1、1土木工程概论-隧道工程及地下工程2隧道工程 1970年经合组织（OECD）的隧道会议对隧道所下的定义为： 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的硐室。隧道技术，对应于修筑隧道过程的各个阶段，可以大致分为：调查计划技术（有关地质、水文等的调查和预测、测量等）；设计技术（指岩石力学、土力学和结构力学、材料等）；施工技术（指开挖、运输、支撑衬砌的施工、地基改良、为改善施工条 件而采用的特殊施工方法、安全卫生等）；运用技术（指照明、通风、维修管理、防灾等）。3隧道工程-公路隧道 公路隧道线路：公路隧道的平面线形和普通道路一样，根据公路规范 要求进行设计。隧道平面线
2、形，一般采用直线、避免曲线，如必须设 置曲线时，应尽量采用大半径曲线，并确保视距。 隧道净空断面的形状，即是衬砌的内轮廓形状。4隧道工程-公路隧道通风 隧道通风方式的种类很多，按送风形态、空气流动状态、送风原理等划分如下： 一.自然通风 二.机械通风 1.纵向式 1)射流式 2)风道式和喷嘴式 3)竖井式 2.半横向式 3.横向式 4.混合式 5 隧道工程-公路隧道照明 隧道照明主要由入口部照明、基本部 照明和出口部照明与接续道路照明构 成。 入口照明是指司机从适应野外的高照 度到适应隧道内明亮度，所必须保证 视觉的照明。它由临界部、变动部和 缓和部的三个部分的照明组成。 出口照明是指汽车从较
3、暗的隧道驶出 至明亮的隧道外时，为防止视觉降低 而设的照明。应消除“白洞效应”，即 防止汽车在白天穿过较长隧道后，由 于外部亮度极高、引起司机因眩光作 用而感不适。 6隧道工程-地铁隧道结构 地下铁道是地下工程的一种综合体。其组成包 括区间隧道、地铁车站和区间设备段等设施。 地下铁道所用设备涉及到各种不同的技术领域。地铁的区间隧道是连接相邻车站之间的建筑物。 它在地铁线路的长度与工程量方面均占有较大 比重。区间隧道衬砌结构内应具有足够空间， 以供车辆通行和铺设轨道、供电线路、通讯和信号、电缆和消防、排水与照明装置。 7铁路隧道施工 地下铁道的修建方法很多，概括起来有 两大施工方式，即明挖法明挖
4、法和暗挖法暗挖法。 常用的明挖法有三种：（1）敞口放坡明挖（2）板桩法（3）地下连续墙施工法暗 挖 法（1）盾构法（2）注浆法（3）沉管法（4）顶管法8水底隧道 水底隧道的埋置深度是指隧道在河床下的岩土的覆盖厚度埋深的大小，关系到隧道长短、工程造价和工期的确定。 尤其重要的是覆盖层厚度关系到水下施工的安全问题。设 计水底隧道的埋置深度需考虑以下几个主要因素：1、地质及水文地质条件2、施工方法要求3、抗浮稳定的需要4、防护要求 水底隧道的断面形式：圆形断面、拱形断面、矩形断面 隧道防水 1、采用防水混凝土，2、壁后回填，3、围岩注浆，4、双层衬砌 9 地球上由于海洋的存在，陆地被分割，形成不同条
5、件下的若干区域，并造成交通障碍及文化差异。工程界认为：十九世纪和二十世纪是长大桥梁、高层建筑发展的时代，而二十一世纪将是长大隧道工程发展的时代。 u 海底隧道的历史可以说是从1802年提出英法海底隧道设想开始的 u 1944年建成日本关门铁路隧道，是世界上第一条海底隧道；u 日本青函隧道及英法海峡隧道是20世纪最宏伟的隧道建设壮举。 海底隧道101936年动工，年动工，1944年建成，是世界上第一条海底隧道年建成，是世界上第一条海底隧道 。 总长3.6km ，最深点 -40m，最小埋深9.5m，断面积 76.9 m2日本关门（铁路）隧道日本关门（铁路）隧道世界上第一条海底隧道 11海底隧道的特
6、点海底隧道的特点 （1） 通过深水进行地质勘测比在地面的地质勘通过深水进行地质勘测比在地面的地质勘测更困难，造价更高，而且准确性较低测更困难，造价更高，而且准确性较低 ； （2）沿海底隧道线路布置施工竖井困难很大）沿海底隧道线路布置施工竖井困难很大 ； （3）很高的孔隙水压力会降低隧道围岩的有效）很高的孔隙水压力会降低隧道围岩的有效应力，造成较低的成拱作用和地层稳定性较低；应力，造成较低的成拱作用和地层稳定性较低； （4）很高的渗水压力，灾难性的涌水与塌方）很高的渗水压力，灾难性的涌水与塌方 ； （5）高水头造成衬砌承受较大的荷载）高水头造成衬砌承受较大的荷载 ； （6）海水对钢筋及混凝土的腐
