隧道工程简介

1、隧道工程简介隧道工程简介 天堑总能变通途，人类的智慧除了建造大厦，很大程度上都体现在交通的开发中。“遇水搭桥，遇山凿隧”，面对高山阻挡，人们总能开山凿洞，缔造一个个令人惊叹的隧道奇观。隧道的定义及用途隧道的定义及用途l隧道是埋置于地层内的一种地下建筑物，对于改善公路线型、节省占地、节省工程投资有着重要意义，特别是在山区高速公路隧道修建短隧道中，有着较大的优势。l隧道大部分的功能，为提供行人、脚踏车（自行车）、一般道路交通、机动车、铁路交通、或运河使用，而部分隧道只运送水、石油或其他特定服务，包括军事及商业物流等。隧道的组成隧道的组成l隧道的结构包括主体建筑物和附属设备两部分。主体建筑物由洞身和

2、洞门组成，附属设备包括避车洞和防排水设施，长大隧道还有专门的通风和照明设备。最长的双洞单向公路隧道最长的双洞单向公路隧道 - -秦岭终南山公路隧道秦岭终南山公路隧道l北起西安市长安区青岔，南至商洛市所辖的柞水县营盘镇，全长18.02公里，设计时速80公里。l在设计上也体现了人性化的理念：隧道里专门设置了特殊灯光带，通过不同的灯光和幻灯图案变化呈现出“蓝天”“白云”“彩虹”等景象，可以使驾驶员和乘客仿佛置身室外，有助于缓解驾驶和乘车的疲劳感。 最长的单洞公路隧道最长的单洞公路隧道 - -挪威洛达尔隧道挪威洛达尔隧道l全长约24.5公里。它位于挪威中部地区，东起洛达尔城，西至艾于兰城，是连接首都奥

3、斯陆与第二大城市卑尔根的咽喉要道。l根据设计，洛达尔隧道每小时通车能力为400辆。但由于挪威人口较少，隧道每昼夜通过的轿车仅为1000辆，仅为设计流量的十分之一。 最长的汽车专用隧道最长的汽车专用隧道 - -瑞士圣哥达隧道瑞士圣哥达隧道l长16.32公里，隧道穿越苏黎世东南阿尔卑斯山脉圣哥达峰，是瑞士国有公路系统中连接南北干线的重要枢纽。l在防火设计中，隧道顶部被分隔成进风道和排风道，一旦发生火灾，横向通风可分区段隔断而不影响其他通风区。隧道两端还设有计算机控制站，以监视和控制车流，并对空气清洁度变化、失火及照明亮度及时预警。隧道的分类隧道的分类l1、按照隧道所处的地质条件分类：分为土质隧道和

4、石质隧道。 l2、按照隧道的长度分类：分为短隧道（铁路隧道规定：L500m；公路隧道规定：L500m）、中长隧道（铁路隧道规定：500L3000m；公路隧道规定：500L1000m）、长隧道（铁路隧道规定：300010000m；公路隧道规定：L3000m）。 l3、按照国际隧道协会（ITA）定义的隧道的横断面积的大小划分标准分类： 分为极小断面隧道（23）、小断面隧道（310）、中等断面隧道（1050）、大断面隧道（50100）和特大断面隧道（大于100）。 l4、按照隧道所在的位置分类：分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。 l5、按照隧道埋置的深度分类：分为浅埋隧道和深埋隧道。 l6、按照隧道

5、的用途分类：分为交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿山隧道。特别要提出的是海底隧道特别要提出的是海底隧道l海峡像一道天堑将大陆与大陆，大陆与海岛，海岛与海岛之间隔开，这给人们的生活、旅行带来许多不便。于是，人们设计建造接通海峡两岸的海底隧道。l海底隧道，是为了解决横跨海峡、海湾之间的交通，而又不妨碍船舶航运的条件下，建造在海底之下供人员及车辆通行的海底下的海洋建筑物。l海底隧道不占地，不妨碍航行，不影响生态环境，是一种非常安全的全天候的海峡通道。海底隧道图示海底隧道图示南京海底世界南京海底世界l在南京市海底世界里，也有着一个小型的“海底隧道”。海底隧道是一个半圆形的通道，使用玻璃建筑的， 在玻璃后

