第1章__緒__論

1、1第1章緒論1.1隧道在交通事隧道在交通事業(yè)中的地位及中的地位及發(fā)展概況展概況1什么是隧道？什么是隧道？隧道是指一種修建在地層中的地下工程建筑物公路隧道是指專供公路運輸使用的地下工程結(jié)構(gòu)物2隧道在交通事隧道在交通事業(yè)中的地位中的地位（1（重要性：重要性：交通是國家基礎(chǔ)建設(shè)重要的設(shè)施，在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有十分重要的地位。我國公路隧道隨著交通建設(shè)的高速發(fā)展而不斷增加，目前國家將建設(shè)重點向我國西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，是高速公路網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。（2

2、（必要性：必要性：世界各國的經(jīng)濟發(fā)展經(jīng)驗表明，快速暢通交通網(wǎng)是經(jīng)濟發(fā)展的必不可少的條件。近年來隨著我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展（年增長超過7%），地面交通增長十分迅猛，低等級公路已不適應(yīng)發(fā)展要求，高速公路網(wǎng)建設(shè)，隧道橋梁不可缺少。（3（緊迫性：迫性：目前我國高速公路總里程還很少（2001年底近2萬公里），滿足不了發(fā)展的需要，造成各種交通設(shè)施超負荷運轉(zhuǎn)，交通事故、交通阻塞和交通公害等成為一大社會問題，阻礙了國家和地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。因此，針對交通需求

3、的高漲，解決好路面交通的規(guī)劃和修建，是目前急需研究解決的課題。3隧道工程的隧道工程的發(fā)展概況展概況（1）隧道的）隧道的發(fā)生和生和發(fā)展歷史：史：?原始原始時代即人類的出現(xiàn)到紀(jì)元前3000年的新石器時代，是人是人類利用隧道來防利用隧道來防御自然威御自然威脅的穴居時代。隧道是用獸骨等工具開挖，修筑在可以自身穩(wěn)定而無需支撐的地層中。?遠古時代從紀(jì)元前3000年到5世紀(jì)，是為生活和生活和軍事防御目的事防御目的而利用隧道的時代。這個時代隧道的開發(fā)技

4、術(shù)形成了現(xiàn)代隧道開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)。例如，古埃及金字塔的建設(shè)就開始修建了地下建筑。紀(jì)元前2200年間的古代巴比巴比倫王朝王朝為連為連結(jié)宮結(jié)宮殿和神殿而修建了約1km長的隧道，斷面為3.64.5m，施工期間將幼發(fā)拉底河水流改道，采用明挖法建造，該隧道是一種磚砌建筑。?中世中世紀(jì)時紀(jì)時代約從5世紀(jì)到14世紀(jì)的1000年左右。這個時期正是歐洲文明的低潮期，建設(shè)技術(shù)發(fā)術(shù)發(fā)展緩慢，隧道技術(shù)沒有值得一提的進步。但由于對地下地下礦產(chǎn)資礦產(chǎn)資源銅、鐵等的需

5、求等的需求，開始了礦石開采。?近代和近代和現(xiàn)代即從16世紀(jì)以后的產(chǎn)業(yè)革命開始。這個時期由于炸藥的發(fā)明和明和應(yīng)用，加速了隧道技用，加速了隧道技術(shù)的發(fā)展。展。如有益礦物的開采，灌溉、運河、公路和公路和鐵路隧道的路隧道的修建修建以及隨著城市的發(fā)展修建地下鐵道、上下水道等，使得隧道的技術(shù)得到極大的發(fā)展，其應(yīng)用范圍迅速擴大。（2（隧道技隧道技術(shù)的發(fā)展與成就展與成就?據(jù)現(xiàn)有資料記載，我國最早的交通隧道我國最早的交通隧道是位于今陜西漢中縣的‘石門’隧

