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隧道建设进入快速发展时期
编撰人:网站管理员 发布时间: 2010/3/29 16:03:30 阅读:936
 


  我国幅员辽阔,人口众多,资源相对稀缺,各地经济发展很不平衡。交通运输发展相对落后,制约了经济发展。为了适应国民经济持续快速增长的需要,并促进经济社会发展。改革开放以来,我国将交通运输列为国民经济发展的战略重点之一。公路交通在国民经济和交通运输中具有覆盖面大、适应性强,机动灵活等特点和优势,因此受到重视,并得到快速发展,尤其包括高速公路、长大桥梁和公路隧道等公路基础设施的发展更是举世瞩目。

  中国山地、丘陵和高原很多,其面积约占国土总面积的69%。地形西高东低,自西向东呈现阶梯下降。第一级阶梯是青藏高原,平均海拔4500~5000 米。据统计,世界上海拔8000米以上的高峰共14座,位于喜马拉雅山脉和喀喇昆仑山脉的中国国境线上和国境内者即达9座。第二阶梯是青藏高原、云贵高原和西北部黄土高原和内蒙古高原。云贵高原海拔2000~1000米。第三阶梯主要以平原、丘陵和低山地貌为主。自北而南分布着东北平原、华北平原和长江中下游平原,海拔多在200米以下,这里地势低平,沃野千里,是我国最重要的农业发达,人口、城镇、村落密集,工业基础雄厚,交通方便的地区。长江以南以低山丘陵为主,广大地区海拔大多小于500米,地面起伏不平,平坦的河谷平原、盆地与低缘的丘陵、断续相连的低山交错分布。

  在山区或半山区修筑的公路,由于过去公路建设资金严重短缺,多以盘山公路为主。这种公路不仅等级低,绕行里程长,占用可耕地多,而且能耗高,安全隐患多,生态环境破坏大等,因而造成巨大经济损失和人员大量伤亡。随着经济的迅速发展,人民生活水平的大幅度提高,公路交通建设规模日益扩大,技术进步达到新的水平,公路隧道建设不仅在山区和丘陵地区公路建设中,而且在东部江河桥隧跨越方案比选中,对公路隧道的选择和建设,日益引起重视,并有很大发展。

我国公路隧道建设成就

  上个世纪后半叶的前30年我国所修建的公路等级低,线形要求不高,当公路翻越山岭时,大都采用盘山展线绕行。50年代,我国仅有30多座总长约2. 5km的公路隧道。在六七十年代,我国干线公路上曾修建了百米以上的公路隧道。1964年修建的北京至山西原平公路(四级公路),修建了两座200米以上的隧道,已是非常大的工程。进入八十年代,我国公路隧道发展的速度加快,具有代表性的工程有深圳梧桐山隧道和珠海板樟山隧道,福建鼓山隧道,甘肃七道梁隧道等。据统计,1979年我国公路隧道通车里程仅为52km/374座,1993年我国的公路隧道通车里程为136km/682座,隧道平均长度分别为139米和199 米,均以二级以下的短隧道为主。据统计,2000年我国隧道通车里程已达 628km/1684座,隧道平均长度已达373米,其中特长隧道为54km/15座,长隧道为207km/135座,中隧道为255km/514座,短隧道为112km/1020座,公路隧道通车里程比1979年增长了12倍多,比1993年增长了4倍多。据不完全统计,到2001年底,我国建成的千米以上的公路隧道已有140余座。

  近十年来,我国已修建了不少长隧道、特长隧道以及隧道群,隧道占公路里程比重不断增大。同时隧道建设技术不断提高和成熟。其中:

  ——1995年建成的成渝高速公路上的中梁山隧道长3.165km,缙云山隧道长2.529km, 解决了我国长大公路隧道的通风问题,在我国的现代化隧道建设中具有重要意义。

  ——1999年12月通车的四川省川藏公路上的二郎山隧道长4.176km,该隧道是连接西藏与内地的重点工程。该隧道的建成缩短运营里程25. 4km,提高了线路标准,避免了公路在海拔3000米以上的山区迂回,促进了地方经济的发展。

