高速鐵路隧道結(jié)構(gòu)的基本認(rèn)識(shí)主講教師：王豐倉(cāng)11隧道基本常識(shí)2隧道構(gòu)造3隧道施工方法4隧道技術(shù)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展主要內(nèi)容2隧道定義修建在地下、兩端有出入口，供車輛、行人、水流及管線等通過(guò)的通道(在保留上部地層的前提下開(kāi)挖出能夠提供某種用途的地下空間）OECD（國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織）定義隧道為以某種用途在地面下用任何方法按照規(guī)定形狀和尺寸修筑的斷面積大于2平方米的條形建筑物。1隧道基本常識(shí)3隧道工程的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1.縮短線路長(zhǎng)度，減少能耗2.節(jié)約用地3.有利于環(huán)境保護(hù)4.應(yīng)用范圍廣泛缺點(diǎn)：1.造價(jià)較高2.施工期限長(zhǎng)3.施工作業(yè)環(huán)境和條件較差1隧道基本常識(shí)4

隧道的作用1隧道基本常識(shí)51隧道基本常識(shí)6例如：（1）大瑤山隧道（鐵路）1隧道基本常識(shí)71隧道基本常識(shí)81隧道基本常識(shí)9隧道的作用

在線路翻越山嶺地段，通過(guò)修建隧道可減少展線長(zhǎng)度，使線路平直。這是山嶺交通隧道的最大功能。對(duì)于容易發(fā)生塌方、掉石、泥石流、滑坡等病害地段，修建隧道可大大改善運(yùn)營(yíng)條件，保證行車安全，節(jié)省養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用。穿越城區(qū)重要建筑物、穿越城區(qū)重要風(fēng)景、園林區(qū)域、繞避大型水利樞紐工程等

避開(kāi)其他重要建筑或工程等避開(kāi)不良地質(zhì)地段克服高程障礙裁彎取直1隧道基本常識(shí)10隧道分類

按土質(zhì)按位置按開(kāi)挖法按形狀巖石隧道

土質(zhì)隧道

山嶺隧道

城市隧道

水底隧道鉆爆法隧道

明挖法隧道

機(jī)械法隧道

沉管法隧道

圓形隧道

矩形隧道

馬蹄形隧道按斷面

特大斷面（>100m2）

大斷面（50～100m2）

中等斷面（10～50m2）

小斷面（3～10m2）

極小斷面（<3m2）按長(zhǎng)度特長(zhǎng)隧道L＞3000m

長(zhǎng)隧道3000＞L＞1000m

中長(zhǎng)隧道1000＞L＞500m

短隧道L＜500m1隧道基本常識(shí)11交通隧道：鐵路隧道、公路、水底隧道，地下鐵道、航運(yùn)隧道、人行地道。水工隧道：引水隧道、排水隧道、導(dǎo)流隧道或泄洪隧道、排沙隧道市政隧道：給水隧道、污水、管路、線路隧道、人防隧道

軍工與人防工程：各種國(guó)防坑道，地下廠房和倉(cāng)庫(kù)、地下核試驗(yàn)場(chǎng)、防空洞、核廢料的儲(chǔ)存等礦山隧道：運(yùn)輸巷道、給水隧道、通風(fēng)隧道隧道按用途分類1隧道基本常識(shí)12隧道的組成1.主體建筑物：

以由于地層被挖開(kāi)后，容易變形、塌落或是有水涌入，所以除了在極為穩(wěn)固地層中而且沒(méi)有地下水的地方以外，大都要在坑道的周圍修建支護(hù)結(jié)構(gòu)，或稱之為“襯砌”。隧道端部外露面，一般都修筑為保護(hù)洞口和排放流水的擋土墻式結(jié)構(gòu)，稱為“洞門”。主體結(jié)構(gòu)，作用是保持巖體的穩(wěn)定和行車安全。

