主讲教师：刘海卿 等 E-mail：lhq2008@163.com 土木工程概论 主讲教师：刘海卿 等 E-mail：lhq2008@163.com

第四章 交通土建工程 隧道工程

隧道工程 1 隧道概述 1.1 概念：是修筑在岩体、土体或水底，两端有出入口、供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。包括交通运输方面的铁路、道路、水（海）底隧道和各种水工隧道等。

◆ 穿越的地质条件复杂多变，工程定位、设计、施工方法要随时作相应调整。 1.2 特 点 ◆ 是交通运输线路穿越天然障碍的有效方法。 ◆ 穿越的地质条件复杂多变，工程定位、设计、施工方法要随时作相应调整。 ◆ 施工作业面窄，劳力、设备受到限制，工业化、机械化施工要求高。 ◆ 造价昂贵。 20世纪50年代，人们才总结出各种类型隧道工程规划、设计和施工的基本原理,在土木工程中逐渐形成了一个独立的工程领域。

★ 世界第一座交通隧道是公元前2180~2160年在巴比伦城中幼发拉底河下修筑的人行通道。 1.3 发展简况 ★ 世界第一座交通隧道是公元前2180~2160年在巴比伦城中幼发拉底河下修筑的人行通道。 ★ 我国古代（公元前8世纪~前3世纪）建造有深达40m以上的铜矿矿井（竖井和斜井） ★ 19世纪20年代蒸汽机的出现以及铁路和炼钢工业的发展，促进了隧道工程的发展。 1826~1830年英国在利物浦硬岩 中修建了两座最早的铁路隧道。 台湾狮球岭隧道 台湾狮球岭隧道全长261m， 1890年建成，是中国最早的 铁路隧道，现已成为台湾基 隆的旅游景点。

1.4 隧道结构 　 ● 洞身：隧道结构的主体部分。 ● 衬砌：承受地层压力，维持岩体稳定，阻止坑道周围地层变形的永久性支撑物。它由拱圈、边墙、托梁和仰拱组成。 ● 洞门：位于隧道出入口处，用来保护洞口土体和边坡稳定,排除仰坡流下的水。由翼墙、端墙及背部的排水系统所组成。 小团山隧道 金字山隧道

2 公路隧道 按隧道所处的位置分为山岭道路隧道、水底道路隧道、城市道路隧道。 道路隧道要尽量设计成直线，隧道内纵坡不宜大于3.5%，也不应小于0.3%。 道路隧道要有较完善的通风、照明、防灾等附属设施。 纽约林肯隧道 万松岭隧道

2.1 公路隧道的建筑限界及断面形状 公路建筑限界 公路隧道横断面净空 公路隧道的各种主要断面形状

通风方式 2.2 公路隧道通风 公路隧道空气污染的主要原因是汽车排出的废气，公路隧道要有较完善的通风、照明、防灾等附属设施。 　 公路隧道空气污染的主要原因是汽车排出的废气，公路隧道要有较完善的通风、照明、防灾等附属设施。 通风方式的种类： 射流式 通风方式 自然通风 风道式和喷嘴式 纵向方式 竖井式 半横向式 机械通风 横 向 式 混 合 式 ● 自然通风： 　　　 不设置专门通风设备，利用存在于洞口间的自然压力差或汽车行驶时活塞作用产生的交通风力，达到通风目的。　　　

● 纵向式通风 射流式风机 射流式 竖井式 ● 半横向式通风 ● 横向式通风

秦岭终南山公路隧道 西康高速穿越秦岭的隧道，全长18.02km，规模世界第1、长度亚洲第1，隧道横断面高5m、宽10.5m，双车道各宽3.75m。上、下行隧道间每750m设紧急停车带一处。2004年12月13全线贯通。

3 铁路隧道 3.1 组成 由洞口路堑(或引道)、洞门、洞身衬砌结构和隧道内外附属构筑物(道床、避车洞、水沟、照明、设置电气化设备的洞室等)组成。 朔黄铁路龙宫隧道

兰新铁路乌鞘岭隧道长20.05km，是中国最长的铁路隧道。2006年8月23日开通。 隧道内的线路可用单向坡或双向坡

衡广复线大瑶山隧道长14.295km，是目前国内最长的双线电气化隧道，在世界铁路隧道中列第十位。1989年12月建成通车。

四臂液压凿岩台车 穿越高压富水断层地段

秦岭隧道全长18456m，最大埋深1600m，是当时我国洞身最长、埋置最深、围岩特硬并首次采用全断面、大直径TBM施工、工程规模最大的隧道。2000年8月18日开通运营 。

