隧道在交通事业中的地位及发展概况Word格式文档下载.docx

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●远古时代从纪元前3000年到5世纪，是为生活和军事防御目的而利用隧道的时代。

这个时代隧道的开发技术形成了现代隧道开发技术的基础。

例如，古埃及金字塔的建设就开始修建了地下建筑。

纪元前2200年间的古代巴比伦王朝为连结宫殿和神殿而修建了约1km×

，施工期间将幼发拉底河水流改道，采用明挖法建造，该隧道是一种砖砌建筑。

●中世纪时代约从5世纪到14世纪的1000年左右。

这个时期正是欧洲文明的低潮期，建设技术发展缓慢，隧道技术没有值得一提的进步。

但由于对地下矿产资源铜、铁等的需求，开始了矿石开采。

●近代和现代即从16世纪以后的产业革命开始。

这个时期由于炸药的发明和应用，加速了隧道技术的发展。

如有益矿物的开采，灌溉、运河、公路和铁路隧道的修建以及随着城市的发展修建地下铁道、上下水道等，使得隧道的技术得到极大的发展，其应用范围迅速扩大。

（2）隧道技术的发展与成就

●据现有资料记载，我国最早的交通隧道是位于今陕西汉中县的‘石门’隧道，建于公元66年，是供马车和行人通行的。

●世界上最早的隧道是公元前2200年，巴比伦国王为连结宫殿而修建的隧道。

●测量技术的出现，推动了隧道技术的进步。

人们利用棚架支撑岩层和卷扬提升土石，从两端洞口开挖隧道，数量较多的各种用途的隧道和水工隧道开始增多。

●14世纪发明了火药，推动了隧道技术发展。

1679年用于法国拉恩开得克运河隧道开挖，获得极大成功，隧道挖掘技术得到飞速的发展。

●19世纪的产业革命，隧道开挖出现了各种新方法，迎来了近代隧道开挖技术的新曙光。

1818年布鲁内尔（Brune1）发明了盾构，意大利物理学家欧拉顿（Erardon）提出以压缩空气平衡软弱地层涌水压力。

防止地层坍塌的方法后，英国的科克伦（Co-Chrane）利用这个原理发明用压缩空气开挖水底隧道的方法。

●新中国成立以来，为改变国家的经济布局，发展内地和山区的经济，先后修建了数十条隧道比重较大的山区铁路。

使得我国在铁路隧道的数量和施工技术上都有了较大发展，逐渐掌握了隧道建筑的近代技术，从人力为主体的施工转向以机械开挖为主体的施工，技术上有了质的飞跃。

●1979年开始正式推广新奥法

●我国公路隧道的建设发展相对迟缓。

近几年由于高速公路建设的加快，公路隧道的数量已开始成倍的增长，据不完全统计，到1999年底，我国已建成的公路隧道达1217座，单洞总延长超过406km。

我国已建成和正在建设的长度超过3公里以上的公路道列表1.1。

表1.1已建成和正在建设的3公里以上的公路隧道概况

隧道名称

隧道长度（m）

营运条件

大溪岭隧道

4100

双向、双车道

二郎山隧道

4160

单向、双车道

华莹山隧道

4770

鹧鸪山隧道

4400

木鱼槽隧道

3600

八达岭隧道

3455

真武山隧道（重庆）

3100

中梁山隧道（重庆）

3165

牛郎河隧道

3920

猫狸岭隧道

秦岭终南山隧道

18100

双洞、单向、双车道

重庆正在修建的重庆最长的隧道--通渝隧道（4280米），造价近2亿元

●目前世界上已建成公路隧道，最长的瑞士的圣哥达隧道，而挪威正在修建的Aurland—Laerdal公路隧道，长度达。

世界上长大公路隧道的概况列于表1.2。

其中通过阿尔卑斯山最高峰下连接法国和意大利的勃朗峰（e）隧道，全长，道路宽，从顶板到路面高6m，断面呈马蹄形，衬砌厚80cm，法国侧入口标高为1274m，意大利侧标高为1381m，最大埋深约2500m，双车道相向运行，最高限速为80公里/小时。

