隧道工程概述120页

隧道工程,孟子：生于忧患，死于安乐,故天将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为，所以动心忍性，曾益其所不能。,隧道工程,参考书籍,隧道工程,直观印象,怎样定义？ 有那些内容值得学习？,从我们身边的隧道开始,对隧道的认识？,隧道工程,我们身边的隧道,烟台黄金顶隧道,隧道工程,我们身边的隧道,烟台南山隧道,隧道工程,我们身边的隧道,鲁东大学东校区隧道,隧道工程,我们身边的隧道,魁星楼隧道,隧道工程,南京玄武湖隧道,隧道工程,重庆方斗山公路隧道,隧道工程,课程目的,（1）要求掌握有关公路隧道的勘查、设计、构造原理和有关计算方法；,（2）理解公路隧道围岩稳定性的影响因素及其与施工方法的关系；,（3）了解公路隧道工程施工组织管理与养护。,隧道工程,相关课程及体系,隧道工程,岩体力学,材料力学,混凝土结构,土力学,结构力学,工程地质,施工机械,在岩体或土体中构筑结构,原 理,结构设计,施工设计,隧道施工,隧道工程,一、隧道的基本概念及组成,二、隧道的分类及其作用,三、隧道在交通事业中的地位,本章主要内容：,四、隧道的发展历程及成就,五、存在的问题,隧道: 通常将为达到某种使用目的，在山体内或地面下或水下修建的建筑物，统称为地下工程。用以作为运输通道的地下工程。,一、隧道的基本概念及组成,1.隧道的定义,1970年，OECD(世界经济合作与发展组织)隧道会议从技术方面给隧道定义：以任何方式修建，最终使用于地表以下的条形建筑物，其内部空洞净空断面在2m2以上者均为隧道。,导坑: 隧道总是先在地下开挖出一个洞穴并延伸成为一个长条形孔道，称为导坑。然后以导坑为基础逐步扩大到所需空间。,2.隧道的相关概念重点,衬砌：地层开挖后容易变形、塌落或是有水涌入，所以除了在极为稳固的地层中且没有地下水的地方外，大都要在坑道周围修建支护结构。,洞门: 以交通为用途的隧道，两端都从地面引入，隧道端部外露面，一般都修筑的为保护洞口和排放流水的挡土墙式结构。 明洞：如果洞口容易坍塌或有落石危险时，还要在洞门和洞身间修筑明洞。,3.衬砌的设计原则,衬砌内轮廓以满足使用要求为准，不必无谓放大。,衬砌形状：圆形、椭圆形、马蹄形和卵形等。,衬砌形状和尺寸，应能使结构受力状态最为合理，既不浪费又能稳固。,衬砌材料的选用应满足施工和养护的需要，一般应坚固、耐久、耐腐蚀，并且能防水、防火、廉价，便于就地取材。,洞身衬砌、洞门和明洞组成了隧道的主体支护结构，来保持岩体的稳定和行车安全。,4.隧道的主体支护结构,构成：避车洞；边仰坡；排水天沟；防水排水设备；通风系统等。 目的：为了运营管理、维护养护、给水排水、供蓄发电、通风、照明、通讯、安全等修建的建筑物。,5.隧道附属建筑物,主体支护结构、附属建筑,6.隧道的组成,6.隧道的组成,洞门施工,洞门形式,洞门形式,梅坎铁路松南隧道,株六复线凉风坳隧道,西安南京铁路磨沟岭隧道,徽杭高速公路三阳隧道,二、隧道的分类及其作用,二、隧道的分类及其作用,(1)交通隧道：提供运输的孔道和通道，主要有：铁路隧道、公路隧道、水底隧道、地下铁道、航运隧道、人行地道。,1.按用途分（常用分类方法）,南京长江隧道工程方案设计,上海崇明越江隧道工程方案设计,上海翔殷路隧道,承德祥云隧道,重庆沙坪坝隧道,秦岭终南山公路隧道内景,公路隧道洞门施工,北京地铁隧道,重庆临江门车站,(2)水工隧道：是水利工程和水利发电枢纽的一个重要组成部分。包括：,1.按用途分（常用分类方法）,引水隧道：把水引入水电站发电机组，产生动力资源。排水隧道：把发电机组排出的废水送出去的隧道。尾水隧道：把发电机组排出的废水送出去的隧道。导流隧道（泄洪隧道）：疏导水流。排沙隧道：用于冲刷水库中淤积的泥沙而修建的隧道。