《公铁交通》PPT课件.ppt

第三讲 地下空间开发利用与公铁交通 公路、铁路、水底隧道 主要内容 3.1中国隧道工程的建设 和发展概况 3.2公路隧道 3.3铁路隧道 3.4水底隧道 3.1 中国隧道工程建设与发展概况 隧道工程的建设和发展是我国20世纪最 伟大的科技成就之一，它有力地促进了 我国交通运输事业的发展。同时也带动 了土木工程、水利工程等相关学科的发 展，在我国国民经济建设中起到了重要 的作用。在20世纪，尤其是20世纪最后 20年，我国隧道工程的科技水平由落后 状态而一跃进入世界先进行列。目前我 国的隧道总长度及修建技术水平均为世 界领先。 过 去 从1874年我国开始修建第一条上海至吴淞的 窄轨铁路起，至1911年清王朝被推翻为止的 37年中，我国共建成了9100km的铁路，其 中大多分布在沿海和平原地区，由于地势平 坦，这些地区的铁路干线上很少有铁路隧道 。在这段时期所修建的10条总长4600km的 铁路干线上，共修建了总长42km的230余座 隧道。 台湾省于18881890年在基隆至新竹铁路上 修建了狮球岭隧道，隧道全长261m，这是 我国最早修建的一座铁路隧道。 我国在18981904年修建了长度为3078m的兴安岭 隧道，这是当时亚洲最长的宽轨铁路隧道。这一时 期最具代表性的隧道工程是由我国杰出工程师詹天 佑亲自规划和督造的京张铁路八达岭隧道，全长 1091m，工期仅用了18个月，于1908年建成。这也 是我国自行修建的第一座越岭铁路隧道。 自1911年10月清王朝覆灭，到1949年10月中华人民 共和国成立的38年中，我国共在40余条总长度约 7000km的铁路干线和支线上修建了总长度约100km 的370余座铁路隧道。其中有当时我国最长的滨绥铁 路第二线上长度为3840m的杜草隧道，建于1939 1941年，所穿过的地层为花岗岩，采用上下导坑法 施工，混凝土衬砌。 现 在 1949年新中国成立后，我国的铁路 建设进入了新的发展时期。国家十分重 视铁路基本建设，大规模投资修建铁路 新线。在其后半个世纪的时间里，我国 隧道建设大致可分为4个阶段，每个阶 段均有显著的技术进步和突破。这4个 阶段分别为：起步、稳定发展、技术创 新与突破、高速发展。 起 步（1） 这一阶段的时间跨度为50年代至60年代初， 是新中国第一代隧道建设工程。该阶段采用 钻爆法施工，以人工和小型机械凿岩、装载 为主，临时支护采用原木支架和扇形支撑。 隧道施工基本无通风，由于技术水平落后， 人工伤亡事故时有发生。 该阶段的主要标志性工程有位于川黔铁路上 的凉风垭隧道（著名的公路72道拐处），该 隧道长度4270m，于1959年6月贯通。该隧道 首次采用平行导坑和巷道式通风，为长隧道 施工积累了很宝贵的经验。 起 步（2） 宝成铁路于1952年7月开工，1956年建成通 车，全长669km。线路跨越陡峭的秦岭山区 ，全线桥隧总长达112.5km，其中隧道304座 ，总延长84428m，占线路总长的12.64。 宝成铁路隧道是我国自行设计和建造的，施 工中克服了线路地形复杂、运输不便和施工 干扰，做到工程质量优良，造价也低，显示 出我国50年代隧道施工技术水平惊人的进步 。同时壮大了我国隧道建设力量，大大提高 了管理水平，更主要的是丰富了山岳地区修 建隧道设计和施工的经验，是我国隧道建设 进步的重要标志。 稳定发展（1） l这一阶段的时间跨度为60年代至80年代初，是 新中国第二代隧道建设工程时期。 l该阶段代表性工程有位于京原铁路上的驿马岭 隧道，全长7032m，1967年2月开工，1969年10 月竣工，也是这一时期修建的最长的隧道。 l这一时期施工机具的装备有了较大的改善，普 遍采用了带风动支架的凿岩机、风动或电动装 载机、混凝土搅拌机、空压机和通风机等。在 成昆铁路的隧道施工中还采用了门架式凿岩台 车和槽式运渣列车。 l在隧道支护方面，采用了锚杆喷射混凝土技术 ，这是隧道施工技术的重要里程碑。由于主动 控制了地层环境，较好地解决了施工安全问题 。 稳定发展（2） 经过3年国民经济调整，1964年重点加强西南大三线建设，川 黔、贵昆、成昆三线全面复工。这些铁路隧道比例大，开工 隧道数量猛增，迎来了隧道建设的大发展。 成昆铁路工程浩大，举世瞩目，全线共有425座隧道，总延长 344.7km，占线路长度的31.6，其中2公里以上的34座， 3km以上的9座，成为控制工期的关键工程。沙木拉达隧道全 长6379m，线路标高2244.14m，为成昆铁路最长与最高的隧 道。