  ——1999年9月全线通车的四川广安地区华蓥山公路隧道长4.534km,是成都到上海高速公路中的广安至重庆高速公路的瓶颈工程,也是目前我国已通车的最长公路隧道。华蓥山公路隧道地质复杂,集溶洞、涌泥、突水、岩爆、高瓦斯和石油天然气于一身。

  ——1998年12月实现单洞通车,并于1999年底实现双洞通车的全长2×4. 116km的浙江省甬台高速公路大溪岭—湖雾岭隧道。该隧道为确保隧道运营通车后的通行能力及安全性,设置了照明、通风、防火监控等完善的运营机电设施,它是我国自行设计施工及采用国产材料设备为主的现代化大型隧道。

  同时,我国还修建了不少大跨度隧道、连拱隧道和小间距隧道。

  ——全长3.455km的北京八达岭高速公路潭峪沟隧道,断面采用五心圆扁坦拱形式,单洞开挖宽度约15m,为我国三车道公路隧道修建积累了经验。沈大高速公路改建工程中的一条隧道,单向四车道行车,单洞开挖宽度接近20m。

  ——京珠高速公路五龙岭隧道为双连拱结构,总开挖宽度达32.52m。在地质条件不利的条件下,采用三导坑分部开挖,挂网锚喷加刚拱架联合支护,成功地将我国隧道修建技术向前推进了一步。之后,我国福建省还用暗挖法修建了四条隧道。

  ——福建省的里洋隧道等,上下行隧道采用独立的结构形式,但其中间岩柱厚度约为6m,突破了传统的单修隧道间岩柱厚度不小于3D(D为单洞跨度)的限制,在具体的工程条件下,极大地节约了工程造价。 此外,为了保护稀有动物和人类文化遗产,一些路线也采用了隧道方案。

  ——秦岭山区是大熊猫和金丝猴等珍稀动物的保护区,西安-汉中的高速公路在秦岭山区大量地采用了特长隧道群的方案,把人类活动对稀有物种的影响降到最低限度。

  ——南京的古城墙是国家级重点文物,为了解决进出中山门的公路交通问题,南京修建了富贵山隧道。

  此外,我国应用暗挖、盾构和沉管等三种基本方法,建成了5条水下隧道,质量都达到了优良要求。

隧道施工技术的发展

  我国修建公路隧道的基本方法有新奥法、盾构法和沉管法等。

  ——以锚喷支护及柔性衬砌为主要特征的新奥法(NATM),在我国起步较晚,铁路、城建等部门在引进新奥法相关技术方面做了大量工作,并取得了一定的成效。目前,我国公路隧道采用新奥法设计和施工比率已达50%左右。

  ——盾构掘进机方法一般用于沿海冲积层地层中开挖隧道。我国已成功采用盾构法进行了多条公路隧道施工,包括上海黄浦江3条穿江隧道等。

  ——全断面隧道掘进机方法(TBM),具有施工速度快、隧道成型好、机械化程度高,以及对周围环境影响小等优点。我国仅在铁路隧道、水工隧道施工中采用了TBM法。

  ——我国采用沉管隧道法施工的公路隧道,有广州珠江公路—铁路合用沉管隧道,宁波甬江公路沉管隧道等。其质量和防水性能都达到了较高的水平。建于上海的8车道沉管越江隧道即将建成,该隧道的建成标志着我国在沉管隧道领域达到了国际先进水平。

  防排水是公路隧道工程的重要环节之一,关系到结构安全和洞内行车安全。目前我国在隧道和地下工程防排水技术方面,有了很大的进步。从围岩注浆止水,衬砌结构防水,施工缝处理技术,到各种防排水材料、构件和设备等都取得了一些成果。但是,公路隧道尤其长大隧道建设起步较晚,其防排水技术还处于发展阶段,隧道工程还存在渗漏水现象。