7、蚀作用；）海水对钢筋及混凝土的腐蚀作用； （7）纵剖面呈）纵剖面呈V形或形或W形，不能自然排水。形，不能自然排水。12海底隧道施工方法 （1）钻爆法；）钻爆法；（2）沉管法；）沉管法；（3）掘进机法（）掘进机法（TBM） （4）盾构法）盾构法（4）悬浮隧道（）悬浮隧道（SFT，研究中），研究中）13钻爆法（Drilling and Blasting ）u是指采用传统爆破技术进行隧道开挖的施工方法，其程序是指采用传统爆破技术进行隧道开挖的施工方法，其程序 包括：包括：钻孔、爆破、通风及岩石装运钻孔、爆破、通风及岩石装运等；等；u钻爆法通常可适用于各类岩石地层的隧道施工；钻爆法通常可适用于各类岩石
8、地层的隧道施工；u采用钻爆法进行洞室开挖通常可分为全断面开挖法、台阶采用钻爆法进行洞室开挖通常可分为全断面开挖法、台阶 开挖法、导洞开挖法和分部开挖法四类。通常根据具体地开挖法、导洞开挖法和分部开挖法四类。通常根据具体地 质条件、洞室断面大小、支护形式、装运条件以及施工队质条件、洞室断面大小、支护形式、装运条件以及施工队 伍与设备条件等因素综合选择合理经济的开挖方法伍与设备条件等因素综合选择合理经济的开挖方法 。12445314钻爆法关键技术：钻爆法关键技术：u 必须采取有效措施预防塌方、涌水、突泥等地必须采取有效措施预防塌方、涌水、突泥等地 质灾害质灾害 ；海底隧道都是处于水系之下，随时都；
9、海底隧道都是处于水系之下，随时都 有可能给工程带来淹没、塌通、涌水，或形成有可能给工程带来淹没、塌通、涌水，或形成 泥石流的危险。泥石流的危险。u 关键是断层破碎带的支撑和加固堵水。目前国关键是断层破碎带的支撑和加固堵水。目前国 内外通常采用的方法是强行穿越法、注浆法、内外通常采用的方法是强行穿越法、注浆法、 冷冻法和其他辅助方法冷冻法和其他辅助方法 。15采用钻爆法施工的海底隧道主要有：采用钻爆法施工的海底隧道主要有：u日本的关门铁路隧道、关门公路隧道、新关门日本的关门铁路隧道、关门公路隧道、新关门 隧道隧道u青函隧道（青函隧道（53.85Km）u英国的墨尔西隧道英国的墨尔西隧道u冰岛的毕尔
10、海峡隧道冰岛的毕尔海峡隧道u挪威的各海底隧道挪威的各海底隧道16日本关门公路隧道（钻爆法）陆地段断面陆地段断面 海底段断面海底段断面 1958年，3.4km，最深点-50.1m；最小埋深：20.7m ，断面：95m2 17日本新关门铁路隧道（钻爆法）1974年，18.71km，最深点-50m；最小埋深：68.5m ，断面：74m2 0.704.80轨顶线起拱线地质不良地段轨道中心隧道中心设计标高钢筋混凝土道床整体道床直线型曲线型0.500.905.035.93路基标高轨顶标高起拱线1次衬砌混凝土衬砌2次衬砌标准断面标准断面 海底松软地段特殊断面海底松软地段特殊断面 18掘进机法（Tunnel
11、Boring Mechine 简称TBM）uTBM是一种将机械破岩和出渣各工序联合作业，并连续掘进的大型工程 机械u TBM通常由电动机驱动主轴旋转，对刀盘施加一定压力，使其贴近岩 壁，通过刀盘上装设的盘形滚刀破碎岩石，使隧道断面一次成型；u 隧道掘进机有两种基本类型：部分断面掘进机和全断面掘进机；u 美国罗宾斯公司1952年生产 第一台TBM；u 目前最大直径11.2m的TBM 是美国Robbins公司制造 的，机体重约300t，功率 880kW。TBM已成为掘进岩 石隧道最有发展潜力的机械 之一 。TBM19掘进机法（TBM） uTBMTBM法适用范围：法适用范围： 通常可适用于中硬以下岩
12、石的隧道掘进施工。北欧几国在硬岩中也通常可适用于中硬以下岩石的隧道掘进施工。北欧几国在硬岩中也采用全断面掘进机，但需采用优质切刀；采用全断面掘进机，但需采用优质切刀；uTBM法的优点：法的优点：l 具有掘进快速、经济、安全、岩层适应性好等技术特点；具有掘进快速、经济、安全、岩层适应性好等技术特点；l 可精确地切割地层，超挖量一般不超过可精确地切割地层，超挖量一般不超过5%；l 不扰动地层，可提高作业面的稳定性。不扰动地层，可提高作业面的稳定性。u采用采用TBMTBM法施工的海底隧道：法施工的海底隧道：l 英法海峡隧道（英法海峡隧道（49Km） l 香港地铁中环线海底隧道，地铁将军澳线海底隧道香
