课件隧道工程绪论

《隧道工程》0.4

隧道工程课程的特点与主要内容绪论0.3隧道工程的发展0.1隧道工程的基本概念与功能0.2隧道工程的特点—☆—

课程的基本要求—☆—

1.掌握隧道勘测设计的基本原理和技能；

2.学习判断围岩稳定性的分析方法，掌握围岩分级，了解围岩压力的特性及计算方法；

3.掌握衬砌结构计算的基本方法，具备隧道结构设计的基本能力；

4.学习现代新奥法理论及其设计与施工的特点，了解隧道施工的各种工艺；

5.熟悉隧道各种施工方法的特点，具备施工管理的基本知识。—☆—

课程授课内容—☆—

绪论◆是一种修建在地下的工程建筑物。◆修建在地下、两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道(在保留上部地层的前提下开挖出能够提供某种用途的地下空间)。0.1.1有关定义0.1隧道工程的基本概念与功能1.隧道(tunnel)

◆从事研究和建造各种隧道及地下工程的规划、勘测、设计、施工和养护的一门应用科学和工程技术，是土木工程的一个分支。

◆也指在岩体或土层中修建的通道和各种类型的地下建筑物。

绪论2.

隧道及地下工程(tunnelandundergroundengineering)0.1隧道工程的基本概念与功能0.1.1有关定义

绪论

绪论

军工与人防工程：各种国防坑道，地下厂房和仓库、地下

核试验场、防空洞、核废料的储存等

绪论0.1.2隧道及地下工程的类型1.按用途分:交通运输：铁路、道路、地下铁道、水底隧道矿山：煤炭、有色金属等采矿、储存和生产等用途的

地下矿井和巷道工程市政工程：地下人行道、地下商场、给排水设施、

天然气管道、电缆管道水利发电工程：地下发电厂以及其他各种水工隧道等0.1隧道工程的基本概念与功能

山岭隧道

城市隧道

水底隧道

绪论2.按地层分(经过的地层)：岩石(软、硬)隧道

土质隧道

3.按所处位置分:0.1隧道工程的基本概念与功能0.1.2隧道及地下工程的类型圆形隧道道矩矩形隧道道马马蹄形隧隧道绪论论4.按施工方方法分:钻爆法隧隧道明明挖法隧隧道机机械法隧隧道沉沉埋法隧隧道5.按断面形形状分:0.1隧道工程程的基本本概念与与功能0.1.2隧道及地地下工程程的类型型特大断面面（>100m2）大大断断面（50～100m2）中中等等断面（（10～50m2）小小断断面（3～10m2）极极小小断面（（<3m2）这是按国国际隧道道协会(ITA——InternationalTunnelAssociation)的定义数数值划分分的。绪论论6.按开挖断断面大小小分:0.1隧道工程程的基本本概念与与功能0.1.2隧道及地地下工程程的类型型公路：特长隧道道L＞3000m长隧道3000＞L＞1000m中长隧道道1000＞L＞500m短隧道L＜500m绪论论7.按隧道长长度分(山岭隧道道):铁路：特长隧道道L＞10000m长隧道10000＞L＞3000m中长隧道道3000＞L＞500m短隧道L＞500m0.1隧道工程程的基本本概念与与功能0.1.2隧道及地地下工程程的类型型在线路翻翻越山岭岭地段，，通过修修建隧道道可减少少展线长长度，使使线路平平直。这这是山岭岭交通隧隧道的最最大功能能。在设设计上一一般把这这种隧道道称为0.1.3山岭交通通隧道的的类型与与功能绪论论山岭交通通隧道是是指专供供铁路或或公路运运输使用用的地下下工程结结构物。它是铁路路或公路路的重要要组成部部分之一一。越岭隧道道。1.