我国公路隧道发展概况
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362km。
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(New Austrian Tunneling Method)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Markov Process)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(MarKov Process)分析手法、贝叶斯(Bayes)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(Kalman filter)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140km／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、TBM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.Om)，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(CD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。
我国隧道和地下工程技术的发展与展望
我国隧道和地下工程技术的发展与展望
摘要：隧道及地下设施建设技术的发展，满足了国家建设和城市发展的需要，增加了交通线路，减轻了地面交通负担，促进了区域经济发展，实现了资源共享。许多复杂隧道和地下工程的顺利建成，极大地促进了我国的发展。本文主要总结了我国地下隧道工程的发展状况，分析了隧道技术和地下工程的发展历史，提出了今后的发展趋势，对促进我国隧道和地下工程的技术进步具有重要意义。
关键词：隧道；地下工程；发展；前景
前言：
随着经济的发展，科技实力和水平的不断提高，我国的综合竞争力也在不断提高，地下隧道技术也在不断完善。随着先进技术和电子设备的不断引进，我国地下隧道施工设备在世界上占有很高的地位。长期以来，我国地下隧道工程规模不断扩大，种类繁多。由于地形复杂，为了满足国家建设和城市发展对地下长距离交通，防洪，供电，供水和西气东输的要求，必须快速，高质量地完成工程建设任务，进一步发展隧道和地下工程，不断提高技术水平，保证隧道更加稳定的发展。
一、我国隧道及地下工程发展现状
1.地下工程
城市地下建筑可以降低地面建筑的压力，扩大城市的可用空间；同时,它还具有美化城市,保护城市环境的功能,在城市开发建设中受到广泛关注。许多城市已将项目设计从单点建设转变为统一建设、单功能、多功能、独立运营。此外，许多大城市增加了对城市土木工程的投资，以修建最大的综合地下工程。
2.隧道 隧道类型很多，但实际开发和利用率最高的是高速公路隧道、引水隧道、铁路、城市轨道等。它们一直是城市之间沟通的纽带。隧道的修建带动了周边经济的发展，进而推动了中国城市经济的发展。
（1）公路隧道
公路隧道是促进城市间人口流动的另一种手段，也是短途城市交通的重要组成部分。据有关部门统计，截至2017年底，共有16000多条高速公路隧道，全长15240公里，是一条专用于汽车运输的高速公路隧道。随着经济社会的发展和生产规模的不断扩大，高速公路已成为我国公路建设的重要组成部分，高速公路作为一条高质量的公路，其施工技术要求直线、细坡、宽人行道。因此，在穿越山路时，以往的改造方案大多是通过曲折的山体，隧道的建设对改善高速公路的技术条件、缩短运营距离、降低运营成本起到了重要作用，提高运输能力，减少交通事故的发生。
中国公路隧道建设技术的现状和发展 ——更加安全、快捷、环保、节约(蒋树屏)
中国公路隧道技术的现状与发展
——更加安全、快捷、环保、节约
重庆交通科研设计院院长
国家山区公路工程技术研究中心主任
中国公路学会隧道工程分会理事长
中国土木学会隧道与地下分会副理事长蒋树屏
（研究员、工学博士
