隧道工程现状与发展趋势

出碴运输系统
通风系统
TBM施工(秦岭隧道、在建大伙房隧道)
TBM快速掘进与对不良地层的适应性
出碴运输系统
标志性工程
大瑶山隧道 •目前建成的最长双线铁路隧道 •新奥法成功应用
•9号断层施工技术 •施工进度 全隧道最高年成洞4245m,月成洞521m 单口月成洞218m，开挖205m，衬砌303m
3．地下空间
城市地下空间的开发与利用：地下商场，
地下车库，地下仓库等地下建筑物以及各大中
型平战结合工程相继建设。
地下共同管沟：如石家庄同其他城市一样 供电线路基本要穿行于地下隧道中。
(二)技术状况
1．长大隧道 钻爆法施工 (大瑶山隧道、秦岭铁路隧道平导、 秦岭公路隧道) 快速掘进(月进尺500m，已达世界水平)
2．不良地质隧道施工技术
富水断层破碎地质 流砂地质 岩溶地质 高地应力岩爆
高地应力挤压大变形
煤系地层
湿陷性黄土
3．设计理论
隧道结构或地下结构与地面结构所处环境不同， 它是处在岩土地层或通称为围岩中，既受到围岩的 荷载作用，又受到围岩的约束有利作用。
荷载—结构 目前的设计理论 地层—结构 收敛—约束
标志性工程
秦岭隧道 •20世纪建成的最长铁路隧道 •TBM成功应用
•施工进度 TBM施工 最高日进尺40.5m,月进尺528.1m
钻爆法施工
最高月进尺456m
标志性工程
乌鞘岭隧道 •通过4条区域性大断层和3000m千枚岩地层 •创造了单线隧道施工进度最快纪录 Ⅳ级围岩单工作面436m/月 Ⅴ级围岩连续5个月进度200m
Ⅳ、Ⅴ级围岩交错情况下平均月掘进324m
Ⅲ 、 Ⅳ 级围岩交错情况下单工作面最高成 洞271.8m/月，连续6个月成洞超过200m
标志性工程
乌鞘岭隧道 •软岩深埋复杂应力隧道的修建技术取得突破
高地应力 软岩大变形
富水
标志性工程
风火山和昆仑山隧道 •高海拔4995m •冻土
•设计施工
双层模筑混凝土 多道防水措施 保温隔热措施 低温早强耐久性防水混凝土 洞内空调
宜万线岩溶隧道 全长378正线km，隧道长度所占比例高达 60%，全线隧道总数为161座，总长约33延长 km，其中岩溶隧道有92座，总长为247km。 Ⅰ级风险的隧道8座，施工中曾多次发生突水 、突泥，采用综合超前地质预报、注浆堵水、 限量排水等措施，确保施工安全。
吕梁山隧道 全长20780m，设计为双洞单线，线间距 30m，设计行车速度200km/h，并满足通行双 层集装箱列车的条件。 设5个斜井，采用无轨运输方式。
专题一 隧道工程发展现状与发展趋势
一、隧道的概念及种类
1．隧道的概念
狭义定义：用以保持地下空间作为交通孔道的
工程建筑物。 广义定义：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2m2的洞室。
2．隧道的种类
按不同的分类方式不同的分类方法：
土质隧道 按所处的地质条件 石质隧道
浅埋隧道