克服高程程障碍:0.1隧道工程程的基本本概念与与功能绪论论在线路沿沿河谷绕绕行时，，为避免免不良地地质地段段，如滑滑坡等，，用隧道道来裁弯弯取直时时，可缩缩短线路路长度这这种隧道道一般称称为绪论论2.裁弯取自自(缩短线路路):傍山隧道道或河谷谷隧道。0.1隧道工程程的基本本概念与与功能0.1.3山岭交通通隧道的的类型与与功能绪论论例如：（（1）大瑶山山隧道（（铁路））例如：（（2）蕉溪岭岭隧道群群（公路路）对于容易易发生塌塌方、掉掉石、泥泥石流、、滑坡等等病害地地段，修修建隧道道可大大大改善运运营条件件，保证证行车安安全，节节省养护护维修费费用。绪论论3.避开不良良地质地地段:例如，当一条条线路有有可能是是从滑坡坡地段上上通过时时，可把把线路往往里挪动动一些，，用隧道道通过。。0.1隧道工程程的基本本概念与与功能0.1.3山岭交通通隧道的的类型与与功能绪论论绪论论4.避开其他他重要建建筑或工工程等:◆与公路、、城市主主干道的的交叉处处◆穿越城区区重要建建筑物◆穿越城区区重要风风景、园园林区域域◆绕避大型水利利枢纽工工程等0.1隧道工程程的基本本概念与与功能0.1.3山岭交通通隧道的的类型与与功能绪论论绪论论绪论论0.4隧道工程程课程的的特点与与主要内内容绪论论0.3隧道工程程的发展展0.1隧道工程程的基本本概念与与功能0.2隧道工工程的的特点点随着人人口的的不断断增长长，土土地越越来越越宝贵贵，尤尤其是是在城城市，，地皮皮价格格不断断上涨涨，这这便是是现在在世界界上很很多城城市的的建筑筑向底底下发发展的的原因因之一一，目目前世世界上上的科科技发发展正正在开开拓着着两个个新的的领域域：一一个是是宇宙空空间，另一一个是是地下空空间，也就就是“上天入入地”，因此此，隧隧道工工程将将会起起着越越来越越重要要的作作用。。绪论论0.2.1优点1.缩短线线路长长度，，减少少能耗耗2.节约地地皮0.2隧道工工程的的特点点既有利利于国国民经经济的的可持持续发发展。。当今今世界界面临临人口口爆炸炸，土土地退退化，，资源源短缺缺，生生态变变坏，，气候候反常常，环环境恶恶化，，人类类赖以以生存存的地地球已已不堪堪重负负，各各国都都把地地下发发展当当成一一种新新型国国土资资源来来看待待。绪论论3.有利于于环境境保护护4.应用范范围广广泛0.2隧道工工程的的特点点0.2.1优点由于修修建隧隧道时时场地地狭小小，工工作流流程环环节较较多，，施工工工序序多，，工程程量也也比路路基等等大，，往往往成为为一条条线路路中的的关键键工程程。绪论论0.2.2缺点1.造价较较高●一般是是普通通线路路的8～10倍左右右●铁路隧隧道：：单线线约2～3万元/m，双线线约3～4万元/m；●公路隧隧道大大约与与双线线铁路路隧道道的相相当。。2.施工期期限长长0.2隧道工工程的的特点点因为隧隧道建建筑是是地下下作业业，工工作面面狭小小，光光线暗暗、空空气潮潮湿、、劳动动条件件差，，因此此，发发展机机械化化施工工是改改善工工人劳劳动条条件、、提高高劳动动生产产率的的唯一一途径径。绪论论3.施工作作业环环境和和条件件较差差0.2隧道工工程的的特点点0.2.2缺点0.4隧道工工程课课程的的特点点与主主要内内容绪论论0.3隧道工工程的的发展展0.1隧道工工程的的基本本概念念与功功能0.2隧道工工程的的特点点◆公元前前180～2160年，在在古巴巴比伦伦城幼幼发拉拉底河河下修修筑的的人行行隧道道，是是迄今今已知知的最最早用用于交交通的的隧道道，长长190m。