）第四届全国公路科技创新高层论坛(2008.5.17 北京)劈山开道，破坏环境，边坡失稳——渐成历史
逢山穿隧，保护环境，减少征地——已成共识
遇水架桥——未必定义
水下隧道——
多种选择1我国公路隧道建设基本情况
2环保型隧道建设技术研究与实践
3隧道监控量测及围岩分级技术创新1、我国公路隧道建设基本情况二十多年来，中国公路建设蓬勃发展。截至2007年底，
我国公路及隧道建设规模如下表所示：1 我国公路隧道建设基本情况总里程同比增长公路358.37万公里3.67%
等级公路253.54万公里11.06%
高速公路5.39万公里18.06%
隧道2555.5公里38.75%
4673座23.36%隧道同比≫公路同比
公路，向大山延伸
环保，正深入人心
用地，将更加节约表明:我国大陆特长公路隧道No.隧道名长度(m)位置车道通风方式1秦岭终南山隧道18020陝西2×23竖井分段纵向式2大坪里隧道12290甘肃2×22竖井分段纵向式3包家山隧道11500陝西2×23斜井分段纵向式4宝塔山隧道10391山西2x2竖斜井送排式纵向通风5泥巴山隧道9985四川2x2斜井+竖井分段纵向式6麻崖子隧道9000甘肃2x2斜竖井送排+射流风机纵向7龙潭隧道8700湖北2×2立坑送排+射流风机纵向式8米溪梁隧道7923 陕西
2×2左(右)洞单井送排式通风9括苍山隧道7930浙江2×2纵向式+半横流式(排煙)10方斗山隧道7581 重庆
2×22
座斜井送排式纵向通风1 我国公路山岭隧道建设情况No.隧道名长度
(m)位置车道通风方式1厦门海底隧道(钻爆)5960福建3×2竖井送排+射流风机纵向式2上海长江隧道(盾构）8955上海3×2横向式
3武汉长江隧道(盾构)3630湖北2×2横向式4上中路隧道（盾构）2800上海2×2横向式（双层双向）5复兴东路隧道盾构）2785上海3×2横向式（双层双向）
我国桥隧发展历史论文
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中国自古以来就是一个以农业为主导的国家，而桥梁和隧道是农业和交通发展的重要基础设施。中国古代的桥梁和隧道建设技术早在西周时代就已经被广泛运用，而且随着社会的发展和交通的需求不断增长，这一技术也在历史的长河中不断得到了发展和完善。
隋唐时期，中国的桥梁和隧道建设技术达到了巅峰，大运河的修建使得桥梁建设技术得到了更大的发展。宋元以来，中国的桥梁和隧道建设技术逐渐趋向成熟，该时期涌现了一大批优秀的桥梁和隧道建筑工程。明清时期，桥梁和隧道的建设成为了一种政治手段，为皇家和王朝的政绩建设铺平了道路。
近代以来，中国的桥梁和隧道建设技术得到了更为迅速的发展，工程规模也越来越大。自20世纪以来，中国的桥梁和隧道建设技术取得了巨大的进步，许多在工程上创新的成果都源自中国。随着中国的工程技术不断发展，桥梁和隧道工程的规模和技术水平也将不断提升。
如今，中国的桥梁和隧道建设技术已经处于世界领先水平，许多拥有世界一流水平的桥梁和隧道工程都出现在中国。随着中国经济和科技的不断发展，相信我们国家的桥梁和隧道建设技术将会实现新的飞跃，为国家的建设和发展提供更加坚实的基础设施保障。中国的桥梁和隧道建设技术在过去几十年里取得了长足的发展。作为世界上桥梁和隧道建设技术的领先者，中国不仅在大型跨海、跨江桥梁领域取得了重大突破，而且在高速公路、城市轨道交通、高铁和地铁等领域也展现出了强大的实力。
中国的桥梁和隧道建设技术在国际上也备受认可和赞誉。中国的港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥，凭借其卓越的技术和创新，成为世界建筑奇迹。同时，中国的高铁隧道建设技术也向世界展现了中国的雄心和实力，中国的高铁网络已经成为全球最为庞大和发达的高铁网络之一。
中国的桥梁和隧道建设技术不仅在工程规模上取得显著成就，在工程设计、施工技术、材料研发和工艺创新等方面也有了很大的进步。中国的桥梁和隧道工程所显示出的创新能力和技术实力已经成为国际建筑领域的一大亮点。
秦岭终南山公路隧道单洞长18
秦岭终南山公路隧道单洞长18.02公里 双洞共长36.04公里 15分钟即可穿越，西安到柞水由3小时缩短为40分钟。 2007年1月20日，秦岭终南山公路隧道举行通车仪式，至此，制约陕南经济发展的秦岭天堑变为通途，西安至柞水的通行里程缩短约60公里，行车时间由原来的3小时缩短为40分钟。
