我国公路隧道进展现状
我国公路隧道发展现状

1.前言我国是一个多山的国家,75%左右的国土是山地或重丘,公路建设中,过去的普遍做法是盘山绕行或切坡深挖。
据统计资料,汽车翻越山岭平均时速不足30km,不到经济时速的一半,汽车的机械损坏和轮胎磨损极为严峻,低等级道路的汽油耗量比高等级公路多20%—50%;而且,劈山筑路会造成许多高边坡,在南方雨量足够地区,它严峻破坏自然景观,造成塌方滑坡和水土流失。
因此,为了根除道路病害爱惜自然环境,在山区高等级公路建设中必需重视隧道方案,并努力提高公路隧道工程科学技术水平。
此外,我国江河湖海区域较为宽敞,沿海公路通道规划中常遇到桥梁方案和隧道方案比选的问题,内河的横跨通道也同样遇到这些问题。
过去,跨江(海)通道一般只考虑桥梁方案,这对于解决南北交通发挥了巨大作用,但同时对航道造成不良影响。
相比而言,水下隧道具有不影响航运,不受自然环境影响,能全天候通行,对生态环境干扰影响小,一洞多用等优点,其优越性受到广泛重视。
2.公路隧道建设建国后30年所修建的公路等级均较低,线形指标要求不高。
五十年头,我国仅有公路隧道30多座,总长约2500m,且单洞长度都很短。
六七十年头,我国干线公路上曾修建了一些百米以上的隧道,但标准也很低。
进入八十年头,公路隧道的发展慢慢加快,具有代表性的工程有深圳梧桐山隧道和珠海板樟山隧道,福建鼓山隧道和马尾隧道,甘肃七道梁隧道等。
到1990年底,我国建成的千米以上隧道已有十余座。
在大型公路隧道建设中,技术也随着不断提高,并学习和引进了许多国外先进技术。
福建鼓山隧道,洞内设有照明、吸音、防潮、通讯、防火等装置和闭路电视监控及雷达测速系统,这是我国第一座现代化的公路隧道。
为适应公路隧道建设的发展,八、九十年头,交通部组织编写了公路隧道的设计、施工、通风照明设计、养护技术等规范,对我国公路隧道建设起到了促进和推动作用。
“八五”~“九五”期间是我国公路隧道建设快速发展的时期。
经过这十年的建设,公路隧道的勘察、设计、施工和营运等一系列技术日益成熟。
2024年隧道工程建设市场发展现状

隧道工程建设市场发展现状前言随着现代城市化进程的加速和基础设施建设的不断推进,隧道工程在城市交通和水利工程中的作用日益重要。
本文将对当前隧道工程建设市场的发展现状进行分析和总结。
一、市场规模及增长趋势隧道工程建设市场规模庞大且不断扩大。
随着城市化进程的快速推进,越来越多的大中城市需要修建地铁、隧道桥梁等基础设施以缓解交通拥堵和提升城市形象。
此外,随着城市排水、水利工程以及隧道工程的需求不断增长,市场规模也在持续扩大。
根据相关数据显示,隧道工程建设市场自2010年以来以平均年增长率超过10%的速度快速增长。
二、市场竞争格局隧道工程建设市场竞争激烈且具有一定的专业性。
随着市场需求的不断增加,越来越多的企业加入到隧道工程建设领域竞争。
在这个行业中,大型建筑工程公司、设计院、勘察院和施工企业为市场主要参与者。
这些参与者在技术实力、项目经验和资金实力等方面存在一定差异。
三、发展趋势1. 技术创新随着科技的不断发展和进步,隧道工程建设中出现了许多新技术的应用,如隧道掘进机、自动化施工和智能监测系统等。
这些先进的技术不仅提高了工程的质量和效率,还降低了施工成本。
随着隧道工程的不断推进,技术创新将成为市场发展的重要驱动力。
2. 环保意识增强在当今社会,环境保护意识日益增强,隧道工程建设也不例外。
越来越多的隧道工程要求在设计和施工中注重环保因素,减少对周边环境的影响。
环保技术的应用,如降噪设备、净化装置等,将成为未来市场发展的重要趋势。
3. 地下空间利用随着城市用地的紧张和土地资源的有限性,地下空间的利用成为发展的必然选择。
未来,隧道工程建设将更多地用于地下综合利用,如地下商场、地下停车场等。
这种模式的发展将进一步推动隧道工程市场的发展。