洞身

洞門2隧道構(gòu)造13西安南京鐵路磨溝嶺隧道2隧道構(gòu)造14隧道洞門與洞身襯砌2隧道構(gòu)造152.附屬建筑物

以隧道的附屬建筑物是為了運(yùn)營(yíng)管理、維修養(yǎng)護(hù)、給水排水、供蓄發(fā)電、通風(fēng)、照明、通訊、安全等而修建的建筑物，包括有：大小避車洞、邊仰坡、排水天溝、防水設(shè)備及排水設(shè)備、通風(fēng)系統(tǒng)等。隧道的主體支護(hù)結(jié)構(gòu)和隧道的附屬建筑物組成了隧道建筑物。

避車洞

電纜槽

防排水設(shè)施2隧道構(gòu)造16隧道附屬建筑物2隧道構(gòu)造17ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.AddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhere礦山法（鉆爆法）3隧道施工方法18ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.AddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhere明挖法3隧道施工方法19ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.AddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhere機(jī)械法（TBM）3隧道施工方法20ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.AddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhere機(jī)械法（盾構(gòu)法）3隧道施工方法21ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.AddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhereAddyourtextinhere沉管法3隧道施工方法22

80年代修建的衡廣復(fù)線大瑤山隧道是我國(guó)山嶺隧道采用重型機(jī)具綜合機(jī)械化施工的開(kāi)端，將隧道工程的修建技術(shù)和修建長(zhǎng)大隧道的能力提高到一個(gè)新的階段，縮短了同國(guó)際隧道施工先進(jìn)水平的差距。1.大瑤山隧道隧道技術(shù)進(jìn)展（我國(guó)）14.295km4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展23衡廣復(fù)線大瑤山隧道4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展24

西康線秦嶺隧道工程由1號(hào)線和2號(hào)線兩座隧道組成。2.秦嶺隧道

1號(hào)線隧道則是用直徑為8.8m的全斷面掘進(jìn)機(jī)開(kāi)挖的。

2號(hào)線隧道是用新奧法開(kāi)挖的。采用三臂鉆孔臺(tái)車、挖掘裝載機(jī)、大容積梭式礦車等重型機(jī)具先開(kāi)挖斷面為26～30M2的導(dǎo)坑，平均月進(jìn)尺達(dá)264m。18.46km4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展25西康線秦嶺隧道4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展263、海底隧道——武漢長(zhǎng)江隧道

全長(zhǎng)3630m的武漢長(zhǎng)江隧道則使用了直徑Φ11.38m的超大型盾構(gòu)，并取得了可喜的成果。4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展27

隧道全長(zhǎng)3630m，過(guò)江段左右線合計(jì)2620米。工程包括長(zhǎng)江兩岸明挖基坑、暗挖隧道、過(guò)江盾構(gòu)隧道、道路施工、設(shè)備采購(gòu)及安裝等項(xiàng)目，涉及富水地層深基坑施工、大斷面泥水平衡盾構(gòu)掘進(jìn)、大跨隧道淺埋暗挖施工、聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工等工程技術(shù)，施工綜合性強(qiáng)。4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展284隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展294隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展30廈門翔安海底隧道，全長(zhǎng)8.695公里，從廈門島到達(dá)對(duì)岸的大陸端，比原來(lái)整整節(jié)省了82分鐘。2010年4月26建成通車，三孔雙向六車道使廈門出入島形成了從海上到海底的全天候立體交通格局。中國(guó)鐵建二十二局集團(tuán)4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展31連接香港、珠海和澳門主體建造工程于2009年12月15日開(kāi)工建設(shè)，以期于2015至2016年完成，投資超700億元。起點(diǎn)是香港大嶼山，經(jīng)大澳，跨越珠江口，最后分成Y字形，一端連接珠海，一端連接澳門珠澳口岸人工島將率先動(dòng)工。大橋的主航道位置將采用隧道形式，并將修建兩個(gè)人工島提供橋隧轉(zhuǎn)換設(shè)施。已經(jīng)于2009年12月15日開(kāi)工中交廣州航道局有限公司將負(fù)責(zé)島隧疏浚工程以及東、西人工島基礎(chǔ)開(kāi)挖、沉管隧道基槽開(kāi)挖、施工臨時(shí)航道開(kāi)挖、沉管拖運(yùn)航道開(kāi)挖。4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展324隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展33規(guī)劃中的京臺(tái)高速，從北京經(jīng)天津、滄州、德州、濟(jì)南、泰安、曲阜、滕州、徐州、宿州、蚌埠、合肥、銅陵、黃山、衢州、南平、福州到臺(tái)灣，全長(zhǎng)2千多公里。設(shè)想中的京臺(tái)高速就是從平潭穿越海峽，在新竹與臺(tái)灣公路網(wǎng)相連。項(xiàng)目估算總金額50．3億元。計(jì)劃于2010年下半年開(kāi)工，工期3年。京福高速改名為京臺(tái)高速。