13、港地铁中环线海底隧道，地铁将军澳线海底隧道 20掘进机法（TBM）关键技术：（1）掘进机的定制）掘进机的定制 ；应根据海底的地质条件，主要是掘进工；应根据海底的地质条件，主要是掘进工作面前方的不良地质情况以及涌水、岩石稳定性等，断面形式、作面前方的不良地质情况以及涌水、岩石稳定性等，断面形式、TBM的配套设备等因素来定制掘进机。的配套设备等因素来定制掘进机。 （2）超前地质钻探；）超前地质钻探；（3）局部降水；）局部降水；（4）测量定向的准确性；）测量定向的准确性；（5）隧道衬砌：必须能抵抗地层和水的荷载以及隧道掘进机）隧道衬砌：必须能抵抗地层和水的荷载以及隧道掘进机 推力，便于机械手装配衬砌
14、推力，便于机械手装配衬砌 ，抗海水侵蚀，抗海水侵蚀 耐久性； 英法海峡隧道的建成向人们展示了英法海峡隧道的建成向人们展示了TBM技术发展所取得的技术发展所取得的显著成就。显著成就。 21盾构法(Shield Mechine）u 盾构机盾构机是在软土、软岩和破碎含水地层中修建隧道时，进行开挖和衬砌是在软土、软岩和破碎含水地层中修建隧道时，进行开挖和衬砌 的一种专用机械设备；的一种专用机械设备；u 盾构机盾构机主体部分是主体部分是一可移动的高强度一可移动的高强度钢套壳。在隧道掘钢套壳。在隧道掘进时，钢套壳插入进时，钢套壳插入土内，在永久衬砌土内，在永久衬砌施作之前用以支撑施作之前用以支撑隧道四周的
15、地层，隧道四周的地层，以保证永久衬砌的以保证永久衬砌的施工而免去临时支施工而免去临时支撑。撑。u 盾构外壳断面一般盾构外壳断面一般为圆筒形，也有按为圆筒形，也有按隧道实际需要作成隧道实际需要作成异形断面的；异形断面的；22盾构法u盾构法适用范围：盾构法适用范围： 盾构法一般限制在港湾下的浅水区和沿海地带的软土地层施工，在盾构法一般限制在港湾下的浅水区和沿海地带的软土地层施工，在深堆积层等软弱的不透水粘土中最为适用；深堆积层等软弱的不透水粘土中最为适用；u盾构法的优点：盾构法的优点：l在盾构机械内进行开挖和衬砌（安装预制管片），作业安全；在盾构机械内进行开挖和衬砌（安装预制管片），作业安全；l机
16、械化程度高，施工人员少，进度快。机械化程度高，施工人员少，进度快。23盾构法关键技术：(1)(1)盾构机的选择；盾构机的选择； (2)(2)掌子面的稳定；掌子面的稳定； (3)(3)防水技术：包括地层及衬砌壁后压浆防水，衬砌结构本身防水技术：包括地层及衬砌壁后压浆防水，衬砌结构本身及其接缝的防水，内衬防水；及其接缝的防水，内衬防水；(4)(4)隧道衬砌安装：初衬一般为装配式钢筋混凝土管片，二衬隧道衬砌安装：初衬一般为装配式钢筋混凝土管片，二衬一般是用于补强、加强防水或装饰等目的；一般是用于补强、加强防水或装饰等目的；(5)(5)背衬注浆：目的是防止围岩松动并提高防水性；施工时应背衬注浆：目的是
17、防止围岩松动并提高防水性；施工时应控制好注浆压力、注浆量和注浆材料质量。控制好注浆压力、注浆量和注浆材料质量。 24盾构法u 国外盾构已有国外盾构已有180余年的发展历史，余年的发展历史，19世纪初，世界上第一次世纪初，世界上第一次 用盾构法修建了伦敦泰晤士河下的一条高用盾构法修建了伦敦泰晤士河下的一条高6.8m、宽、宽11.4m的的 矩形隧道。矩形隧道。u采用盾构法施工的海底隧道：采用盾构法施工的海底隧道：l 日本德山港海底隧道日本德山港海底隧道l 东京湾横断公路隧道东京湾横断公路隧道l 丹麦大海峡隧道丹麦大海峡隧道25日本东京湾横断公路隧道（盾构法）u 9.1Km，1998年建成，是目前世
18、界上最长的海底公路隧道；年建成，是目前世界上最长的海底公路隧道；u 该隧道共设三孔，每孔外径该隧道共设三孔，每孔外径13.9m、三车道，其中二孔于、三车道，其中二孔于1996年修建完年修建完 成，第三孔留待将来施工成，第三孔留待将来施工 ；u 隧道由隧道由8台直径台直径14.14m的超大型泥水式土压平衡盾构在海底地层中穿越的超大型泥水式土压平衡盾构在海底地层中穿越 和对接。该盾构机长和对接。该盾构机长13.5m，重，重3200t； 覆土约 15m水深2025m (将来施工)地质：隧道区段主要是地质：隧道区段主要是软弱的冲积、洪积粘性软弱的冲积、洪积粘性土层（土层（N值仅在值仅在012） 26丹