关村坝隧道全长6107m，为成昆铁路第二长隧道，是北 段控制铺轨的大门，为集中力量攻坚的重点工程之一，快速 施工成为本隧道的主题，施工中创造了多项新记录。岩脚寨 隧道位于贵昆铁路安顺至六枝间，全长2715m，隧道横穿贵 州普定郎岱煤田的大煤山，共穿过7层煤层，厚度最大达 8.92m，含三级瓦斯。这也是我国第一次穿越大量瓦斯的隧道 。该隧道于1965年10月竣工，正式运营后情况良好。这也为 以后瓦斯地层的隧道施工积累了经验。 稳定发展（3） 经过50、60年代实践经验的积累，70年代开始逐步学习国 外的先进经验，引进国外的先进机具，而形成我国一整套 的隧道施工技术。如针对不同的地质条件采用不同的施工 方法，对于长隧道则充分利用辅助坑道等有效措施。并形 成了一套对付自然灾害的方法和措施，进入了隧道施工的 主动时代。 襄渝铁路全线共有隧道405座，总延长287.082km，隧线比 率为33.4。最长的隧道为大巴山隧道，全长5333m，最大 埋深800m，地势险峻，地质条件极为复杂，地层岩石主要 为石灰岩，地下水极为丰富。1973年12月31日完工，总工 期为34个月。 青藏铁路一期工程关角隧道位于青海省天峻县境内，全长 4010m，地处祁连山脉中吾农山系东延部分的关角垭口下， 海拔3690m，是我国海拔最高的铁路隧道。1958年8月开工 ，1977年6月完成主体工程，历时近20年。 技术突破与创新（1） 这一阶段的时间跨度为80年代中期至90 年代中期，是新中国第三代隧道建设工 程，该阶段技术进步明显加快。 作为我国隧道修建史的一个里程碑 ，衡广铁路复线的大瑶山双线隧道是这 一时期的最典型的代表，隧道全长 14295m，于1987年建成。这是我国20世 纪最长的双线铁路隧道，名列世界第十 。大瑶山隧道实现了大断面施工，并逐 渐成为我国长大隧道的修建模式。该成 果1992年获国家科技进步特等奖。 技术突破与创新（2） 大秦铁路是一条为解决晋煤外运而修建的重 载单元列车专用铁路，全长653km，全线共 有54座隧道，其中以军都山隧道最具代表性 。 军都山隧道位于大秦铁路延庆县境内，是电 气化双线隧道，全长8460m，是80年代修建 的第二座长隧道，亦是大秦铁路最长隧道， 全线控制工期工程。由隧道工程局负责设计 和施工，于1984年10月动工，1987年12月接 轨通车，施工工期44个月。 大瑶山和军都山等长大隧道的胜利建成，使 我国隧道修建技术前进了20多年，达到了80 年代的国际先进水平。 高速发展（1） 进入90年代中期，我国隧道修建技术达到了 新的水平，已与世界接轨。这一时期的标志 性工程是位于西康铁路的秦岭隧道，全长 18460m。在该隧道施工中，采用了目前最 先进的全断面隧道掘进机技术，即TBM技 术。以该隧道技术的发展为代表，证明了我 国隧道修建技术已达到世界先进水平，这是 一个新的里程碑。一位外国隧道专家得知秦 岭隧道的贯通后感慨地说：“就隧道修建的 技术进步，中国用20年的时间走完了发达国 家50年甚至100年走完的路程。” 高速发展（2） l20世纪最后十余年时间，随着我国高等 级公路和高速公路建设的兴起，公路隧 道的建设速度也很快。至本世纪初已建 成的公路隧道450多座，总长超过120km 。其中长度在1km以上的有80座，超过4 公里的有4座。已建成的华蓥山隧道为 我国当时最长的公路隧道，全长4706m 。 高速发展（3） l进入21世纪以来，我国铁路、公路隧道发展更加 快速，许多长大隧道记录不断被刷新： l2001年1月8日，随着西康铁路建成通车，18.4km 的秦岭铁路隧道（单线双洞）正式投入运行，当 时为国内最长的铁路隧道； l2006年8月23日，兰新铁路长20.05km的乌鞘岭隧 道左右线全部建成通车，再次刷新我国铁路隧道 的长度记录； l2007年2月15日，被誉为“天下第一隧”的秦岭终南 山公路隧道正式建成通车。该隧道全长18.02km， 分上下行双隧，长度居世界第二、亚洲第一，建 设规模世界第一 。是世界上双洞最长、技术标准 最高、建设规模最大的高速公路隧道 。 3.2公路隧道 由于公路在坡度、转弯半径等方面不像 铁路要求那么严格，所以早期修建的山 区公路以绕为主，实在绕不过去才架桥 、挖洞。因此，相对于铁路工程来说， 我国在20世纪80年代以前，修建的公路 隧道还很少见，造就了许多24道拐之类 的公路景观，最多的达72拐（川黔公路 凉风垭）。 