大瑶山一号隧道 2008年6月16日，武广客运专线大瑶山一号隧道胜利贯通。隧道全长10081m，开挖断面为150m2，是全线最长的山岭隧道。

4 水底隧道 铁路或公路遇到水面障碍物，当河道通行巨型船只多、陆上车流量大；水道较宽，两岸地面高出水面不多；两岸建筑物密集,不宜于建造高桥和长引桥时，修建水底隧道可能是最佳方案。 上海黄浦江打浦路隧道是我国采用盾构法建造的第一条水底公路隧道，单管双车道，全长2736m，1971年6月正式通车。 上海黄浦江打浦路隧道 上海外环越江隧道

水底隧道一般分水底段和河岸段,后者又有暗埋、敞开及出口部分。 水底隧道的主要施工方法有：围堤明挖法、气压沉箱法、盾构法及沉管法。 江底隧道布置示意图 围堤明挖法较经济，有条件时应优先采用。 气压沉箱法只适用于航运不多的较小河道中。 沉管法隧道覆土浅、线路短、照明和通风代价较小，工程和运营费用低，20世纪60年代后沉管法在水底隧道中得到大量使用。 盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，开挖和衬砌安全，掘进速度快，但盾构设备费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。

“围堤明挖法”—长沙营盘路年嘉湖隧道 该隧道为浅埋式单向双孔双车道湖底隧道，封闭长度1040m，隧道顶板与湖底仅1m距离。年嘉湖隧道2007年9月开工，采用“干湖排淤”“围堤明挖”法施工，2008年8月建成通车，使全长8km的营盘路全线贯通成为市区又一东西向的主动脉。 通车典礼 隧道内景 隧道入口

“万里长江第一隧”的武汉长江隧道 该隧道位于武汉长江大桥和长江二桥之间，全长3.6km，双线4车道,分左、右两条隧洞。工程于2004年11月破土动工，是我国第1条开建、最先贯通的长江公路隧道。 武汉长江隧道示意图 武汉长江隧道施工 武汉长江隧道内景

水底隧道的逃生通道 隧道内的逃生演习 隧道内壁管片的安装 隧道贯通庆典

“世界最大直径隧道”—上海上中路越江隧道 该隧道是上海中环线南段穿越黄浦江的越江通道，工程全长2.8km,其中盾构隧道长1250m，为直径达14.57m的双管双层8车道隧道。2009年1月正式通车，为“世界最大直径盾构法隧道”和“世界上最大的越江公路隧道”。 上海上中路越江隧道 荷兰引进的超大型泥水平衡盾构机有五层楼高、3600t吨重 14m是大直径盾构与超大直径盾构的分界线。中国此前建造的最大直径隧道是直径11.58m的上海翔殷路盾构隧道。在建的上海长江隧道直径达到15.43m，将刷新上中路隧道创下的世界之最。

目前，全世界已建成和计划建设的海底隧道有20多条，主要分布在日本、美国、西欧、中国的香港等地区。 1 隧道工程 5 海底隧道 目前，全世界已建成和计划建设的海底隧道有20多条，主要分布在日本、美国、西欧、中国的香港等地区。 　　 从工程规模和现代化程度上看，当今世界最有代表性的跨海隧道工程，莫过于英法隧道和日本青函隧道。 青函隧道连接日本本州和北海道，是世界上最长的一条海底隧道。它由3条隧道组成，主隧道全长53.86km，海底部分23.3km最深处位于水下约249m。1971年正式动工。1988年建成通车，耗资约50亿美元。 日本青函隧道

英法海底隧道断面构造示意图 英法海底隧道胜利贯通 1.5 海底隧道 英法隧道横贯多佛尔海峡，英伦三岛与欧洲大陆连接起来。隧道由两股火车隧道和一股工作隧道构成，全长51km，海底部分37km，从伦敦到巴黎仅需要3h，穿越英吉利海峡仅需要20min。1994年建成通车。 英法海底隧道断面构造示意图 英法海底隧道胜利贯通 26

中国首条海底隧道——厦门翔安海底隧道 全长8.7km，海底隧道6.05km，采用2行车隧道(3车道)＋服务隧道的三孔隧道方案。是我国第一条海底隧道，采用钻爆法暗挖方案施工，2005年8月9日正式动工建设，2010年4月建成通车。 厦门翔安海底隧道入口外景 厦门翔安海底隧道地面入口效果图