中国铁路_隧道与地下空间发展概况_王梦恕
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图 1为世界闻名的巴黎共同沟 。天津首条穿越海 河 “共同沟 ”隧道 (穿越海河的管线将由隧道通过 , 隧 道将分为 4个功能区间 , 分别供电力 、通信 、热力自来 水 、中水 和煤气 管线通 过 )。 图 2 为某 地下停 车场 。 图 3为某地下商业街 。
图 2 地下停车场 Fig.2 Undergroundparking
介于大铁路与城市地铁之间的快速交通网络 , 如 珠江三角洲 、长江三角洲 、京津唐地区以及省内主要城 市之间快速轨道交通 , 是节省土地 、节省能源 、经济 、减 少污染 、绿色环保的快速交通工具 。 1.4 山区公路
公路隧道 , 多跨 、非连拱隧道 、多个单跨结构为宜 。 最长的终南山隧道长 18.4 km, 公路隧道以 300 km/年 隧道里程增加 。 1.5 水电工程
中图分类号 :U 21;U45
文献标志码 :A
文章编号 :1672 -741X(2010)04 -0351 -14
AnOverviewofDevelopmentofRailways, TunnelsandUndergroundWorksinChina
WANGMengshu
(ChinaRailwayTunnelGroupCo., Ltd., Luoyang471009, Henan, China)
第
30卷 第 4期 2010年 8月
Tunn隧el道Co建ns设truction
VAol u.g3.0 2N0o1.04
中国铁路 、隧道与地下空间发展概况
王梦恕
(中铁隧道集团有限公司 , 河南 洛阳 471009)
摘要 :通过总结目前中国隧 道的修建概况 , 说明中国是目前世界上隧道和地下工 程数量最 多 、发展 速度最快 、地质及 结构形式 最复
354
隧道建设 第 30卷
图 6 近几年中国铁路完成旅客发送量 、旅客周转 量 Fig.6 VolumeofpassengertrafficandturnoverofpassengertrafficofrailwaysinChina
图 7 近几年中国铁路完成货物发送量 、货物周转 量 Fig.7 VolumeoffreighttrafficandturnoveroffreighttrafficofrailwaysinChina
式 TBM全断面 掘进机施工技术 ;5)盾构法施工技术 ;6)沉管法施工技术 ;7)辅助工法 ;8)明挖法 地下深基坑 围护结构 施工技术 ;9)
地铁车站施工技术 ;10)环境保护施工技术 ;11)高新技术改造 、提高隧道施工质量技术 。
关键词 :中国铁路 ;铁路发展规划 ;隧道 ;地下工程 ;钻爆法 ;浅埋暗挖法 ;TBM
0 引言
21世纪人类面 临着人口增长 、土地砂化 、能源 紧 张 、水资源减少 、环境变坏 、气候变暖六大挑战 。 “可持 续发展 ”作为国策提出来了 , 摆在每个学科 、每个产业的 面前 , 谁违背了六大难题的挑战 , 谁就会被调整掉 [ 1] 。
土木工程也应顺潮流而检讨自己 , 大量的土建工 程拔地而起 , 人们要进入城市 , 大量的交通 、房屋要建 , 大片良田被钢筋混凝土所取代 。能否把地面沃土多留
Abstract:ThesituationoftunnelconstructioninChinaissummarizedanditisconcludedthatChinaisacountrythat hasthelargestnumberoftunnelsandundergroundworksintheworld, acountrythathasthefastestspeedintunneldevelopmentintheworldandacountrythathastunnelswiththemostcomplicatedgeologyandstructuresintheworld.It isstatedthatChina' srailwayhasmadegreatprogressinthefieldsof250 ～ 350 km/hhighspeedrailway, upgradingexistingrailwayto200 ～ 250 km/hspeed, railwayinplateaufrostandheavyhaulagerailway.TheplanofChina' srailway