,二滩电站的大坝：高240米,二滩电站的引水隧道,二滩电站的尾水隧道,水电站地下厂房,水工输水隧道,(3)市政隧道：是城市中为安置各种不同市政设施的地下孔道。主要有：给水隧道、污水隧道、管路隧道、线路隧道、人防隧道。(例如：综合管网、海底设施隧道等),(4)矿山隧道：其作用主要是为采矿服务的。主要有：运输巷道、给水隧道、通风隧道。,1.按用途分（常用分类方法）,地下电缆隧洞,某人防工程平时作出租车侯客厅,杭州市八0三地下粮库,利用人防工程改建的射击靶场,2.按隧道长度分（公路隧道规范）,(1)特长隧道：L3000 m(2)长 隧 道：3000 mL1000 m(3)中长隧道：1000 mL250 m(4)短 隧 道：L250 m,3.按断面面积分,(1)特大断面隧道：断面积在100m2 以上 (2)大断面 隧 道：断面积在50 100m2 之间(3)中等断面隧道：断面积在10 50m2 之间(4)小断 面 隧道：断面积在3 10m2 之间(5)极小断面隧道：断面积为23 m2,4.按隧道所处的地理位置划分,山岭隧道水底隧道城市隧道,5.其他分类方式,1）按地质条件分类：土质隧道岩质隧道2）按埋藏深度分类：浅埋隧道深埋隧道,三、隧道在交通事业中的地位,重要性：交通是国家基础建设重要的设施，在国民经济发展中占有十分重要的地位。我国公路隧道随着交通建设的高速发展而不断增加，目前国家将建设重点向我国西部地区转移，是高速公路网建设的重要组成部分。,必要性：世界各国的经济发展经验表明，快速畅通交通网是经济发展的必不可少的条件。近年来随着我国社会经济快速发展（年增长超过7%），地面交通增长十分迅猛，低等级公路已不适应发展要求，高速公路网建设，隧道桥梁不可缺少。,紧迫性：目前我国高速公路相对较少，与我国人口、经济发展相比，太少。经济要发展，交通必先行。为了解决好路面交通的规划和修建，隧道工程显示着重要而紧迫的作用。,三、隧道在交通事业中的地位,在山岭：可以克服地形或高程障碍，改善线形，提高车速，缩短里程，节约燃料及时间，减少对植被的破坏，保护生态环境，还可以克服落石，塌方，雪崩等灾害在城市：可减少用地，构成立体交叉，解决交叉路口的拥挤阻塞，疏导交通。在江河、海峡、港湾地区：可以不影响水路通航。,三、隧道在交通事业中的地位,隧道的好处：,穿越山岭隧道捷径,城市地下工程改善拥挤,城市地下工程改善拥挤,城市地下工程施工,四、隧道的发展历程及成就,（一） 隧道工程的发展历程,（二） 我国隧道工程的发展成就,（三）我国隧道工程技术概况,（四）我国隧道工程前景展望,（五） 国外隧道的发展情况,四、隧道的发展历程及成就,（一） 隧道工程的发展历程,4个时代：,1原始时代人类出现到纪元前3000年的新石器时代，是人类利用隧道来防御自然威胁的穴居时代。 2远古时代从纪元前3000年到5世纪，即所谓的文明黎明时代，是为生活和军事防御目的而利用隧道的时代。,3中世纪时代约从5世纪到14世纪的1000年左右。由于对地下铜、铁等矿产资源的需要，开始了矿石开采。 4近代和现代即从16世纪以后的产业革命开始。这个时期由于炸药的发明和应用，加速了隧道技术的发展。如有益矿物的开采、灌溉、运河、公路和铁路隧道的修建，以及随着城市的发展修建地下铁道、上下水道等，使得隧道的技术得到极大的发展，其应用范围迅速扩大。,（一） 隧道工程的发展历程,隧道的产生与发展和人类的文明历史发展相呼应：,人类出现到纪元前3000年,纪元前3000年到5世纪,5世纪到14世纪,隧道技术没有显著进步，开始了矿山开采,古代：时间跨越较长, 近代：从16世纪产业革命开始，隧道技术得到了较快发展,(1) 测量技术的出现，产生了如棚架支撑岩层，卷扬提升土石,两端洞口开挖隧道等等，促进了隧道的发展。(2)火药的发明，促进了隧道开挖掘进技术发展。, 现代：我国公路隧道发展相对较慢。