◆古罗马马时代代(公元前前后)，利用用棚架架支护护和卷卷扬提提升方方法，，开挖挖了数数量较较多的的军用用隧道道和水水工隧隧道，，开挖挖方法法是火火烧开开挖面面，烧烧热后后急速速波冷冷水使使岩石石开裂裂……。绪论：：0.3.1历史发发展1.国际上上（1）古代代0.3隧道工工程的的发展展◆火药的的改进进和钻钻眼工工具的的创制制，促促使隧隧道修修建技技术显显著提提高，，其中中比较较有影影响的的是1898年建成成了穿穿越阿阿尔卑卑斯山山的辛辛普郎郎隧道道。第第一次次应用用了TNT炸药（（硝化化甘油油）和和凿岩岩机。1.国际上上（2）现代代◆现代隧隧道开开挖技技术是是在火火药的的发明明和19世纪产产业革革命后后出现现的，，尤其其铁路路的出出现对对隧道道起到到了很很大的的推动动作用用；◆采用现现代技技术修修建的的第一一座用用蒸汽汽机车车牵引引的隧隧道是是1826～1830年在英英国利利物浦浦至曼曼彻斯斯特的的铁路路线上上，长长1190m。绪论：：0.3隧道工工程的的发展展0.3.1历史发发展山岭铁铁路隧隧道:日本的的大清水水隧道道22.23Km，交交通(公路与与铁路路)隧道:日本的的青函隧隧道53.85Km英法海海峡隧隧道50.4Km公路隧隧道:挪威的的Laerdal隧道24.51Km。1.国际上上（3）目前前世界界上最最长的的交通通隧道道瑞士的的圣哥达达(st.GoHhard)隧道，全长长16.3km。绪论：：0.3隧道工工程的的发展展0.3.1历史发发展◆春秋时时代《左传》就有“隧而相相见”的记载载◆三国时时期的的“官度之之战”，曹操操掘地地道…◆封建时时期各各个朝朝代的的帝王王坟墓墓陵寝寝均修修在地地下◆17世纪初初宋应应星所所著《天工开开物》是我国国有关关地下下工程程方面面的最最早书书籍，，它详详细记记载了了竖井井采煤煤法。。◆最早用用于交交通的的隧道道为“石门”隧道，，位于于今陕陕西省省汉中中县褒褒谷口口内，，建于于东汉汉明帝帝永华华九年年。2.国内（1）古代代绪论：：0.3隧道工工程的的发展展0.3.1历史发发展◆最早的的隧道道是：：台湾湾的狮球岭岭隧道道(1887~1891，轨距距1067mm，长261.4m)，位于于台北北——基隆线线上◆完全由由中国国人自自行设设计和和修建建的隧隧道是是詹天天佑负负责设设计的的八达岭岭隧道道2.国内（2）近代代绪论：：0.3隧道工工程的的发展展0.3.1历史发发展绪论论◆已建成成的最最长铁铁路隧隧道：：秦岭隧隧道18.456km◆在建的的最长长铁路路隧道道：乌鞘岭岭隧道道20.050km◆已建成成的最最长公公路隧隧道：：秦岭终终南山山隧道道18.4km2.国内(3)现代(截至2006年底止止)绪论：：0.3隧道工工程的的发展展0.3.1历史发发展第三代代清水水隧道道：1972年为了了修建建上越越新干干线高高速铁铁路而而建，，长22.222Km；线路路更平平顺，，位置置更低低。0.3.2技术发发展1.国际上上隧道工工程的的长度度标志志着一一个国国家发发展的的水平平如日本本的三三代清清水隧隧道，，穿越越海拔拔2000m的谷川川山脉脉第一代代清水水隧道道：1929.12，9.702Km，东口口仍有有展线线；第二代代清水水隧道道：1963～1967，13.490Km，东口口展线线消除除，但但坡度度较陡陡；绪论：：0.3隧道工工程的的发展展它们可可望在在本世世纪实实现。。1.国际上上其他日本——南朝鲜鲜拟建建海底隧隧道西班牙牙——摩洛哥哥的直布罗罗陀海海峡隧隧道意大利利连接接西西里里岛的的海底底隧道道正在建建设之之中绪论：：0.3隧道工工程的的发展展0.3.2技术发发展设备：：有了了钻孔孔台车车和装装碴运运输机机主主要要干线线：成成昆线线、贵贵昆线线、湘湘黔线线代代表表性的的隧道道：成成昆线线沙木拉拉打隧隧道，6383m建造速速度：：52km/年绪论论：：2.