第一篇：《隧道工程》教案

第1章 緒 論

1.1 隧道在交通事業(yè)中的地位及發(fā)展概況 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(yùn)輸使用的地下工程結(jié)構(gòu)物 2 隧道在交通事業(yè)中的地位

（1）重要性：交通是國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)重要的設(shè)施，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有十分重要的地位。

（2）必要性：世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明，快速暢通交通網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必不可少的條件。

（3）緊迫性：目前我國(guó)高速公路總里程還很少（2001年底近2萬(wàn)公里），滿足不了發(fā)展的需要，造成各種交通設(shè)施超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，交通事故、交通阻塞和交通公害等成為一大社會(huì)問(wèn)題，阻礙了國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。3 隧道工程的發(fā)展概況（1）隧道的發(fā)生和發(fā)展歷史（2）隧道技術(shù)的發(fā)展與成就 隧道工程的發(fā)展前景及需要解決的難題（1）隧道工程發(fā)展前景：隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)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(lái)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）（3）隧道工程發(fā)展方向：合理規(guī)劃與環(huán)境保護(hù)、非爆破的機(jī)械化施工、設(shè)計(jì)可靠隧道工程需要解決的難題： 合理、使用安全等方面。

1.2 隧道的分類及其作用

隧道分類方法很多，這里介紹按照用途、長(zhǎng)度、斷面分類 1 按照用途分類：交通隧道、水工隧道、城市隧道和礦山隧道（1）交通隧道

公路隧道—專供汽車(chē)運(yùn)輸行駛的通道。鐵路隧道—-專供火車(chē)運(yùn)輸行駛的通道。

水底隧道—-修建于江、河、湖、海、洋下的隧道，供汽車(chē)和火車(chē)運(yùn)輸行駛的通道。地下鐵道—-修建于城市地層中，為解決城市交通問(wèn)題的火車(chē)運(yùn)輸?shù)耐ǖ馈：竭\(yùn)隧道－-專供輪船運(yùn)輸行駛而修建的通道。人行隧道－專供行人通過(guò)的通道。（2）水工隧道

引水隧道－是將水引入水電站的發(fā)電機(jī)組或水資源的調(diào)動(dòng)而修建的孔道。

尾水隧道—用將水電站發(fā)電機(jī)組排出的廢水送出去而修建的隧道。

導(dǎo)流隧道或泄洪隧道—水利工程中疏導(dǎo)水流并補(bǔ)充溢洪道流量超限后的泄洪而修建的隧道。

排沙隧道——它是用來(lái)沖刷水庫(kù)中淤積的泥沙而修建的隧道。（3）市政隧道

給水隧道一為城市自來(lái)水管網(wǎng)鋪設(shè)系統(tǒng)修建的隧道。

污水隧道—為城市污水排送系統(tǒng)修建的隧道。

管路隧道一為城市能源供給（煤氣、暖氣、熱水等）系統(tǒng)修建的隧道。線路隧道—為系統(tǒng)修建的隧道。

人防隧道一是為戰(zhàn)時(shí)的防空目的而修建的防空避難隧道。（4）礦山隧道 公路隧道按照長(zhǎng)度的分類（1）特長(zhǎng)隧道：L?3000m

（2）長(zhǎng) 隧 道：3000m?L?1000m（3）中 隧 道：1000?L?500m（4）短 隧 道：L?500m 3 按照隧道斷面積

（1）特大斷面隧道（100m2以上）（2）大斷面隧道

（50～100m2）（3）中等斷面隧道（10～50 m2）（4）小斷面隧道

（3～10 m2）（5）極小斷面隧道（3 m2 以下）思考題

1.什么叫隧道？試從隧道的廣泛用途論述學(xué)習(xí)、研究與發(fā)展隧道技術(shù)的重要意義。2.在交通線路上修建隧道的意義？

第2章 隧道的勘察

隧道勘察的目的，是在于查明隧道所處位置的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件以及隧道施工和運(yùn)營(yíng)對(duì)環(huán)境保護(hù)的影響。

