隧道工程设计教材

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万宜铁路堡镇单线隧道
25
万宜铁路齐岳山单线隧道
5613米 5590米 13788米 11596米 10452米
完成施工图 完成施工图
在建 在建 在建
26
万宜铁路大支坪单线隧道
8768米
在建
27
万宜铁路马鹿箐单线隧道
7900米
在建
28
万宜铁路八字岭单线隧道
29
万宜铁路堰湾单线隧道
30
万宜铁路大山岭单线隧道
3 142
2．矿山法施工方法分类
从施工速度上比较，由快到慢，依次为 全断面法→台阶法→分部开挖法。
从控制地表和地中变位上，由好到差， 依次为中隔壁法→侧壁法→环形开挖法→台阶法。
从疏排地下水的效果上，双侧壁导坑法优于 其他方法。
3．施工组织设计的编制程序与方法
优选施工方法： 主要根据地质和水文地质条件、开挖断面、工期要求确定。 施工部署和任务划分：
温福铁路杨梅岭单线隧道
7915米
完成施工图
17
温福铁路分水关单线隧道
7120米
完成施工图
18
温福铁路八仙仑单线隧道
7100米
完成施工图
19
温福铁路周仓岭单线隧道
5960米
完成施工图
20
温福铁路鸡面山单线隧道
5656米
完成施工图
21
温福铁路刘洋寨单线隧道
22
温福铁路青岙单线隧道
23
万宜铁路野三关单线隧道
4．隧道施工的基本原则
基本原则——保护围岩，内实外美，重现环境，动态施工。 4.1 保护围岩
对于硬岩，主要是减少开挖对围岩的扰动范围，控制对围岩的损伤。 主要措施有：
1 采用控制爆破技术，拱部用光面爆破，边墙用预裂爆破。
2 采用导坑超前加周边扩挖的开挖方法。
3 采用非爆破的机械开挖方法，如TBM，单臂掘进机等。
我国采用TBM施工的隧道，主要是水电部门和铁路 部门。水电部门的甘肃引大入秦30A隧洞和山西万家寨引 黄入晋工程隧洞，使用TBM完成的隧洞累计长度已超过 130km，目前又在辽宁大伙房引水工程准备采取TBM施工隧 洞。铁路隧道是1998年引进2台φ8.8m德国威尔特公司生 产的TBM，完成西康线秦岭Ⅰ线隧道、西安合肥线桃花铺1 号隧道和磨沟岭隧道累计23km的单线隧道。
4．隧道施工的基本原则
基本原则——保护围岩，内实外美，重现环境，动态施工。
4.2 内实外美
内实外美是隧道施工质量的主要标志，它取决于初期 支护和二次衬砌的施作质量。“内实”是内在质量的体现， “外美”是外观质量的体现。内实是基础，两者溶为一体。
内实就是要求隧道初期支护和衬砌具有设计耐用期内 的强度、耐久性、使用性和可靠性，做到“四密实”—— 喷砼密实、初期支护与围岩密实（贴）、二衬砼密实、二 衬与衬期支护密实（贴）。
4．隧道施工的基本原则
基本原则——保护围岩，内实外美，重现环境，动态施工。
对于软弱围岩，主要是控制围岩的松驰，提高围岩自支护能力。 主要措施：
超前加固地层。采用超前注浆管棚、超前注浆小导管、 1 超浅埋隧道地表注浆加固地层等；
2 稳定开挖面。采用超前支护、开挖面正面锚喷、预留核心土等。
开挖地段及时闭合成环。尽量缩短台阶长度，及时施作初期支 护，设临时仰拱或横撑；大跨度隧道施作临时仰拱有困难时， 可采用“三锁”注浆锚管（杆）替代；设底部锚杆或底部注浆 3 加固；仰拱超前于墙拱施作，尽量靠近下台阶开挖面。
大瑶山长大铁路隧道
线电气化隧道，长度居
建成
世界铁路隧道第10位
2
南岭隧道
6060米，电气化 双线隧道
建成
3
漳泉铁路西坑子单线隧道
4650米
建成
4
湘黔铁路雪峰山单线隧道
5
襄渝铁路武当山单线隧道
2535米 5218米
建成 建成
6
枝柳铁路银匠界双线隧道
4522米
建成
7
焦枝铁路复线新龙门隧道
2548米
建成
8
1．隧道修建方法分类与简况
1.2 暗挖法修建简况
盾构隧道：第一座采用盾 构法修建的隧道是1825年英国泰晤 士河河底隧道，比TBM问世早127年。 此后，在英、美、法、德等国家得 到推广应用。日本则是20世纪60年 代起迅速发展，1964—1984年20年 间就生产各式盾构5000台，仅东京 地铁采用盾构法完成的隧道累计长 度超过300km。1988年—1993年英、 法两国采用11台盾构机修建了全长 48.5km的英吉利海峡隧道，2003年 英法两国采用φ15m土压平衡式盾 构机又开始修建第2条英吉利海峡 隧道。