我国（1）铁路路隧道道的建建造20世纪50年代：：设备：：开始始使用用风钻钻和小小型装装碴机机主主要要铁路路干线线：宝宝成线线、川川黔线线代代表表性的的隧道道：川川黔线线凉风垭垭隧道道，4270m建造速速度：：25km/年20世纪60年代：：0.3隧道工工程的的发展展0.3.2技术发发展设备：：因文文化大大革命命，技技术和和设备备基本本保持持现状状主主要铁铁路干干线：：襄渝渝线、、京原原线、、枝柳柳线典典型型隧道道：京京原线线的驿马岭岭隧道道，7032m建造速速度：：110Km/年（1）铁路路隧道道的建建造2.我国20世纪70年代：：0.3隧道工工程的的发展展绪论：：0.3.2技术发发展设备：：出现现了大大型全全液压压钻孔孔台车车、大大型装装碴机机、模模板台台车、、砼输输送泵泵和运运输车车、喷喷锚支支护等等技术术，以以及采采用信信息化化施工工管理理，主主要要铁路路干线线：衡衡广复复线、、大同同——秦皇岛岛线，，典典型隧隧道：：大瑶山山隧道道(14295m)军都山山隧道道(8460m)（1）铁路路隧道道的建建造2.我国20世纪80年代：：0.3隧道工工程的的发展展绪论：：0.3.2技术发发展大秦铁铁路军军都山山隧道道设备：：引进进隧道掘进机机——TunnelBoringmachineTBM主要铁路干干线：京京九线、南南昆线典典型隧隧道：秦岭隧道(18456m)米花岭隧道道(9392m)（1）铁路隧道道的建造2.我国20世纪90年代：0.3隧道工程的的发展绪论：0.3.2技术发展◆目前我国隧隧道比重高高的几条铁铁路干线宜宜万线线：58.0%,为世界最高高襄襄渝渝线：34.3%成昆线：31.6%◆至2000年底：我国国运营铁路路隧道：6880多座总总延长：：3700Km◆其中5km以上铁路隧隧道如教材材的表0－3所示2.我国（1）铁路隧道道的建造0.3隧道工程的的发展绪论：0.3.2技术发展◆公路隧道在在文革前主主要是一些些短小隧道道，总长不不到100km◆1960年，上海黄黄浦江打浦浦路水底公公路隧道，，以盾构法法修建，直直径10.2m，长1322m◆改革开放以以后随着高高等级公路路的修建，，隧道才越越来越长◆近十多年来来，公路隧隧道的建造造也取得了了迅猛发展展，每年都都有十座以以上的隧道道建成2.我国（2）公路隧道道的建造0.3隧道工程的的发展绪论：0.3.2技术发展◆目前我国已已建成400余座公路隧隧道，总长长度已超过过100km◆隧道长1000m以上的有40多座◆较著名的公公路隧道有有：二郎山隧道道，4160m，海拔2200m华蓥山隧道道，4705m、4686m(双洞)中梁山隧道道，3000多m◆已建成的最最长公路隧隧道：秦岭终南山山隧道，18.4km◆湖南省：雪峰山隧道道，6.95km2.我国（2）公路隧道道的建造0.3隧道工程的的发展绪论：0.3.2技术发展绪论◆目前仅有北北京、天津津、上海、、广州四城城市约80km正在运营。。而在建建工程则很很多：除北北京、天津津、上海、、广州四城城市外，还还有南京京、重庆、、青岛、深深圳、杭州州、武汉等等。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；完完成成规划的城城市：大连、长春春、哈尔滨滨、鞍山、、乌鲁木齐齐、合肥肥、成都、、佛山、桂桂林、