秦岭终南山公路隧道是国家高速公路网包头至茂名线控制性工程，也是陕西“三纵四横五辐射”公路网西安至安康高速公路重要组成部分。单洞长18.02公里，双洞共长36.04公里，建设规模世界第一，中国公路隧道之最。仅次于挪威长24.51公里的莱尔多公路隧道。2002年3月，秦岭终南山深处响起了这座旷世巨隧开工建设的第一炮。建设过程中，建设者不断克服断层、涌水、岩爆等施工中的难题和通风、火灾、监控等运营中的重大技术课题，使我国公路隧道建设技术达到了一个新的水平。2007年1月20日，隧道正式通车。
隧道概况
世界最长的双洞高速公路隧道---秦岭终南山公路隧道。该隧道是国家交通规划网内蒙古包头至广东茂名高速公路在陕西境内的重要路段，也是陕西省“三纵四横五辐射”公路骨架网中西安至安康高速公路沟通秦岭南北地区交通的控制性工程。 秦岭终南山公路隧道北起西安市长安区五台乡，南抵商洛市柞水县盘镇，隧道单洞全长18.02公里，双洞长36.04公里。隧道按双向车道高速公路标准建设；隧道净宽10.5米，限高5米；设计车速80公里/小时，总投资31.93亿元。 [1] 秦岭终南山公路隧道的六大亮点： 1、 是世界第一座最长的双洞高速公路隧道； 2、 是第一座由我国自行设计、自行施工、自行监理、自行管理，建设规模最大的特长高速公路隧道； 3、 通风竖井是目前世界直径最大、深度最大的竖井通风工程； 4、 设置了非常完备的监控和防灾救援系统； 5、 在亚洲首创设置了人性化的特殊灯光带； 6、 开发应用了策略自动生成软件进行隧道联动控制指导。 陕西高速公路通车里程跃居西部第一 高速路的贯通在秦岭腹地创造了一个神话，而公路建设者们希望在三秦大地上再造奇迹。秦岭终南山隧道只是陕西近年来交通建设大发展的一个小小缩影。过去五年，是陕西交通建设投资最大、建设规模最大、交通发展最快的五年，“中国第一隧道”贯通，南北大通道西安至陕蒙界高速全线贯通，铁路纵贯南北、形成了1100多公里的“铁脊梁”„„ 这五年的陕西交通建设里程几乎是过去的两倍，围绕国道主干线，相继建成西安至户县、延安至安塞、榆林至靖边、西安绕城高速、机场高速、靖边至王圈梁、西安至柞水、黄陵至延安、靖边至安塞等高速公路。而这些高速公路，正在缩小我省和周边省份的距离，以西安为中心，“三纵四横五辐射”的高速公路网正在逐步形成。越来越多通高速路的地区已经尝到了通路的甜头。 2008年1月，陕西省高速公路通车里程突破2000公里，达到2064公里，高速公路通车里程位居我国西部省份第一，也实现了国家规划的“五纵七横”国道主干线在陕西境内的全部贯通。 要致富，先修路；路通了，发展机会也来了。陕西是西部大开发的“桥头堡”，过去五年，陕西经历了一个路网建设飞速发展的时期，从2002年至今，公路、铁路、机场等现代交通网的完善已经并将继续为陕西经济快速发展提供更便捷的交通条件。 一隧穿秦岭蜀道变坦途 蜀道难，首先难在横亘千里蜀道上的一座凛然威严的大山。这就是秦岭。它像一道不可逾越的屏障，将巴蜀水乡和关中平原严格地分割并区别开来。而2007年元月顺利通车的“世界第一隧”秦岭终南山隧道使得西安至柞水段130公里程缩短到65公里，秦岭在短短15分钟左右就可以轻松穿越。 历数跨越秦岭的几条道路，尽管它们修筑的年代不同，通往的方向不同，甚至道路的属性不同，但只要跨越秦岭，就都无一例外地可以用四个字来形容：曲折盘旋。而终南山隧道全长18.02公里，直穿秦岭山脉的终南山，为上、下行线双洞双车道，北起西安市长安区青岔，止于商州市柞水县营盘镇。 这个隧道的长度，相当于3.6个北京长安街的总和。从秦岭终南山隧道的北口进去，往南走18.2公里就可以横穿秦岭了。秦岭终南山隧道，设计时速为80公里，走完全程大约需要15分钟的时间，在这15分钟的时间里，你可充分感受到这条隧道的与众不同。 不同位置，不同色彩的灯光，在隧道里构成了一个光的世界。而更为特殊的是，走不了多久，你就会看到前面一片光明，似乎就要走到洞口了。天上百云朵朵，地下绿树成荫。在隧道里特殊灯光带长150米，宽度20.9米，在隧道中就像一个袖珍的小公园。 