中南大学《隧道工程》第十章秦岭铁路隧道工程案例

秦岭隧道群西汉高速公路从秦岭腹地穿堂而过，桥隧相连占全线的66%，多集中在户县至洋县间这140多公里的秦岭山区，特别是秦岭Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号隧道组成的17多公里的隧道群，是西汉高速的一个亮点，我在秦岭隧道管理中心工作一段时间后，更加领略到隧道群的风采与韵味。

隧道工程特点据说当年在讨论穿越秦岭主峰掘隧的方案时，，在这里完全可以建设一个超过号称世界第一特长隧道的终南山大隧道的，但高速人放弃了，选择了修隧道群的方案，三座隧道间各有一段抬头望天的空间，用意是让司乘人员不致有视觉的疲劳。

当然分成三个隧道，无疑也加快了工程进度，确保了工程质量，节约了成本。

在隧道群施工中，Ⅰ、Ⅱ号隧道要各打一口通风斜井。

高速人为了环保却决定从下往上打，这样不用在山上修施工便道，也不用考虑石渣的堆放场地，更不用破坏山上的植被。

结果从下往上打井，打出的石渣在隧道内就地加工，成了衬砌隧道的石料。

一举多得，这是何等的智慧。

地理环境及周边风景隧道群如一条长廊从秦岭主峰下穿越。

洞中的风景也是别样的，辉煌的灯光映照在贴着米黄色瓷砖上，洞顶的风机旋转不停，应急通讯与监控设施装备精良。

我曾多次在这洞中检查各种设施，也曾爬上山顶察看通风口的完好。

更感到西汉高速公路穿越苍茫秦岭的不易，建设者遇谷架桥，逢山掘隧的艰辛，这期间付出了多少的汗水与智慧呀！秦岭隧道群穿越了中国地理的南北分界线，可谓一洞穿南北。

在秦岭一号隧道的北口时，还是北方的天，北方的水，北方的人和北方的植物。

而只需经过十多分钟到达秦岭三号隧道的南口时，你看见的便是南方的天空与花草，就连当地的民众也操着四川口音了。

短短18多公里的穿越，南北两景观。

高速人创造的奇迹，确实让人叹为观止。

读记录西汉高速公路建设的《龙脉天路》，著名作家莫伸写到：只有站在历史和现实的双重角度，只有那些置身其中而又脱于其外的人们，才能够真正掂量出这条道路的分量、价值和内涵，品味出它的艰难和它的不朽！穿越秦岭隧道群后就到了秦岭服务区，这里的地名叫七亩坪，大型石雕《华夏龙脉》伫立在此，讲述着历史上跨越，翻越秦岭的不易。

中南大学10级土木工程隧道工程实习报告实习地点：龙洞隧道和李家冲隧道实习目的：了解隧道的基本构造以及它的用处实习时间：9月4号和9月5号实习内容：今天是实习的第一天，我们坐车来到了龙洞隧道和李家冲隧道参观。