developmentinmedium-longterm, theproposedinternationalrailwaysandthemajorworkstobeconstructedarepresented.ThetunnelingandundergroundengineeringtechnologiesinChina, including1)constructiontechnologyfortunnels crossingrivers, lakesandseas;2)drillandblasttechnology;3)tunnelminingtechnologyundershallowcover;4) tunnelingbytunnelboringmachine(TBM);5)tunnelingbyshieldmachine;6 )immersedtunneltechnology;7)assistantconstructionmethods;8)constructiontechnologyforretainingstructuresofdeepfoundationpits;9 )construction technologyforMetrostations;10)environmentprotectiontechnologyand11)tunnelqualityimprovingtechnology, are summarized. Keywords:railwayinChina;railwaydevelopmentplan;tunnel;undergroundworks;drillandblastmethod;mining undershallowcover;TBM
业里程 达 8万 km, 机车 、客 车拥 有量分 别达 1.8万 台 、4.5万辆 , 动车组达到 193组 , 货车拥有量达 57.8 万辆 。近几年铁路营业里程见图 4。
图 4 近几年铁路营业里程 Fig.4 LengthofrailwaysinoperationinChina
复线率 、电气化率均显著提高 , 复线率 、复线里程 分别达 36.2%, 2.9万 km, 电气化率 、电气化里程分别 达 34.6%, 2.8万 km。 近几年铁路复线率 、电气化率 见图 5。
图 5 近几年铁路复线率 、电气化率 Fig.5 Ratioofdouble-trackrailwaysandratioofelectrifiedrailwaysinChina
2008年 ,中国铁路完成旅客发送量 14.6亿人 , 旅客 量 25 118亿 t· km。近几年中国铁路完成旅客发送量 、 周转量 7 779亿人 km;完成货物发送量 33亿 t,货物周转 旅客周转量见图 6, 货物发送量 、货物周转量见图 7。
压力隧道 、交通隧道 、大型调压竖井 、各种大洞室 、 尾水洞室等也大量出现 。 1.6 西气东输工程 、南水北调及各种水利工程
如已建成的长 86 km隧洞 ———沈阳大伙房引水 、 供水工程 , 即将开工的长 84 km长隧洞引汉济渭供水 工程 。吉林 110 km供水工程等采用钻爆法和 TBM法 相继开工 。 1.7 城市地下空间开发
交水底隧道 , 沿江铁路的渤海湾通道 110 km, 琼州海 峡隧道 , 厦门 、青岛海底隧道 , 浏阳河湘江底隧道等已 开工和建成 。 待开工水下隧道有 50多座 。 1.10 军工 、人防工程
地下军事设施及人均 1 m2地下防护设施 。
2 铁路快速发展概况
2.1 2007年以来铁路快速 、高效发展 路网规模 、质量实现重大跨越 , 截止 2008年底 , 营
点给农业和环境 , 把地下岩土多开发点给道路交通 、工 厂和仓库 , 从而使地下空间成为人类在地球上安全舒 适生活的第二个空间 。
随着城市人口急剧膨胀所带来的生存空间拥挤 、 交通阻塞 、环境恶化等问题的凸显 , 地下空间的开发 、 城市地铁的快速修建已迫在眉睫 , 我国城市化的速度 在 2010年要从 35%达到 45%, 如果听任城市无限制 地蔓延扩张 , 将会严重危害我国土地资源 。
以地下铁道 、城市轻轨为主 , 已开工的 20 座城市 是北京 、广州 、深圳 、上海 、南京 、重庆 、成都 、天津 、沈
第 4期 王梦恕 : 中国铁路 、隧道与地下空间发展概况
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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阳 、哈尔滨 、杭州 、西安 、武汉 、苏州 、郑州 、无锡 、宁波 、 温州 、大连 、长沙 , 待批的 12座城市是合肥 、石家庄 、青 岛 、长春 、厦门等 。 1.3 城际铁路
杂的国家 ;从时速 250 ～ 350 km高速铁路 、时速 200 ～ 250 km既有线提速 、高原冻土铁路 、铁路重载运输 4个方面的建设成就和 4个