6、面，有着数以百计的海底生物，有小鲨鱼、八爪鱼、水母、热带鱼等许多品种。在这个隧道里，有300多种，10000多尾海洋生物。隧道施工方法分类隧道施工方法分类l根据隧道穿越地层的不同情况和目前隧道施工方法的发展，隧道施工方法可按以下方式分类：l1.山岭隧道：矿山法（钻爆法）和掘进机法（TBM），其中矿山法又分为传统矿山法和新奥法。l2.浅埋及软土隧道：明挖法，盖挖法，浅埋暗挖法和盾构法。l3.水底隧道：沉埋法和盾构法。1. 1.钻爆法钻爆法 l主要用钻眼爆破方法开挖断面而修筑隧道及地下工程的施工方法。用钻爆法施工时，将整个断面分部开挖至设计轮廓，并随之修筑衬砌。2.2.沉管法沉管法l沉管法是在水底

7、建筑隧道的一种施工方法。沉管隧道就是将若干 个预制段分别浮运到海面（河面）现场，并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内，以此方法修建的水下隧道。香港多条海底隧道采用沉管法施工。3.3.盾构法盾构法 l盾构法(Shield Method)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。盾构法原理图盾构法原理图4.4.新奥法新奥法l新奥法是应用岩体力学的理论，也就是隧道开挖后采取锚杆和喷

8、射混凝土为主要支护手段及时的支护，以维护和利用围岩自身承载能力为基点，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、控制来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。5.5.掘进机法掘进机法l掘进机法是挖掘隧道、巷道及其它地下空间的一种方法。简称TBM(tunnel boring manchine）法，是用特制的大型切削设备，将岩石剪切挤压破碎，然后，通过配套的运输设备将碎石运出。连接英国及法国的英法海峡隧道就是采用掘进机法开挖。隧道掘进机隧道掘进机l隧道掘进机是用机械破碎岩石、出碴和支护实行连续作业的一种综合设备。l按掘进机在工作面上的切削过程，分为全断面掘进机和

9、部分断面掘进机。l按破碎岩石原理不同，又可分滚压式（盘形滚刀）掘进机和铣切式掘进机。隧道掘进机工作原理隧道掘进机工作原理l中国产品多为滚压式全断面掘进机，适于中硬岩至硬岩。铣切式掘进机适用于煤层及软岩中。在推进油缸的轴向压力作用下，电动机驱动滚刀盘旋转，将岩石切压破碎，其周围有勺斗，随转动而卸到运输带上。硬岩不需支护，软岩支护时可喷射、浇灌混凝土或装配预制块。该机在岩性均匀、巷道超过一定长度时使用，经济合理。TBMTBM面临的局限问题面临的局限问题l随着TBM设备在近几年的兴起，以其简洁，快捷的施工技术特点广受欢迎，现在的应用非常广泛。然而在某些方面仍然能存在某些问题。lTBM在一隧道掘进施工

10、中，通过区域性大断层极大范围的破碎带，拱顶发生严重坍塌，大块岩体将刀盘和护盾卡住而被迫停机。采用固结掌子面、超前灌浆、开挖上导洞对拱顶岩层进行加固、清理刀盘前方塌落岩石等措施进行整理。对于对于TBMTBM的新探索的新探索l最受关注的是其特殊性能, 如TBM 在不同地质条件下的可应用性, 设备较易翻新以适用更大或更小的隧道直径, 在同一工程中开挖直径的变化( 使用扩孔副刀) , 这些已成为TBM制造商节工程技术人员的研究新课题探索方向。l而使用方更希望希望制造商确定TBM和后配套系统, 并选择后配套中的子系统如出碴、注浆和材料运输等。l为使掘进机的工作效率更高，技术人员在很多方面对其做了改进。最新发展动态最新发展动态 在TBM 前方进行非破坏性地层检查的最新发展是BEAM ( 隧道掘进前方