各类市政设施趋势——隧道管沟化
继十九世纪的城市桥梁、二十世纪的摩 天大楼，二十一世纪是地下空间的开发和利用。
3．水利(国策)
东线 南水北调 中线 西线 其它调水工程及水电工程
四 长大隧道工程概况
太行山隧道 太行山特长隧道位于石太客运专线孤山车站 和盂县车站之间，是本线的重点控制工程，隧 道通过该段太行山山脉的主峰越宵山，越宵山 最高高程为1320m，隧道最大埋深445m，太行 山隧道设计为双洞单线隧道，两线线间距35m 。隧道左线进口里程为DK69+276，出口里程 为DK97+168，隧道全长27892 m；隧道右线进 口里程为右DK69+286，出口里程为右 DK97+163，隧道全长27877 m。
太行山隧道左线进口里程：DK97+165
太行山隧道右线出口里程：DK97+160
太行山隧道左线进口里程：DK69+270
9号斜井
DK96+802.580= 斜9 0+00
8号斜井
DK92+302.512= 斜8 0+00
7号斜井
DK89+782.248= 斜7 0+00
6号斜井 5号斜井 3号斜井 2号斜井 1号斜井
DK87+301.994= 斜6 0+00
DK85+401.803= 斜5 0+00
太行山隧道平面示意图
右DK80+901.368= 斜4 0+00
DK78+801.171= 斜3 0+00
DK75+800.899= 斜2 0+00
DK73+200.672= 斜1 0+00
太行山隧道右线进口里程：DK69+280
函谷关隧道 郑西客运专线，全长7851m，最大埋深220m ，中国最长及断面最大的黄土隧道。设计为单 洞双线，线间距5m，行车目标值350km/h。断 面净空有效面积约65m2。 设计施工工期34个月，设置1个横洞和三个 斜井。
浏阳河隧道 武广客运专线，全长10100m。下穿京珠高速 公路、星沙开发区、浏阳河与长沙市机场高速 公路。设计为单洞双线，线间距5m，行车目标 值350km/h。断面净空有效面积约100m2。 设计施工工期27个月，设置3座竖井和1个斜 井。竖井采用矩形结构，位于隧道顶；斜井采 用无轨运输。
按隧道的埋置深度 深埋隧道 山岭隧道 按所处的地理位置 水底隧道 城市隧道
交通类隧道
铁路隧道 公路隧道 地下铁道 人行通道
引水隧道 尾水隧道 导流隧道 泄洪隧道 给水隧道 排水隧道 管路隧道
水工隧道
按隧道的用途
市政隧道
采矿巷道
矿山隧道
运输巷道
人防隧道
二、我国隧道及地下工程发展的现状
(一)规模
1．交通类隧道 (1)铁路隧道
狮子洋隧道 位于广深港客运专线东涌站至虎门站区间， 穿越珠江口狮子洋河段，是中国第一座水下铁 路隧道，行车目标值350km/h。 工程范围全长10800m，隧道长度10490m， 引道敞开段长310m。明、暗挖加盾构法施工。 隧道采用双洞单线结构，断面净空有效面积约 65m2。盾构段结构内径9.8m，外径10.8m，管 片厚度50cm，采用7+1分块方式，单层钢筋混 凝土衬砌。左右线之间的联络横通道23处。盾 构段采用4台泥水平衡式盾构施工，总工期41 个月。
深圳：规划了9条线路共254km；
完成规划的城市：大连、长春、哈尔滨、鞍山、乌鲁木齐、 合肥、成都、佛山、桂林、昆明、西安、济南、福州、宁波。
2．水利水电
国内外已建成的 10km以上的水工隧洞达 90座，中国 占11座。国内已建成长度5km以上的引水发电隧道20座。 小浪底水利枢纽三条导流隧洞；清江隔河岩水利枢 纽导流隧洞；李家峡水电站导流隧洞；公伯峡水电站导
秦岭终南山特长公路隧道18.02km(双座)
锦屏隧道14.7km(双座)
西山隧道13.68km（在建太原～古交高速）
(3)地下铁道
目前仅有北京、天津、上海、广州四城市约80km正在运营。 而在建工程则很多：除上述四城市外， 还有南京、重庆、 青岛、深圳、杭州、武汉等。 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；
已建、在建和拟建铁路隧道数量
据统计，截止到2010年底，我国已经建成的铁路隧道总长
度已经超过7000km，在建铁路隧道总长度已超过7500km，
正在设计和规划建设的隧道总长度超过10000km。 由此可见我国铁路隧道建设的总量已经远远领先世界其它 国家，我国已Байду номын сангаас成为名副其实的隧道大国[4]。
6.已建高速隧道： 武广222座172.152km 广深24座32.016km 郑西38座76.876km 石太32座74.904km 合武37座64.706km 甬温59座88.115km 温福59座149.423km 福夏37座40.406km 广珠4座4.172km
4号斜井
大瑶山隧道群 大瑶山一号隧道、二号隧道和三号隧道共3 座隧道组成，长度分别为10081m、6024m和 8387m。双线隧道，线间距5m，最高时速 350km/h，有效断面积100m2。总工期40个月。 一号隧道右侧设置2268m的平导，出口左侧 设置885m的横洞； 二号隧道进出口左侧分别设置长约340和 320m的横洞； 三号隧道进出口左侧分别设置长约256m和 1272m的平导。