19、麦斯多贝尔特大海峡隧道 （盾构法）海底铁路隧道海底铁路隧道（7.9Km）斯多贝尔特桥海底隧道主航道u丹麦斯多贝尔特大海峡丹麦斯多贝尔特大海峡隧道是跨海工程的一部分隧道是跨海工程的一部分27丹麦斯多贝尔特大海峡隧道 （盾构法）u7.9Km，由两条外径，由两条外径8.5m的铁路隧道组成，采用的铁路隧道组成，采用4台直径台直径8.78m的混合的混合 型土压平衡盾构机施工；型土压平衡盾构机施工；u隧道最大埋深隧道最大埋深75m，穿越的地层为冰碛和泥灰岩，均为含水层，渗透水，穿越的地层为冰碛和泥灰岩，均为含水层，渗透水 量大，工程中曾发生了涌水险情，采用了海底井管降水、冷冻、气压等量大，工程中曾发生了涌
20、水险情，采用了海底井管降水、冷冻、气压等 辅助施工方法加以处理；辅助施工方法加以处理；u1996年建成，积累了宝贵的海底隧道施工经验年建成，积累了宝贵的海底隧道施工经验 。横通道衬砌由22块600mm宽的铸铁管片构成3.85m4.25m33503500450025m横通道施工参照线横通道轴线冰碛和泥灰岩地层，均为含水层冰碛和泥灰岩地层，均为含水层28丹麦斯多贝尔特大海峡隧道 盾构法施工4 4台台混合型土压平衡盾构机混合型土压平衡盾构机，直径，直径8.78 m8.78 m，长，长10m10m管片装配式衬砌29沉管法p将若干个预制管将若干个预制管段分别浮运到海面现场，并一节接一节地段分别浮运到海面
21、现场，并一节接一节地沉放安装在已疏浚好的基槽内；沉放安装在已疏浚好的基槽内；p自自1910年美国在底特律河修建第一座沉管隧道，至今已建成年美国在底特律河修建第一座沉管隧道，至今已建成100多座，最长的多座，最长的5.8km；预制单元开槽沉放单元30沉管法p 沉管隧道的结构形式有钢结构和钢筋混凝土结构两大类，钢沉管隧道的结构形式有钢结构和钢筋混凝土结构两大类，钢 结构一般为圆形断面，钢筋混凝土一般为矩形断面；结构一般为圆形断面，钢筋混凝土一般为矩形断面；p 我国修建沉管隧道起步较晚，已建成有广州珠江隧道、宁波我国修建沉管隧道起步较晚，已建成有广州珠江隧道、宁波 甬江隧道、上海黄埔江隧道、香港维多
22、利亚港甬江隧道、上海黄埔江隧道、香港维多利亚港2座海底沉管座海底沉管 隧道等隧道等 混凝土沉管混凝土沉管欧洲欧洲日本还修建了复合断面的沉管隧道日本还修建了复合断面的沉管隧道钢套沉管钢套沉管美国美国31沉管法修建工序沉管拖运开挖基槽预制管段沉管沉放沉管联结沉管填埋隧道内部工程32沉管法修建工序1.1 开挖江底开挖江底/海底沉槽海底沉槽Dredging 挖槽挖槽运输沉放联结填埋内部工程挖槽预制33沉管法修建工序：1.2 沉管单元预制沉管单元预制预制单元预制单元Element Fabrication 预制场（干船坞）预制场（干船坞）Casting Basin拖运沉放联结填埋内部工程挖槽预制34沉管法
23、修建工序：2.沉管单元拖运至隧道现场沉管单元拖运至隧道现场暂时密封单元两端 成可漂浮体驳船浮运沉管单元 拖运沉放联结填埋内部工程挖槽预制35沉管法修建工序：3. 沉管单元沉放沉管单元沉放拖运沉放联结填埋内部工程挖槽预制沉放单元沉放单元 Immersion人孔36沉管法修建工序：4. 联结沉管单元联结沉管单元单元联结单元联结 Element connectionGINA橡胶伸缩缝抽干水平衡水箱拆除临时隔板37沉管法修建工序：5. 填埋沉管单元填埋沉管单元填埋沉管填埋沉管 Bedding and Backfilling拖运沉放联结填埋内部工程挖槽预制38沉管法修建工序：6. 隧道内部工程隧道内部工
24、程q 路面铺装路面铺装q 机电附属设施。机电附属设施。39 沉管法的优点： p其对地质条件的适应性强；其对地质条件的适应性强；p隧道的覆盖层薄，从而使隧道总长度减小，隧道断面利用率高；隧道的覆盖层薄，从而使隧道总长度减小，隧道断面利用率高；p防水可靠度高；防水可靠度高；p施工周期短等。施工周期短等。40沉管法施工有以下限制： p缓平潮必须有足够有持续时间借以沉放管段，最好潮流速缓平潮必须有足够有持续时间借以沉放管段，最好潮流速 小于小于1m/s和持续时间超过和持续时间超过2小时。小时。p 受潜水作业限制，极限深度在水面以下受潜水作业限制，极限深度在水面以下30m；p底部不应软弱和不稳定到不能断