1959年开工，1965年开始运营

表世界各国已建成和在建的长度大于10km的公路隧道

国家

长度（m）

勃朗峰（）

法国－意大利

11600

弗雷儒斯（Frejus）

12901

圣哥达（）

瑞士

16918

阿尔贝格（Arlberg）

奥地利

13927

格兰萨索（GranSasso）

意大利

10173

关越I（Kan-Etsu）

日本

10920

关越II（Kan-Etsu）

11010

居德旺恩（Gudvanga）

挪威

11400

Folgefonn

11100

AurlandLaerdal

24500

坪林（Pinglin）

中国台湾

12900

Hida

10750

秦岭终南山隧道

中国

3隧道工程的发展前景及需要解决的难题

（1）隧道工程发展前景：

我国是幅员辽阔、地质复杂、多山的发展中国家，随着我国市场经济的发展，高速公路已从沿海地区向西部山区延伸，公路隧道的数量和建筑规模越来越大。

城市化交通尚处于起步阶段，大规模交通事业方兴未艾，隧道事业发展前景十分广阔。

（2）隧道工程发展方向：

合理规划与环境保护、非爆破的机械化施工、设计可靠合理、使用安全等方面。

（3）隧道工程需要解决的难题：

●隧道围岩力学性质与围岩破坏的关系；

●计算模型和计算理论如何与实际相符；

●施工技术水平与经济效益的提高；

●隧道设计施工管理水平与经济效益的提高；

1.2隧道的分类及其作用

隧道分类方法很多，这里介绍按照用途、长度、断面分类

1按照用途分类：

交通隧道、水工隧道、城市隧道和矿山隧道

（1）交通隧道

交通隧道是应用最广泛的一种隧道，其作用是提供交通运输和人行的通道，以满足交通线路畅通的要求，一般包括有以下几种。

1）公路隧道—专供汽车运输行驶的通道。

过去，在山区修建公路为节省工程造价，常常选择盘山绕行，宁愿延长距离而避开修建隧道昂贵的费用。

随着社会经济和生产的发展，高速公路的大量出现，对道路的修建技术提出了较高的标准，要求线路顺直、坡度平缓、路面宽敞等。

因此在道路穿越山区时，出现了大量的隧道方案。

隧道的修建在改善公路技术状态、缩短运行距离、提高运输能力、减少事故等方面起到重要的作用。

我国正在修建的秦岭终南山隧道长，它的建成将翻越秦岭的道路缩短约60km，时间减少2个多小时。

2）铁路隧道—-专供火车运输行驶的通道。

铁路穿越山岭地区时，需要克服高程障碍，由于铁路限坡平缓，最大限坡小于24‰（双机牵引），而这些山岭地区限于地形，无法绕行，常常不能通过展线获得所需的高程。

此时，开挖隧道穿越山岭是一种合理的的选择，其作用可以使线路缩短，减小坡度，改善运营条件，提高牵引定数。

如宝成线宝鸡至秦岭段线路密集地设有48座隧道，占线路总延长的37.75％。

可见山区铁路隧道的作用了。

3）水底隧道—-修建于江、河、湖、海、洋下的隧道，供汽车和火车运输行驶的通道。

当交通线路跨越江、河、湖、海、洋下时，可以选择的方案有架桥、轮渡和隧道，但架桥受净空的限制，轮渡限制通行量，如果这些矛盾得不到有效的解决，水底隧道是一种很好的方案，其优点是不受气候影响，不影响通航，引道占地少，战时不暴露交通设施目标等优点；

越来越受到人们青睐，在我国上海跨越黄浦江、广州穿越株江都修建跨江的水底隧道。

缺点是造价较高。

4）地下铁道—-修建于城市地层中，为解决城市交通问题的火车运输的通道。

地下铁道是在大城市中解决交通拥挤、车辆堵塞的有效途径之一，由于能大量、快速、安全、准时输送乘客，成为大城市解决交通矛盾的有力手段。

我国北京、上海、广州等城市已经建成的地下轨道交通系统，为改善城市的交通状况，减少交通事故起到了重要的作用。

其它城市，如深圳、南京、青岛、大连、武汉、沈阳、重庆、哈尔滨、成都等已在规划和修建地下铁道。

5）航运隧道－-专供轮船运输行驶而修建的通道。

当运河需要跨越分水岭时，克服高程的有力手段是修建运河隧道，其优点是缩短航程，减少运营费用，河道顺直，航运条件大大改善。

6）人行隧道－专供行人通过的通道。

一般修建于城市闹区穿越街道或跨越铁路、高速公路等行人众多，往来交错，车辆密集，偶有不慎便会发生交通事故的场合。

人行隧道的作用是缓解地面交通压力，减少交通事故，方便行人。

（2）水工隧道

是水利工程和水力发电枢纽的一个重要组成部分。

水工隧道包括以下几种。

1）引水隧道－是将水引入水电站的发电机组或水资源的调动而修建的孔道。

引水隧道引入的水是水电站的发电机组的动力资源，作为因此，引水隧道作为引水的建筑工程，一般是要求内壁承压，但有时只是部分过水，内壁受大气压力而水压较小，甚至无水压，故有有压隧道和无压隧道之分。

