道地下基础工程 0

隧道与地下工程施工项目一隧道认知011隧道的定义和发展史022隧道分类033隧道施工方法044我国隧道修建技术发展055重点隧道介绍什么是隧道？隧道是指一种修建在地层中的地下工程建筑物。1970年OECD（世界经济合作与发展组织）隧道会议从技术方面将隧道定义为：以任何方式修建，最终使用于地表面以下的条形建筑物，其空洞内部净空断面在2㎡以上者均为隧道。隧道的发展史隧道的产生和发展是和人类的文明历史发展相呼应的，大致可以分为如下4个时代：（1）第一时代原始时代人类的出现到公元前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。隧道是用兽骨、石器等工具开挖，修筑在可以自身稳定而无需支撑的地层中。（2）第二时代远古时代从公元前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。这个时代隧道的开发技术形成了现代隧道开发技术的基础。例如，古埃及金字塔的建设就开始修建了地下建筑。公元前2200年间的古代巴比伦王朝为连接宫殿和神殿而修建了长约1km、断面为3.6m×4.5m的隧道，施工期间将幼发拉底河水流改道，采用明挖法建造，该隧道是一种砖砌建筑。6古希腊萨摩斯隧道（3）第三时代中世纪时代约从5世纪到14世纪的1000年。这个时期正是欧洲文明的低潮期，建设技术发展缓慢，隧道技术没有显著的进步，但由于对地下铜、铁等矿产资源的需求，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。8最古老的隧道是古代巴比伦城连接皇宫与神庙间的人行隧道，建在公元前2160-2180年间。古代使用原始工具挖掘，驱使3万奴隶挖掘，每周进尺仅75mm。我国最早的交通隧道是位于今陕西汉中县的“石门”隧道，建于公元66年。瑞士中部的圣哥达(St.Gotthard）铁路隧道于1872年开工，1881年竣工，长15千米，隧道开凿时，第一次使用了硝化甘油炸药。世界著名隧道瑞士中部的圣哥达(St.Gotthard）铁路隧道于1872年开工，1881年竣工，长15千米，隧道开凿时，第一次使用了硝化甘油炸药。10陕西汉中“石门”隧道我国最早的交通隧道是位于今陕西汉中县的“石门”隧道，建于公元66年。11瑞士——圣哥达基线隧道，世界上最长的铁路隧道，全长57公里，耗时17年，2016.6.1通车运营。日本——日本青函隧道1961年3月开始动工，1988年3月10日贯通，全长约54公里。12英国/法国——英吉利海峡隧道（又称英法海底隧道）于1994年5月6日开通，全长51公里，其中海底部分长约38公里，是世界上最长的海底隧道。挪威——洛达尔隧道位于挪威西部，全长约24.5公里，是目前世界上最长的公路隧道。13中国——中国秦岭终南山公路隧道2002年开始动工，2004年贯通，并于2007年正式通车，全长18.1公里，是目前世界上最长的双洞公路隧道中国——2009年，中国辽宁大伙房引水隧道贯通，全长85公里，成为世界上目前在建和已建的最长隧道。（盾构法，卡机50多次）141516隧道包括的范围很大。从不同角度区分，可得出不同的隧道分类方法。