隧道.ppt资料

第四章隧道工程第一节隧道工程概述第二节隧道结构构造第三节隧道施工简介一、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。第一节隧道工程概述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1)按所处的地质条件浅埋隧道深埋隧道2)按隧道的埋置深度h≥(2~2.5)hq山岭隧道城市隧道3)按所处的地理位置水底隧道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4)按隧道用途人防隧道水工隧道引水隧道—将水引入水电站的发电机组或水资源的调动而修建的孔道。尾水隧道—用将水电站发电机组排出的废水送出去而修建的隧道。导流隧道或泄洪隧道—水利工程中疏导水流并补充溢洪道流量超限后的泄洪而修建的隧道。排沙隧道—它是用来冲刷水库中淤积的泥沙而修建的隧道。管路隧道—为城市能源供给（煤气、暖气、热水等）系统修建的隧道。人防隧道—为战时的防空目的而修建的防空避难隧道。市政隧道给水隧道—为城市自来水管网铺设系统修建的隧道。污水隧道—为城市污水排送系统修建的隧道。地下电缆隧道5)按隧道长度分（铁路、公路）：(1)特长隧道：L10000（3000）m(2)长隧道：10000（3000）m≥L3000（1000）m(3)中长隧道：3000（1000）m≥L500m(4)短隧道：L≤500mmL3000mL30006)按断面面积分：特大断面隧道：断面积在100m2以上大断面隧道：在50~100m2中等断面隧道：在10~50m2小断面隧道：在3~10m2极小断面隧道：在2~3m2二、隧道技术的发展与成就世界上最早的隧道：公元前2200年，巴比伦国王为连结宫殿而修建的隧道。我国最早的交通隧道：陕西汉中县的“石门”隧道，建于公元66年，是供马车和行人通行的。测量技术的出现，推动了隧道技术的进步。14世纪发明了火药，推动了隧道技术发展。1679年法国拉恩开得克运河隧道开挖，获得极大成功，隧道挖掘技术得到飞速的发展。古石门隧道是东汉永平年间采用“火烧水激”原理开挖。火烧水激其实就是利用岩石热胀冷缩的原理，用烈火灼烧后在它最烫的时候突然用冷水浇！这样会使岩石变得非常脆弱，几乎一碰就碎。石门隧道与幼发拉底河河底隧道、那不勒斯婆西勃洞隧道相比，是最早具备车辆通行条件的人工隧道。石门隧道，因1969年修建水库，已没于水底。但其原物的照片和仿制模型，在汉中博物馆里可以看到隧道开挖的各种方法盾构法：1818年英国布鲁内尔（Brunel）发明了盾构机；英国的科克伦（Co-Chrane）利用压缩空气平衡软弱地层涌水压力原理发明用压缩空气开挖水底隧道的方法；矿山法、掘进机法、沉管法、顶进法、明挖法等；新奥法：1963年开始正式推广。我国隧道及地下工程发展的现状1．交通类隧道交通部在近日(06)召开的国际隧道研讨会上宣布，中国已成为世界上隧道最多、最复杂、发展最快的国家。我国目前已有8600多座铁路、公路隧道，总长度约4370多公里，居世界第一。我国现在有铁路隧道6876座，总长度为3670公里，为世界第一；我国公路隧道总数已达1782座，总长度704公里，分别是改革开放之初的4.7倍和13.5倍，是世界上公路隧道最多的国家。按照交通部规划，我国10年内将新建成40万公里新路，“五纵七横”国道主干线将贯通。其间，我国将再建设总长155公里以上的公路隧道。(1)铁路隧道我国10km以上的长大铁路隧道：太行山隧道27.8km（07年底贯通）吕梁山隧道20.8km（09.9.11右线贯通）乌鞘岭隧道20.05km（06.8.23）秦岭隧道18.4km大瑶山隧道14.3km东秦岭铁路隧道12.26km太行山隧道是目前我国最长的铁路山岭隧道，为双洞单线，穿过海拔为1311米的太行山山脉主峰越宵山，最大埋深445米，两线间距35米，左线全长27839米，右线全长27848米，2007年底已经全线贯通（09.4通车）。我国在建的最长铁路隧道是新关角隧道，全长32.64km（2007.11.6开工，预计工期5年）(2)公路隧道10km以上的长大隧道：秦岭终南山特长公路隧道18.02km(双座,07.1.20通车)四川锦屏山隧道17.5km(双座，最大埋深2375m，2008.8.8贯通)太古（太原-古交）高速西山隧道13.68km（在建，08.12.26开工，预计工期4年）(3)地下铁道目前有北京、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（09.6M3线试验段开工）、深圳、杭州、武汉等。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。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。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。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秦岭隧道•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世界最长双洞隧道（秦岭）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•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风火山-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世界第一高隧道（青藏铁路风火山-昆仑山）世界最长的超宽隧道（韩国赐牌山隧道）国家重点工程“大伙房输水工程”一期工程的输水隧道（直径8米），09.4.15日10时30分，在辽宁山区全线贯通。