得益于隧道的隧道建成，将使西安至柞水的公路里程缩短60公里，行车时间缩短2.5小时，隧道的建成，使交通落后这一阻碍陕南发展的重大瓶颈彻底消除，对改善我国西北与华中、西南地区的交通，促进秦巴山区的社会经济发展及陕西省与周边省市的经济交流具有十分重要的意义。 据了解，秦岭终南山隧道创造了我国高速公路隧道建设的六项之最：世界上第一座双洞高速公路隧道，单洞全长18.02公里；第一座由我国自行设计、施工、监理、管理、综合水平最高的隧道；世界口径最大、深度最高的竖井通风工程；拥有世界高速公路最完备的监控系统；世界上最先进的高速公路隧道特殊灯光带；首次提出策略管理理论，运用首套策略自动生成软件，对火灾、交通事故、养护等方面进行自动监测和管理。从这种意义上讲，秦岭终南山隧道的技术意义不仅是陕西的，也是世界的。
隧道在交通事业中的地位及发展概况
重庆交通大学教案
1
第1章 绪 论
1.1 隧道在交通事业中的地位及发展概况
1 什么是隧道？
隧道是指一种修建在地层中的地下工程建筑物
公路隧道是指专供公路运输使用的地下工程结构物
2 隧道在交通事业中的地位
（1） 重要性：交通是国家基础建设重要的设施，在国民经济发展中占有十分重要的地位。我国公路隧道随着交通建设的高速发展而不断增加，目前国家将建设重点向我国西部地区转移，是高速公路网建设的重要组成部分。
（2） 必要性：世界各国的经济发展经验表明，快速畅通交通网是经济发展的必不可少的条件。近年来随着我国社会经济快速发展（年增长超过7%），地面交通增长十分迅猛，低等级公路已不适应发展要求，高速公路网建设，隧道桥梁不可缺少。
（3） 紧迫性：目前我国高速公路总里程还很少（2001年底近2万公里），满足不了发展的需要，造成各种交通设施超负荷运转，交通事故、交通阻塞和交通公害等成为一大社会问题，阻碍了国家和地区经济的发展。因此，针对交通需求的高涨，解决好路面交通的规划和修建，是目前急需研究解决的课题。
3 隧道工程的发展概况
重庆交通大学教案
2 （1）隧道的发生和发展历史：
原始时代 即人类的出现到纪元前3000年的新石器时代，是人类利用隧道来防御自然威胁的穴居时代。隧道是用兽骨等工具开挖，修筑在可以自身稳定而无需支撑的地层中。
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。
我国隧道和地下工程技术的发展与展望 2
我国隧道和地下工程技术的发展与展望
发布时间：2023-02-01T07:14:38.637Z 来源：《工程建设标准化》2022年18期 作者： 杜成
[导读] 本文对此进行分析研究，并且提出了几点浅见。
杜成
中铁二十三局集团第二工程有限公司
摘要：隧道和地下工程施工难度大，风险性强，对应用技术的要求非常高。近年来，我国在隧道和地下工程技术层面上取得了很大的成就，出现了多种高新应用技术，相关领域要持续的进行技术研发创新，进一步的推动隧道和地下工程行业的发展。本文对此进行分析研
究，并且提出了几点浅见。
关键词：隧道工程；地下工程；应用技术；发展与展望
1我国隧道及地下工程的发展现状
1.1隧道工程
隧道属于交通设施的一种，是指埋藏放置在地层内的工程建筑设施，虽然属于地下建筑，但也存在完全位于地表以上的隧道。隧道的主体结构包括洞身和洞门，人隧道的附属设施有敖汉了避车洞、消防设备、应急通讯和防排水设备等等，长度相对长的隧道还配置照明和
通风设备。隧道的种类繁多，其中最常见的按照功能用途分类有铁路隧道、人行隧道、运河隧道、海底隧道、排水隧道、电缆隧道等;按照
隧道所在位置分为了山岭隧道、城市隧道、水滴隧道;按照建筑材料分为石质隧道和土质隧道。
1.2地下工程
地下工程称作地下土木工程，顾名思义是指深入地下开展的建筑设施，主要是目的是开发和利用号地下的空间和资源。重点组成包括地下房屋、地下建筑物、公路隧道、水下隧道、地下铁道、地下共同沟、地下过街通道等等。与隧道相关的地下工程的最大特点就是具有
良好的稳定性和密闭性，因为位处地下需要咋结构支撑上具备较强的稳定性，而且还需要具备抗灾防护功能，同时由于地下施工相对困难
重重所以相应人力、物力、财力资源耗费较多，同时需要做好干燥通风以及安置防灾防火的设施。当前我国的隧道及地下工程发展取得了