按地质条件分，可分为石质隧道（软岩、硬岩）、土质隧道；按所处位置分，可分为山岭隧道、城市隧道、水底隧道；按施工方法分，可分为矿山法、明挖法、盾构法、沉管法、掘进机法等；按埋置深度分，可分为浅埋和深埋隧道；按断面形式分，可分为圆形、马蹄形、矩形隧道等；二、隧道的分类及其作用按国际隧道协会（ITA）定义的断面数值划分标准分，可分为特大断面（100㎡以上）、大断面（50-100㎡）、中等断面（10-50㎡）、小断面（3-10㎡）、极小断面（2-3㎡以下）；按车道数分，可分为单车道、双车道、多车道。按隧道的用途分，可分为：交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿山隧道。181.2.1交通隧道是应用最广泛的一种隧道，其作用是提供交通运输和人行的通道，以满足交通线路畅通的要求，一般包括有以下几种。（1）公路隧道公路隧道是专供汽车运输行驶的通道。（2）铁路隧道铁路隧道是专供火车运输行驶的通道。（3）水底隧道是修建于江、河、湖、海、洋下的隧道，供汽车和火车运输行驶的通道。20（4）地下铁道：地下铁道是修建于城市地层中，为解决城市交通问题的火车运输的通道。（5）航运隧道：航运隧道是专供轮船运输行驶而修建的通道。（6）人行隧道：人行隧道是专供行人通过的通道。1.2.2水工隧道是水利工程和水力发电枢纽的一个重要组成部分。水工隧道包括以下几种：（1）引水隧道是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。22（2）排水隧道是将水电站发电机组排出的废水送出去而修建的隧道。（3）导流隧道或泄洪隧道是为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。它是水利工程的一个重要建筑，其作用主要是泄洪。（4）排沙隧道是用来冲刷水库中淤积的泥沙而修建的隧道。它是水库建筑物的一个组成部分，其作用是利用排沙隧道把泥沙裹带送出水库。同时也用来检查或修理时，放空水库里的水。231.2.3市政隧道在城市的建设和规划中，充分利用地下空间，将各种不同市政设施安置在地下而修建的地下孔道称为市政隧道。其类型主要有：（1）给（ji）水隧道给水隧道是为城市自来水管网铺设系统修建的隧道。（2）污水隧道污水隧道是为城市污水排送系统修建的隧道。（3）管路隧道是为城市能源供给（煤气、暖气、热水等）系统修建的隧道。24（4）线路隧道是为电力、通信系统修建的隧道。（5）人防隧道是为战时的防空目的而修建的防空避难隧道。1.2.4矿山隧道在矿山开采中，从山体以外通向矿床和将开采到的矿石运输出来，是通过修建隧道来实现的，其作用主要是为采矿服务的，有下列几种。（1）运输巷道向山体开凿隧道通到矿床，并逐步开辟巷道，通往各个开采面。前者称为主巷道，为地下矿区的主要出入口和主要的运输干道；后者分布如树枝状，分向各个采掘面，此种巷道多用临时支撑，仅供作业人员进行开采工作的需要。25（2）给水隧道送入清洁水为采掘机械使用，并将废水及积水通过泵抽排出洞外。（3）通风隧道矿山地下巷道穿过的地层，一般都有地下有害气体涌出，采掘机械业排出的废气，工作人员呼出的气体，使得巷道内空气变得污浊。1.25公路隧道按照长度的分类特长隧道：L＞3000m长隧道：3000m≥L≥1000m中隧道：1000m＞L＞500m短隧道：L≤500m1.26按照隧道断面积分类特大断面隧道（100m2以上）大断面隧道