四、面临的挑战隧道工程建设市场在发展过程中面临一些挑战。
首先,技术难题是一大挑战。
隧道工程建设需要克服各种复杂地质情况和地下水等问题,同时工程的安全性和可持续性也是技术上需要解决的问题。
探讨国内外隧道及地下工程的发展现状

探讨国内外隧道及地下工程的发展现状隧道及地下工程是现代建筑工程的重要组成部分,其发展现状与国内外的建筑技术、交通建设和城市发展密切相关。
下面将从几个方面探讨国内外隧道及地下工程的发展现状。
首先,隧道及地下工程在国内的发展现状。
近年来,我国的隧道建设进入了一个快速发展的阶段。
高速公路、铁路、地铁等交通建设中的隧道数量日益增多,隧道的技术水平也不断提高。
我国在隧道技术方面取得了一系列的创新成果,如盾构机技术、地下综合管廊技术等。
此外,国内还在隧道防火、防水、防灾等方面做了大量研究工作,提高了隧道的安全性能。
随着城市化进程的推进,地下空间的利用也得到了重视,地下商业街、地下停车场等地下工程日渐增多。
总体而言,国内隧道及地下工程的发展取得了长足的进步。
其次,隧道及地下工程在国际上的发展现状。
在发达国家,特别是欧美国家,隧道及地下工程的发展相对较早,技术水平也较高。
这些国家在高速公路、铁路、地铁等交通建设中广泛应用了隧道工程,建设了很多世界上著名的隧道,如英法海底隧道、日本海底隧道等。
此外,这些国家在地下工程的设计、施工、管理等方面积累了丰富的经验,形成了一套完善的体系。
在地下空间的利用方面,这些国家也做得非常好,各种地下设施应用广泛,如地下商业中心、地下水库等。
总体而言,国际上的隧道及地下工程发展水平较高,具有很大的借鉴意义。
最后,国内外隧道及地下工程发展中存在的问题与挑战。
一方面,隧道及地下工程的施工技术要求非常高,对施工企业和工人的技能水平有很高的要求,因此人才储备是一大问题。
另一方面,隧道工程涉及到土木工程、力学、地质学等多个学科的知识,需要多学科的交叉融合,这对工程师和科研人员的综合素质提出了更高的要求。
此外,隧道及地下工程往往需要耗费大量的资金,投资方面也是一个重要的问题。
综上所述,隧道及地下工程作为现代建筑工程的重要组成部分,其发展现状与国内外的建筑技术、交通建设和城市发展密切相关。
国内在隧道及地下工程方面取得了显著的进展,但与发达国家相比还有一定差距。
2024年隧道建设市场环境分析

2024年隧道建设市场环境分析1. 引言隧道建设作为现代交通、水利、能源等基础设施建设的重要组成部分,在我国经济发展和城市化进程中发挥着关键作用。
随着我国经济的快速发展,各个领域对隧道建设的需求不断增加,隧道建设市场也呈现出蓬勃发展的态势。
本文将对隧道建设市场的环境进行分析,揭示其特点和趋势。
2. 隧道建设市场概况根据市场研究数据,隧道建设市场主要包括道路隧道、铁路隧道、地铁隧道、水利隧道等不同类型。
目前,我国隧道建设市场规模已初具规模,并且呈现稳步增长的趋势。
在道路交通领域,公路隧道的建设需求日益增加,主要集中在山区和高速公路的改扩建项目。
在城市交通领域,地铁隧道建设是重点关注的领域,随着城市轨道交通网的不断扩大,地铁隧道建设市场潜力巨大。
3. 隧道建设市场特点3.1 技术要求高隧道建设工程的特点之一是技术要求较高,涉及到地质勘察、隧道设计、施工技术等多个领域的综合应用。
在不同地质条件下的隧道施工,要求工程师具备较高的技术水平和专业知识。
3.2 市场竞争激烈隧道建设市场竞争激烈,涉及到设计、施工、设备供应等多个环节,相关企业之间存在激烈的竞争关系。
在市场竞争中,企业需要具备技术实力、项目经验以及良好的信誉。
3.3 政策支持力度大为推动基础设施建设,我国政府出台了一系列政策措施,包括鼓励民间资本投资、加大基础设施投入等,为隧道建设市场提供了良好的发展环境。
政府的政策支持将进一步增加隧道建设市场的发展潜力。