先看一组公路图片 一组神奇的公路图片(1) 中国排行第三的弯道：24道 拐-滇黔公路，抗战时称“ 史迪威公路” 公路？隧道？“吊尸崖” 一组神奇的公路图片(2) 一组神奇的公路图片(3) 一组神奇的公路图片(4) 一组神奇的公路图片(5) 一组神奇的公路图片(6) 72道拐72道拐之所以著名，就在于拐多道 长，据说蜿蜒曲折共有150公里之长。， 没有任何一种镜头能将这个弯道照全，除非是 航拍。 ，这张大概是最全的一张了。 。 一组神奇的公路图片(7) 72道拐上繁忙景象 一组神奇的公路图片(8) 中国排行第一的弯 道：矮寨公路-位 于湖南省湘西自治 州吉首境内，国道 湘黔线的一部分， 号称中国最早的立 交桥，现在手头和 网上的照片，都无 法反映其险峻和雄 奇。 公路隧道建设高峰期 20世纪80年代以后，随着改革开放政策 的实施，我国经济进入了快速发展时期 。这时的公路交通就不仅仅是要求“通” ，而且还要求“快”，全国各地开始大规 模修建高速公路，那么在山区就不能继 续采用绕的办法了，否则就称不上高速 公路，所以公路隧道就越来越多了，也 就造就了“天下第一隧”的神话。 世界单洞公路隧道长度前三名 第一名：挪威洛达尔隧道，长度 24.5公里，2000年11月27日建成通 车； 第二名：瑞士圣哥达隧道，长度 16.9公里； 第三名：意大利弗儒雷斯隧道，长 度13.2公里。 世界双洞公路隧道长度前三名 第一名：中国陕西秦岭终南山公路隧 道，长度18.02公里； 第二名：日本关越隧道，长度10.9公 里； 第三名：奥地利普拉布什隧道，长度 10.3公里。 世界最长双洞公路隧道 秦岭特长隧道 秦岭终南山公路隧道，长度 居世界第二、亚洲第一，建设 规模世界第一，被誉为“天下 第一隧” 。 “天下第一隧”全长18.02公里， 设计等级为高速公路，上、下 行双洞双车道。据说该项目是 中国高速公路隧道示范工程和 标志性工程，是世界双洞最长 、技术标准最高、建设规模最 大的高速公路隧道，其具备国 际领先的防灾救援系统、监控 管理系统、运营服务系统。 “天下第一隧”示意图 “天下第一隧”特点 “天下第一隧”中一大亮点就是其特殊灯光 段。特殊灯光段比前后相连的隧道要宽，约 长150米。两边不仅有绿色的草坪，高大的绿 树，还有盛开的花卉。抬头望去，“蓝天白云 ”向车后滑动。原来，上面的蓝天白云是用灯 光照射出来的图案，山洞里的花卉苗木也是 用仿生的塑料制品做的。不断变换颜色的灯 光可以缓解司机的视觉疲劳。其利用光学调 控的“特殊灯光段”，在中国公路史上属首次 运用。 “天下第一隧”图片（1） “天下第一隧”图片（2） “天下第一隧”图片（3） 一组公路隧道图片（1） 一组公路隧道图片（2） 一组公路隧道图片（3） 一组公路隧道图片（4） 一组公路隧道图片（5） 一组公路隧道图片（6） 一组公路隧 道图片（7 ） 一组公路隧道图片（8） 一组公路隧道图 片（9） 一组公路隧道图片（10） 3.3铁路隧道 由于铁路对坡度、转弯半径的要求比公 路严格得多，所以，在山区修建铁路， 架桥、挖洞就不可避免。 我国是一个多山国家，尤其是西部，多 崇山峻岭，因此，修建的铁路桥隧比例 都非常高。 截至2005年底，我国已成功修建了7500 多座、总延长4300多km的铁路隧道，隧 道数量和总长度均居世界前列。 世界十大铁路隧道 1、日本青函海底隧道，全长53850米，1994年建成 ； 2、英法英吉利海峡隧道，全长约51公里，1994年5月7日正式通 车，耗资约150亿美元； 3、瑞士勒奇山隧道，总长34公里，1994年开始开凿，2005年4 月28日贯通，已于2007年正式通车； 4、日本上越新干线上的大清水隧道，全长22228米，1979年贯 通。 5、中国兰新铁路乌鞘岭隧道，全长20050米，2006年8月建成通 车（双洞，号称亚洲陆上第一隧）； 6、日本山阳新干线上的新关门海底隧道，长18700米，1975年 建成； 7、中国西康铁路秦岭隧道，长18460米，2000年建成通车； 8、意大利亚平宁隧道，18500米，1934年建成； 9、日本山阳新干线上的六甲隧道，16250米，1972年建成； 10、日本上越新干线上的榛名隧道，15350米，1982年建成； 世界上其他一些著名铁路隧道 早在19世纪末20世纪初，欧洲就出现了几 座至今仍享有盛名的长大隧道： 仙尼斯隧道，连接法国、意大利两国，长 12900米，双线，建于18571871年 ； 辛普伦隧道，连接瑞士意大利的一座铁路 长隧道，长19800米。