25、续开挖基槽。底部不应软弱和不稳定到不能断续开挖基槽。p工地必须合理地避免被流动的淤泥迅速地淤积，淤泥能改工地必须合理地避免被流动的淤泥迅速地淤积，淤泥能改 变基槽中水的密度并在沉放管段时影响浮力的平衡。变基槽中水的密度并在沉放管段时影响浮力的平衡。41p目前沉管隧道的设计施工正向大型化方向发展。为适目前沉管隧道的设计施工正向大型化方向发展。为适应城市交通发展，隧道的车道数已由最初的双车道发展应城市交通发展，隧道的车道数已由最初的双车道发展到目前城市隧道通用的六车道，甚至八车道到目前城市隧道通用的六车道，甚至八车道 沉管法的发展方向： 42水中悬浮隧道（Submerged Floating Tu
26、nnel，简称SFT）u SFT是一种悬浮在水中的管段联结隧道，而不是被埋置或固定支是一种悬浮在水中的管段联结隧道，而不是被埋置或固定支 撑的结构，它代表了一种跨越深水域的新概念；撑的结构，它代表了一种跨越深水域的新概念；u 这种隧道和传统的这种隧道和传统的 沉埋或掘进隧道的沉埋或掘进隧道的 区别是，悬浮的隧区别是，悬浮的隧 道结构被水围着，道结构被水围着， 隧道既不是位于地隧道既不是位于地 层也不是穿过地层也不是穿过地 层，而是其结构主层，而是其结构主要靠它本身的结构要靠它本身的结构浮力来保持在其位浮力来保持在其位置上；置上；43水中悬浮隧道（SFT）u 通过辅助支撑系统来帮助隧道结构悬浮位
27、置的稳定。这种辅助支撑系统通过辅助支撑系统来帮助隧道结构悬浮位置的稳定。这种辅助支撑系统 可采取浮筒悬吊、海（河）床拉索锚系等方式可采取浮筒悬吊、海（河）床拉索锚系等方式 ；u 通过浮力和辅助支撑系统使得整个隧道稳定的悬浮于水面之下，船只可通过浮力和辅助支撑系统使得整个隧道稳定的悬浮于水面之下，船只可 从其上面毫无阻碍地通过。从使用的角度看，这种结构具有通常隧道的从其上面毫无阻碍地通过。从使用的角度看，这种结构具有通常隧道的 所有特点，因为它是密封的，所以被认为是隧道而不是桥梁所有特点，因为它是密封的，所以被认为是隧道而不是桥梁 水面浮筒水面浮筒悬吊悬吊 拉索锚固拉索锚固 支撑柱锚固支撑柱锚固
28、 水平锚固水平锚固 桥台锚固桥台锚固桥台锚固 桥台锚固 辅助支撑系统辅助支撑系统44水中悬浮隧道的特点：（1） 坡度小，原则上表面水道运输不受干扰；坡度小，原则上表面水道运输不受干扰； ；（2）在对付诸如深水、两岸之间的距离或对环境的考虑等难题情况）在对付诸如深水、两岸之间的距离或对环境的考虑等难题情况 下，下，SFT可能是唯一可能的、可行的和可接受的固定跨越结构形可能是唯一可能的、可行的和可接受的固定跨越结构形 式；式；SFT为在以前认为绝对不可能修建跨越通道的地方提供了新为在以前认为绝对不可能修建跨越通道的地方提供了新 的机会；的机会；（3）SFT可以是其它固定跨越通道如桥梁、浮舟桥梁、悬
29、浮桥梁、可以是其它固定跨越通道如桥梁、浮舟桥梁、悬浮桥梁、 掘进隧道、沉管隧道的比选方案，并且掘进隧道、沉管隧道的比选方案，并且SFT对这些方案可能有很对这些方案可能有很 大的竞争性；大的竞争性；（4）SFT的跨越结构淹没在水中是不可不见，从环境影响的角度看的跨越结构淹没在水中是不可不见，从环境影响的角度看 更具有吸引力；更具有吸引力；（5）SFT的概念可应用于其它目的，如：连接大陆和深水湖的人工的概念可应用于其它目的，如：连接大陆和深水湖的人工 岛屿的人行隧道，用于安装各种管路和电线服务隧道岛屿的人行隧道，用于安装各种管路和电线服务隧道 45水中悬浮隧道目前还只是一种构想u 悬浮隧道（悬浮隧
30、道（SFT）概念从提出到研究深化成为一个比较可行的方）概念从提出到研究深化成为一个比较可行的方 案，已延续了近案，已延续了近40年年u 目前悬浮隧道在国内外正在进行深入研究论证中目前悬浮隧道在国内外正在进行深入研究论证中；u 其中研究的重点之一是如何把结构位移限制在人们可察觉到的程其中研究的重点之一是如何把结构位移限制在人们可察觉到的程 度之下，事实上，人们对这种位移在心理上所理解的安全限度比度之下，事实上，人们对这种位移在心理上所理解的安全限度比 技术上的安全限度更为关键；技术上的安全限度更为关键；u 这些研究已经表明这些研究已经表明SFT在技术上和经济上在技术上和经济上都是可行的，在安全上