4. 隧道建设市场发展趋势4.1 技术创新与智能化随着科技的进步和创新,隧道建设领域也将出现一系列技术创新。
例如,在施工过程中采用先进的隧道掘进设备和自动化施工技术,不仅能提高施工效率,还能降低劳动强度和成本。
4.2 环保与可持续发展在隧道建设过程中,注重环保和可持续发展已成为行业的重要趋势。
隧道建设企业应采取有效的环保措施,如噪音减振、排污处理等,以减少对周边环境的影响。
4.3 加大投资力度为了满足不断增长的市场需求,隧道建设企业需要加大投资力度,提升技术水平和工程质量。
道路交通工程施工现状

一、工程规模不断扩大近年来,我国道路交通工程施工规模逐年扩大,涉及高速公路、城市道路、桥梁、隧道等多个领域。
如云南勐绿高速公路、淮河路高架桥二标项目等,均为超大型的交通基础设施项目。
这些项目的建设,对于提升我国交通运输能力、促进区域经济发展具有重要意义。
二、技术不断创新在道路交通工程施工过程中,我国不断引进和研发新技术、新材料、新工艺,提高工程质量、降低施工成本。
例如,云南勐绿高速公路和平山隧道的建设,采用了管超前、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤测量等施工原则,有效保证了隧道工程的安全、质量和进度。
三、绿色施工成为常态为响应国家绿色发展理念,道路交通工程施工注重环保、节能、低碳。
施工单位在施工过程中,采用节能设备、绿色建材,严格控制扬尘、噪声等污染,努力实现绿色施工。
如龙门五路跨航空路桥梁及道路工程,施工现场采用大型机械进行地下管沟的开挖回填,有效减少了对周边环境的影响。
四、智能施工逐渐普及随着物联网、大数据、人工智能等技术的不断发展,道路交通工程施工逐渐向智能化方向发展。
通过引入智能施工设备、智能监控系统等,提高施工效率、降低人力成本。
如青岛的淮河路高架桥二标项目,利用BIM技术进行施工管理,实现了工程进度、质量、安全等方面的实时监控。
五、招标制度日趋完善为了确保道路交通工程施工的公平、公正、公开,我国不断完善招标制度。
如亚冬会品质提升绿化项目、平房区亚冬会松花路等道路交通保障项目,均通过公开招标的方式确定施工单位和监理单位。
这有利于提高工程质量和施工水平,保障广大人民群众的出行安全。
六、交通组织措施得力在道路交通工程施工过程中,为确保交通畅通和施工安全,施工单位采取了一系列交通组织措施。
如G3京台高速公路济南西收费站出口匝道封闭施工期间,采取临时交通管制和绕行方案,引导车辆合理选择路线。
同时,公安交通管理部门加强通行秩序管理,依法查处各类交通违法行为。
总之,我国道路交通工程施工在规模、技术、环保、智能、招标和交通组织等方面取得了显著成果。
隧道工程发展现状与发展趋势

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。
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
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
交通类隧道
水工隧道
按隧道的用途
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
(一)规模
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
2024年隧道建设市场发展现状
2024年隧道建设市场发展现状引言隧道建设是现代交通运输和城市建设中的重要组成部分,随着经济的不断发展和城市化进程的加快,各地对隧道建设的需求也不断增加。
本文将对隧道建设市场的发展现状进行综述和分析。
1. 隧道建设市场概况隧道建设市场是指为满足人们对于交通、水利、能源等基础设施需求而进行的隧道建设活动。
随着城市化进程的推进,人口和交通密度的增加,加上环保和能源节约的要求,隧道建设市场正在逐渐崛起。