很高的成就，各类别的隧道以及定下工程建设都得到了飞速发展，无论是在总数量、总长度等方面获得了喜人的成绩，公路、地铁、铁路
我国隧道及地下工程发展现状和前景展望
隧 道
我国隧道及地下工程发展现状和前景展望
戴文亭 白宝玉
(吉林工业大学交通学院,长春130025) 摘 要 本文概述了我国隧道及地下工程发展的现状和发展前景,介绍了大型工程的主要施工方法及新技术采用情况,最后提出设计施工中应注意的问题。 关键词 隧道 地下工程 现状 前景 问题
1 我国遂道及地下工程的发展现状自1978年我国改革开放以来,我国在交通、水利水电、市政等基础设施领域取得了令人瞩目的成就,特别是近十年来,更取得了突飞猛进的发展,同时在设计和施工技术水平上也有了很大提高。1.1 交通隧道交通隧道主要包括铁路隧道、公路隧道及城市地铁工程,铁路隧道目前在数量、长度、设计及施工技术上在我国处于领先地位,截至1997年,在我国的铁路线上已建成并正式交付运营的隧道大约5200座,总长度2457.89km,平均占铁路网总长度的4.7‰。目前我国已建成铁路中隧道占线路长度在30%以上的就有襄渝线34.3%,成昆线31.6%,在建铁路中隧道占线路长度比例最大的达到50.42%(西康线)。目前已建成的最长隧道是西康线的秦岭单线隧道,长18.4km,其它较长的还有衡广铁路复线上的大瑶山双线隧道,长14.295km,于1987年建成。南昆线上的米花岭隧道,长9.383km。地铁工程目前仅有京、津、沪、穗四市约80km正在运营,而在建工程则很多,目前除上述四城市仍在继续扩建地铁外,南京、重庆、青岛、沈阳、深圳、成都等约20个大中城市进行了地铁和轻轨交通系统规划,部分项目正在全面施工。我国公路隧道在80年代前,因公路等级较低,同时限于设计、施工及短期投资大等多种原因,很少设计长大隧道,且数量(总长度)上也不多,但改革开放以后,为了实现截弯、降坡、提速、提高运营安全及实现长期运营收益提高等,相继修建了一批长大公路隧道,如辽宁的八盘岭双线公路隧道(长1600m),吉林的小盘岭公路隧道(长600多米)等,但近七、八年来,随着我国高速公路建设的大规模展开和设计、施工总体水平的提高,公路隧道工程在总量、单体长度上有了突飞猛进的发展,隧道单体长度记录不断被刷新。目前已提高到4km长度以上的水平,如川藏公路上的二郎山隧道全长4160m,目前我国海拔最高,2000年4月18日峻工通车的重庆铁山坪路隧道双线全长5424m,是目前我国最长的大跨度公路隧道,北京至八达岭高速公路上的潭峪沟公路隧道主隧道全长3455m,单向三车道,是目前国内最宽的公路隧道。1.2 水利水电隧洞主要包括水工隧洞和地下厂房两大部分,水工隧洞主要包括引水隧道,导流隧洞,泄洪隧洞等,地下厂房指不过水的地下洞室,包括电站主副厂房洞室、开关站、闸门竖井等,我国自70年代中期以后,先后建成了一大批著名的水电工程,如二滩水电站、黄河小浪底、葛洲坝等,还有目前正在建设的世界最大的水电工程长江三峡工程,这标志着在水利水电系统地下工程和隧道建设已达到或接近世界先进水平。目前水电地下工程建设中的一个明显特点是工程规模不断大型化,具体体现为:引水隧洞埋深增大,导流、泄洪洞断面增大、跨度增大、边墙增高的地下洞室群体规模增大,隧洞承压水头增大,如正建的锦屏二级引水隧洞埋深达2600m(与目前世界上已建最大埋深的法国谢栏引水隧洞埋深2620m相近),已建成的二滩电站导流洞,断面达403m2,已建成的天湖抽水蓄能电站的水头则高达1074m,在长度方面,1991年建成的太平驿引水隧洞就达10km。1.3 地下工程地下工程包括市政管线工程,地下仓储工程,城市地下空间综合开发利用。・09・东 北 公 路 2000年随着现代化城市高密度化,生活水准的高标准化,各种供给设施(如电信、电气、煤气、上下水等)的需求量将会急剧增加,需要改造和增设的供管线愈来愈多,解决这一问题的最好对策乃是进行统一规划与管理的城市地下共同沟(城市地下公用事业综合隧道),1994年上海浦东建成了我国第一条规模较大的张扬路共同沟。城市地下空间开发利用,目前较广泛的有高层建筑物地下室,平战结合的人防工程,如上海人民广场地下商场,哈尔滨、长春地下商业街等。