第一号隧道建于 18961906年，第二号隧道建于1912 1921年 。 美国最长的隧道是19251928年修建的长 12540米的喀斯喀特隧道 以下主要介绍我国的隧道建设成果。 中国最早建成的铁路隧道 ：狮球岭隧道 狮球岭隧道是中国最早建成的铁路隧道，位于 台湾省基隆经台北至新竹窄轨铁路的基隆与七堵之 间，全长261m。这座隧道通过页岩、砂岩及粘土地 层，最大埋深61m。在地层压力较大处，拱部用砖 作衬砌，边墙用石料作衬砌；在岩层较好处，则用 木料作衬砌。隧道于1887年从南北两端同时开工， 由外国工程师定出线路方向及中心桩的开挖高度， 由清朝政府的军队负责施工。筑路官兵用粗笨工具 开挖，克服了大塌方等不少困难，终于在1890年建 成。现在的狮球岭隧道已成为台湾省基隆的旅游景 点，游人来此瞻仰，缅怀先人们的丰功伟绩。 世界海拔第一高的铁路隧道：风火山隧道 l风火山隧道是世界海拔第一高的铁路隧道，位 于青藏铁路青海境内青藏高原可可西里“无人区” 边缘，全长1338m，轨面海拔4905m，是世界上 海拔最高的隧道，也是青藏铁路重点控制工程 。 列车穿越风火山隧道 世界高原多年冻土区第一长大隧道： 昆仑山隧道 昆仑山隧道是世界高原多年冻土区第一长隧，位于青 藏铁路青海境内，全长1686m。由于昆仑山隧道独特的地 理位置、严酷的自然环境、复杂的地质条件使其结构、施 工工艺和施工方法不同于一般地区隧道。 青藏铁路上的最长隧道：羊八井1号隧道 羊八井1号隧道全长3345m，位于距拉 萨90公里的羊八井，海拔4264m，是青 藏铁路最长的隧道，也是目前我国海拔 4000m以上的最长隧道。 亚洲最长陆地隧道：乌鞘岭铁路隧道 乌鞘岭特长隧道属国家级铁路干线，是我国铁路 史上首次长度突破20km的陆地隧道，全长20.05km 。该隧道开通后，兰武线上打柴沟-龙沟间的营业里 程将缩短30.4km，客车运行时间较以前缩短37分钟 以上。 2006年3月30日，乌鞘岭特长隧道右线开通，2006年 8月23日，乌鞘岭特长隧道左线开通，使我国最长铁 路线连云港至乌鲁木齐3651km间全部实现双线通 车。 中国第二长的铁路隧道：秦岭隧道 秦岭隧道中国第二长的铁路隧道，位于西（安 ）（安）康铁路青岔车站和营盘车站之间，由 两座基本平行的单线隧道组成，两线间距为 30m，其中线隧道全长18460m；线隧道全 长18456m。 隧道1995年1月18日正式开工，1999年9月6日全 部贯通，2000年8月18日西康铁路开通运营。 中国已通车的最长双线电气化铁路隧道： 大瑶山隧道 大瑶山隧道是中国已通车的最长双线电气化铁路隧道 ，位于京广铁路广东省粤北瑶山山区的坪石至乐昌间 ，全长14295m。隧道埋深70至910m，双线铁路电力牵 引断面，由于采用截弯取直的长隧道设计方案，隧道 建成后，比既有铁路坪石至乐昌间缩短约15km。开挖 大瑶山隧道，推行了国外最先进的设计和施工的方法 “新奥法”。采用八十年代国内外最先进的大型机 械，实现了主要工序钻爆、支护、装运三条机械 化作业线。 中国铁路瓦斯含量最高的长大隧道： 家竹箐隧道 家竹箐隧道是中国铁路瓦斯含量最高的长大 隧道，位于南昆铁路威（舍）红（果）段的 鲁番站与上西铺站之间。隧道全长4975m。隧 道洞身有1085m是煤系地层，主要煤层共14层 ，各煤层瓦斯压力测算值大多超过0.6Mpa， 最高的达到1.34Mpa。煤炭部门防治煤与瓦 斯突出细则指出，当煤层瓦斯压力超过 0.6Mpa时，已存在煤与瓦斯发生“突出”的危 险。据测算，隧道施工通过煤层时，瓦斯涌 出量最多达到每小时349立方米。因此，家竹 箐隧道属高瓦斯有突出危险的隧道，其施工 难度和危险性，在我国铁路隧道建设史中还 没有先例。 隧道1993年开工，1996年5月11日铺轨通过。 我国建设周期最长的铁路隧道：关角隧道 位于青海省海西蒙古族藏族 自治州天峻县关角乡关角隧 道，长4010m，轨面标高 3700m，是我国当时海拔最高 的铁路隧道。 1958年始建，后由于地质和 气候等原因，于1961年停工 封闭。1974年重新施工，由 铁道兵部队承建。于1978年 建成通车，后整治病害等花 费近10年时间，前后历时近 30年。 中国第一座重载铁路双线隧道：军都 山隧道 军都山隧道是中国第一座重载铁路双线 隧道，位于北京市延庆县东南，燕山北 麓，大秦铁路延庆车站与铁炉村车站之 间。全长8460m，仅次于米花岭隧道， 是我国已运营的第三座长大铁路隧道 。 中国长大铁路隧道 之先：凉风垭隧道 中国单线铁路隧道。