2. 隧道建设的主要类型隧道建设主要可以分为公路隧道、铁路隧道、市政隧道和水利隧道等。
其中,公路隧道和铁路隧道是目前隧道建设市场的主要需求方。
市政隧道主要用于城市给水、排水和排污等工程,水利隧道主要用于水资源调整和利用。
3. 隧道建设市场的发展趋势隧道建设市场的发展趋势主要体现在以下几个方面:3.1 技术创新隧道建设技术正朝着更加安全、快速和环保的方向发展。
随着科技的发展,隧道建设使用的材料和设备不断更新,新型隧道施工方法和监测技术也不断涌现,为隧道建设的快速发展提供了技术支持。
3.2 城市化进程加速随着城市化进程的加速,城市交通和基础设施建设需求日益增长,隧道建设市场前景广阔。
尤其是一些发展中的国家和地区,政府在城市规划中加大了对隧道建设的投资力度。
3.3 环保和能源节约要求隧道建设越来越注重环保和能源节约。
隧道建设过程中,通过采用新型材料和环保设备,减少对环境的影响,同时也通过设计合理的供排水系统,实现水资源的节约利用。
4. 隧道建设市场的挑战虽然隧道建设市场发展前景广阔,但同时也面临一些挑战:4.1 技术难题由于隧道建设涉及到地质、水文等多学科的知识,技术难度较高。
一些复杂地质条件和恶劣环境条件可能会增加施工难度和风险。
4.2 资金压力隧道建设需要大量的资金投入,特别是对于一些经济欠发达地区或发展中的国家来说,隧道建设的资金压力较大。
4.3 管理和监测难题隧道建设后的管理和监测也是一项复杂而重要的任务。
2024年铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场发展现状
2024年铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场发展现状引言铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场是国家基础设施建设的重点领域之一,对于交通运输和经济发展起着至关重要的作用。
本文将从产业规模、市场需求、技术创新和发展趋势等方面分析铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场的发展现状。
产业规模铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场在国家经济中扮演着重要角色。
根据数据统计,截至2020年,我国铁路里程总长超过14万公里,公路里程超过5,000万公里,同时还有大量隧道和桥梁工程需要建设和维护。
这庞大的基建规模为铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场提供了广阔的发展空间。
市场需求随着经济的快速发展,交通运输需求不断增加,铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场的需求也相应增加。
城市化进程加快,人口流动和物流运输不断增加,对于交通基础设施的改善和扩建提出了更高的要求。
此外,一带一路倡议的推动也将为铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场带来新的机遇。
技术创新随着科技的不断进步,铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场也在积极探索和应用新技术。
例如,在铁路建设方面,高铁、磁浮等新型交通工具得到了广泛应用,提高了交通运输效率。
在道路建设方面,智能交通系统、自动驾驶技术等也取得了显著进展。
同时,在隧道和桥梁建设领域,先进的材料和设计理念被不断引入和应用,为工程建设提供了更大的发展空间。
发展趋势铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场在中国经济发展中的地位将不断提升。
