隧道工程现状与发展趋势课件

专题一隧道工程发展现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势一、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。隧道工程现状与发展趋势2．隧道的种类

按不同的分类方式不同的分类方法：土质隧道石质隧道按所处的地质条件浅埋隧道深埋隧道按隧道的埋置深度山岭隧道城市隧道按所处的地理位置

水底隧道隧道工程现状与发展趋势铁路隧道公路隧道地下铁道人行通道交通类隧道引水隧道尾水隧道导流隧道泄洪隧道水工隧道给水隧道排水隧道管路隧道市政隧道采矿巷道运输巷道矿山隧道按隧道的用途人防隧道隧道工程现状与发展趋势二、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据统计，截止到2010年底，我国已经建成的铁路隧道总长度已经超过7000km，在建铁路隧道总长度已超过7500km，正在设计和规划建设的隧道总长度超过10000km。由此可见我国铁路隧道建设的总量已经远远领先世界其它国家，我国已经成为名副其实的隧道大国[4]。

隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势6.已建高速隧道：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

福夏37座40.406km

广珠4座4.172km隧道工程现状与发展趋势武广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已建高速铁路隧道

隧道工程现状与发展趋势

全线共新建隧道（含明洞）184座，总延长240.814km。其中，乐山至白云（不含）正线段共新建设计时速250km/h双线隧道（含明洞）178座，总延长231.408km，全线最长隧道为姚家坪隧道，长8836m。待建成贵铁路隧道工程现状与发展趋势待建西成铁路西成线陕西境内正线隧道工程总计188.8898km/34座，占线路总长度的55.1%（秦岭山区占85.5%）。平均单座隧道长度5.555km，其中特长隧道（≥10km）98.222km/7座，长隧道（3～10km）68.873km/10座，最长隧道为天华山隧道15.9736km。隧道主要集中在秦岭山区及大巴山区。四川境内正线隧道工程总计97.929km/29座，占线路总长度的58.8%。全线最长隧道为金家岩隧道，全长12051m。隧道工程现状与发展趋势待建成兰、丽香和海南铁路成兰铁路新建隧道33座、总延长332.44km，隧道比例72.64%。最长太平隧道长28.427km，10km长大隧道14座。丽香线共有19座隧道，隧道全长92.169km，隧线比约66%，隧道主要分布在拉市海~塘布区间山岭地段。海南西环共有新建23座山岭隧道，隧道总长21622m，占线路总长的6.32%。隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势

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隧道工程现状与发展趋势(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）

隧道工程现状与发展趋势(3)地下铁道

目前仅有北京、天津、上海、广州四城市约80km正在运营。而在建工程则很多：除上述四城市外，还有南京、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。隧道工程现状与发展趋势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。隧道工程现状与发展趋势3．地下空间

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。隧道工程现状与发展趋势(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隧道工程现状与发展趋势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9号断层施工技术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隧道工程现状与发展趋势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隧道工程现状与发展趋势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200mⅣ、Ⅴ级围岩交错情况下平均月掘进324mⅢ、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隧道工程现状与发展趋势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隧道工程现状与发展趋势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隧道工程现状与发展趋势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

隧道工程现状与发展趋势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。荷载—结构地层—结构目前的设计理论收敛—约束经验类比

针对不同条件采用不同的设计理论。

隧道工程现状与发展趋势水平压力e竖直压力q脱离区拱棚边墙变形后外轮廓线仰拱抗力区底压力弹性抗力隧道工程现状与发展趋势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隧道工程现状与发展趋势盖挖逆作法施工步骤构筑顶板步骤3回填土，恢复路面步骤4构筑围护结构步骤1构筑主体结构中间桩柱步骤2开挖下层土步骤7构筑下层主体结构步骤8构筑上层结构步骤6

开挖中层土步骤5隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势三、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。隧道工程现状与发展趋势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。隧道工程现状与发展趋势东线中线西线南水北调3．水利(国策)其它调水工程及水电工程隧道工程现状与发展趋势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27892m；隧道右线进口里程为右DK69+286，出口里程为右DK97+163，隧道全长27877m。隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势大瑶山隧道群

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。隧道工程现状与发展趋势狮子洋隧道

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。隧道工程现状与发展趋势函谷关隧道

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65m2。

设计施工工期34个月，设置1个横洞和三个斜井。隧道工程现状与发展趋势浏阳河隧道

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。隧道工程现状与发展趋势宜万线岩溶隧道

全长378正线km，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。隧道工程现状与发展趋势吕梁山隧道

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。隧道工程现状与发展趋势关角隧道

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。隧道工程现状与发展趋势向莆铁路隧道

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。隧道工程现状与发展趋势向莆铁路隧道

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。隧道工程现状与发展趋势兰渝铁路隧道

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。隧道工程现状与发展趋势

廿十一世纪是地下空间做为资源开发的世纪1、山区铁路：山岭隧道向长大发展，早进晚出；中吉乌通道、泛亚铁路、城市铁路入地。正在施工的山区隧道5000Km，待开工的山区隧道5000Km。如兰渝铁路线路长800Km，其中隧道长度占600Km，被称为地下铁路。用钻爆法施工的最长关角隧道32Km，用TBM施工的西秦岭隧道长29Km。开工、即将开工超过10Km长的隧道有65座。2、城市交通：以地下铁、城市轻轨为主，已开工20座城市，北京、广州、深圳、上海、南京、重庆、成都、天津、沈阳、哈尔滨、杭州、西安、武汉、苏州、郑州、无锡、宁波、温州、大连、长沙待批的12座城市如合肥、石家庄、青岛、长春、厦门等。隧道工程现状与发展趋势3、城际铁路：介于大铁路与城市地铁之间的快速交通网络。如珠江三角洲、长江三角洲、京津唐地区以及省内主要城市之间快速轨道交通。是节省土地，节省能源，经济，减少污染，绿色环保的快速交通工具。4、山区公路：公路隧道、多跨、两个单跨，最长终南山隧道18.4km。目前已建成公路隧道近5000座，总长近3000Km。高速公路已进入山区。隧道工程现状与发展趋势5、水电工程：压力隧道、交通隧道、大型调压竖井、各种大洞室、尾水洞室。6、西气东输工程、南水北调及各种供水水利工程：如已建成的长86Km隧洞沈阳大伙房引水、供水工程；即将开工的长77Km隧洞引汉济渭引水工程，吉林110Km引水工程等各种洞室及跨江、河隧道。7、城市地下空间开发：地下商场、地下会议室、地下停车场、地下仓库、地下共同沟、地下过街道、地下公交隧道（如南京、杭州等水下隧道）。隧道工程现状与发展趋势8、LPG地下水封液体库：如1000万吨汽油库、1万亿吨原油库等。可提供全国90天用油储量。9、水下隧道：如高速铁路过狮子洋盾构隧道方案；武汉市内公交水底隧道；沿江铁路、渤海湾通道110km，琼州海峡；青岛海底隧道等已开工、待开工隧道有50多座。10、军工、人防工程：地下军事设施，人均1m2地下防护设施。隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势

隧道工程现状与发展趋势

隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势

隧道工程现状与发展趋势（三）浅埋、超浅埋暗挖法施工技术：穿越各种软岩、土质隧道。隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势隧道工程现状与发展趋势（四）TBM全断面掘进机施工技术：开敞式、单护盾法双护盾法大TBM;小TBM加钻爆法；主要用于硬岩。

隧道工程现状与发展趋势

展望

（1）钻爆法和浅埋暗挖法是今后永恒的施工方法。（2）TBM是实现快速施工的新的机械化程度很高