6、道，建于公元66年，是供馬車和行人通行的。?世界上最早的隧道世界上最早的隧道是公元前2200年，巴比倫國王為連結(jié)宮殿而修建的隧道。?測量技量技術(shù)的出的出現(xiàn)，推，推動了隧道技了隧道技術(shù)的進步。人們利用棚架支撐巖層和卷揚提升土石，從兩端洞口開挖隧道，數(shù)量較多的各種用途的隧道和水工隧道開始增多。?14世紀(jì)發(fā)明了火藥，推，推動了隧道技了隧道技術(shù)發(fā)術(shù)發(fā)展。1679年用于法國拉恩開得克運河隧道開挖，獲得極大成功，隧道挖掘技術(shù)得到飛速的發(fā)展。3格蘭薩

7、索（GranSasso）意大利10173關(guān)越I（KanEtsu）日本10920關(guān)越II（KanEtsu）日本11010居德旺恩（Gudvanga）挪威11400Folgefonn挪威11100AurlLaerdal挪威24500坪林（Pinglin）中國臺灣12900Hida日本10750秦嶺終南山隧道中國181003隧道工程的隧道工程的發(fā)展前景及需要解決的展前景及需要解決的難題難題（1（隧道工程隧道工程發(fā)展前景：展前景：我國是幅員遼闊

8、、地質(zhì)復(fù)雜、多山的發(fā)展中國家，隨著我國市場經(jīng)濟的發(fā)展，高速公路已從沿海地區(qū)向西部山區(qū)延伸，公路隧道的數(shù)量和建筑規(guī)模越來越大。城市化交通尚處于起步階段，大規(guī)模交通事業(yè)方興未艾，隧道事業(yè)發(fā)展前景十分廣闊。（2（隧道工程隧道工程發(fā)展方向：展方向：合理規(guī)劃與環(huán)境保護、非爆破的機械化施工、設(shè)計可靠合理、使用安全等方面。（3（隧道工程需要解決的隧道工程需要解決的難題難題：?隧道圍巖力學(xué)性質(zhì)與圍巖破壞的關(guān)系；?計算模型和計算理論如何與實際相符；?施工

9、技術(shù)水平與經(jīng)濟效益的提高；?隧道設(shè)計施工管理水平與經(jīng)濟效益的提高；1.2隧道的分隧道的分類及其作用及其作用隧道分類方法很多，這里介紹按照用途、長度、斷面分類1按照用途分按照用途分類：交通隧道、水工隧道、城市隧道和：交通隧道、水工隧道、城市隧道和礦山隧道山隧道（1）交通隧道）交通隧道交通隧道是應(yīng)用最廣泛的一種隧道，其作用是提供交通運輸和人行的通道，以滿足交通線路暢通的要求，一般包括有以下幾種。1）公路隧道）公路隧道—專供汽供汽車運輸行駛的

10、通道。的通道。過去，在山區(qū)修建公路為節(jié)省工程造價，常常選擇盤山繞行，寧愿延長距離而避開修建隧道昂貴的費用。隨著社會經(jīng)濟和生產(chǎn)的發(fā)展，高速公路的大量出現(xiàn)，對道路的修建技術(shù)提出了較高的標(biāo)準(zhǔn)，要求線路順直、坡度平緩、路面寬敞等。因此在道路穿越山區(qū)時，出現(xiàn)了大量的隧道方案。隧道的修建在改善公路技術(shù)狀態(tài)、縮短運行距離、提高運輸能力、減少事故等方面起到重要的作用。我國正在修建的秦嶺終南山隧道長18.1km，它的建成將翻越秦嶺的道路縮短約60km，時

11、間減少2個多小時。2）鐵路隧道路隧道—專供火供火車運輸行駛的通道。的通道。鐵路穿越山嶺地區(qū)時，需要克服高程障礙，由于鐵路限坡平緩，最大限坡小于24‰（雙機牽引），而這些山嶺地區(qū)限于地形，無法繞行，常常不能通過展線獲得所需的高程。此時，開挖隧道穿越山嶺是一種合理的的選擇，其作用可以使線路縮短，減小坡度，改善運營條件，提高牽引定數(shù)。如寶成線寶雞至秦嶺段線路密集地設(shè)有48座隧道，占線路總延長的37.75％?？梢娚絽^(qū)鐵路隧道的作用了。3）水底隧