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
(一)规模
1．交通类隧道
(1)铁路隧道
已建、在建和拟建铁路隧道数量 截止到2005年12月已建隧道6874座，4158km
49年以前664座156km,共7538座4314km。长度大 于5km的53座。
2006年在建的1758座，2164km。 即将开工的高速铁路隧道146座，184km。 规划建设客货共线铁路隧道2100km，10km以 上隧道760km。
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
❖ 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)
按隧道的埋置深度
h≥(2~2.5)hq
深埋隧道
山岭隧道
按所处的地理位置 水底隧道 城市隧道
按隧道的用途
交通类隧道
水工隧道 市政隧道 矿山隧道 人防隧道
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
采矿巷道
运输巷道
二、我国隧道及地下工程发展的现状
(3)地下铁道
目前有北京、天津、上海、广州等城市运营地铁。 而在建工程则很多：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； 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。
❖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
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
东线
南水北调
中线
西线
底压力
4．施工方法
明挖法 盾构法 盖挖法 沉埋法
暗挖法 掘进机法 顶进法
步骤1
构筑围护结构 步骤4
步骤2
构筑主体结构中间桩柱 步骤5
步骤3
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
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பைடு நூலகம்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
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：
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．地下工程
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) 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
▪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
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 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。
❖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 •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
❖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
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。
目前的设计理论
荷载—结构 地层—结构 收敛—约束 经验类比
针对不同条件采用不同的设计理论。
水平压力e
抗力 区
脱离区
拱棚
变形后 外轮廓线
边墙
仰拱
竖直压力q 弹性抗力
在建客运专线隧道
•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
10km以上的长大铁路隧道：