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1、公路隧道学科发展研究报告(2011)中国公路学会隧道工程分会2012年4月目录一、引言 1二、我国公路隧道发展历史沿革及特征3三、国内外公路隧道建设技术发展状况43.1 我国公路隧道科技发展情况 43.2 “十五”以来西部项目科研成果与突破 53.2.1 勘察设计技术方面 63.2.2 隧道施工技术方面 113.2.3 隧道设计基础理论方面 123.2.4 检测评估、维修加固与养护管理技术方面 133.2.5 隧道防灾减灾技术方面 133.2.6 总体评价 143.3 国外技术发展现状与趋势 163.4 与国外先进水平的差距 17四、“十二五”公路隧道科技重点突破的方向与技术304.1 技术发
2、展需求 304.2 重点研究方向及主要目标 314.3 重点研究项目建议 31公路隧道学科发展研究报告（2011）一、引言我国是多山国家，75%左右的国土都是山地，且江河纵横，海域宽阔。近 10年来，公 路隧道平均每年新建350公里（见图1）, 28座水下公路隧道已建成通车，隧道在交通基础 设施的建设中起到越来越重要的作用， 同时在城市建设中，以节约土地和保护环境为宗旨， 城市道路隧道也方兴未艾。总体上，公路隧道已由重丘走向深山、由陆域走向水下、由山 区走向城市。面对地震、火灾和暴雨等灾害日益频发，面对高地应力、活动断裂、高寒、 高海拔和富水等复杂地质条件，面对保护环境和节约能源等日益增强的建
3、设理念，面对我 国跨江海、穿高原等重要战略通道建设的实际需要，公路隧道建设尚存在突出技术瓶颈亟 待解决。图1近10年来我国公路隧道修建公里随着我国国民经济的迅速发展，我国公路的建设规模在日益扩大，尤其是公路隧道的 建设已进入一个快速发展的时期。据统计，截至2010年底，全国公路隧道为7384处、512.26 万米，其中，特长隧道 265处、113.80万米，长隧道1218处、202.08万米。其中，2007 年建成通车的秦岭终南山公路隧道全长 18.02公里，位居世界规模第一、长度第二，是我国公路隧道建设的标志性工程。目前，尚有众多的特长隧道正在建设之中（见表1）我国中西部特长公路隧道表1No
4、.隧道名长度（m）位置车道通风方式1秦岭终南山隧道18020陕西2X23竖井分段纵向式2大坪里隧道122900片2X22竖井分段纵向式3包家山隧道11500陕西2X23斜井分段纵向式4宝塔山隧道10391山西2X2竖斜井送排式纵向通风5泥巴山隧道9985四川2X2斜井+竖井分段纵向式6麻尾子隧道90000片2X2斜竖井送排+射流风机纵向7龙潭隧道8700湖北2X2立坑送排+射流风机纵向式8米溪梁隧道7923陕西2X2左（右）洞单井送排式通风9括苍山隧道7930浙江2X2纵向式+半横流式（排烟）10方斗山隧道7581重庆2X22座斜井送排式纵向通风例如位于甘肃省宝大高速公路上的大坪里隧道全长12
5、.29公里、位于陕西省西康高速公路上的包家山隧道全长 11.5公里、位于四川省雅西高速公路上的的泥巴山隧道全长10公里、位于湖北省沪蓉西高速公路上的龙潭隧道全长8.7公里、位于陕西省安康至陕川界高速公路上的米溪梁隧道全长 7.92公里，等等。根据国家“十一五”发展规划，还将有更多的特长公路隧道建成通车图2 20012009年公路工程增长情况因此，山岭公路隧道的建设日益增多。我国交通运输部发布的公路水路交通行业发 展统计公报（表1-1）中的统计数据未包含水下公路隧道和城市道路隧道以及香港、澳门 和台湾地区的山岭公路隧道。图2反映出20012009年山岭公路隧道年均增长率高达50.97%,分别是“
6、路”和“桥”的 3.61倍和2.94倍，表明公路隧道在山区公路建设中的 重要地位日益凸显。表1-1隧道与公路的增长关系年份高速公路二级及以上公路隧道总里程/万公里年增长/万公里总里程/万公里年增长/万公里总里程/万延米年增长/万延米占高速公路增长里程的百分比/%占二级及以上公路增长里程的百分比/%20011.9422.770.520022.510.5724.972.2783.5132.280.5720032.970.4627.162.19100.116.63.610.7620043.430.4629.952.79124.5624.465.320.88年份高速公路二级及以上公路隧道总里程/万公里
7、年增长/万公里总里程/万公里年增长/万公里总里程/万延米年增长/万延米占高速公路增长里程的百分比/%占二级及以上公路增长里程的百分比/%20054.100.6732.582.63152.728.144.201.0720064.530.4335.332.75184.1831.487.321.1420075.390.8638.042.71255.5571.378.302.6320086.030.6439.971.93318.6463.099.863.2720096.510.4842.522.55394.2075.5615.742.9620107.410.944.732.21512.26118.06