2）尾水隧道—用将水电站发电机组排出的废水送出去而修建的隧道。

3）导流隧道或泄洪隧道—水利工程中疏导水流并补充溢洪道流量超限后的泄洪而修建的隧道。

是水利工程的的一个重要建筑，其作用主要是泄洪。

4）排沙隧道——它是用来冲刷水库中淤积的泥沙而修建的隧道。

是水库建筑物的一个组成部分，其作用是利于排沙隧道把泥沙裹带送出水库。

同时也用来检查或修理时，放空水库里的水。

（3）市政隧道

在城市的建设和规划中，充分利用地下空间，将各种不同市政设施安置在地下，而修建的地下孔道，称为市政隧道。

市政隧道与城市中人们的生活、工作和生产关系十分密切，对保障城市的正常运转起着重要的作用。

其类型主要有：

1）给水隧道一为城市自来水管网铺设系统修建的隧道。

在城市中，有序合理的规划和布置与人们生活和生产息息相关给水管路，是城市市政基础设施的重要任务，要求不破坏市容景观，不占用地面，避免遭受人为的损坏。

因此，修建地下孔道来容纳安置这些管道是一种合理的选择。

2）污水隧道—为城市污水排送系统修建的隧道。

城市的污水，除部分对环境污染严重的采用净化返用或排放外，大部分的污水需要排放到城市以外的河流中去。

这就需要有地下的排污隧道。

这种隧道一般采用本身导流排送，此时隧道的形状多采用卵形，也可能是在孔道中安放排污管，由管道排污。

排污隧道的进口处，多设有拦碴隔栅，把漂浮的杂物拦在隧道之外，不致涌入造成堵塞。

3）管路隧道一为城市能源供给（煤气、暖气、热水等）系统修建的隧道。

城市中的管路隧道是把输送能源的管路放置在修建的地下的孔道中。

经过防漏及保温措施处理。

能源就能安全地输送到生产和居家的目的地。

4）线路隧道—为系统修建的隧道。

在城市中，为了保证电力电缆和通讯电缆不被人们的活动所损伤或破坏，避免悬挂高空影响市容景观。

都修建专门的地下孔道安置它们。

在现代化的城市中，将以上四种具有共性的市政隧道，按城市的布局和规划，建成一个共用隧道，称为“共同管沟”。

共同管沟是现代城市基础设施科学管理和规划的标志，也是合理利用城市地下空间的科学手段。

是城市市政隧道规划与修建发展的方向。

5）人防隧道一是为战时的防空目的而修建的防空避难隧道。

城市中建造人防工程，是为了预防战争空袭的需要。

人防工程是在紧急情况下，人们避难所用的，因此，在修建时应考虑人生活环境的一般要求，除应设有排水、通风、照明和通讯设备以外，还应考虑贮备饮水、粮食和必要救护设备。

在洞口处还需设置防爆、防冲击波装置等。

（4）矿山隧道

在矿山开采中，为了能从山体以外通向矿床和将开采到的矿石运输出来。

是通过修建隧道来实现的，其作用主要是为采矿服务的，有下列几种。

1）运输巷道

向山体开凿隧道通到矿床，并逐步开辟巷道，通往各个开采面。

前者称为主巷道，为地下矿区的主要出人口和主要的运输于道。

后者分布如树枝状，分向各个采掘面。

此种巷道多用临时支撑，仅供作业人员进行开采工作的需要。

2）给水隧道

送入清洁水为采掘机械使用，并将废水及积水通过泵抽排出洞外。

3）通风隧道

矿山地下巷道穿过的地层，一般都有地下有害气体涌出，采掘机械业要排出废气，工作人员呼出气体，使得巷道内空气变得污浊。

如果地层中的气体含有瓦斯，将会危及人身安全。

因此，净化巷道的空气，创造好的工作环境，必设置通风巷道，把有害气体排除出去，补充新鲜空气。

2公路隧道按照长度的分类

（1）特长隧道：

（2）长隧道：

（3）中隧道：

（4）短隧道：

3按照隧道断面积

（1）特大断面隧道（100m2以上）

（2）大断面隧道（50～100m2）

（3）中等断面隧道（10～50m2）

（4）小断面隧道（3～10m2）

（5）极小断面隧道（3m2以下）

思考题

1.什么叫隧道？

试从隧道的广泛用途论述学习、研究与发展隧道技术的重要意义。

在交通线路上修建隧道的意义？

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