随着国家对基础设施建设的重视,政府的投资力度将进一步增加,为市场提供更多的机会。
未来,铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场将面临更多的挑战和机遇,例如绿色和可持续发展的要求、智能化和数字化技术的应用等。
企业应积极适应市场需求,加大技术创新和研发力度,不断提升产品和服务的质量,以在激烈的市场竞争中脱颖而出。
总结铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场是国家基础设施建设的重要领域,具有广阔的发展空间。
随着经济发展和交通需求的增加,市场规模将进一步扩大。
我国隧道技术现状和未来发展趋势课件
我国已建成和在建的隧道总里程超过1万公里,其中高速铁路隧道总长度超过 1000公里,高速公路隧道总长度超过150公里,城市地铁隧道总长度超过300 公里。
隧道施工技术和装备
施工技术
我国隧道施工技术在不断发展和创新,已熟练掌握了包括盾 构法、矿山法、顶管法等多种施工方法,并成功应用在各种 复杂的地质条件下。
02
国际隧道技术发展现状
国际隧道建设规模和里程
建设规模持续扩大
近年来,国际隧道建设规模不断攀升,涵盖了各种类型和规模的隧道项目,从城市地下交通到跨国铁路和高速公 路的建设,都展示了隧道技术的广泛应用。
里程数不断增加
随着隧道建设技术的发展,国际上建设的隧道里程数也在不断增加。一些国家和地区的隧道总里程已经达到了惊 人的数字,并且还在不断增长。
装备
我国隧道施工装备在逐步实现国产化,已有多家企业自主研 发了先进的盾构机、钻爆台车、喷锚机等隧道施工装备,不 仅满足了国内市场需求,还逐步走向国际市场。
隧道建设成本和效益
建设成本
我国隧道建设成本较高,主要原因是地质复杂、技术要求高、人力和材料成本上 升等因素所致。
效益
我国隧道建设取得了巨大的社会和经济效益,不仅改善了交通状况,提高了运输 效率,还促进了区域经济发展和城市化进程。同时,隧道建设还为我国在土木工 程领域的技术积累和人才培养提供了良好的平台。
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国际隧道建设成本和效益
高昂的建设成本
隧道建设需要投入巨大的资金和人力成 本,往往需要数年甚至数十年的时间来 完成。因此,隧道建设需要充分考虑投 资回报和经济效益,以确保项目的可行 性和可持续性。
VS
良好的社会效益
隧道建设不仅带来了交通的便利和改善, 还对当地经济发展起到了积极的推动作用。 同时,隧道建设还可以改善环境状况,减 少交通拥堵和污染,提高人民的生活质量。
隧道工程施工现状论文
隧道工程施工现状与发展趋势摘要:随着我国基础设施建设的快速发展,隧道工程在交通、水利、城市建设等领域发挥着越来越重要的作用。
本文将对隧道工程施工的现状进行分析,并探讨未来发展趋势。
一、隧道工程施工现状1. 工程规模及难度不断增大随着我国经济的持续增长,对基础设施建设的需求不断增加,隧道工程的规模和难度也在逐年增大。
目前,我国隧道工程已广泛应用于地铁、高速公路、铁路、水利等领域,且逐渐向深山、海域、城市中心等地区延伸。
此外,隧道工程的设计和施工技术也在不断提高,长距离、大直径、高难度隧道工程逐渐成为常态。
2. 技术创新不断涌现在隧道工程施工过程中,我国工程技术人员不断进行技术创新,研发出了一系列具有自主知识产权的隧道施工设备和技术。
例如,全断面隧道掘进机(TBM)、泥水平衡盾构机、钻爆法施工技术等。
这些技术的应用大大提高了隧道工程施工的效率和质量,降低了施工风险。
3. 环保意识不断提高在隧道工程施工过程中,我国政府及企业越来越重视环保问题。