参观隧道的时候我们每个人都戴了安全帽。

虽然我们都见过安全帽，但是自己亲自戴安全帽的经历还真没有过。

我们在参观龙洞隧道的时候，刚进去的时候。

伸手不见五指。

里面真的好黑，脚下的路都看不清，只能感觉到脚下都是石头之类的东西。

在黑暗中老师给我们讲解了一些关于隧道的基本知识。

我在老师讲解和查询资料中了解到了：长湘高速龙洞隧道位于湖南省长沙市岳麓区莲花镇龙洞村，为双洞六车道分离式隧道，左洞长655米，右洞长618米。

龙洞隧道开挖轮廓最大高度12.31米，最大宽度为18.63米，最大开挖面积174.6平方米。

该隧道是湖南京港澳高速复线长湘高速路段的控制性工程，总投资1.12亿元，2009年10月正式开工建设，2010年12月31日贯通。

隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆通行的建筑物。

根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。

为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。

这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。

龙洞隧道区属剥蚀丘陵地貌，地形切割强烈，起伏变化较大，地面高程变化在95米到235米之间，高差50米到130米，隧道洞身最大埋深116.9米。

隧道洞身围岩以变质砂岩为主，中厚层状，洞口段浅埋，主要为粉质粘土和碎石土。

左洞出口段严重偏压。

左右洞隧道多次穿越破碎带，地质条件复杂。

所以这对施工早成了很大的难度，因此这对于施工以及研究人员都提出了很高的要求。

隧道采取零仰坡进、出洞，隧道口的植被保留原样，没有任何破坏，隧道洞顶截水沟采用绿色GP沟，用植被替代水泥，保障周围生态环境。

引汉济渭工程秦岭隧洞TBM试验段（岭南）工程概况
引汉济渭工程秦岭隧洞TBM试验段（岭南）工程（以下称岭南TBM试验段）由TBM后配套安装洞（73.4m）、TBM主机安装洞（50m）、TBM步进洞（186.6m）、TBM始发洞（25m）、TBM检修洞（30m）和TBM掘进施工段（5084.994＋13625m）组成。

其中TBM后配套安装洞、TBM主机安装洞、TBM步进洞、TBM始发洞、TBM检修洞采用钻爆法施工，现浇混凝土衬砌。

4号支洞主要解决中间TBM长段落施工通风、出渣等问题。

4号支洞长1601m（平距），斜长1713.43m,坡长38%。

岭南TBM施工段采用一台Φ8.02m敞开式硬岩掘进机施工,支洞固定皮带机+主洞连续皮带机出渣，模筑衬砌段采用全圆穿行式模板台车衬砌。

TBM通过3号支洞运至组装洞室，在洞内组装并完成调试后向出口方向掘进。

3号工区及4号工区弃渣分别弃于蒲河河谷滩地的凉水井渣场与柴家关渣场；预制场利用钻爆法施工弃渣渣顶设置。

本标段施工总体筹划为：利用3号支洞采用钻爆法完成安装洞、步进洞及始发洞施工，同时采用钻爆法施工4号支洞及检修洞；TBM从3号支洞运入安装洞，完成组装、调试，第一阶段TBM掘进至4号洞底的检修洞检修，通风、排水、出渣、进料通过3号支洞完成；然后二次始发，第二阶段TBM掘进至与岭北段相接的拆卸洞，通风、排水、出渣通过4号支洞完成，进料通过3号支洞；TBM拆卸后，由3号支洞运出。

西康铁路秦岭隧道位于陕西省境内长安县和柞水县的交界处，由两条基本平行的、长度均为18.456km的单线铁路隧道组成，线间距30m，最大埋深1600m。

其中，I线隧道用两台直径8.8m的敞开式硬岩掘进机辅以钻爆法开挖，初期支护的喷混凝土用干喷或湿喷混凝土支护，二次衬砌用模筑混凝土衬砌，部分地段用湿喷钢纤维混凝土或素混凝土衬砌，于2000年8月建成；II线隧道先期开挖的（II线）平导于1999年3月8日贯通，现正进行扩挖衬砌成洞隧道围岩以混合花岗岩和混合片麻岩为主，占全隧道的80%以上，局部分布有黑云母片岩、角闪石片岩残留体和闪长岩、霏细岩、伟晶岩、长英岩等岩脉，岩石抗压强度一般为200～240Mpa，最高达356Mpa；隧道通过大小断层53条，皆为压性逆断层，最大的断层在隧道中的出露长度达330m；地下水不很发育，仅局部地段有渗水、滴水或股状流水。

隧道施工中的主要地质灾害是围岩岩爆、坍方和涌水。

隧道围岩按铁路隧道围岩分类主要为IV～VI类，断层和裂隙发育地段为II、III类。

根据设计，在I线隧道的V类围岩地段采用厚5cm（个别地段8cm）C30级湿喷钢纤维混凝土衬砌；VI类围岩地段采用厚5cm C20级湿喷素混凝土衬砌；V、VI类围岩中的岩爆发育地段及II～IV 类围岩地段采用复合式衬砌，二次衬砌采用厚度为25～40cm C20级模筑混凝土衬砌西康铁路秦岭特长隧道掘进机施工段的圆形断面模筑衬砌采用QLCT-14型隧道圆形钢模台车。