技术平台的搭建阐述铁路快速 、高效发展的现实 ;介绍中国中长期 铁路网规划 、国际 铁路通 道提议 及将要实 施的重 大工程 ;扼要 总
结中国隧道及地下工程修建的主要技术 :1)江 、河 、海底隧道修建技 术 ;2)钻爆法施工技术 ;3)浅埋 、超浅埋暗挖法施工技术 ;4)开敞
图 1 城市共同管沟 Fig.1 Utilitytunnelinurbanarea
图 3 地下商业街 Fig.3 Undergroundshoppingstreet
综观当今世界 , 有识之士已把对地下空间开发利 用作为解决城市资源与环境危机的重要措施 , 是解决 我国可持续性发展的重要途径 。 可以预测 21 世纪末 将有 1 /3的世界人口工作 、生活在地下空间中 。
2.2 技术创新实现重大突破 成 功 搭 建 了 时 速 25 0 ～ 35 0 km高 速 铁 路 技
1 中国是世界上隧道和地下工程最多 、发展速 度最快 、地质及结构形式最复杂的国家
1.1 山区铁路 山岭隧道向长大发展 , 早进晚出 ;中吉乌通道 、泛
亚铁路 、城市铁 路入地 。 正在施工的 山区隧道 5 000 km, 待开工的山区隧道有 9 000 km, 如兰渝铁路线路 总长 800 km, 其中隧道长度占 600 km, 被称为地下铁 路 。 用钻爆法施工的目前中国最长的铁路隧道关角隧 道 32 km, 用 TBM施工的有中天山隧道长 22 km和秦 岭隧道长 29 km。 开工和即将开工的超过 10 km长的 隧道有 76座 , 其中高丽贡山隧道长 34 km在中缅线路 上,穿越高温区, 采用一端钻爆法, 另一端用开敞式 TBM法[ 2] 。 1.2 城市交通
地下商场 、地下会议室 、地下停车场 、地下仓库 、地 下共同沟 、地下过街道 、地 下公交隧道 (如南京 、杭州 等水下隧道 )。 1.8 LPG地下水封液体库
如 1 000万 t汽油库 、1万亿 t原油库等 , 可提供全 国 90 d的用油储量 。
1.9 江河隧道 如高速铁路过狮子洋盾构隧道 , 武汉 、南京市内公
收稿日期 :2010 -06 -02 作者简介 :王梦恕 (1938— ), 男 , 河南温县人 , 中国工程院院士 , 隧道及地下工程专家 。
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隧道建设 第 30卷
城市共同沟的修建 , 地下铁道 、地下停车场 、地下 仓库 、地下商业街 、地下娱乐场所等都在进行设计 、施 工 , 但很少统筹 。城市地下设施很多 , 谁占什么标高 , 也需要技术立法 , 以人为本的思想应贯穿在当前地下 工程的设计中 。
图 2 地下停车场 Fig.2 Undergroundparking
介于大铁路与城市地铁之间的快速交通网络 , 如 珠江三角洲 、长江三角洲 、京津唐地区以及省内主要城 市之间快速轨道交通 , 是节省土地 、节省能源 、经济 、减 少污染 、绿色环保的快速交通工具 。 1.4 山区公路
公路隧道 , 多跨 、非连拱隧道 、多个单跨结构为宜 。 最长的终南山隧道长 18.4 km, 公路隧道以 300 km/年 隧道里程增加 。 1.5 水电工程
中图分类号 :U 21;U45
文献标志码 :A
文章编号 :1672 -741X(2010)04 -0351 -14
AnOverviewofDevelopmentofRailways, TunnelsandUndergroundWorksinChina
WANGMengshu
(ChinaRailwayTunnelGroupCo., Ltd., Luoyang471009, Henan, China)
第
30卷 第 4期 2010年 8月
Tunn隧el道Co建ns设truction
VAol u.g3.0 2N0o1.04
中国铁路 、隧道与地下空间发展概况
王梦恕
(中铁隧道集团有限公司 , 河南 洛阳 471009)
摘要 :通过总结目前中国隧 道的修建概况 , 说明中国是目前世界上隧道和地下工 程数量最 多 、发展 速度最快 、地质及 结构形式 最复
354
隧道建设 第 30卷
图 6 近几年中国铁路完成旅客发送量 、旅客周转 量 Fig.6 VolumeofpassengertrafficandturnoverofpassengertrafficofrailwaysinChina
图 7 近几年中国铁路完成货物发送量 、货物周转 量 Fig.7 VolumeoffreighttrafficandturnoveroffreighttrafficofrailwaysinChina