我国的隧道运营设施装备水平逐渐提高

  ——公路隧道照明。目前我国1km以上公路隧道照明形式为完全照明占 87%,局部照明占4%,无照明占9%。

  ——公路隧道通风。目前我国1km以上公路隧道通风形式为自然通风占 40%,机械通风占60%。

  ——公路隧道消防设施。目前我国1km以上公路隧道消防设施为有消防设施占66%,无消防设施占34%。

  ——隧道电子设备。目前我国1km以上公路隧道有监控、通信、检测设备者占19%,有监控、通信设备者占16%,有通信设备者占7%,有监控设备者占 20%,其他占38%。

  公路隧道主要研究成果

  近10年来,我国交通部门每年投入大量科研经费,围绕隧道工程的实际问题开展了科学研究,如“公路隧道CAD技术研究”、“公路长大隧道纵向通风研究”、“《公路隧道施工技术规范》编制”、“公路隧道通风技术研究”、“沉管隧道修筑技术研究”、“特长公路隧道修筑技术研究”、“连拱隧道建设关键技术的研究”、“隧道路面结构与材料的研究”等,在隧道的施工、管理、通风、照明、监控、防灾、维护等许多领域均取得了重大成果,这些研究成果强有力地支持了我国公路隧道建设。其中有国家立项的“公路长大隧道纵向通风研究”项目,解决了成渝高速公路上的中梁山隧道和缙云山隧道的通风问题。在此隧道的修建中,汇集了众多国内外隧道专家,对隧道通风等重大难题进行了研究,通过采用纵向通风系统,为国家节省了几千万元的投资,为以后的隧道建设提供了成功的经验。由交通部立项的西部交通建设科技项目“秦岭终南山特长公路隧道关键技术研究” 将解决我国秦岭终南山特长公路隧道(拟建方案长18.4km)的防灾救援、通风照明、机电控制与运营管理等一系列问题。

  为适应我国公路隧道建设的发展,八、九十年代,交通部组织编写了公路隧道的设计、施工、通风照明设计、养护技术等规范,对我国公路隧道建设起到了促进与推动作用。交通部于1985年发布了行业标准《公路隧道勘测规程》(2000年进行了修订)。1988年发布了行业标准《公路隧道设计规范》,1999年进行了修订并改名为《公路隧道通风照明设计规范》。1995年发布了《公路隧道施工技术规范》。

  在学习国际先进技术和我国铁路隧道建设经验的基础上,中国公路隧道在标准规范、计算理论、结构分析、模型试验、材料科学、施工工艺、施工设备、施工控制、检测技术、大型专用机械等方面综合技术不断进步,逐步形成了有中国特色的成套技术。

  但从总体上说,我国公路隧道建设技术还适应不了我国隧道发展的要求,与国外先进水平相比,还存在很大的差距。具体表现在,一是新技术应用率较低,隧道建成后渗漏水较为普遍,造成洞内设施及衬砌结构破坏,返修率高,建设费用和维修费用相当高。二是超长公路隧道的关键技术问题,如通风问题还没有完全解决,制约了高等级公路的发展等。三是我国公路隧道在照明、通风、消防和报警系统以及火灾自动检测系统、紧急电话系统、隧道通讯系统、电视监视系统、隧道交通检测控制系统等方面还不符合标准规范的有关要求。其主要原因是对公路隧道运营设施的资金投入不足,重于建设,疏于运营管理。

  新世纪的展望

  新世纪中国进入了第十个五年计划的建设时期,加强基础设施建设是今后五至十年一项十分重要的任务。要优化结构,调整布局,提高工程质量,拓宽投资渠道,注重投资效益,把基础设施建设提高到一个新水平。

  “五纵七横”的国道主干线建设任务有望提前10年在2010年前贯通。作为一期的“两纵两横三条重要路段”预计将在“十五”期内先期建成。

  按照计划10年内将新建成40万公里新路,使中国公路里程达到210万公里,高速公路达到3.5万公里以上。

  随着高等级公路向西部延伸,新世纪前10年中,将有总长155公里以上的公路隧道将要投入建设。其中,西安至安康高速公路上穿越秦岭山脉的秦岭终南山特长公路隧道,隧道方案之一全长 18.4km,其长度为亚洲第一,世界第二;还有多处长度4-8km的山岭隧道即将建成或投入建设:

  * 湖南省雪峰山隧道全长7.1km;