2017年2月3日，京臺(tái)高速（G3）被國(guó)務(wù)院列入“十三五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展34

隨著北京、上海、廣州、南京等城市地鐵施工中盾構(gòu)技術(shù)的成功應(yīng)用，近年來(lái)盾構(gòu)法在全國(guó)大中城市地下工程中已被廣泛采用，如采用盾構(gòu)法正在施工中的就有深圳地鐵、成都地鐵、西安地鐵、沈陽(yáng)地鐵。4.城市地鐵隧道4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展35成都地鐵4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展36國(guó)際隧道施工技術(shù)的趨勢(shì)

提高最新式掘進(jìn)機(jī)以核能作動(dòng)力，使鉆頭在3000℃的高溫下熔化巖石，再由機(jī)器尾部噴出經(jīng)由特制設(shè)備將冷卻的巖漿制成隧道的內(nèi)襯。

一條：橫跨美洲大陸，由阿拉斯加、穿經(jīng)白令海峽、連接西伯利亞、歐洲與倫敦。2.環(huán)球隧道計(jì)劃1.美軍沙漠地區(qū)移動(dòng)式洲際導(dǎo)彈發(fā)射井

另一條：由庫(kù)頁(yè)島起經(jīng)由日本列島、朝鮮半島、中國(guó)及東南亞。4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展37

隧道全長(zhǎng)49.2Km（多佛—加萊），有兩條直徑各為7.3m的鐵路隧道與一條直徑4.5m后勤隧道組成。其中37.5Km在海底，11.7Km在兩端的陸地下面。3.英吉利海峽隧道

施工由11臺(tái)TBM負(fù)擔(dān)掘進(jìn)（主隧道7臺(tái)，輔助隧道4臺(tái)）,全部通過(guò)GPS定位、計(jì)算機(jī)分析工作狀態(tài)，從而確保隧道掘進(jìn)的準(zhǔn)確可靠。掘進(jìn)速度可達(dá)16m/hr。

襯砌采用預(yù)制混凝土弓形塊拼裝成環(huán)。該工程總耗資預(yù)計(jì)約530億法郎4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展38英法海底隧道4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展394隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展401993年海峽隧道完工后，高速火車通過(guò)海峽只需26分鐘。全天營(yíng)運(yùn)，高峰時(shí)間可每3分鐘開(kāi)出一列火車，每小時(shí)可向兩岸各運(yùn)載四千輛汽車。兩條隧道每年的客運(yùn)量為4000萬(wàn)人次，貨運(yùn)量1300萬(wàn)噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1993年海峽的客運(yùn)量為2400萬(wàn)人次，貨運(yùn)量2600萬(wàn)噸。4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展41

全長(zhǎng)262Km（釜山—福岡），公路鐵路兩用。4.日韓隧道

海底段159.3Km，位于海底1000m處。

計(jì)劃采用TBM、沉埋、豎井、人工筑島等方案。

從1986年起進(jìn)行了大量的前期工作。4隧道施工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展425.京滬高鐵工程