施工单位在施工过程中,采取各种措施减少对周边环境的影响,如优化施工方案、采用绿色施工技术、加强施工现场管理等。
同时,隧道工程在设计阶段就充分考虑了环保因素,力求实现工程与环境的和谐共生。
4. 安全管理日益加强隧道工程施工环境复杂,安全隐患较多。
近年来,我国政府和企业高度重视隧道工程的安全管理,不断完善安全法规,加强安全培训,提高施工现场的安全管理水平。
此外,隧道工程施工中还采用了许多先进的安全监测设备和技术,如瓦斯监测仪、地震监测仪、隧道监控系统等,有效降低了施工事故的发生率。
二、隧道工程施工发展趋势1. 智能化施工技术的发展随着大数据、物联网、人工智能等技术的不断发展,隧道工程施工将实现智能化、自动化。
例如,通过智能化监测系统对施工现场进行实时监控,利用大数据分析技术优化施工方案,运用人工智能技术提高隧道工程的施工效率等。
2. 绿色施工技术的推广绿色施工技术在隧道工程施工中的应用将越来越广泛,如节能减排、环保材料、水资源循环利用等。
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1.前言我国是一个多山的国家,75%左右的国土是山地或重丘,公路建设中,过去的普遍做法是盘山绕行或切坡深挖。
据统计资料,汽车翻越山岭平均时速不足30,不到经济时速的一半,汽车的机械损坏和轮胎磨损极为严重,低等级道路的汽油耗量比高等级公路多20%—50%;而且,劈山筑路会造成许多高边坡,在南方雨量充沛地区,它严重破坏自然景观,造成塌方滑坡和水土流失。
因此,为了根除道路病害保护自然环境,在山区高等级公路建设中必须重视隧道方案,并努力提高公路隧道工程科学技术水平。
此外,我国江河湖海区域较为宽阔,沿海公路通道规划中常遇到桥梁方案与隧道方案比选的问题,内河的横跨通道也同样遇到这些问题。
过去,跨江(海)通道一般只考虑桥梁方案,这对于解决南北交通发挥了巨大作用,但同时对航道造成不良影响。
相比而言,水下隧道具有不影响航运,不受自然环境影响,能全天候通行,对生态环境干扰影响小,一洞多用等优点,其优越性受到广泛重视。
2.公路隧道建设建国后30年所修建的公路等级均较低,线形指标要求不高。
五十年代,我国仅有公路隧道30多座,总长约2500m,且单洞长度都很短。
六七十年代,我国干线公路上曾修建了一些百米以上的隧道,但标准也很低。
进入八十年代,公路隧道的发展逐渐加快,具有代表性的工程有深圳梧桐山隧道和珠海板樟山隧道,福建鼓山隧道和马尾隧道,甘肃七道梁隧道等。
到1990年底,我国建成的千米以上隧道已有十余座。
在大型公路隧道建设中,技术也随着不断提高,并学习和引进了很多国外先进技术。
福建鼓山隧道,洞内设有照明、吸音、防潮、通讯、防火等装置和闭路电视监控及雷达测速系统,这是我国第一座现代化的公路隧道。
为适应公路隧道建设的发展,八、九十年代,交通部组织编写了公路隧道的设计、施工、通风照明设计、养护技术等规范,对我国公路隧道建设起到了促进与推动作用。
“八五”~“九五”期间是我国公路隧道建设迅速发展的时期。
经过这十年的建设,公路隧道的勘察、设计、施工和营运等一系列技术日益成熟。
“九五”期间新建隧道504座,27.8万延米。
还建成了多座特长或宽体扁坦隧道,如中梁山隧道(3100m×2)、缙云山隧道(2450m×2)、大溪岭隧道(4116m×2)、二郎山隧道(4200m×2)、飞鸾岭隧道、真武山隧道等。
据不完全资料统计,我国已建成公路隧道1208座,总里程362。
目前,公路隧道的单洞长度越来越长,修建技术与营运技术日趋复杂。
如正在施工中的福建美菰岭隧道(5300m×2),正在设计阶段的湖南雪峰山隧道(约7000m×2)、四川泥巴山隧道(约8000m×2)、陕西秦峰终南山隧道(约18400m×2),以及沈大高速公路8车道超扁平大断面隧道等,都将遇到大量的技术课题。