位于贵州桐梓县境内川黔铁路新 场车站和凉风垭车站间穿越娄山山系支脉凉风垭的分 水岭。隧道周围山势险峻，川黔公路著名的“七十二拐 ”就蜿蜒在隧道的上方。凉风垭隧道于1957年11月开工 ，1960年竣工，全长4270m。这座隧道穿过的主要地 层为志留纪和奥陶纪石灰岩，断层构造发育，岩层破 碎，裂隙水丰富。凉风垭隧道是中国第一座采用平行 导坑法施工的长隧道，修建后，贵昆、成昆等铁路线 上的长隧道相继采用这种方法施工。 中国铁路最难的隧道：南岭隧道 南岭隧道全长6060.33m，是衡广铁路复 线上第二座长大双线电气化铁路隧道， 因地质复杂，以“难”著称。 中国施工难度最大的山区铁路：宜万 铁路部分隧道情况 一个百年梦想正在变成现实。它就是宜万（宜昌至 重庆万州）铁路。从1903年晚清政府动议修建川汉 铁路至2003年12月1日宜万铁路开工，几代人翘首期 待了整整一百年。 宜万铁路全长377公里，桥隧总长288公里，居全国 铁路之最（76.4）；工程地段“集地质病害之大 成”，是中国目前施工最艰难的铁路；工程总投资 167亿元，每公里造价约4500万元，是青藏铁路的两 倍以上。 贯穿武陵山区腹地，是我国“八纵八横”铁路网中 的“一横”沿长江铁路大通道和沪汉蓉快速客 运通道的重要组成部分。 全线隧道130座240.708公里，在全国已建和在建的 超10公里特大隧道中，宜万铁路就占了3座，公里 以上的隧道为座。 宜万铁路部分隧道 宜万铁路最长隧道野三关隧道 ：全长 13841m。2007年8月透水，2008年1月岩 崩 齐岳山隧道：全长8155m 白云山隧道：全长6827m 鲁竹坝2号隧道全长：5140m 长鹰坝2#隧道为双线隧道：全长2631m。 赵家岭隧道：全长1104m 宜万铁路鲁竹坝2号隧道开挖中遭遇溶 洞情况 南昆铁路 体现20世纪90年代设计、筑路水平的西南大动脉，东起南宁，西 至昆明，北接红果，全长898km，为国家I级干线电气化铁路。 南昆铁路广西境内正线全长约353km。米花岭隧道是全线控制工 程。此段工程有桥梁185座，涵渠1164座，隧道65座，车站39个。 贵州省境内工程共有桥梁111.5座，涵渠343座，隧道104座，26个 车站。 云南省境内共有桥粱121.5座，涵渠809座，隧道81座，25个车站 。 南昆铁路东段于1990年12月24日率先动工，1991年12月19日，西 段开工。1993年4月18日，贵州段开工。黔、滇、桂“三头并进”， 在1997年底完成全线配套并交付运营。 中国已建成通车的90年代第二长铁路单 线隧道：米花岭隧道 米花岭隧道位于南昆铁路经过的广西壮族自治区田林 县板桃乡境内，全长9392m。隧道穿越右江与南盘江 两水系的分水岭九巍峨山脉，区域内山脉绵延， 峰峦起伏，山坡陡峻，沟谷深切。本地区属亚热带湿 润季风气候，山中树木四季常青，花果长年不断。每 到严冬季节，满山遍野米花怒放，洁白芬芳，米花岭 因而得名。 渝怀铁路 渝怀铁路是我国实施西部大开发战略的十大标志性工程之一， 于去年底建成，属国家一级铁路，总投资198.4亿元。渝怀铁路 西起重庆，东至湖南怀化，与成渝、川黔、襄渝、遂渝铁路相 通，沿途跨越嘉陵江、长江并三跨乌江，经重庆市涪陵、武隆 、彭水、黔江、酉阳、秀山和贵州铜仁市、湖南麻阳县，线路 全长625km。 渝怀铁路工程艰巨，沿线峡谷纵横，山崖陡峭，江河阻隔，地 形地质复杂，断层、溶洞、滑坡、软土、涌水、落石、煤层、 瓦斯等不良地质比比皆是，桥隧总长占全线长度的50.6%。全 线土建控制工程有重庆江北客站、井口嘉陵江特大桥、长寿长 江特大桥、歌乐山隧道、人和场隧道、武隆隧道、彭水隧道、 金洞隧道、沙坝隧道、板桃隧道和圆梁山隧道等11项，全部集 中在重庆境内。 渝怀铁路全线隧道有190座，总长241km，其 中长7km以上隧道就有8座，穿山越岭开辟道 路。长11.070km的圆梁山隧道是渝怀铁路最 长的隧道，也是全线头号控制工程。它穿过 上个世纪60年代水文、地质专家判定的隧道 修建禁区。圆梁山隧道在施工中，遇到了岩 溶涌突水、岩溶涌突泥、高水压、高地应力 、煤层瓦斯、高地温、断层破碎带、岩堆体 等地质难题，山岭隧道的所有不良地质在这 里几乎全部存在。据专家介绍，这里的岩溶 突破了一般岩溶的发展规律，属世界罕见。 圆梁山隧道破解“世界性隧道难题” 圆梁山隧道长11km，地处重庆市酉阳县境内 。隧道穿越主要地质构造为毛坝向斜和桐麻 岭背斜及其伴生断裂构造。