利用地下工程恒温恒湿,受地面干扰小,防灾抗灾能力强等的特点,我国修建了许多地下储库,如地下粮库、油库、金库等。随着我国经济和科技的发展,地下工程的应用领域和应用深度将不断拓展。2 我国隧道及地下工程的主要开挖方法及新技术世界发达国家已有的隧道和地下工程施工技术,大部分已在我国开发利用,并在工程实践中结合中国的国情得到不断的改进和发展。由于隧道及地下工程类型、规模、地层、施工装备、技术水平等的不同,相应产生不同的开挖方法,按大类主要可分以下几种:见表1。表1 主要开挖方法及对应施工方法分类开挖方法主要施工方法明挖法敞口明挖法:基坑放坡开挖法,支护开挖法。盖挖法:桩墙合一法、逆作法、半逆作法、顺作法沉箱(管)法沉箱法、沉管法暗挖法全断面开挖法(TBM法,盾构法)分部开挖法、超前注浆法,冻结法 明挖法以它施工简单,安全快速、造价较低,仍然是除山岭隧道,江湖河底隧道外首选的施工方法,其中的盖挖法是市区修建地铁车站的主要方法,北京、上海、南京、广州有近10座地铁车站采用此法,并取得了很多宝贵经验,逆作法或半逆作法也已从局部试点转入工程实际应用,如深圳地王大厦、上海金茂大厦地下室,除主楼外全部采用半逆作法施工,使工期大大提高。暗挖法适应范围广、铁路、公路、水利水电隧道、矿山巷道以及城市繁华市区下地铁、地下工程广泛采用此法,沉箱(管)法则主要用于跨越江湖河流等水体隧道的施工。我国的隧道及地下工程施工技术自80年代以来,得到了快速发展,代表隧道工程施工新技术发展水平的隧道凿岩机(TBM)和盾构机,不断被引入我国,并在实践中不断被改进和国产化,以1981年11月开工,1987年12月竣工的大瑶山双线铁路隧道的施工为代表和开始,成功地推广了锚喷支护新奥法大断面开挖施工技术,90年代采用新奥法又一次成功修建了号称“天下第一险洞”(高地应力、高地热、多瓦斯、多断层、多地层塌方)的南昆铁路家竹箐隧道,这标志着我国钻爆法隧道施工技术达到和接近了世界先进水平。其中形成的施工前、中、后的超前地质预报模式、围岩变形量测、预报、指导施工模式及围岩加固模式,为我国全面推广新奥法隧道设计与施工技术奠定了坚实基础,我国目前已建成的最长的单线铁路隧道西康铁路秦岭隧道施工中采用了(1997年12月18日)全断面隧道掘进机(TBM),使我国的交通隧道修建技术又上升到一个新台阶,而在上海、广州、北京地铁隧道施工中,盾构机得到了大面积使用,取得和积累了很多成功经验,用此法目前已建成了约100km长的各种用途的隧道。3 我国隧道及地下工程的发展前景3.1 隧道发展前景随着我国经济的持续发展综合国力不断增强,高新技术不断发展,我国隧道发展前景是非常广阔的,同时隧道的发展也是我国国民经济发展、国家西部大开发战略、开边通海战略的迫切需要。交通设施、水电工程越来越成为制约一个地区经济发展的瓶颈所在。在交通隧道方面,随着我国高速公路干线网的不断完善,特别是向我国西部多山地区的不断延伸,海南岛与陆地的跨海延伸,以及辽东半岛、胶东半岛之间的跨海连接,崇明岛与上海之间等长江沿线的地下连接都需要巨大的隧道工程来支撑,随着西部的开发,我国铁路隧道、公路隧道的单体长度及数量记录,都将不断被刷新,如1999年竣工的秦岭铁路隧道长度已达18.46km,2000年5月竣工的重庆铁山坪公路隧道长度为4.5km。在跨海、跨江隧道方面,目前我国国内已对琼州海峡隧道完成了可行性研究,不少有识人士也已提出了跨越渤海湾联接辽东与胶州半岛的南桥北隧固定联络隧通道,跨越长江入海口连接上海—崇明—启东的江底隧道、京沪、京广高速铁路跨越长江的沉管隧道,甚至提出了兴建台弯海峡隧道的设想。日本的青函海底隧道(全长53.85km)海底部分长23.3km),英法海底隧道(全长50km,海底38km)的建成运营,以及其它国家正在规划与实施的众多海峡隧道,都已为我国树立・19・第23卷第4期 戴文亭、白宝玉:我国隧道及地下工程发展现状和前景展望了先例。在水电隧道方面,随着以世纪工程三峡水利水电工程等一大批大型、超大型水电工程项目的实施与完成,我国在深埋、长大隧道及大跨度地下厂房的设计与施工能力上,都已经或将要达到或接近世界先进水平,随着我国西部大开发的进行,雅鲁藏布江、金沙江等水力资源丰富的江河上梯级电站建设,我国水利水电隧道的建设也将进入一个全新的发展时期。