5992米 5774米 5576米
在建 在建 在建
31
万宜铁路云雾山单线隧道
5520米
在建
32
万宜铁路吊岩沟单线隧道
5518米
在建
隧道工程设计业绩
序 号
工程名称
1
深圳梧桐山上行隧道 (旧洞改建)
主要公路隧道项目业绩一览表
工程概况
阶段
附注
2270米，单向双 车道城市隧道
建成
为既有隧道改造设计,是国内首次对 公路市政隧道进行改造设计。获国家 鲁班奖入选中国企业新纪录,获部优
初步设计
9
厦门东通道海底隧道
全长5300米，两座三车道 净间距30米的隧道组成
预可行性研究
11
上海市翔殷路越江隧道工程
全长2027米，双向四 车道，盾构法
投标
附注
多项成果达 到国内领先
水平
方案竞选 第一名
隧道工程设计业绩
主要铁路隧道项目业绩一览表
序号
工程名称
工程概况
阶段
14295米，国内最长的双
1
隧道工程设计 业绩
隧道工程设计业绩
序号
工程名称
主要水底隧道项目业绩一览表
工程概况
阶段
1
京沪高速铁路南京 长江水底隧道
京沪高速铁路全线控制工 程，全长5760米，沉管法
初步设计
2
长江南京段上游过江通道
全长3385米，双向六 车道，沉管法
预可行性研究
3
武汉长江隧道工程
全长3270米，双向四 车道，盾构法
外美主要是衬砌表面平整，颜色一致，无错台，无蜂 窝麻面；三缝处理到位，不渗不漏。
4．隧道施工的基本原则
基本原则——保护围岩，内实外美，重现环境，动态施工。
4.3 重视环境
包含两层意思。一是搞好施工通风除尘和照明，确 保洞内各作业面的空气质量、粉尘含量、温度湿度和亮 度，控制在国家劳动卫生的标准之内，最大限度地减少 对作业人员健康的影响；二是保护隧道周边环境，控制 地表下沉、控制水资源流失、防止工程废水弃碴污染和 影响河流、保护隧道洞口植被等。
秀设计三等奖
2
广州白云山公路隧道
242米
建成
国内第一座双跨连拱6车道隧道， 宽34m，获部优秀设计二等奖
3
深圳市坪西高速公路迭 福山隧道
双向四车道， 1500米
建成
4
湖北宜昌东山隧道
1374米
建成
5
湖北宜昌云集隧道
1458米
6
漳龙高速公路乌石山隧 道
2621米，双向 四车道
7
厦门莲黄公路隧道
双向，1500米
1.1 分类 表1
明挖法：明挖暗埋；沉埋管段 暗挖法：矿山法（新奥法、钻爆法）
非爆破法——TBM法；盾构法
表1 隧道修建方法分类表
1．隧道修建方法分类与简况
1.2 暗挖法修建简况
矿山法(钻爆法)隧道：历史最悠久。黑色炸药是我 国古代四大发明之一，1225年传入西亚和欧洲。1867年瑞 典人诺贝尔发明黄色炸药，其后随着钻岩机械的诞生和发 展，隧道钻爆法得到迅速发展。钻爆法修建隧道至今仍占 统治地位。
目前福建省最长的公路隧道 大跨、双跨联拱、小净距、群洞
湖北省优秀设计三等奖
1、隧道修建方法分类与简况 2、矿山法施工方法分类 3、施工组织设计的编制程序与方法 4、隧道施工的基本原则 5、隧道开挖与出碴运输 6、超前支护与初期支护 7、防排水施工 8、二次衬砌 9、施工通风除尘
1．隧道修建方法分类与简况
资源配置 ：
根据工期、计划进度，合理配置相应的施工机械设备、劳动力 和主要材料供应，以及供电、供水系统。
安排施工准备工作 ：
编制施工总平面布置图：
内容包括校对设计文件、测量标桩复测、施工场地和弃渣场地布
置、安排交通运输路线、组织风、水、电线路敷设、生产和生活设施安 排、搞好现场及洞口排水系统以及环保安排等。
施工图
4
广州地铁一号线跨 珠江水底隧道
全长300米
建成
5
万宜铁路宜昌长江水底隧道
全长约5400米， 沉管法
可行性研究
6
浙江舟山本岛塘头至普陀山 海底隧道工程
全长3255米，沉管法
预可行性研究
7
上海复兴东路黄浦江 水底隧道
全长2300米，双向四 车道，盾构法
投标
8
上海浦东铁路黄浦江 水底隧道
全长9450米，盾构法， 盾构区间长5880米
4．隧道施工的基本原则
基本原则——保护围岩，内实外美，重现环境，动态施工。
4.4 动态施工
动态施工就是隧道施工必须根据地质条件和围岩力 学动态的变化，适时采取相应措施适应这种动态变化的 施工管理过程。它包括动态变化信息的收集分析、反馈 设计和指导施工三方面内容。动态变化信息通过施工地 质调查预报、围岩量测获取。反馈设计就是根据获取的 地质条件和围岩力学动态变化信息，及时修正优化进行 动态设计，尔后改进施工方法和施工工艺，最终目的就 是达到安全、优质、快速、降造。