区域内地质条件 异常复杂，集中了岩溶高压水、涌突泥、煤 层瓦斯、断层破碎带、岩堆体、高地温以及 偏压等几乎所有隧道不良地质。 施工过程中，突水突泥多次，2002年曾汇集 国内5位院士、一位设计大师及19个地下工程 、力学研究等方面的专家组成的专家组在现 场召开23次会议解决地质灾害问题。 歌乐山隧道 歌乐山隧道全长4050m，最大埋深280m，洞身 延伸方向为东西向，位于观音峡背斜中段。紧 靠渝怀西段铺轨起点。洞内涌水具有压力高、 水量大的特点。岩溶富水区累计长度达1340m 。这里地质复杂，水资源保护要求严，标准高 ，工期紧张，施工难度大。歌乐山地表有水库 10座，水塘100多个，泉井上千口，地表水与 地下水“串通一气”。隧道结构静水压力2.2Mpa 以上，这在国内地下工程施工中实属罕见。 武隆隧道 武隆隧道，全长9426m，地处乌江峡谷，其地 形、地质、地貌极为复杂，隧道施工中的所 有不良地质在武隆隧道都有突出表现，如浅 埋、软岩、断层、褶皱、煤层、瓦斯、高压 富水、高地温、岩爆等，尤其是岩溶、暗河 特别发育，施工难度极大，堪称地质灾害博 物馆。 施工中共揭穿5处大型溶洞，其洞穴溶腔高达 十几米至几十米，长达几十米至几百米，进 入雨季暗河水暴涨暴落，2002年至2003年共 发生9次特大涌水，最大日流量达1190万方， 在隧道施工史上是极其罕见的。 3.4 海底隧道 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。 世界上己修建了许多海峡隧道，一些正在积极研究筹划中。20 世纪40 年代日本在关门海峡修建的海峡隧道，是世界上最早 的海峡隧道。经过艰苦努力，日本于1988 年在津轻海峡建成 了迄今世界上最长的海峡隧道青函隧道；英法海峡隧道从拿 破仑时代（1800 年）以来就曾两次开挖，直到1993 年隧道才 全部贯通；1996 年，丹麦大海峡隧道竣工；1997 年日本在东 京湾建成了世界上直径最大的海底公路隧道；直布罗陀海峡通 道从70 年代开始调查，现在设计方案已基本完成，这个海峡 通道将连接欧亚及非州两片大陆；正在研究的白令海峡隧道将 连接亚欧大陆与美州大陆。在亚洲，计划的海底隧道有日韩对 马海峡隧道、台湾海峡隧道、马六甲海峡隧道、宗谷海峡隧道 、琼州海峡隧道等。这些隧道有的采用深埋隧道，有的采用沉 管隧道，有的采用悬浮隧道或桥梁与某种隧道的组合方案。 世界上目前最长的海底隧道是日本的青 涵隧道，长53.85km，其次是英法之间 的英吉利海峡隧道，长约51km。 世界各大海底隧道概况见下表。 世界上十大海底隧道 l日本青函隧道（铁路）：53.85千米； l英国法国英吉利隧道（铁路）：50.5千米； l日本新关门隧道（铁路）：18.77千米； l英国塞维恩隧道（铁路）：7.01千米； l日本羽田隧道（铁路）：5.98千米； l日本关门隧道（铁路）：3.6千米； l英国默西隧道（公路）：3.43千米； l美国布鲁克林隧道（公路）：2.78千米； l美国霍兰德隧道（公路）：2.61千米； l美国林肯1号隧道（公路）：2.51千米。 日本青涵海底隧道 （1） l日本位于太平洋西岸，是 一个由东北向西南延伸的 弧形岛国。西隔东海、黄 海、朝鲜海峡、日本海， 与中国、朝鲜、韩国和俄 罗斯相望。领土由北海道 、本州、四国、九州个 大岛和其他6800多个小岛 屿组成，故日本又称“千 岛之国”。日本陆地面积 约37.78万平方公里。人 口：约1.28亿人（截至 2005年10月1日） 日本青涵海底隧道（2） l长久以来，日本本州的青森 与北海道的函馆两地隔海相 望，中间横着水深流急的津 轻海峡。两地的旅客往返和 货运，除了飞机以外，就只 能靠海上轮渡。从青森到海 峡对岸的函馆，海上航行要 4.5小时，到了台风季节，每 年至少要中断海运80次。于 是，人们迫切希望海峡两岸 除飞机和轮渡之外，再能有 更经济、更方便的交通把两 岸联系起来。青函隧道工程 的设想也就应运而生。 日本青涵海 底隧道（3 ） 青函隧道由3条隧道组成。主隧道全长53.85公里，其中海底部 分23.3公里，陆上部分本州一侧为13.55公里，北海道一侧为17 公里。主坑道宽11.9米，高9米，断面80平方米。除主隧道外， 还有两条辅助坑道：一是调查海底地质用的先导坑道；二是搬 运器材和运出砂石的作业坑道。这两条坑道高4米、宽5米，均 处在海底。现在，先导坑道用于换气和排水。漏到隧道的海水 会被引到先导坑道的水槽，然后再用高压泵排出地面。作业坑 道则用作列车修理和轨道维修的场所。 