31、都是可行的，在安全上 也是可保障的，增加了人们对修建水中悬浮隧道可行性的信心。也是可保障的，增加了人们对修建水中悬浮隧道可行性的信心。 但是因为悬浮隧道（但是因为悬浮隧道（SFT）是一个全新的隧道建设概念，迄今为）是一个全新的隧道建设概念，迄今为 止世界上尚未开始建设任何悬浮隧道，可以说距离真正的工程实止世界上尚未开始建设任何悬浮隧道，可以说距离真正的工程实 践还需要一段时间。践还需要一段时间。 46水中悬浮隧道（SFT）研究实例（一）u 挪威赫格峡湾SFT试验工程：l 水面宽度：水面宽度：1400m l 水深：水深：150ml 平均水流速度：平均水流速度：0.6m/su1987年开始有关这项
32、工程情况的调查和研究，包括：年开始有关这项工程情况的调查和研究，包括：l 设计荷载问题设计荷载问题 l 结构分析与设计理论问题结构分析与设计理论问题 l 主要构筑物问题主要构筑物问题l 深水施工问题深水施工问题 l 其他特殊问题其他特殊问题 ：环境负载的现场量测，水工模型试验等：环境负载的现场量测，水工模型试验等 47水中悬浮隧道（SFT）研究实例（二）u墨西拿海峡墨西拿海峡SFT工程工程 ：l 水深：水深：350ml 水面宽度：水面宽度：3000m l 平均水流速度：平均水流速度：12 m/sl 隧道上方水深：隧道上方水深：35m48国外著名海底隧道工程简介 3.1.3.1.日本青函隧道日本
33、青函隧道钻爆法钻爆法3.2.3.2.英法海峡隧道英法海峡隧道TBM法法3.3. 3.3. 丹麦鄂尔森通道卓戈登隧道丹麦鄂尔森通道卓戈登隧道沉管隧道沉管隧道49日本青函隧道钻爆法u日本青函隧道，穿过津青海峡，全长日本青函隧道，穿过津青海峡，全长53.85km，海底段长，海底段长23.3km，采用，采用钻爆法施工；钻爆法施工；u1972年正式开工，年正式开工，1983年导坑贯通，年导坑贯通，1988年年3月全线通车月全线通车。503.1.3.1.日本青函隧道日本青函隧道钻爆法钻爆法u隧道在海面下最大埋深隧道在海面下最大埋深240m，其中水深，其中水深140m左右，隧道顶部岩层平均厚度左右，隧道顶部
34、岩层平均厚度100m，最大纵坡为最大纵坡为12% 。u地质条件十分复杂：隧道通过地层主要为受到很大扰动的火山质岩和中新流沉积岩，地质条件十分复杂：隧道通过地层主要为受到很大扰动的火山质岩和中新流沉积岩，地下水为基岩裂隙水，突然涌水与断层有关，并与海水有一定水力联系，水压力值为地下水为基岩裂隙水，突然涌水与断层有关，并与海水有一定水力联系，水压力值为2.5MPa2.4MPa。沿线海底段有。沿线海底段有9条较大断层。其它小断层每千米约条较大断层。其它小断层每千米约13处。处。51日本青函海底日本青函海底隧道隧道19881988年建成年建成52英法海峡隧道TBM法u 18021802年提出设想，年提
35、出设想，19931993年实现，全长年实现，全长50 Km50 Km，其，其中海底段长度中海底段长度37 Km37 Km，总投资约，总投资约128128亿美元。亿美元。u 采用采用TBMTBM法施工，工程于法施工，工程于19871987年年9 9月开工，月开工，19911991年年6 6月全部凿通，月全部凿通，19931993年年6 6月投入运营。月投入运营。 53隧道纵线位选择在一不透水白垩质泥灰岩层中u 隧道海底段长隧道海底段长37.5km，覆盖层厚，覆盖层厚2170m，平均埋深，平均埋深40m。u 隧道沿线有三个主要岩层，按从上到下为中白垩、晚白垩和泥灰质粘土。晚白垩下部隧道沿线有三个主
36、要岩层，按从上到下为中白垩、晚白垩和泥灰质粘土。晚白垩下部为白垩质泥灰岩，表现为中等强度，均质、稍具塑性，且一般没有张开断裂，使它成为白垩质泥灰岩，表现为中等强度，均质、稍具塑性，且一般没有张开断裂，使它成为实际上不透水的岩层，对开挖隧道十分理想。海峡隧道工程的线路就设置在这一地为实际上不透水的岩层，对开挖隧道十分理想。海峡隧道工程的线路就设置在这一地层中，十分成功。层中，十分成功。u 但隧道工程在海峡英法两侧的地质地形相差很大，英国侧较平坦，法国侧多起伏。但隧道工程在海峡英法两侧的地质地形相差很大，英国侧较平坦，法国侧多起伏。54隧道断面设计u 设设3条平行的隧道，线间距条平行的隧道，线间距