（50～100m2）中等断面隧道（10～50m2）小断面隧道

（3～10m2）极小断面隧道（2～3m2）1、矿山法：钻眼爆破三、隧道施工方法2、TBM掘进机法：适用坚硬的岩石3、盾构法：适用软土、流沙、淤泥等软岩。4、沉管法：海底隧道5、明挖法1.中国第一座铁路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之间窄轨铁路全长261米。2.京张铁路八达岭隧道（插入视频詹天佑）我国杰出工程师詹天佑亲自规划和督造，全长1091米，工期仅用了18个月，于1908年建成。四、隧道发展史（建国前）一、起步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。凉风垭隧道关村坝隧道新中国成立后2.80年代之后——隧道大发展以光面爆破、喷锚支护、监控量测、复合式衬砌施工为主。（播放视频——秦岭隧道）大瑶山隧道西康铁路秦岭隧道随着大规模铁路、公路建设项目的开展，为隧道技术进步和创新提供了很好的发展机遇，随着设计理念、施工技术和管理水平的提高，我们隧道会越来越多，技术含量越来越大。1.特长隧道的修建2.江河、海峡的水下隧道的修建3.掘进机技术的广泛应用4.大断面、特大断面隧道快速施工技术1、大瑶山隧道隧道长14.295km的双线铁路隧道；采用凿岩台车，衬砌模板台车和高效能的装运工具等机具配套作业，实行全断面开挖；首次采用重型机具综合机械化施工；缩短了同国际隧道施工先进水平的差距。五、重点隧道介绍2、秦岭隧道西康线秦岭隧道工程由1号线和2号线两座隧道组成；秦岭隧道的1号线隧道采用直径为8.8m的全断面掘进机开挖；2号线隧道是用钻爆法开挖，平均月进尺达264m，创造了单台风机独头通风距离6000m的记录。3、秦岭终南山隧道单洞全长18.02公里，双洞长36.04公里，双向四车道；秦岭终南山公路隧道具有国际领先的防灾救援系统、监控管理系统和运营服务系统；是我国公路隧道建设史上的一个新的里程碑4、厦门翔安隧道跨海工程，全长约9公里，其中海底隧道5.95公里，其中海域段4.2公里；三孔双向6车道隧道方案；钻爆法施工的海底隧道；采用了CRD四部工法和双侧壁导坑法施工、地下连续墙井点降水、全断面帷幕注浆技术等先进施工技术和工艺5、风火山隧道轨顶标高4906米，长1210米；高原缺氧、高原冻土、冻融是高原隧道设计施工的巨大难题；一次模筑支护+复合防水板+隔热保温层+复合防水板+二次钢筋混凝土衬砌5层结构6、新关角隧道青藏铁路西格二线重点控制性工程，是我国第一长铁路隧道；隧道全长32.6公里，采用钻爆法施工；国内在建的海拔最高、最长的高原隧道，施工难度罕见国内十大隧道上、下世界十大隧道上世界十大隧道下围岩分级一、概述1、围岩：指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体（土体），或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体(这里所指的岩体是土体与岩体的总称)。2、围岩稳定性：指坑道开挖后围岩自身在不支护条件下的稳定程度。2、开挖后的稳定性分类

1)充分稳定的：有足够的自稳能力

2)基本稳定的：产生局部掉块，但不会引起坑道的坍塌。

3)暂时稳定的：开挖后呈现出不同程度的坍塌，坍塌后的坑道处于暂时稳定状态。

4)不稳定的：随挖随坍，常常要先支后挖。二、围岩分级方法1、目的作为选择施工方法的依据；进行科学管理及正确评价经济效益；确定结构上的荷载(松散荷载)；给出衬砌结构的类型及尺寸；作为制定劳动定额、材料消耗标准的基础等。2、分级方法分级的基本要素有以下三类：

第Ⅰ类：与岩性有关的要素，例如分为硬岩、软岩、膨胀岩等。第Ⅱ类：与地质构造有关的要素，如软弱结构面的分布与性态、风化程度等。

第Ⅲ类：与地下水有关的要素。目前铁路隧道围岩基本分级，Ⅰ～Ⅵ（稳定~不稳定）分为6级。㈠围岩分级的基本因素1、岩石坚硬程度；岩石划分为极硬岩、硬岩、较软岩、软岩和极软岩5类岩石类别单轴饱和抗压极限强度(MPa)代表性岩石硬质岩极硬岩＞60花岗岩、闪长岩、玄武岩等岩浆岩；硅岩、钙质胶结的砾岩及砂岩、石灰岩、白云岩等沉积岩；片麻岩、石英岩、大理岩、板岩、片岩等变质岩

硬岩30～60软质岩较软岩15～30凝灰岩等喷出岩；砂砾岩、泥质砂岩、泥质页岩、炭质页岩、泥灰岩、泥岩、煤等沉积岩；云母片石或千枚岩等变质岩软岩5～15极软岩＜152、岩体完整程度划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎等5类。完整程度结构面特征结构类型岩体完整性指数完整结构面1～2组，以构造型节理或层面为主，密闭型巨块状整体结构＞0.75较完整结构面2～3组，以构造型节理、层面为主，裂隙多呈密闭型，部分为微张型，少有充填物块状结构0.75~0.55较破碎结构面一般为3组，以节理及风化裂隙为主，在断层附近受构造影响较大，裂隙以微张型和张开型为主，多有充填物层状结构块石碎石结构0.55~0.35破碎结构面大于3组,裂隙以张开型为主，多有充填物碎石角砾状结构