青涵隧道工程耗资7000亿日元（约37亿美元），掘土量1000多 万立方米，使用钢材168万吨，水泥79万吨，先后有1100多万 人参加了青涵隧道的开凿和施工，1988年3月正式竣工通车，这 项工程在全世界产生深远的影响。 日本青涵海底 隧道（4） 1964年5月，青函隧道开始挖调查坑道。经过7年的各种海底 科学考察，专家们才最终选定了安全的隧道位置，并于1971 年4月正式动工开挖主坑道。经过12年的施工，1983年1月 27日，世界上最长的海底隧道青函隧道的先导坑道终于打 通了。1988年3月13日，青函隧道正式通车，从而结束了日 本本州与北海道之间只靠海上运输的历史。3月13日清晨， 首班电气化列车满载乘客从青森站和函馆站相对发出。电车 从海底通过津轻海峡只用了大约30分钟。 隧道所处的海域，由于火山活动的影响，地形复杂，其中明 显的断层带就有4处。施工十分艰难。特别是海底部分，由 于隧道是在距海面200多米，距海底约100米的地段进行，难 度特别大。 日本青涵海底隧道 （5） 青涵隧道的开通，使北海道与本州之间的交 通，将不再受恶劣气候的影响，日本的铁路 运输能力大大增加，运输时间大为缩短。 日本七凿青函隧道，不只是方便民用，还有 军事上的考虑。日本的北方四岛，二战后一 直被前苏联（俄罗斯）占领。如何维护北海 道的安全，一直是日本当局十分头痛的事。 一旦有事，津轻海峡被封锁，北海道将成为 孤岛。有了这条隧道后，在任何情况下日本 都可保证本州和北海道交通畅通，军需品可 源源运往北海道。 日本青涵海底隧道（6） l日本曾经已青涵隧道建设为背景拍过一部电 影海峡，由高仓建和吉永小百合主演， 讲述的就是修建青涵海底隧道的故事，其中 那个年轻的主人公（高仓建演）是一名工程 师，默默无闻的在海底隧道一干就是20多年 ，在北海道严酷的风雪雨霜中，在日复一日 的艰苦磨练中，在攻克技术难关的鏖战中， 在涌水的生死搏斗中，他与海底隧道的建成 一起成长，并取得了事业上的极大成功。 英法英吉利海峡隧道（1） 位于欧洲西部的岛国。 由大不列颠岛（包括英 格兰、苏格兰、威尔士 ）、爱尔兰岛东北部和 一些小岛组成。隔北海 、多佛尔海峡、英吉利 海峡与欧洲大陆相望。 国土面积24.36万平方 公里（包括内陆水域） ，人口6020万人（2005 年6月）。 英法英吉利海峡隧道（2） 英法英吉利海峡隧道（3） 英法海底隧道从英吉 利海峡最窄处即英国 的多佛尔到法国的加 来，同时修建两条直 径7.3米、长50公里的 铁路隧道。其中37公 里在海底。两条隧道 之间相距30米，在其 中间线再修一条直径 为4.5米的辅助隧道， 每隔375米与两侧主 隧道连通，供通风、 维修使用。当主隧道 因故列车不能通行时 ，辅助隧道还可作为 应急的通道。 英法英吉利海峡 隧道（4） 隧道于1987年动工，1994年竣工并投入使用。两条主隧道之一 供伦敦巴黎高速客车通行，另一条供专门载运各种车辆及 其人员的高速火车通行。坐时速260公里的高速火车，穿越隧 道只需26分钟。列车全天运营，高峰时间每3分钟开出一列 服务隧道建在两条主隧道之间，主要为主隧道的通风和维修服 务。每个375米还有一条横向隧道与主隧道相通。横向隧道里装 有承压密封门，万一隧道进水或发生其他情况时，能保障隧道 里的人员和车辆安全脱险。 这一巨大工程，尽管最终投资约100亿英镑（150亿美元），但 带来了巨大的经济效益和社会效益。从伦敦到巴黎之间的铁路 行程由5小时缩短到3小时，一年将有3000万旅客和1500万吨货 物通过英吉利海底隧道。同时把英伦三岛与整个欧洲大陆连接 的更加紧密了。 英法英吉利海峡隧道（5） 隧道的建设对设对 建立统统一的欧洲高速铁铁路网有着很大 的政治经济经济 意义义。欧洲高速铁铁路网以现现有线线路为为基 础础，也包括法国、德国、西班牙、意大利和其他国 家正在设计设计 和建造的铁铁路。该该网主要部分一北欧方 案，主要方向为为巴黎一伦伦敦一布鲁鲁塞尔一阿姆斯特 丹一科隆一法兰兰克福。英吉利海峡隧道开通，才形 成了北欧方案。北欧方案包括五个国家：法国、英国 、比利时时、荷兰兰、德国。主要是新线线，列车车速度 300kmh，旧线线改造速度为为200kmh。 为管理、运行英吉利海峡隧道成立了“欧洲隧道公司 ”。该公司包括法国“法兰西一瑞士”(Pohc- Mahw)和英国“琴聂耳”(Penhen)隧道集团公司与 “交通机械一林克”公司，签订合同，运营隧道50年 。 英法英吉利海峡 隧道（6） 西方传媒和学术著作都称欧洲隧道为人类工程史上的一个伟业 。