隧道工程现状与发展趋势

隧道工程现状与发展趋势

Slide 1: 专题一

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≥(2~2.5)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。

Slide 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:

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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）

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

线全长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

全隧道最高年成洞4245m,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

Ⅳ级围岩单工作面436m/月

Ⅴ级围岩连续5个月进度200m

Ⅳ、Ⅴ级围岩交错情况下平均月掘进324m

Ⅲ、Ⅳ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

Slide 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

• 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，二十一世纪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，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+160

DK96+802.580=

斜9 0+00

DK92+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+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。

Ⅰ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

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Ⅰ线隧道，采用2台小断面掘进机

施工Ⅱ线隧道，Ⅱ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。