路总长的6.32%。
10km以上的长大铁路隧道：
秦岭隧道18.4km 大瑶山隧道14.295km
乌鞘岭隧道20.05km
太行山隧道27.8km（在建）
吕梁山隧道20.8km（在建双洞）
东秦岭铁路隧道12.26km
(2)公路隧道
运营隧道1684座以上，总长628km以上。其中 10km以上的长大隧道：

已建高速铁路隧道 •武广222座172.152km •广深24座32.016km •郑西38座76.876km •石太32座74.904km •合武37座64.706km •甬温59座88.115km •温福59座149.423km •福厦37座40.406km •广珠4座4.172km
待建成贵铁路
关角隧道 青藏线西宁至格尔木段增建第二线穿越青海 南山的隧道，设计全长32600m，为目前国内规 划最长的铁路隧道。设计为双洞单线，线间距 40m，行车目标值160km/h，预留200km/h的条 件。
拟采用掘进机法施工，采用2台全断面掘进 机相向施工Ⅰ线隧道，采用2台小断面掘进机 施工Ⅱ线隧道，Ⅱ线隧道超前。
流隧洞；水布垭水利枢纽导流隧洞。
已建成的由青海大通河引水至甘肃的调水工程总干 线全长 168.9km ，其中隧道 33 座，总长 75.11km ；万家寨 水利枢纽引黄河水穿过海河流域至太原的引水工程，隧 洞 总 长 超 过 200km ； 辽 宁 省 东 水 西 调 工 程 输 水 隧 洞 长
85km。
全线共新建隧道（含明洞）184座，总延 长240.814km。其中，乐山至白云（不含）
正线段共新建设计时速250km/h双线隧道
（含明洞）178座，总延长231.408km，全线
最长隧道为姚家坪隧道，长8836m。
待建西成铁路

西成线陕西境内正线隧道工程总计188.8898km/34座，占线 路总长度的55.1%（秦岭山区占85.5%）。平均单座隧道长 度5.555km，其中特长隧道（≥10km）98.222km/7座，长隧 道（3～10km）68.873km/10座，最长隧道为天华山隧道 15.9736km。隧道主要集中在秦岭山区及大巴山区。 四川境内正线隧道工程总计97.929km / 29座，占线路总长 度的58.8%。全线最长隧道为金家岩隧道，全长12051m。

待建成兰、丽香和海南铁路

成兰铁路新建隧道33座、总延长332.44km，隧道比例 72.64%。最长太平隧道长28.427km，10km长大隧道14座。 丽香线共有19座隧道，隧道全长92.169km，隧线比约66%， 隧道主要分布在拉市海~塘布区间山岭地段。 海南西环共有新建23座山岭隧道，隧道总长21622m，占线
经验类比
针对不同条件采用不同的设计理论。
竖直压力q 水平压力e 脱离区 弹性抗力
抗 力 区
拱棚 变形后 外轮廓线
边墙
仰拱
底压力
4．施工方法
明挖法 暗挖法
盾构法
盖挖法 沉埋法
掘进机法
顶进法
步骤1
步骤2
步骤3
构筑围护结构 步骤4
构筑主体结构中间桩柱 步骤5
构筑顶板 步骤6
回填土，恢复路 面
步骤7
开挖中层土 步骤8
向莆铁路隧道 向莆铁路从向塘至莆田，正线全长607km， 全线共有隧道114座，总长约290km，其中福建 境内90座，长约274km，占该段线路的66.4%， 尤其以福建建宁至永泰段隧道比重最大，在 277km的线路长度内有74座隧道，长约209.8km ，隧线比高达75.6%。大于10km的特长隧道有 11座，总长度约176km，大于20km的隧道有3座 ，最长隧道为戴云山隧道，长度约27.8km。
构筑上层结构
开挖下层土
构筑下层主体结构
盖挖逆作法施工步骤
三、发展前景
1．交通类隧道
• 经济发展，交通建设先行 • 交通标准不断提高 • 国力增强，技术进步 需建设更多，可以建设更多、标准更高的隧 道，前景美好。
2．城市隧道

解决城市交通拥挤问题的唯一途径是采用快捷、 大运量公共交通系统—地铁 城市发展要求包括地下空间的开发