3.2 地下工程发展前景各种用途的地下工程的大力发展,能够有效地缓解经济发展,特别是城市发展与我国土地资源紧张的矛盾。据气象卫星遥感资料判断和测算,1986-1996年10年间,全国31个特大城市城区实际占地规模扩大50.2%,城市不能无限制的蔓延扩张,只能走内涵式集约发展道路。充分利用城市地下资源,建设各类地下工程是城市经济高速发展的客观需要,另外,设计与施工技术的发展也为其提供了充分的技术保障,目前,我国沿海地区人均国民生产总值已超过1000美元,达到发达国家地下空间开发、地下工程建设达到高潮时的标准,所以,我国地下工程的建设,特别是东部经济发达地区和大中城市,将迎来建设高潮,同时也为土木工程施工企业带来了无限商机。4 我国隧道及地下工程设计施工中应注意的问题隧道及地下工程都是建造于岩土介质中的结构物,而目前人们对于岩土介质的性质及岩土介质中结构的共同作用机理还缺乏成熟的规律性认识,隧道及地下工程设计和施工技术理论不像地面结构那样成熟,与国外发达国家成功的隧道及地下工程施工范例相比,我们应该注意以下几方面的问题:(1)必须加强前期的工程地质勘察和可行性研究工作,加强从选择设计、施工单位,实行监理制度等各阶段的科学管理,管理体制应同国际接轨。(2)进一步完善隧道及地下工程设计施工的法规和技术规程建设,做到有法可依。(3)进一步通过科学实验和计算,完善在动静荷载作用下,地下结构与围岩介质的共同作用理论,明确隧道和地下工程周边各阶段的荷载分布,使结构内力分析、断面设计方法更符合实际。(4)在准确理解的基础上,全面推广应用“新奥法”新奥法不能简单地理解为一种具体的施工方法,实际上它是一种新理念下的从设计施工直到运营的隧道及地下工程建设的指导思想原则,再配合一些必要的工法。(5)先进施工机械的引进和研制,先进的各类工法和专家系统的提出。如隧道凿岩机,各种盾构机和微型自动导航地下施工机械等。(6)加强施工队伍技术素质的提高,加强经济技术管理,降低工程造价。(7)加强环境保护意识,注意隧道和地下工程施工运营中不产生对环境不利的影响和公害或采取适当措施,将影响减到可以接受的程度。应逐步建立建全大型隧道及地下工程施工监测、监控、环境病害预测防治系统。参考文献1 张庆贺等.隧道及地下工程.北京:中国水利水电出版社.1999年1 王毅才主编.隧道工程.北京:人民交通出版社,1987年3 林宗元主编.岩土工程勘察设计手册.沈阳:辽宁科学技术出版社,1996年
中国最长隧道的调研报告的总结
中国最长隧道的调研报告的总结
近年来，我国公路建设进入了新的发展阶段，交通基础设施建设加快。与此同时，城市地铁的不断修建也使我国大城市与地区间的交通距离大大缩短，改善了人们的出行环境，并提升了社会资源的利用率。据中国铁路总公司统计:2009年铁道部完成铁路投资1300亿元，预计2015年将达到1万亿人民币。铁路建设将为经济增长提供强有力的支撑。为解决经济发展与改善民生之间所需平衡问题，大力推进以新一代信息技术、通信技术为代表的现代科学技术正在深刻改变着人们的生活方式。从交通设施、基础设施建设上体现出新一代人民对美好生活新期待与追求要求。随着国民经济和社会事业、交通运输领域不断发展、改革深入，人民生活水平不断提高。目前我们对于基础设施建设所采取的措施已经具有相当规模。随着这些建设项目和投资在不断增加，基础设施将更加适应社会主义现代化建设和国民经济发展对交通运输能力越来越迫切的需要。为满足人们日益增长的多元化交通需求的发展新形势下，加快铁路基础设施项目建设是国家确定于新世纪重点实施起来了也必须解决好问题、加快发展起来的重大战略任务之一。因此对于公路施工过程中要注意以下几点：第一、做好桥梁隧道防水工作；第二就是做好施工管理中安全方面工作；第三；加强隧道周边环境控制以及环境保护（不允许污染）方面我们将这篇调研报告总结如下：随着我国经济快速发展，人们对高速铁路出行环境有了更高要求，但是目前我国还没有一条高铁真正做到为我们中国人民服务的愿望，虽然国内有些人也不愿意看到这样一个情况发生在自己身边但是其实还是有很多人对这样一件事情没有真正的去了解和重视是不能够理解自己做了之后就会后悔当初没有选择这个道路。在中国修建一条高技术人才和设备可以进行运输等方面都是能够保证我国交通发展速度一直保持下去以及进一步走向世界各国。但是在这个过程中却又有一些不太好不被人们所重视，因此就会产生很多浪费。在过去长达十几年来一直有大量的工程建设处于亏损状态（有的时候会是负