37、15m，两侧为内径，两侧为内径7.6m的单轨铁路隧道，中间的单轨铁路隧道，中间是一条内径是一条内径4.8m的辅助隧道；的辅助隧道；u 沿线有若干横贯通道使隧道相通，每隔沿线有若干横贯通道使隧道相通，每隔375m设置一条与服务隧道相通的设置一条与服务隧道相通的横通道，每隔横通道，每隔250m设置一条连接两条铁路隧道的横向活塞式泄压风道，设置一条连接两条铁路隧道的横向活塞式泄压风道，每隔每隔750m设置一个电力控制室或变电站；设置一个电力控制室或变电站；u 设立了四个交叉转线段，火车可从一条铁路隧道驶入另一条铁路隧道，设立了四个交叉转线段，火车可从一条铁路隧道驶入另一条铁路隧道，有利于火车编组和往
38、复行驶。其中两个交叉转线段设在海底有利于火车编组和往复行驶。其中两个交叉转线段设在海底 55丹麦丹麦卓戈登卓戈登（Drogden）海底沉管隧道海底沉管隧道是是“鄂尔森越鄂尔森越海通道工程海通道工程（Oresund Fixed Link）”的一部分的一部分 2000年完工年完工丹麦鄂尔森通道卓戈登沉管隧道丹麦丹麦- -哥本哈根哥本哈根瑞典瑞典-马尔墨马尔墨4050m海底隧道海底隧道（其中（其中3510m沉管）沉管）人工岛（人工岛（4Km）鸟类生态保护岛鸟类生态保护岛桥桥 7.1Km56卓戈登沉管隧道地质剖面 人工岛桥人工半岛人工半岛Drogden航道航道人工岛人工岛上层石灰岩上层石灰岩中层石灰岩
39、中层石灰岩下层石灰岩下层石灰岩第四纪沉积层第四纪沉积层Bryozoan石灰岩石灰岩l水深一般为水深一般为3.58.5m之之间，局部最深间，局部最深达达12m；l航道控制水航道控制水深为深为7.7m，宽宽300m；l工程场址基工程场址基岩主要为石灰岩主要为石灰岩地层；表层岩地层；表层510米有挤米有挤压和破碎压和破碎 ，大致呈水平分大致呈水平分布。布。57u 沉管总长沉管总长3510m3510m；两端洞口连接段各；两端洞口连接段各270m 270m ，隧道全长，隧道全长4050m4050m； u 共共2020节段沉管，每节段长约节段沉管，每节段长约176m176m，重约，重约5500055000
40、吨；吨；u 横断面为横断面为3838.8mX8.6m.8mX8.6m；横向分割为；横向分割为5 5室，公路和铁路各占室，公路和铁路各占2 2室，室，另外另外1 1室用于服务通道、逃生通道和市政管廊；隧道全线公路按室用于服务通道、逃生通道和市政管廊；隧道全线公路按双向双向4 4车道加紧急停车带设计，铁路按复线设计。车道加紧急停车带设计，铁路按复线设计。 卓戈登沉管隧道 人工岛桥电缆沟电缆沟逃生通道逃生通道服务通道服务通道石料覆盖层射风机58u代表了欧洲混凝土沉管隧道的最新进展，是目前世代表了欧洲混凝土沉管隧道的最新进展，是目前世界最长的用于交通的混凝土沉管隧道；界最长的用于交通的混凝土沉管隧道；
41、u在陆地上工厂条件下以工业化的方式生产沉管节段在陆地上工厂条件下以工业化的方式生产沉管节段单元；单元；u采用无裂缝混凝土防水，通过全断面无施工缝连续采用无裂缝混凝土防水，通过全断面无施工缝连续浇注实现无裂缝混凝土。浇注实现无裂缝混凝土。 u首次采用砂砾基床作为如此大尺寸的混凝土沉管单首次采用砂砾基床作为如此大尺寸的混凝土沉管单元的基础；元的基础；卓戈登沉管隧道工程技术特点：卓戈登沉管隧道工程技术特点：人工岛桥59国内外海底隧道展望国内外海底隧道展望 国内海底隧道概况国内海底隧道概况（1）香港地区香港地区于上个世纪于上个世纪7080年代修建了年代修建了5座海底交通隧道，长度都座海底交通隧道，长度
42、都在在1.5Km左右，具体包括：左右，具体包括：u 公路隧道（公路隧道（双向三车道，沉管双向三车道，沉管）：）： 香港西区海底隧道香港西区海底隧道 香港红磡海底隧道香港红磡海底隧道 香港东区海底隧道香港东区海底隧道u 轨道交通隧道（轨道交通隧道（双管双管TBM法法）：）： 香港地铁中环线海底隧道，香港地铁中环线海底隧道， 香港地铁将军澳线海底隧道香港地铁将军澳线海底隧道 60国内海底隧道概况国内海底隧道概况（2）厦门翔安隧道）厦门翔安隧道 ：05年年4月月30日动工修建，将是我国大陆第一条海日动工修建，将是我国大陆第一条海底隧道底隧道 ，海底隧道长约，海底隧道长约5.95Km，采用钻爆法施工，