8、13.125.34、我国公路隧道发展历史沿革及特征据交通部统计，20世纪50年代，我国仅有30多座公路隧道，总长约2.5公里。60至70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上，修建了两座200米以上的隧道，已是非常大的工程。据统计，截至 1979年，我国公路隧道通车里程仅为 52 公里，数量为 374 座。 1993 年发展到 682 座，总长 136 公里。隧道平均长度为 199 米，均是二级以下的短隧道为主。进入 21 世纪的 10 年来，我国公路网交通逐渐穿越崇山峻岭， 向离岸深水延伸， 截至 2010年底， 全国公路隧道为 7384处、 5
9、12.26万米，其中，特长隧道 265 处、 113.80 万米，长隧道1218处、 202.08 万米。秦岭终南山隧道、上海崇明隧桥、厦门翔安海底隧道等重大工程相继建成，是世界上公路隧道最多的国家。据统计，我国铁路隧道数量和长度也已突破7000 座和 4000 公里，均为世界第一。与铁路、水利和矿山隧道相比，公路隧道在我国的起步最晚，发展速度最快，真正意义上的现代公路隧道只有二十几年的发展历史。 公路隧道之所以能够取得如此快速和巨大的成就，这与我国在铁路、水利和矿山隧道长期的技术发展积累是密不可分的。正是我国在二十世纪后五十年大量的铁路、水利和矿山隧道的建设经验，为今后修建高速公路隧道奠定了
10、坚实的基础。与铁路、水利和矿山隧道相比，公路隧道有其独特的特点： 1）公路隧道是大跨扁平结构， 其跨度远大于铁路和矿山隧道；2） 公路隧道穿越的地质条件异常复杂， 围岩稳定性差，这是同样跨度大的水利隧道所不能想象的；3）公路隧道为满足线形、逃生等需要，采用的结构形式比铁路隧道复杂，如：连拱、小净距、分岔、螺旋隧道等；4）公路隧道为保证行车舒适性、安全性，必须配备复杂的运营机电系统，含：通风、照明、消防、监控、供配电、救援等系统，这是其他类型隧道所没有的。这些特点表明公路隧道的技术难度更大，也促使公路隧道界必须在设计、施工、运营和养护方面开展大量的开拓创新研究工作，解决自己特有的技术和管理问题。
11、总之，公路隧道是在汲取铁路、水利和矿山隧道建造经验的基础上，不断开拓创新，高起点、高水平的发展形成独特的公路隧道技术体系。当前，随着技术的不断发展和运营的需要，公路隧道趋势是越修越长、越修越宽，技术越来越难、越复杂。公路隧道的修建涉及到了结构、防排水、岩土、地质、地下水、空 气动力、光学、消防、交通工程、自动控制、环境保护、工程机构等十几个学科领域，是 综合复合技术，需要多学科进行联合研究、进行攻关。三、国内外公路隧道建设技术发展状况3.1我国公路隧道科技发展情况为适应我国公路隧道建设快速发展的需求，突破和解决重点工程建设和养护管理方面 面临的重大需求问题，交通运输部自“十五”开始，加大了对公
12、路隧道科研的支持力度， 从设计、施工、检测评价、维修加固与养护管理等各个环节，按需求的紧迫性有计划地设 立了一系列科研项目。截至2008年，“十五”和“十一五”期间交通运输部在隧道工程方 向设立西部项目32项（见表2）,投入研究经费约6593万元。涉及隧道设计技术（24项）、 施工技术（14项）、基础理论研究（2项）、检测评估、维修加固与养护管理技术（3项）、 防灾减灾（4项）。组织调动全国科研、设计、施工等单位参与研究攻关，针对隧道建设和 养护中的难点、焦点和热点问题，形成了一批创新型技术、工法和装备，部分成果达到国 际领先或先进水平，填补了国内诸多空白，对公路隧道的又好又快发展起到了保驾护
13、航的 关键作用。山区高速公路隧道修筑技术课题一览表表2序项目名称承担单位Mm1黄土地区隧道的修筑技术研究一甘肃省交通厅工程处康军2秦岭终南山特长公路隧道关键技术研究陕西省公路局晨雪3连拱隧道建设关键技术的研究云南省公路规划勘察设计院4隧道路面结构与材料的研究贵州省交通规划勘察设计研余远5雪峰山公路隧道关键技术研究湖南省交通规划勘察设计院彭建6双洞小净距隧道设计、施工关键技术研究四川省交通厅公路规划勘察李玉7公路隧道健康诊断的应用技术研究1中交第一公路勘察设计研究王华8分岔式隧道设计施工关键技术研究湖北沪蓉西高速公路建设指曹传9沪蓉国道主干线龙潭特长隧道特殊地质条湖北沪蓉西高速公路建设指白山10
14、高海拔地区复杂地质条件下公路隧道设计四川省交通厅公路规划勘察郑金11公路隧道围岩分级指标体系与动态分类方西南交通大学王明:12公路隧道喷射防水层技术研究重庆交通科研设计院刘伟13公路隧道松驰荷载预测理论与预警系统及重庆交通科研设计院蒋树14公路隧道建设中数字化技术应用研究交通部公路科学研究院王晓15单拱四车道公路隧道设计优化与施工技术湖南省交通科学研究院张亮16大相岭泥巴山深埋特长隧道关键技术研究 四川省交通厅公路规划勘察陈乐17公路隧道施工重大险情预警与应急救援技交通部公路科学研究院张高18山区隧道建设环境保护关键技术研究重庆交通科研设计院张兰19沿河傍山路段棚洞结构适应性及设计施工重庆交通科研设计院黄伦20西部地区公路瓦斯隧道设计与施工技术研 1