该隧道东起辽宁省桓仁县，西至辽宁省新宾县，全长85.32公里,穿越了50余座山峰，50多条河谷，29条断层。据悉，这是目前世界上最长的连续隧道。青岛胶州湾海底隧道胶州湾海底隧道，南接黄岛区的薛家岛，北连青岛主城区的团岛，下穿胶州湾湾口海域。隧道全长约7800米，其中海底段隧道长约3950米。设双向六车道，设计车速80公里/小时。路线等级为城市快速路，设计基准期为100年。项目总投资约32.98亿元。胶州湾隧道于2006年12月27日正式开工建设。2010年4.28实现全线贯通，2011年7.1通车。通车后，青岛市民开车经隧道，5分钟就可横跨海底。胶州湾湾口海底隧道青岛端接线工程，南起胶州湾湾口海底隧道青岛端终点，以上下行分离式双洞隧道形式分别沿四川路、云南路方向向北在地下穿行，在东平路路口北侧爬升地面后开始高架，于山西路路口上方合流后接入快速路三期工程。是青岛市“三纵四横”城市快速路网中的重要组成部分。本项目主要工程有“二隧、二高架、四匝道（二隧道匝道、二桥梁匝道）。胶州湾海底隧道国内最长世界排第三目前公认的世界第一长海底隧道是日本的青函海底隧道。该隧道全长为53.86公里，其中海底部分为23.3公里。另外一种说法是英吉利海峡海底隧道，正式名称是“欧洲隧道”，全长50.5公里，其中海底部分长37公里，是世界上海底部分最长的隧道，该隧道已于1995年建成通车。三、隧道发展前景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。2．城市隧道解决城市交通拥挤问题的主要途径是采用快捷、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。东线中线西线南水北调3．水利(国策)东线工程，从长江下游江苏省扬州江都抽引长江水，利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北上，并连接起调蓄作用的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖。出东平湖后分两路输水，一路向北，经隧洞穿黄河，流经山东、河北至天津。输水主干线长１１５６公里；一路向东，经济南输水到烟台、威海，输水线路长７０１公里。中线工程，从长江中游北岸支流汉江加坝扩容后的丹江口水库引水，跨越长江、淮河、黄河、海河四大流域，可基本自流到北京、天津。输水总干线全长１２６７公里。西线工程，在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库，开凿穿过长江与黄河的分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞，调长江水入黄河上游，补充黄河水资源的不足，主要解决涉及青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西等黄河上中游地区和渭河关中平原的缺水问题。在规划的50年间，南水北调工程总体规划分三个阶段实施，总投资将达4860亿元人民币。2002年至2010年为实施南水北调工程近期阶段，总调水规模约200亿立方米；2011年至2030年为中期阶段，调水规模约增加168亿立方米，累计达到368亿立方米左右；2031年至2050年为远期阶段，年总调水规模约增加80亿立方米，累计达到448亿立方米左右。南水北调这项世界上最大规模的调水工程，经过近50年的动议和论证，其东线、中线一期工程分别于2002年和2003年正式开工。截至2008年8月底，累计下达投资324.15亿元，累计完成投资215.89亿元。第二节隧道结构构造2.1洞身衬砌2.2内装、顶棚及路面隧道结构构造主体构造物附属构造物洞身衬砌洞门构造物洞身衬砌的平、纵、横断面的形状由道路隧道的几何设计确定衬砌断面的轴线形状和厚度由衬砌计算决定通风照明排水、消防、通讯等隧道结构构造2.1洞身一、洞身结构的类型：1、直墙式：直墙式衬砌型式通常用于岩石地层，垂直围岩压力为主要计算荷载、水平围岩压力很小的情况。一般适用于V，IV类围岩，有时也可用于III类围岩。※拱部形状：①坦三心圆拱(r1r2)②尖三心圆拱(r2r1)③割圆拱（r1＝r2＝r）直墙式衬砌大拱脚薄边墙衬砌曲墙式衬砌2、曲墙式※适用范围：适用于IV级以上围岩，水平压力大或除了垂直压力外，还有底鼓压力的情况。①地质条件较差，为抵御底鼓压力，配以仰拱使衬砌形成环状封闭结构；②基础地基较好，可采用无仰拱的曲墙式衬砌。3．喷砼、喷锚及复合式衬砌：喷锚衬砌与复合衬砌①要求用光面爆破开挖，使洞室周边平顺光滑，成型准确，减少超欠挖。适当的时间喷混凝土，即为喷混凝土衬砌；②根据实际情况，需要安装锚杆的则先装设锚杆，再喷混凝土，即为喷锚衬砌；③如果以喷混凝土，锚杆或钢拱支架的一种或几种组合作为初次支护对围岩进行加固，维护围岩稳定防止有害松动。待初次支护的变形基本稳定后，进行现浇混凝土二次衬砌，即为复合式衬砌。上海长江隧道4、喇叭口隧道在山区双线隧道，有时为绕过困难地形或避开复杂地质地段，减少工程量，可将一条双幅公路隧道分建为二个单线隧道或二条单线并建为一条双幅的情况。衬砌产生了一个过渡区段，这部分隧道衬砌的断面相应成了一个喇叭型，称为喇叭口隧道衬砌。嗽叭口隧道衬砌示意图北京复