世界隧道与地下工程发展综述-PPT精选文档

公路隧道
• 公路隧道的平面线形和普通道路一样，根 据公路规范要求进行设计。隧道平面线形， 一般采用直线、避免曲线，如必须设置曲 线时，应尽量采用大半径曲线，并确保视 距。公路隧道的纵断面坡度，由隧道通风、 排水和施工等因素确定，采用缓坡为宜。 隧道的纵坡通常应不小于0.3％，并不大于3 ％。隧道如从两个洞口对头掘进，为便于 施工排水，可采用"人"字坡。单向通行时， 设置向下的单坡对通风有利。
• 第一时代 从出现人类至公元前3,000年的远古时 期。人类原始穴居，天然洞窟成为人类防寒暑、 避风雨、躲野兽的处所。 • 第二时代 从公元前3,000年至5世纪的古代时期。 埃及金字塔、古代巴比伦引水隧道，均为此时代 的建筑典范。我国秦汉时期的陵墓和地下粮仓， 已具有相当技术水准和规模。 • 第三时代 从5世纪至14世纪的中世纪时代。世界 范围矿石开采技术出现，推进了地下工程的发展。 • 第四时代 从15世纪开始的近代与现代。欧美产业 革命，诺贝尔发明黄色炸药，成为开发地下空间 的有力武器。日本明治时代，隧道及铁路技术开 始引进并得到发展。
古希腊萨摩斯隧道
定陵地下宫殿
• 当今人类正在向地下、海洋和宇宙开发。 向地下开发可归结为：地下资源开发、地 下能源开发和地下空间开发三个方面。地 下空间的利用也正由“线”的利用向大断 面、大距离的“空间”利用进展。 • 20世纪80年代国际隧道协会（ITA）提出 “大力开发地下空间，开始人类新的穴居 时代”的口号。顺应于时代的潮流，许多 国家将地下开发作为一种国策，如日本提 出了向地下发展，将国土扩大十倍的设想。 从某种意义上来讲，地下空间的利用历史 是与人类文明史相呼应的，它可以分为四 个时代：
• 90年代后期至今，广州、深圳、南京等地 相继地铁开通 • 南京、杭州、福州琅岐等正计划修建过江 隧道
• 现代地下工程发展迅速，各种典型工程著 名浩瀚。世界已有数百个城市修建了地下 铁路 ；英法海峡隧道，长50km，海底长度 37km，历时7年建成；著名的公路隧道， 如穿越阿尔卑斯山、连接法国和意大利的 勃朗峰隧道和连通日本群马县和新泄县的 关越隧道，它们的长度均超过10km • 各类地下电站迅速增长，其中地下水力发 电的数目，全世界已超过400座，其发电量 达45亿瓦以上。
第五讲 隧道及地下工程、道路与 铁道工程
隧道及地下工程
• 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，速度最慢 者是驱使3万奴隶挖掘，每周进尺仅75mm。 • 目前世界最长的汽车专用隧道是瑞士中部 的圣哥达 (St.Gotthard）隧道，全长 16.3km，隧道开凿时，第一次使用了硝化 甘油炸药。 • 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。
• 当前隧道除仍用于铁路、公路交通和水力 发电、灌溉等水工隧洞外，也用于上下水 道、输电线路等大型管路的通道，另外还 将过去理解为地下通路的隧道概念，扩大 到地下空间的利用方面，包括诸如地下发 电变电所、地下汽车停车场、大型地下车 站、地下街道等适用隧道工程技术的建筑 物。
优点： √ 恒温，能较好地绝热 和蓄热； √ 抗震性能强； √ 隐蔽性好，能经受和 抗御武器的破坏； √ 气密性、遮蔽性、隔 音性均良 好； √ 具有良好的地下水保 持性； √ 节约用地； √ 空间开挖有很大的灵 活性； √ 可综合利用。
• 修筑隧道和利用地下空间从原始时代起就 已成为人类营生的一种方式。 • 随着近代文明的发展，才使它成为土木工 程学的一个学科，并应用近代工程技术修 筑了很多隧道。 • 隧道是修筑在地面下的通路或空间，但孔 径太小，属于所谓管道范畴的除外。1970 年经合组织（OECD）的隧道会议对隧道所 下的定义为：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2 的洞室。
• 自然通风 这种通风方式不设置专门的通风设备， 是利用存在于洞口间的自然压力差或汽车 行驶时活塞作用产生的交通风力，达到通 风目的。但在双向交通的隧道，交通风力 有相互抵消的情形，适用的隧道长度受到 限制。由于交通风的作用较自然风大，因 此单向交通隧道，即使隧道相当长，也有 足够的通风能力。
• 我国地下空间的开发和利用始于60年代。 1965年北京建设地下铁道。 • 70年代，我国修建了大量地下人防工程， 其中相当一部分目前已得到开发利用，改 建为地下街、地下商场、地下工厂和贮藏 库。 • 80年代上海建成延安东路水底公路隧道 • 1985年至1987年，上海建成黄浦江上游引 水隧道一期工程 • 90年代以来，上海地铁1号线，地铁2号线 已相继开通
缺点： √ 见不到阳光、温差小、 湿度大； √ 空气封闭压抑，不易流 通； √ 人员活动不自在； √ 环境噪音级增强； √ 微生物繁殖快。
• 从地质上还可按开挖对象划分为岩石隧道和土砂 隧道，并可根据施工场所的不同区分为公路隧道、 城市隧道和水下隧道等 • 按施工方式、方法进行详细的分类有盾构法、沉 管法、明挖法等等 • 隧道技术，对应于修筑隧道过程的各个阶段，可 以大致分为： 调查计划技术（有关地质、水文等的调查和预 测、测量等）； 设计技术（指岩石力学、土力学和结构力学、 材料等）； 施工技术（指开挖、运输、支撑衬砌的施工、 地基改良、为改善施工条件而采用的特殊施工方 法、安全卫生等）； 运用技术（指照明、通风、维修管理、防灾 等）。
பைடு நூலகம்
• 隧道净空断面的形状，即是衬砌的内轮廓形状。 确定的形状应使衬砌受力合理、围岩稳定。衬砌 的形状可采用圆拱直墙。圆形断面利于承压和盾 构施工。在浅埋、深埋公路隧道采用矩形或近椭 圆形断面。公路隧道的各种主要断面形状如下图 所示。
北京八达岭公路隧道
• 隧道通风方式的种类很多，按送风形态、 空气流动状态、送风原理等划分如下： 1）自然通风 2）机械通风 纵向式：射流式 、风道式和喷嘴式 、竖 井式 3）半横向式 4）横向式 5）混合式