我国公路隧道工程技术的现状及展望
我国公路隧道工程技术的现状及展望
摘要：本文讲述了我国公路隧道工程施工技术的状况和存在的不足以及现阶段我国在隧道工程施工中的关键技术，其中关键技术具体包括了柔性里衬设计方案技术、隧道伴生岩层与山体性质可靠性检测与反馈机制技术、扁大断面隧道设计和工程施工技术、隧道电铲技术、掩埋隧道技术和盾构机隧道技术等技术，本文着重介绍了其中的复合柔性里衬方案设计技术和双线隧道的施工工艺技术以及我国在隧道设计与建造领域的发展趋势和展望，仅供相关人员参考。
关键词：公路隧道；技术；展望
引言
我国是一个多山国家，全国各地七个省份大约75%是坡地或丘陵地形。在公路建设过程中，以往普遍的办法是绕山或削坡。据调查，车辆爬山的平均速率不超过30千米/小时。这会导致车辆机械性损伤和轮胎磨损严重，低级别公路耗油量比高级公路多20~50%。此外，开山修路会导致许多边坡，破坏自然风光，南方地区降雨量大的区域会有小山坡和土壤侵蚀。因而，为了能避免公路问题，保护自然环境，在山区地带高级公路建设过程中，一定要重视隧道施工计划方案，全面提高公路隧道工程施工的科技实力。除此之外，在我国湖泊较为广阔，在中国沿海地区公路通道规划里经常会碰到桥梁计划和隧道施工布局的挑战。除此之外，跨海（湖）隧道正面临着这种问题。以往跨江隧道的通道一般只关注桥的计划方案。例如长江黄金水道，“一桥南北飞天堑通途”，对处理南北交通状况也起到了非常大功效，同时也对航线产生了明显的不良影响。
一、公路隧道建设
我国建国以后近三十年间修建的公路全是最低档次的,对线形指标值也毫无需求。20世纪50年代,我国仅有的三十几处公路隧道,大约为二千五百米,但每一个隧洞长度都很短。20世纪60年代至70年代,虽然在中国主干路建设有一百公尺以上的隧道,但标准并没有提高。20世纪80年代,中国公路的发展越来越快,主要代表性工程包括了深圳吴同山隧道和珠海的板嶂山隧道以及福建省西姑山隧道、马尾辫隧道、甘肃省的七道桥隧道等。截至一九九零年底,中国已完成了好几座全长超过一千公里的隧洞工程。在大中型公路隧洞施工领域,中国技术的飞速发展,借鉴并引入了不少外国先进工艺。福建省的黄姑山隧洞工程,均配备了照明装置、吸音材料、内部后浇带的设计、通信、消防器材和对地面数码电视的监控以及雷达技术测试等装置。是我国首个现代化的公路隧洞施工。为适应中国公路隧道施工的高速发展,于二十世纪八十时期和九十年代,交通运输部颁布了《公路隧道设计方案、工程施工、自然通风灯光设计和保养技术标准》,进而引导和促进了中国公路隧道的建设。
我国隧道发展的历程
我国隧道发展的历程
我国隧道发展的历程可以追溯到20世纪50年代。在这个时期，中国开始了多个重要的隧道建设项目，其中包括西安至宝鸡铁路隧道、山海关隧道等。这些项目不仅满足了运输需求，还培养了大批的隧道建设技术人才。
到了20世纪70年代，中国开始启动更大规模的隧道建设计划。这个时期，隧道建设技术得到了重要的突破和发展。其中最著名的项目是青藏铁路隧道，这是世界上海拔最高的铁路隧道，它不仅向全世界展示了中国的隧道建设实力，也为中国的高原交通运输做出了巨大贡献。
随着国民经济的快速发展，中国进一步加强了对隧道建设的投资。在21世纪初，中国开始了世纪工程的建设，比如港珠澳大桥隧道、长江隧道等。这些隧道项目不仅规模巨大，而且涉及到了复杂的地质条件和环境保护等问题，对中国的隧道建设提出了更高的要求。
随着技术的不断创新和进步，中国的隧道建设水平也不断提高。如今，中国已经成为世界上隧道建设最为发达的国家之一，在高铁、地铁、公路、水利等领域都有着丰富的隧道建设经验。同时，中国的隧道建设技术也开始走出国门，参与了一些国际隧道建设项目，为其他国家提供了隧道建设方面的支持和合作。
未来，随着城市化进程的加快以及基础设施的不断完善，中国的隧道建设仍将保持快速发展的势头。随着技术的日益成熟和应用，隧道建设将更加高效、安全、环保，为我国的交通和基础设施建设作出更大贡献。