3.存在的主要技术问题据最近一份调研报告表明,全国公路隧道设计与施工按新奥法实施者不到70%,新技术应用率较低,建成后隧道渗漏水较严重,造成洞内设施及衬砌结构破坏,返修率高。
个别隧道建成仅3年左右就要重新加固衬砌,还重新设置防、排水设施。
由于技术落后,建设费用和维修费用相当高。
另外5000m长以上隧道的营运通风等技术问题没有根本解决,制约了高等级公路的发展。
公路隧道多采取双洞4车道,加上路缘、余宽、检修道,内空建筑宽度一般在9.25m~10.50m,属于大断面隧道;近年来,随着交通量增大和等级提高,许多省份开始采取双洞6车道的跨度(甚至双洞8车道),这种高宽比为0.6左右的扁平状大断面隧道在设计与施工中受力较为复杂,结构与围岩及地下水的相互作用问题,开挖过程中的力学问题(亦称施工力学)等一直是前沿课题。
公路隧道设计断面如图1所示。
公路隧道既是道路构造物又是地下工程,它涉及结构、岩土、地下水、空气动力、光学、消防、交通工程、自动控制和工程机械等多种学科,其技术属复合技术。
目前公路隧道存在的主要工程技术问题有:(1)设计中,由于荷载不明且围岩参数不清,喷锚支护和二次衬砌设计参数采取工程类比或套用规范,对于每一座隧道来讲,这样做具有很大的主观性,与实际山体情况不符合。
(2)防排水技术落后,对地下水探测手段差、隧道渗漏水严重。
(3)施工中,围岩动态信息反馈技术差,预报准确率低,喷射混凝土回弹率高(严重时达65%)。
(4)营运通风、照明、防灾等设施工程设计水平较低,缺乏综合性考虑,长度4000m以上的公路隧道通风中尚有亟待解决的问题,有待研制静电吸尘装置,为今后修建特长隧道作技术准备。
(5)隧道内交通监测与控制水平落后,目前几座隧道的交通监控设备均为进口,这方面影响了我国公路隧道的发展。
(6)水底隧道技术还有待开发。
为了解决上述难题,“十五”期间有必要进行科技攻关。
4.公路隧道技术概况与发展趋势4.1 复合式柔性衬砌设计技术自L.缪勒(奥地利人)提出以充分发挥围岩山体自承载能力为基本原理,以锚喷支护及复合柔性衬砌为主要特征的新奥法( )以来,隧道工程学从理论、设计到施工发生了一场革命,它改变了过去按围岩荷载全部作用于衬砌上来进行设计和施工的传统思想,在工程造价、工程进度及施工管理等诸多方面都带来极大的效益。
目前,新奥法在国外许多国家被广泛应用于隧道工程中。
日本等国家在有关技术规范、指南中,已明确将该法定为隧道标准工法,并努力开发和应用与新奥法相关的各种技术,其中复合柔性衬砌设计技术及基于现场施工监控和信息反馈解析(也称信息设计)的围岩稳定分析技术是新奥法的核心和关键,各国专家更着力加以研究。
4.2 围岩稳定监测与信息反馈技术由于岩土材料物理特性和力学特性非常复杂,要想用解析手段预测隧道等地下结构物的力学动态,就必须建立精度很高的本构关系式。
然而,本构关系式越复杂,所含的力学参数越多,这些参数不管是采用室内试验还是现场测试都是非常困难的。
由于岩土的非连续介质特性,即使通过一些较先进的手段能测得这些参数,其解析结果与实际状态往往也有较大差异。
所幸的是,像隧道这样的地下工程,开挖面前方虽是未知的,但同时也是可再设计的,这就给人们客观地评价围岩特性及预测开挖面前方力学动态提供了机会,并进而对地下结构进行重新设计使之更符合实际情况成为可能。
即,通过施工现场开挖过程中,历时地对围岩变形进行量测,然后以这些位移量测信息为依据,反演计算围岩物理力学参数,在此基础上重新评价隧道结构的事前设计,确定更符合围岩动态的支护参数。
将此过程称为反分析过程,或信息化设计,由于该工作是在施工过程中完成的,又称它为现场临床诊断式施工。
关于以位移量测信息为依据的确定性反演分析方法的研究,自20世纪80年代以来取得相当进展,并日趋成熟。
关于确定性信息反馈技术,国内外专家、学者已做了许多工作,并取得一些成就。
但是,大量隧道工程实践证明,用确定性解得出的结果与实际测试结果有较大出入。