  * 陕西省秦岭1号隧道全长6.1km,秦岭2号隧道,秦岭3号隧道的长度分别为5km与6km;

  * 四川省泥巴山隧道全长约8km;

  * 福建省美菰岭隧道全长5.6km;

  * 甘肃省七道梁隧道全长约5km;

  * 山西省雁门关隧道全长5.6km;

  * 四川省鹧鹄山隧道全长4.4km;

  * 西安至汉中高速公路上穿越秦岭山脉的三座特长隧道单洞总长34km,整个西汉高速公路隧道单洞总长度约100km;西昌至攀枝花公路的隧道群总长14km;

  另外,上海崇明岛和武汉的长江上还将建设大型过江通道工程。 同时,我国还有许多特长隧道正在研究中。例如,贯穿中国沿海大走廊的渤海海峡隧道与琼州海峡隧道等,修建连接台湾省与祖国大陆的台湾海峡隧道也在研讨中。可以预见,21世纪初叶,中国公路建设和隧道技术必将有一个新的更大的发展。

  随着经济和社会的发展、科学技术的进步与创新、对自然规律认识的深化,人们对基础设施建设“质量和效益”的意识正在不断增强,对可持续发展理念的认识正不断提升。融合“总体规划设计的合理性,工程材料和结构的耐久性,社会效益的可持续性”的工程“品质”的理念和基础设施的“有效服务”越来越受到重视。

  面对繁重的公路和隧道建设任务,我们必须要努力做好几项工作:一是加强公路隧道标准规范体系的建设。随着我国长大特长公路隧道建设的不断增多,公路隧道建设难度越来越大,其技术也不断发展和变化,因此,一方面借鉴国外和国内铁路行业的标准和规范,另一方面,加快修订和编制公路隧道方面的标准规范的步伐。

  二是加大勘测设计施工科技含量,提高工程质量。进一步提高计算机技术在工程规划设计、施工管理和运营管理中的应用水平,同时还应充分利用先进的勘测、施工技术与设备,推动公路隧道工程发展。在公路隧道工程建设中,要确立“全寿命成本分析” 的概念,即要求在设计阶段就一并考虑工程建成后维修、养护和管理的问题,以“工程生命周期投资”降至最低为目标。

  三是加强公路隧道的照明、通风、防灾和监测与控制的研究与开发。学习西方发达国家在公路隧道运营管理技术方面的先进经验,并在“十五”期间,组织对特长公路隧道的照明、通风、防灾和监测与控制等各个方面的内容的科研攻关。

  四是加强养护维修工作,全面提高运营管理水平。要重视隧道的养护维修工作,特别是在交通量较大的隧道段,要得到经常性的养护与维修,同时提高应对突发性灾害的抢险能力。充分认识公路隧道运营管理的重要性,加大对公路隧道照明、通风、防灾和监测与控制等方面设施的投入,同时完善管理体制,全面提高我国公路隧道运营管理水平。

  五是注重环境保护。隧道洞口开挖和洞身掘进的弃土弃石、施工设备排放的废水废气处理,是公路建设施工期和运营期环境保护的重要课题,需要认真研究解决。同时洞口的设计应注重美学效应,使隧道不仅是车辆的通道,同时又能点缀锦绣河山。应注意减少小隧道工程对地下水平衡的扰动,尽量减少隧道排出的废气对大气的污染。

  六是加强国内外公路、隧道交通行业交流,推动公路和隧道交通领域的技术创新和技术进步。世界道路协会(PIARC)在世界各地举办的世界道路大会和各类类型的研讨会代表了当今国际公路和隧道技术的最新发展方向,通过参与国际科技组织的活动可以有效地了解当前国际科技发展动向,密切与有关组织机构的联系,促进多层次的国际合作和交流,推动我国公路和隧道交通领域的技术创新和技术进步。

  中国的工程师已经作好充分的准备,以新结构、新材料、新工艺、新设备的技术进步和管理科学的创新,与世界各国的桥梁界同行携手,迎接新世纪全球最大规模的交通基础设施建设任务的挑战。

 
 
 
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