43、设计为三孔，采用钻爆法施工，设计为三孔隧道形式隧道形式 ， 主要洞宽主要洞宽13.5m，高，高5m；（3）以下海底隧道正在积极酝酿、规划研究中：）以下海底隧道正在积极酝酿、规划研究中：l 青岛和黄岛间海底隧道，青岛和黄岛间海底隧道，l 海南琼洲海峡隧道；海南琼洲海峡隧道；l 连接辽东半岛与山东半岛的渤海海峡通道（约连接辽东半岛与山东半岛的渤海海峡通道（约108Km）；）；l 连接香港、澳门与广州、深圳和珠海的伶仃洋跨海工程连接香港、澳门与广州、深圳和珠海的伶仃洋跨海工程61国内海底隧道概况国内海底隧道概况（4 4）台湾海峡隧道）台湾海峡隧道u两岸专家学者提出了连接中国大陆与台湾的台湾海峡隧道构
44、想；两岸专家学者提出了连接中国大陆与台湾的台湾海峡隧道构想；u台湾海峡长约台湾海峡长约330Km，宽约，宽约120250Km，水深约，水深约20160m，平，平均水深约均水深约50m。台湾海峡通道目前有北线和南线方案：。台湾海峡通道目前有北线和南线方案：l北线方案：北线方案：取道台湾海峡最窄处，从福建福州附近的平潭到台湾台取道台湾海峡最窄处，从福建福州附近的平潭到台湾台北附近的新竹，直线距离约北附近的新竹，直线距离约120Km；l南线方案：南线方案：厦门厦门金门金门澎湖列岛澎湖列岛台湾新港，全长约台湾新港，全长约210Km。 u根据台湾海峡工程地质条件、海底地形、海水深度，海峡隧道埋深根据台湾
45、海峡工程地质条件、海底地形、海水深度，海峡隧道埋深可在可在 120m左右，其中基岩厚度取左右，其中基岩厚度取60m左右。为了利于解决通风等左右。为了利于解决通风等问题，台湾海峡隧道宜建成铁路隧道，汽车过海峡采用列车过驳，问题，台湾海峡隧道宜建成铁路隧道，汽车过海峡采用列车过驳，即采用英法海峡隧道方式。即采用英法海峡隧道方式。62国外部分规划中的海底隧道国外部分规划中的海底隧道u 连接西班牙和摩洛哥的直布罗陀海峡隧道，海平面下连接西班牙和摩洛哥的直布罗陀海峡隧道，海平面下412m，总长约，总长约60km，海底段，海底段28km；u 联络意大利本土和西西里岛的墨西拿海峡隧道工程，公铁隧道，总长联络
46、意大利本土和西西里岛的墨西拿海峡隧道工程，公铁隧道，总长17km，海底段，海底段6Km；u 跨越阿拉斯加和楚科奇西伯利亚之间相隔跨越阿拉斯加和楚科奇西伯利亚之间相隔90km的白令海峡通道工程，的白令海峡通道工程，连接亚洲和美洲，水深约连接亚洲和美洲，水深约54m；u 从日本福岗通过对马海峡到达韩国釜山的日韩隧道工程，总长约从日本福岗通过对马海峡到达韩国釜山的日韩隧道工程，总长约250km，海底段约，海底段约150Km； u 从德国到丹麦的费门海底隧道，海平面下深约从德国到丹麦的费门海底隧道，海平面下深约50m，长约，长约19km。u 在亚洲，连接瓜硅岛和苏门答腊岛之间宽在亚洲，连接瓜硅岛和苏门
47、答腊岛之间宽40Km深深200m的海峡通道的海峡通道u 马六甲海峡通道马六甲海峡通道63国外部分规划中的海底隧道国外部分规划中的海底隧道u 挪威有十几座海底隧道也在规划研究之中，其中包括：有十几座海底隧道也在规划研究之中，其中包括：lRyfast公路隧道，长公路隧道，长13.5 km，最深，最深285m；lRogfast (Boknafjorden)公路隧道，长公路隧道，长22.724.2 km，最深，最深350m；l此外，挪威还对一些可能实施的海底隧道进行研究，包括从挪威此外，挪威还对一些可能实施的海底隧道进行研究，包括从挪威大陆到近海油田长大陆到近海油田长60Km的海底隧道，以及极具挑战性的长的海底隧道，以及极具挑战性的长132Km、深、深630m的的Hareid隧道。隧道。 64 结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best, Failure Is Great, So DonT Give Up, Stick To The End65谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