这除了计算模型及计算误差等原因外,隧道开挖引起的围岩动态所具有的不确定性对上述结果具有致命性影响。
例如,围岩位移观测量具有很强的离散性,它们是一些在确定意义上不可预测的随机信号;待求围岩参数并非某一确定量,而是处于某种随机过程(如)的状态估计量,显然与实际围岩状态不符,得到的结果当然有很大的离散性。
为了更真实地描述现象的本质,这些年来,国内外专家针对岩土工程的不确定性问题,提出了许多新方法。
如模糊数学手法、灰色理论解析手法、时间序列分析手法、离散元法、概率有限元法等。
在概率分析法中,又有马尔科夫过程( )分析手法、贝叶斯()分析手法等。
近年来,又有人提出将原属最优控制理论的卡尔曼滤波器( )用来分析岩土问题,无疑将岩土工程非确定性问题研究推向深层。
4.3 扁平大断面公路隧道设计与施工技术随着6车道高速公路的增多,我国大断面(3车道)公路隧道已开始兴建,如广东大宝山隧道、靠椅山隧道、深圳大梅沙隧道、重庆铁山坪隧道、真武山隧道等。
由于3车道公路隧道的断面积比双车道大得多,例如,日本第二东(京)名(古屋)公路3车道隧道的断面积为113-170m2,比一般双车道的85m2大1.5-2.0倍。
近期规划的3车道公路隧道,为适应140/h高速行车速度的要求,其断面积达170m2—200m2,局部断面达230m2的超大断面,开挖宽度达23m。
英法海峡隧道分叉处断面的开挖宽度达21.2m,开挖高度达15.4m,开挖断面积为252.2m2。
因此,在隧道位置的选定、隧道断面形式、隧道衬砌结构、施工方法、初期支护结构模式、参数等,都要加以深入地研究。
目前我国已把大断面公路隧道的修建技术列为重大研究课题予以实施。
研究的主要内容是:(1)扁平大断面隧道的力学问题由于车道数的增加,宽度加大了,而高度变化不大,使建筑限界变得扁平,因此,大断面隧道就不得不作成具有扁平的拱形结构。
因而使开挖应力的重分布变差,底脚处的应力集中过大,要求较大的地基承载力,防止拱顶不稳定和出现较大的松弛地压等。
(2)隧道断面结构的研究如隧道断面的研究,初期支护结构的研究,衬砌结构的研究等。
(3)施工方法的研究其中包括基本的施工方法、导坑超前法、不稳定围岩的施工方法及各种辅助工法的研究等。
(4)施工技术的研究如减小超欠挖技术的研究、长锚杆技术的研究、大容量喷射机的研制,连续出碴运输系统的研究、湿喷纲纤维混凝土技术的研究、不良地质地段的辅助工法的研究等。
断面的扁平率是大断面隧道的一个重要技术指标。
2车道时,扁平率约为0.85;3车道时,大都变为0.64—0.65。
随着扁平率的降低,弯矩在增加,同时侧压系数的影响也变大。
日本东名3车道隧道的改建中,采用扁平率(=隧道高度/隧道宽度)为0.65,真圆率(=上半断面高度/0.5×隧道宽度)为88%左右。
考虑到侧壁和衬砌拱脚处应力较大,仰供的半径取上半半径的2倍(2车道隧道取2.6-2.7倍),侧壁和仰拱的连接曲线半径取2.5m(2车道时取1),为避免应力集中,即使在围岩良好的情况下也应设置仰拱。
扁平大断面隧道的主要施工方法一般有①上半断面超前台阶法;②上半断面临时闭合的台阶法;③中隔壁法(工法);④双测壁导坑超前法。
通常还需要采用小导管超前支护、压浆或管棚等特别辅助方法与上述主要方法配合施工。
在承载力不足的洞口段或掌子面不稳定的隧道中,国外多采用双侧导坑法或中隔壁法。
这两种方法特别适用于地质差、断面大、地表下沉有严格要求的情况。
据国内外工程实践表明,与台阶法开挖相比,这两种方法开挖引起的地表下沉量很小,因此特别适用于扁平大跨度浅埋隧道开挖。
4.4近距离双设隧道设计与施工技术由于公路平面线形的要求或征地等外界条件的制约,有时难以将双洞按规范设计成分离式独立隧道,而不得不形成近距离双设隧道。
近距离双设隧道一般可分为以下3种情况:(1)并行双洞,即双洞按左右平行或上下平行设置。