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第一章绪论
隧道工程
第一章绪论
一、隧道在交通事业中的地位及发展
1、隧道的定义
狭义的定义:通常是指用作地下通道的工程建筑物。
广义的定义:1970年,OECD(世界经济合作与发展组织)隧道会议从技术方面给隧道定义:以任何方式修建,最终使用于地表以下的条形建筑物,其空洞内部净空断面在2m2以上者均为隧道。
2、在交通建设中的地位
重要性:隧道是交通线上的重要组成部分,是国家重要的基础设施;
必要性:快速畅通的交通网是经济发展的前提,随着我国国民经济的发展,低等级公路已不适应发展的需要,阻碍了国家和地区的发展;
紧迫性:目前高速公路较少,与我国人口、经济发展相比,太少。经济要发展,交通必先行。为了解决好路面交通的规划和修建,隧道工程在其中显示着重要而紧急的作用。
3、隧道工程的发展前景及需解决的难题
※前景:
(1)、交通类隧道
◆经济要发展,交通建设必先行;
◆交通标准不断提高;
◆国力增强,技术进步。
随着国民经济的发展,科技技术的进步,需要建设更多,可以建设更多、标准更高的隧道。
(2)、城市隧道
◆解决城市交通拥挤问题的唯一途径是采用快捷、大运量的公共交通系统——地铁;
◆城市的发展,要求包括地下空间的开发;
◆各类市政设施的发展趋势——隧道管沟化。
十九世纪:城市桥梁
二十世纪:摩天大楼
二一世纪:地下空间的开发与利用。
(3)、水利隧道
◆南水北调(东线、中线、西线);
◆其他水利工程;
◆水电工程。
※发展方向
(1) 非爆破的机械化施工;
(2) 合理的规划与环保
(3) 设计可靠合理方面:结构-荷载法、松散压力等
(4) 使用安全
※需要解决的难题
(1) 围岩力学性质与破坏的关系;
(2) 理论计算如何与实际相符;
(3) 施工技术水平与经济效益(爆破开挖、机械开挖、人力开挖);
(4) 设计施工管理水平与经济效益(如同一地方,采用不同的高程的长隧道还是短隧道等)
4、隧道工程的发展
隧道的产生与发展是和人类的文明历史发展相呼应的。
※古代:时间跨越较长。
人类出现到纪元前3000年
隧道用于抵御自然威胁
用兽骨、石器等工具开挖
纪元前3000年到5世纪
隧道用于生活及军事抵御
形成了现代隧道开发技术的基础(明挖法等)
5世纪到14世纪
隧道技术没有显著进步,开始了矿山开采
※近代:从16世纪产业革命开始,隧道技术得到了较快发展。
(1) 测量技术的出现,产生了如棚架支撑岩层,卷扬提升土石两端洞口开挖隧道等等,促进了隧道的发展。
(2)***的发明,促进了隧道开挖掘进技术的发展。
※现代:我国公路隧道发展相对较缓。随着高速公路的发展,近几年公路隧道有了较快的发展。
隧道施工技术发生了质的飞跃。
人力为主体的施工
机械开挖为主体的施工
爆破施工(光面爆破)
发展
发展
设计理论方面:
◆目前的设计理论方法:
★荷载结构模型(结构力学方法)
★地层结构模型(岩体力学方法)
★收敛约束模型(信息反馈方法)
★经验类比法