这不仅因为它总长踞世界之冠，为它投入了巨额资金，而且 工程量宏大，更重要的是它成功地解决了许多工程技术上的难 题。它在技术上达到了可靠与先进的平衡，经验与创新的平衡 。 在欧洲隧道的建设中比较突出的工程技术成就如下(当然不限 于这些)： 1充分的地质工作和正确的判断 2精心、合理的安全设计 关于英吉利海峡隧道有几个版本的记录片，我这里有两个版本 ，时间允许的话，可以组织大家观看。 中国大陆第一条海底 隧道厦门翔安隧道 厦门翔安海底隧道位于厦门岛东部，连接厦 门岛和翔安区陆地，跨越海域总长4.459公里 ， 是由并行的两座隧道形成的双向6车道公路 隧道。翔安隧道总投资约为31.91亿元，工程 全长8.695公里，其中隧道6.05公里，隧道最 深处位于海平面下约70米，是我国大陆地区 第一座海底隧道。 中国大陆第二条海底隧道 青岛胶州湾海底隧道 青岛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。湾口最大水深 40米。隧道全长约7800米，其中海底段隧道长约3950 米，陆域段隧道长3850米。设双向六车道，设计车速 80公里/小时。采用钻爆法施工，项目总投资31.8亿元 （不包括市区连接线投资）。胶州湾隧道于2006年12 月28日开工建设，施工期约为三至四年。该隧道为继 厦门翔安海底隧道后，我国大陆开工建设的第二条海 底隧道。 我国大陆拟建的第三条海底隧道大 连湾海底隧道 继正在建设的厦门翔安海底隧道、青岛 胶州湾海底隧道后，目前，大陆第三条 海底隧道大连湾海底隧道已进入开工前 最后的准备阶段。该隧道将把大连东部 中心城区与潜力巨大的西北部城区跨海 相连，意义重大。 大连湾海底隧道总长约6公里，其中水 下部分约3公里，目前正抓紧进行工程 设计，拟于2007年内开工建设。 韩日海底隧道重新提上日程，若建成 将为世界之最 韩日之间长期讨论和研究的韩日海底隧道 建设问题最近在釜山重新成为了热门话题 。 韩国与日本之间计划兴建海底隧道。如果 建成，长度将超过200公里，成为世界海 底隧道之最。估计工程费为60万亿到100 万亿韩元，工程时间为15至20年。 韩日海底隧道的建设方案目前已压缩为三 个路线：日本九州佐贺县唐津至对马岛下 岛至南巨济市(209公里)、九州唐津至对马 岛上岛至庆南巨济市(217公里)、九州唐津 至对马岛至釜山(231公里)。这是其间一直 研究海底隧道问题的日本学界拿出的方案 。这条隧道的长度为英国到法国海底隧道 (50.54公里)的4倍多，如果建成，将会成 为世界海底隧道之最。 欧洲非洲谋建海底隧道， 两块大陆将实现海底相通 欧洲与非洲计划修建海底隧道，摩洛哥政府 已经开始与西班牙政府商讨工程具体事宜。 预计工程将于2008年开工。直布罗陀海峡下 面把西班牙与北非国家摩洛哥连接起来的海 底隧道，将使欧非两岸的客运及货运更加便 利。 该工程的难度相当大。其中最大的难度是隧 道海底深度约为300米，是英法海底隧道的5 至6倍。 工程大约将耗资80亿美元至130亿美元。 俄要建世界最长海底隧道，北京坐火 车直接到纽约 再过15年，人们也许有可能坐火车从北京直达纽约 ，俄罗斯曝光了一项雄心勃勃的超级工程：耗资高 达120亿美元，在白令海峡海底修建一条103公里 、堪称“世界最长的海底隧道”，从而将俄西伯利 亚和美国阿拉斯加连接起来。 该海底隧道将包括一条高速铁路和一条高速公路、 多条输油管道、电缆和光缆。建成后将为北美和俄 远东地区每年节省200亿美元运输费和电费。 按照构想，海底隧道将由俄、美、加拿大共同修建 ，预计需要10至15年完成。而一旦隧道完工后， 意味着将来完全有可能坐火车从北京直达纽约 。 琼州海峡隧道正在论证 海南省位于我国最南端，为第二大岛屿。全省陆地面 积3.5万平方公里，海域面积约200万平方公里，海岸 线总长1470公里。1997 年统计的全省人口724 万， 按平均增长率1.7计算，预计到2010 年人口约900 万。 随着海南经济的快速发展，琼州海峡的交通流量越来 越大，若干年后现有的越海交通工具远远不能满足要 求，因此修建一条固定式跨海通道十分必要； 目前已开通铁路轮渡。经过对客货流量的初步预测， 预计2017 年以后，铁路轮渡难以满足运输要求。因 此，有必要寻求输送能力更大、更可靠的运输方式， 这就是固定式跨海通道（即隧道、桥梁或桥隧组合） 。 琼州海峡隧道 正在论证 根据琼州海峡的水深、地形、地质、地震等 条件的比较，共选择