钢模台车主要由台车、大模板、抗浮机构以及液压动力系统组成，通过液压操纵系统可进行立模、拆模和变径作业。

台车可以自行，也可以与模板一起实现模板平移或穿行作业。

圆形钢模台车与混凝土灌注设备配套，可实现隧道掘进机施工段衬砌作业机械化，提高作业效率，减轻劳动强度，提高衬砌质量和衬砌速度岭隧道出口端掘进机开挖段中铁十八局组织两个施工队采用两台大钢模台车带五套模板（其中直径Ф8m的4套，直径Ф8.5m的1套），12台混凝土搅拌运输车，4台混凝土输送泵，从99年11月至2000年6月对隧道圆形断面进行模筑衬砌。

中南大学隧道工程课后习题答案【隧道按使用功能分类时有哪些交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道交通山岭隧道的主要功能及特点功能：既可使路线顺直，避免许多无谓的展线，缩短路线，又可以减小坡度，使运营条件得以改善，从而提高牵引定数，多拉快跑。

特点 1.克服高程障碍 2.裁弯取直(缩短路线)3.避开不良地质地段 4. 避开其他重要建造或者工程等第一章【克服地形条件带来的高程障碍：绕行方案路堑隧道【山岭隧道：越岭隧道河谷傍山隧道【地质条件选隧道位置： 1.地质构造 2.岩体强度 3.水文地质条件 4. 不良地质【越岭隧道选择位置时要考虑的主要因素是什么？(1)垭口位置的选定：从地形上考虑，隧道宜选在山体比较狭隘的鞍部即垭口附近的底部通过，因为垭口处的山体相对较薄，隧道的穿越长度较短，有利于降低工程投资，但地质条件对垭口位置影响也较大，应优先选择地质相对较好的垭口。

(2)隧道高程的确定：综合考虑工程造价和运营效率等要素对隧道进行比选，给出最佳方案。

【选择洞口位置时应遵循的原则是什么？其工程意义是什么？原则：早进晚出。

工程意义：在决定洞口位置时，为了施工及运营的安全，宁可早一点进洞，晚一点出洞，虽然使隧道长了些，但却较安全可靠。

应把握好合理的边、仰坡的坡率、和刷坡高度的衡量尺度，科学合理的选择洞口位置。

【能否解释隧道纵坡的形式、合用条件及限制坡度？纵坡的形式：单坡和人字坡。

合用条件：(1)单坡。

多用于路线的紧坡地段或者是展线的地区及河谷隧道中，可以争取高程。

(2)人字坡。

多用于越岭隧道、大长隧道，特别是越岭隧道。

限制坡度：对于车辆的行驶，路线的坡度以平坡最好，既不要冲坡也不要带制动行驶，产生的废气至少，这对于封闭的隧道是最有利的，为满足排水需要，最小坡度不宜小于3‰，普通情况下，最大坡度不宜大于 3﹪。

对于铁路而言，不同的线路等级有不同的限坡，隧道内路线的最大允许坡度应在明线最大限制坡度上乘以一个折减系数。

隧道工程实习报告实习，即在实践中学习。

对于土木工程这个实践性很强的专业学科，必须到实际中学习，才能够提高自己的工作和学习能力。

这次隧道工程的实习，通0.。

过到实际的隧道中去并且通过讲座的方式对隧道工程的基础知识进行专业讲解，初步掌握学习对隧道公路及其施工的基本初步入门知识，为以后的土木工程专业学习打下一定的基础，从而不至于在以后的专业学习中茫茫然而不知所措。

因此这次隧道工程的实习具有一定的必要性和重要性。

这次实习，时间为九月4号到九月5号两天，通过第一天老进行一次实习讲座对隧道工程及其相关知识进行专业式讲解，最后第二天老师带领学生到并且沿途根据实际见闻讲授有关的专业知识的方法，使学生对隧道工程有更加深刻形象的初步了解。

在此，本人对于这次实习内容作简要的说明。

首先9月4号上午，我们参与了一场关于隧道工程基础知识的专业讲座，旨在使学生们掌握隧道的概念及隧道工程的专业功能特点等等。

以下对讲座内容进行概述总结。

讲座主要围绕六个点展开。

首先是关于什么是隧道。

隧道是一种修建在地下的工程建筑物。

是修建在地下、两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道(在保留上部地层的前提下开挖出能够提供某种用途的地下空间)。