式 TBM全断面 掘进机施工技术 ;5)盾构法施工技术 ;6)沉管法施工技术 ;7)辅助工法 ;8)明挖法 地下深基坑 围护结构 施工技术 ;9)
地铁车站施工技术 ;10)环境保护施工技术 ;11)高新技术改造 、提高隧道施工质量技术 。
关键词 :中国铁路 ;铁路发展规划 ;隧道 ;地下工程 ;钻爆法 ;浅埋暗挖法 ;TBM
0 引言
21世纪人类面 临着人口增长 、土地砂化 、能源 紧 张 、水资源减少 、环境变坏 、气候变暖六大挑战 。 “可持 续发展 ”作为国策提出来了 , 摆在每个学科 、每个产业的 面前 , 谁违背了六大难题的挑战 , 谁就会被调整掉 [ 1] 。
土木工程也应顺潮流而检讨自己 , 大量的土建工 程拔地而起 , 人们要进入城市 , 大量的交通 、房屋要建 , 大片良田被钢筋混凝土所取代 。能否把地面沃土多留
Abstract:ThesituationoftunnelconstructioninChinaissummarizedanditisconcludedthatChinaisacountrythat hasthelargestnumberoftunnelsandundergroundworksintheworld, acountrythathasthefastestspeedintunneldevelopmentintheworldandacountrythathastunnelswiththemostcomplicatedgeologyandstructuresintheworld.It isstatedthatChina' srailwayhasmadegreatprogressinthefieldsof250 ～ 350 km/hhighspeedrailway, upgradingexistingrailwayto200 ～ 250 km/hspeed, railwayinplateaufrostandheavyhaulagerailway.TheplanofChina' srailway developmentinmedium-longterm, theproposedinternationalrailwaysandthemajorworkstobeconstructedarepresented.ThetunnelingandundergroundengineeringtechnologiesinChina, including1)constructiontechnologyfortunnels crossingrivers, lakesandseas;2)drillandblasttechnology;3)tunnelminingtechnologyundershallowcover;4) tunnelingbytunnelboringmachine(TBM);5)tunnelingbyshieldmachine;6 )immersedtunneltechnology;7)assistantconstructionmethods;8)constructiontechnologyforretainingstructuresofdeepfoundationpits;9 )construction technologyforMetrostations;10)environmentprotectiontechnologyand11)tunnelqualityimprovingtechnology, are summarized. Keywords:railwayinChina;railwaydevelopmentplan;tunnel;undergroundworks;drillandblastmethod;mining undershallowcover;TBM
业里程 达 8万 km, 机车 、客 车拥 有量分 别达 1.8万 台 、4.5万辆 , 动车组达到 193组 , 货车拥有量达 57.8 万辆 。近几年铁路营业里程见图 4。
图 4 近几年铁路营业里程 Fig.4 LengthofrailwaysinoperationinChina
复线率 、电气化率均显著提高 , 复线率 、复线里程 分别达 36.2%, 2.9万 km, 电气化率 、电气化里程分别 达 34.6%, 2.8万 km。 近几年铁路复线率 、电气化率 见图 5。
图 5 近几年铁路复线率 、电气化率 Fig.5 Ratioofdouble-trackrailwaysandratioofelectrifiedrailwaysinChina
2008年 ,中国铁路完成旅客发送量 14.6亿人 , 旅客 量 25 118亿 t· km。近几年中国铁路完成旅客发送量 、 周转量 7 779亿人 km;完成货物发送量 33亿 t,货物周转 旅客周转量见图 6, 货物发送量 、货物周转量见图 7。