我国铁路隧道从1888年修建台湾省狮球岭隧道 （261m）起，至1999年止，共修建铁路隧道6878座，总长 3667.02km，最长的为秦岭隧道18.456km，目前正在修建的 兰新复线乌梢岭隧道全长达到20.05km。
我国公路隧道随着高速公路的飞快发展也快速发展， 截止2000年已修建1684座，总长628km。最长的公路隧道为 开挖已贯通，正在灌筑砼衬砌的陕西省跨秦岭的终南山隧 道，长度18.05km。
主要根据工程规模、地形地理条件，工期及方便管理进行安排和划分。
计划进度安排：
主要依据总工期要求、开挖方法、施工队伍素质、机械设 备能力，并参考同类工程的平均进度确定。当前铁路、公路隧道 的开挖（含初期支护）的平均进度水平如表3
3．施工组织设计的编制程序与方法
表3 隧道开挖平均进度表（m/月）
3．施工组织设计的编制程序与方法
5．隧道开挖
5.1 开挖方法
全断面法：适用于Ⅰ、Ⅱ级围岩，机械：液压钻孔台车， 多层台架＋风钻。近年来，台架＋风钻替代钻孔台车渐成趋势， 优点是施工进度不低于台车，造价低。
8
上海洋山深水港一期工程 小洋山隧道
4 × 300米 双向4 ×3车道
9
湖北省三峡库区沿江公 路吕家坪隧道
1870米
10
湖北省三峡库区沿江公 路米仓口隧道
1350米
11
湖北襄樊地区路网改造 工程梅子岭隧道
1200米
12
泉州市大坪山隧道
2×1469米
13
隔河沿水利枢纽对外公 路徐家台隧道
建成 建百度文库 在建 在建 建成 建成 在建 在建 建成
我国盾构法施工始于1965年上海 打浦路过江隧道（φ10.22m）， 1984年和1994年在上海黄浦江上 又先后修建φ11.3m的延安东路 隧道和φ11.22m的延安东路复线 隧道。最近跨越长江的武汉过江 隧道（φ11m多）已开工，南京 过江隧道（φ14.87m）也即将采 用盾构法修建。采用盾构法修建 的地铁隧道近年来更是蓬勃发展， 主要城市有上海、广州、深圳、 北京、南京、天津等，我国的盾 构法施工已步入世界盾构技术的 先进行列。
中国建筑工程鲁班奖
首次采用平行导坑 施工
采用洞口帘幕式通风获 部科技进步一等奖
洞口集中式运营射流通 风技术获铁道部科技进
步二等到奖
获铁道部优秀设计 一等奖
梅坎线最长隧道
隧道工程设计业绩
主要铁路隧道项目业绩一览表（续）
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赣龙铁路金华山单线隧道
5149米
建成
15
赣龙铁路猫头岭单线隧道
4751米
建成
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1．隧道修建方法分类与简况
1.2 暗挖法修建简况
TBM隧道：起步较晚，但发展迅猛。自1952年美国 罗宾斯公司生产第1台TBM起，采用TBM施工的隧道的累计 总长度已超过4000km 目前世界上每年开挖的隧道中，有 30%—40%是由掘进机完成的。开挖断面直径最大的达到 11.81m(瑞士Mt.Russein道路隧道，1990—1992年)。
1.3 矿山法隧道结构
系统锚杆
隧
喷混凝土
道
初期支护
钢筋网
结
钢架
构
组
模筑混凝土或
二次衬砌
成
钢筋混凝土
拱部 边墙 仰拱（铺底）
1.3 矿山法隧道结构
二次衬砌
（模筑砼或 钢筋砼）
拱 部
边墙 铺底
边墙
初期支护
（锚杆、喷砼、 钢筋网、钢架）
1.3 矿山法隧道结构
2．矿山法施工方法分类
施工方法的选用，主要依据工程地质和水文地质条件、开挖断 面、工期要求、施工设备、环境保护等因素，经综合经济技术比较 后确定。主要的施工方法分类如表2。
京九铁路岐岭双线隧道
9
京九铁路雷公山双线隧道
10
京九铁路老营盘双线隧道
11
梅坎铁路松南单线隧道
12
赣龙铁路蛟洋单线隧道
13
赣龙铁路天兴山单线隧道
2536米 3679米 2808米 3398米 6970米 5490米
建成 建成 建成 建成 建成 建成
附注
国家科技进步特等奖、 隧道控制测量荣获国家
优秀勘察银奖 铁道部科技成果一等奖、 国家科技进步三等奖、