然后是关于隧道的发展历史。

先讲国外的发展历史：1.古代：公元前180～2160年前后，在古巴比伦城幼发拉底河下修筑的人行隧道，是迄今已知的最早用于交通的隧道，为砖砌构构造物，长190m。

古罗马时代(公元前后)，利用棚架支护和卷扬提升方法，开挖了数量较多的军用隧道和水工隧道，开挖方法是火烧开挖面，烧热后急速波冷水使岩石开裂……。

2.现代：现代隧道开挖技术的产生是在火药的发明和19世纪的产业革命后出现的，尤其是铁路的出现对交通隧道起到了很大的推动作用。

火药的改进和钻眼工具的创制，促使隧道修建技术显著提高，其中比较有影响的是1898年建成了穿越阿尔卑斯山的辛普郎隧道。

第一次应用了TNT炸药（硝化甘油）和凿岩机。

（建筑工程管理）秦岭Ⅰ线隧道仰拱预制块施工技术秦岭Ⅰ线隧道仰拱预制块施工技术总结杨书江（中铁隧道局壹处南京盾构经理部）摘要：文章介绍了秦岭Ⅰ线隧道仰拱预制块的施工生产，对仰拱块的安装标准、安装方向的控制进行了初步探讨，供类似工程施工参考。

关键词：仰拱块蒸汽养生预制安装防水１引言西康铁路秦岭Ⅰ线隧道全长18.452km，是目前国内最长的铁路隧道，是铁路系统首次引进全断面隧道掘进机（TBM）进行机械化施工的隧道，树立了我国铁路隧道修建史上的第四座里程碑。

隧道设计为直径8.8m的圆形断面，底部安装钢筋混凝土仰拱预制块以支承施工轨线。

仰拱块是整体道床的基础，成为隧道后期衬砌结构的壹部分。

２仰拱预制块设计概况仰拱预制块长度按TBM壹个掘进行程1.8m设计。

顶面宽度3.88m，满足施工期间铺设四轨双线（轨距900mm，线路中心距2.08m）施工轨道的要求。

仰拱块上预留中心排水沟、泄水孔、注浆孔、起吊杆、道钉螺栓孔、承轨槽及安装止水带的凹槽等。

仰拱块设计为俩种形式：普通式仰拱块，混凝土数量为4.42m3，钢筋525.4kg，适用于Ⅳ～Ⅵ类围岩不设钢拱架的地段；底部开槽式仰拱块，混凝土数量为4.31m3，钢筋498.45kg，适用于Ⅱ、Ⅲ类围岩设钢拱架的地段。

每块仰拱块重约12t，采用400号钢筋混凝土现场预制。

仰拱预制块设计图见图壹。

３仰拱预制块的生产仰拱预制块的生产在预制工厂内采用流水线作业方式进行。

首先清洗模具，喷涂脱模剂，安放钢筋骨架及各种预埋件；将生产好的混凝土运至固定式模具旁，利用16t桥吊起吊料斗灌注混凝土，附着式振捣器振捣成形；常温静置预养后，盖好养生罩，利用暖气片加热养生，在养生过程中不断补充蒸汽；养护后脱模起吊仰拱块且做好编号工作；室内继续养生3d后运往室外存放场翻转存放；同期养生试块28d抗压强度达到38Mpa后运往洞内使用。

仰拱预制厂设计生产能力每天17块。

3.1生产工艺的确定通过对引黄入晋万家寨水利工程管片生产的现场考察，参考有关技术资料，针对秦岭隧道仰拱预制块大、厚、重的结构特点，选择模具固定、暖气片加热养生方式，在养生过程中补充蒸汽，以保证混凝土养生所需的温度和湿度。

铁路山岭隧道课程设计指示书. 隧道教研室.（注：可供公路隧道设计者参考，基本方法一样。

）一、原始资料（一）地质及水文地质条件沙口坳隧道穿越地段岩层为石灰岩，地下水不发育。

其地貌为一丘陵区，海拔约为150米。

（详细地质资料示于隧道地质纵断面图中）。

（二）线路条件本隧道系I级干线改造工程，单线电力（或非电力）牵引，远期最高行车速度为160 公里/小时,外轨最大超高值为15厘米,线路上部构造为次重型，碎石道床,内轨顶面标高与路基面标高之间的高差为△ =70厘米，线路坡度及平、纵面见附图，洞门外路堑底宽度约为11米，洞口附近内轨顶面标高：进口：52.00米出口:50.00米（三）施工条件具有一般常用的施工机具及设备, 交通方便, 原材料供应正常, 工期不受控制。