压力隧道 、交通隧道 、大型调压竖井 、各种大洞室 、 尾水洞室等也大量出现 。 1.6 西气东输工程 、南水北调及各种水利工程
如已建成的长 86 km隧洞 ———沈阳大伙房引水 、 供水工程 , 即将开工的长 84 km长隧洞引汉济渭供水 工程 。吉林 110 km供水工程等采用钻爆法和 TBM法 相继开工 。 1.7 城市地下空间开发
交水底隧道 , 沿江铁路的渤海湾通道 110 km, 琼州海 峡隧道 , 厦门 、青岛海底隧道 , 浏阳河湘江底隧道等已 开工和建成 。 待开工水下隧道有 50多座 。 1.10 军工 、人防工程
地下军事设施及人均 1 m2地下防护设施 。
2 铁路快速发展概况
2.1 2007年以来铁路快速 、高效发展 路网规模 、质量实现重大跨越 , 截止 2008年底 , 营
点给农业和环境 , 把地下岩土多开发点给道路交通 、工 厂和仓库 , 从而使地下空间成为人类在地球上安全舒 适生活的第二个空间 。
随着城市人口急剧膨胀所带来的生存空间拥挤 、 交通阻塞 、环境恶化等问题的凸显 , 地下空间的开发 、 城市地铁的快速修建已迫在眉睫 , 我国城市化的速度 在 2010年要从 35%达到 45%, 如果听任城市无限制 地蔓延扩张 , 将会严重危害我国土地资源 。
以地下铁道 、城市轻轨为主 , 已开工的 20 座城市 是北京 、广州 、深圳 、上海 、南京 、重庆 、成都 、天津 、沈
第 4期 王梦恕 : 中国铁路 、隧道与地下空间发展概况
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
353
阳 、哈尔滨 、杭州 、西安 、武汉 、苏州 、郑州 、无锡 、宁波 、 温州 、大连 、长沙 , 待批的 12座城市是合肥 、石家庄 、青 岛 、长春 、厦门等 。 1.3 城际铁路
杂的国家 ;从时速 250 ～ 350 km高速铁路 、时速 200 ～ 250 km既有线提速 、高原冻土铁路 、铁路重载运输 4个方面的建设成就和 4个
技术平台的搭建阐述铁路快速 、高效发展的现实 ;介绍中国中长期 铁路网规划 、国际 铁路通 道提议 及将要实 施的重 大工程 ;扼要 总
结中国隧道及地下工程修建的主要技术 :1)江 、河 、海底隧道修建技 术 ;2)钻爆法施工技术 ;3)浅埋 、超浅埋暗挖法施工技术 ;4)开敞
图 1 城市共同管沟 Fig.1 Utilitytunnelinurbanarea
图 3 地下商业街 Fig.3 Undergroundshoppingstreet
综观当今世界 , 有识之士已把对地下空间开发利 用作为解决城市资源与环境危机的重要措施 , 是解决 我国可持续性发展的重要途径 。 可以预测 21 世纪末 将有 1 /3的世界人口工作 、生活在地下空间中 。
2.2 技术创新实现重大突破 成 功 搭 建 了 时 速 25 0 ～ 35 0 km高 速 铁 路 技
1 中国是世界上隧道和地下工程最多 、发展速 度最快 、地质及结构形式最复杂的国家
1.1 山区铁路 山岭隧道向长大发展 , 早进晚出 ;中吉乌通道 、泛
亚铁路 、城市铁 路入地 。 正在施工的 山区隧道 5 000 km, 待开工的山区隧道有 9 000 km, 如兰渝铁路线路 总长 800 km, 其中隧道长度占 600 km, 被称为地下铁 路 。 用钻爆法施工的目前中国最长的铁路隧道关角隧 道 32 km, 用 TBM施工的有中天山隧道长 22 km和秦 岭隧道长 29 km。 开工和即将开工的超过 10 km长的 隧道有 76座 , 其中高丽贡山隧道长 34 km在中缅线路 上,穿越高温区, 采用一端钻爆法, 另一端用开敞式 TBM法[ 2] 。 1.2 城市交通
地下商场 、地下会议室 、地下停车场 、地下仓库 、地 下共同沟 、地下过街道 、地 下公交隧道 (如南京 、杭州 等水下隧道 )。 1.8 LPG地下水封液体库
如 1 000万 t汽油库 、1万亿 t原油库等 , 可提供全 国 90 d的用油储量 。
1.9 江河隧道 如高速铁路过狮子洋盾构隧道 , 武汉 、南京市内公
收稿日期 :2010 -06 -02 作者简介 :王梦恕 (1938— ), 男 , 河南温县人 , 中国工程院院士 , 隧道及地下工程专家 。
352
隧道建设 第 30卷
城市共同沟的修建 , 地下铁道 、地下停车场 、地下 仓库 、地下商业街 、地下娱乐场所等都在进行设计 、施 工 , 但很少统筹 。城市地下设施很多 , 谁占什么标高 , 也需要技术立法 , 以人为本的思想应贯穿在当前地下 工程的设计中 。