随着高速公路的发展，近几年公路隧道有了较快的发展。,人力为主体的施工,机械开挖为主体的施工,爆破施工(光面),盾构和TBM,隧道施工技术发生了质的飞跃！,凿岩台车施工,（二） 我国隧道工程的发展成就,我国第一座铁路隧道修建在台湾，是基隆到台南的铁路线线上一座长仅261m的窄轨净空隧道。1907年在京包线上修建了八达岭隧道。这是由我国工程师詹天佑主持施工的。 建国之初，在短短的三年之内，在成渝线上修复了13座隧道，在宝天线上改建了136座隧道，并完成了天兰线上的48座隧道，使当时支离破碎，断断续续的铁路完全修整好，全国铁路畅通无阻。,四、隧道的发展历程及成就,修建隧道的技术逐步进步。宝成线上的秦岭隧道长达2363m；成昆线上的沙木拉达隧道长为6379m；京广线上大瑶山隧道长为14295m；秦岭终南山公路隧道（双洞、单向、双车道）长为18100m（是目前我国最长的公路隧道）；兰武二线上的乌鞘岭隧道长达20050m。,（二） 我国隧道工程的发展成就,近期，除了以交通为目的的隧道以外，又扩大到其它多方面用途的地下工程。在工业方面建成了许多地下工厂、地下电站、地下武器库、地下停车场等。在人民生活方面，建造了形成网络的防空洞、地下影院、地下体育中心、地下街、地下会堂、地下战备医院等。因此，地下工程已经发展到国民经济的各个部门中去 。,（二） 我国隧道工程的发展成就,1.我国铁路隧道成就,运营隧道6800多座，长3667km，居世界第一。,隧道集中的线路: 襄渝线:隧道占线路总长的30 成昆线:隧道占线路总长的31.6 西康线:隧道占线路总长的50.42 南昆线:隧道258座，桥隧占24 宜万线:隧道159座 ，桥隧占74，桥隧博物馆,10km以上的长大隧道 秦岭隧道:18.4km 大遥山隧道:14.29km 东秦岭隧道:12.67km 乌稍岭隧道: 20.2km； 太行山隧道27.8km(在建) 梁山隧道20.8km(在建双洞) 野三关隧道: 13.83km 齐岳山隧道: 10.53km 关角隧道：32.6km,（二） 我国隧道工程的发展成就,http:/bbs.railcn.net/viewthread.php?tid=363809,衡广复线大瑶山隧道,2.我国公路隧道成就,运营隧道1684多座，长628km。,10km以上的长大隧道: 秦岭公路隧道：18.02km（双座） 锦萍隧道：14.7km （双座） 西山隧道13.68km（在建太原古交高速）,3.我国地铁发展及规划简介,60年代北京地铁用盾构掘进试验 1990年上海开始建设地铁1号线 1996年上海开始建设地铁2号线，后开始建设3号线、4号线、M8线、6号线 1996年广州开始建设地铁1号线，后2号线、3号线、5号线 1999年北京地铁5号线试验段采用盾构法设计施工 2001年深圳地铁1号线,南京地铁1号线 2002年北京开始建设地铁5号线 2004年北京开始建设地铁4号线，10号线，机场线、奥运支线 2002年天津地铁1号线开工建设,开工建设的还有：杭州、沈阳、哈尔滨、成都、武汉、西安、青岛、苏州,我国地铁成就简介,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207km 深圳规划了9条线路，共254km 南京 ,初步预测2005-2015年间至少要建设500-1000公里，需要投资3000多亿元。 全国每年建成20km的地铁投入运营。 目前，已有30多个城市开展了城市轨道交通的前期工作。,中国地铁建设计划,4.我国水底隧道,中国江河湖海众多，海岸线绵延万余公里，越江、跨海隧道大有前景。,修建在江河、湖泊、海港或海峡底下的隧道。它为铁路、城市道路、公路、地下铁道以及各种市政公用或专用管线提供穿越水域的通道，有的水底道路隧道还设有自行车道和人行通道。,