附：（1） 1:500的洞口附近地形平面图二张；（2）隧道地质纵断面图（附有纵断面总布置图）一张。

二、设计任务及要求（一）确定隧道进、出口洞门位置，定出隧道长度；（二）在1:500的地形平面图上绘制隧道进口、出口边坡及仰坡开挖线；（三）确定洞身支护结构类型及相应长度，并绘制W类围岩地段复合式衬砌横断面图一张（比例1 :50）；（四）布置避车洞位置；（五）按所给定的地质资料及技术条件选择适当的施工方法，并绘制施工方案横断面分块图及纵断面工序展开图；（六）将设计选定的有关数据分别填入隧道纵断面总布置图的相应栏中，并写出设计说明书一份。

三、应完成的设计文件所有的图纸均应按工程制图要求绘制，应有图框和图标。

最后交出设计文件及图纸如下：（一）标明了洞门位置及边、仰坡开挖线的1:500洞口附近地形平面图两张，图名为“沙口坳隧道进口洞门位置布置图”和“沙口坳隧道出口洞门位置布置图”；（二）参照标准图绘制的1:50衬砌横断面图一张，图名为“W类围岩衬砌结构图”；（三）隧道纵断面总布置图一张，图名为“沙口坳隧道纵断面布置图”；（四）设计说明书一份，主要内容有：1. 原始资料①地质及水文地质条件；②线路条件；③施工条件等。

东秦岭隧道平导快速施工技术1 引言西（西安）南（南京）线东秦岭隧道位于陕西蓝田、商州交界处，为双线隧道，全长12268米。

平导作为正洞的辅助导坑，出口段全长6129米，纵坡与正洞一致，设计为11‰的下坡，隧道最大埋深为580米。

DK107+523－DK103+881为大断面平导，衬砌内净空为：净高6.15m，净宽4.8m；DK103+881－DK101+392为小断面平导，衬砌内净空为：净高4.5m，净宽4m。

平导支护类型：Ⅰ－Ⅱ类围岩采用模筑衬砌，Ⅲ－Ⅴ类围岩采用喷锚衬砌。

东秦岭隧道通过地层主要为片麻岩夹片岩、片岩、板岩夹砾岩、白云岩、灰岩夹千枚岩、大理岩、千枚岩等，出口段断裂构造和褶皱构造极为发育，共穿越6条断层，其中F6大断层破碎带398m，地质条件极差。

东秦岭隧道平导出口段自2000年3月1日开工后，始终保持快速施工，于2001年11月22日提前七个月施工至分界里程，平均月掘进292m，其中最高日循环8个，最高日进尺25.1m，最高月进尺406.1m，2001年5、6、7、8四个月连续月掘进均突破400m。

均为全国最高纪录。

总结东秦岭隧道平导快速施工经验，东秦岭隧道平导快速施工技术要点主要有：2 机械配套机械配套应遵循以下原则：施工机械与施工方法配套；机具选型上要考虑质量可靠、适用、高效、经济、维修方便；组合配套时要考虑设备外形尺寸与隧道断面相适应，各机械之间外形尺寸要适应，配套设备之间生产能力要匹配；充分考虑国产化。

2.1钻孔设备在选择钻孔设备上不必一味追求机械的先进化，不分条件地使用353E三臂液压凿岩台车或门架式液压凿岩台车，应当结合现实国情，讲求适用。

由于国内劳动力多且价格低廉，由一般运输车改装成的自制台车配备多台YT－28风枪与353E 三臂液压凿岩台车或门架式液压凿岩台车相比具有以下优点：钻孔时间与液压台车相差无几；车身短，掌子面铺轨与钻孔可同是进行，缩短了每排炮的循环时间；车身短，所需避车洞小，减少了开挖方量；自重轻，对路面质量要求较低，维修整道费用降低；手持风枪钻孔在超欠挖上比钻孔液压台车小，降低了砼用量。