道左线进口里程为 DK69+276，出口里程为 DK97+168，隧道全长 27892 m；隧道右线进口里程为右DK69+286，出口里程为右 DK97+163，隧道全长 27877 m。Slide 38:太行山隧道左线进口里程：DK97+165 太行山隧道右线出口里程：DK97+160DK96+802.580=斜 9 0+00DK92+302.512=斜 8 0+00 DK89+782.248=斜 7 0+00 DK87+301.994=斜 6 0+00 DK85+401.803=斜 5 0+00 右 DK80+901.368=斜 4 0+

12、00 DK78+801.171=斜 3 0+00 DK75+800.899=斜 2 0+00 DK73+200.672=斜 1 0+00 太行山隧道左线进口里程：DK69+270 太行山隧道右线进口里程：DK69+280 太行山隧道平面示意图 4 号斜井 2 号斜井 9 号斜井 8 号斜井 7 号斜井 6 号斜井 5 号斜井 3 号斜井 1 号斜井 Slide 39:大瑶山隧道群 大瑶山一号隧道、二号隧道和三号隧道共 3 座隧道组成，长度分别为 10081m、6024m 和 8387m。双线隧道，线间距 5m，最高时速 350km/h，有效断面积 100m2。总工期40 个月。一号隧道右侧设置

13、 2268m 的平导，出口左侧设置 885m 的横洞；二号隧道进出口左侧分别设置长约 340 和 320m 的横洞；三号隧道进出口左侧分别设置长约 256m 和 1272m 的平导。Slide 40:狮子洋隧道位于广深港客运专线东涌站至虎门站区间，穿越珠江口狮子洋河段，是中国第一座水下铁路隧道，行车目标值350km/h。工程范围全长 10800m，隧道长度 10490m，引道敞开段长 310m。明、暗挖加盾构法施工。隧道采用双洞单线结构，断面净空有效面积约 65m2。盾构段结构内径 9.8m，外径 10.8m，管片厚度 50cm，采用 7+1 分块方式，单层钢筋混凝土衬砌。左右线之间的联络横通

14、道 23 处。盾构段采用 4 台泥水平衡式盾构施工，总工期 41个月。Slide 41:函谷关隧道 郑西客运专线，全长 7851m，最大埋深220m，中国最长及断面最大的黄土隧道。设计为单洞双线，线间距5m，行车目标值 350km/h。断面净空有效面积约 165m2。设计施工工期 34 个月，设置 1 个横洞和三个斜井。Slide 42:浏阳河隧道 武广客运专线，全长 10100m。下穿京珠高速公路、星沙开发区、浏阳河与长沙市机场高速公路。设计为单洞双线，线间距 5m，行车目标值 350km/h。断面净空有效面积约100m2。设计施工工期 27 个月，设置 3 座竖井和 1 个斜井。竖井采用矩

15、形结构，位于隧道顶；斜井采用无轨运输。Slide 43:宜万线岩溶隧道 全长正线 378km，隧道长度所占比例高达 60%，全线隧道总数为 161 座，总长约 33 延长 km，其中岩溶隧道有 92 座，总长为 247km。级风险的隧道 8 座，施工中曾多次发生突水、突泥，采用综合超前地质预报、注浆堵水、限 量 排 水 等 措 施，确 保 施 工 安 全。Slide 44:吕梁山隧道 全长 20780m，设计为双洞单线，线间距30m，设计行车速度 200km/h，并满足通行双层集装箱列车的条件。设 5 个斜井，采用无轨运输方式。Slide 45:关角隧道 青藏线西宁至格尔木段增建第二线穿越青海

16、南山的隧道，设计全长 32600m，为目前国内规划最长的铁路隧道。设计为双洞单线，线间距 40m，行车目标值 160km/h，预留 200km/h的条件。拟采用掘进机法施工，采用 2 台全断面掘进机相向施工线隧道，采用 2 台小断面掘进机施工线隧道，线隧道超前。Slide 46:向莆铁路隧道 向莆铁路从向塘至莆田，正线全长607km，全线共有隧道 114 座，总长约 290km，其中福建境内 90 座，长约 274km，占该段线路的 66.4%，尤其以福建建宁至永泰段隧道比重最大，在 277km 的线路长度内有 74 座隧道，长约 209.8km，隧线比高达 75.6%。大于 10km 的特长

17、隧道有 11 座，总长度约 176km，大于 20km 的隧道有 3 座，最长隧道为戴云山隧道，长度约 27.8km。Slide 47:向莆铁路隧道 长度大于 15km 的戴云山、高盖山、青云山和雪峰山隧道采用双洞单线隧道方案，其余均采用单洞双线隧道方案，行车目标值 250km/h。计划 6 座特长隧道采用 10 台全断面掘进机和 2 台小断面掘进机施工，其余隧道采用钻爆法施工。Slide 48:兰渝铁路隧道 可研方案共有隧道 117 座，总长约480km，其中兰州至广元段共有隧道 66 座，长约 370km。特长隧道有12座，总长度约 190km，最长隧道为西秦岭隧道，长度约29.71km。对于有条件的特长隧道将优先采用掘进机法施工。