2.1 隧道勘察的幾個(gè)階段

隧道勘察階段的劃分應(yīng)與公路設(shè)計(jì)階段相適應(yīng)，一般分為（1）可行性研究勘察，（2）初步勘察，（3）詳細(xì)勘察。1 可行性研究勘察 2 初步勘察

初勘是在批準(zhǔn)的工程可行性研究報(bào)告推薦建設(shè)方案的基礎(chǔ)上，在初步選定的路線內(nèi)進(jìn)行勘察，其任務(wù)是滿足初步設(shè)計(jì)對(duì)資料要求。重點(diǎn)勘察不良地質(zhì)地段，以明確隧道能否通過(guò)或如何通過(guò)。提供編制初步設(shè)計(jì)所需全部工程地質(zhì)資料。3 詳細(xì)勘察

（1）詳勘的目的：是根據(jù)已批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)文件中所確定的修建原則、設(shè)計(jì)方案、技術(shù)指標(biāo)等設(shè)計(jì)資料，通過(guò)詳細(xì)工程地質(zhì)勘察，為線位布設(shè)和編制施工圖設(shè)計(jì)提供完整的工程地質(zhì)資料。

（2）詳勘的任務(wù)：是在初勘的基礎(chǔ)上，進(jìn)行補(bǔ)充校對(duì)，進(jìn)一步查明沿線的工程地質(zhì)條件，以及重點(diǎn)工程與不良地質(zhì)區(qū)段的工程地質(zhì)特征，并取得必需的工程地質(zhì)的數(shù)據(jù)，為確定隧道位置的施工圖設(shè)計(jì)提供詳細(xì)的工程地質(zhì)資料。

（3）詳勘工作步驟：可按準(zhǔn)備工作、沿線工程地質(zhì)調(diào)繪勘探、試驗(yàn)、資料整理等順序進(jìn)行。

2.2 隧道勘察的主要方法

收集研究即有資料

收集的資料一般應(yīng)包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

（1）地域地質(zhì)資料，如地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖性、土質(zhì)等；

（2）地形、地貌資料，如區(qū)域地貌類型及主要特征，不同地貌單元與不同地貌部位的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)等；

（3）區(qū)域水文地質(zhì)資料，如地下水的類型、分帶及分布情況，埋藏深度、變化規(guī)律等；

（4）各種特殊地質(zhì)地段及不良地質(zhì)現(xiàn)象的分布情況，發(fā)育程度與活動(dòng)特點(diǎn)等；

（5）地震資料，如沿線及其附近地區(qū)的歷史地質(zhì)情況，地震烈度、地震破壞情況及其與地貌、巖性、地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系等；

（6）氣象資料：如氣溫、降水、蒸發(fā)、溫度、積雪、凍積深度及風(fēng)速、風(fēng)向等；

（7）其它有關(guān)資料，如氣候、水文、植被、土壤等；

（8）工程經(jīng)驗(yàn)、區(qū)內(nèi)已有公路、鐵路等其它土建工程的工程地質(zhì)問(wèn)題及其防治措施等。2 調(diào)查與測(cè)繪

調(diào)查與測(cè)繪是工程地質(zhì)勘察的主要方法。通過(guò)觀察和訪問(wèn)，對(duì)隧道通過(guò)地區(qū)的工程地質(zhì)條件進(jìn)行綜合性的全面研究，將查明的地質(zhì)現(xiàn)象和獲得的資料，填繪于有關(guān)的圖表與記錄本中，這種工作統(tǒng)稱為調(diào)查測(cè)繪（調(diào)繪）。（1）工程地質(zhì)調(diào)查

（2）工程地質(zhì)測(cè)繪

測(cè)繪的比例尺可在以下范圍內(nèi)選用：可行性研究階段1:5000—1:50000，初勘階段 1:2000—1:10000，詳勘階段1:200—1:2000。下面分兩種情況說(shuō)明。

無(wú)航測(cè)資料時(shí)：工程地質(zhì)測(cè)繪主要依靠野外工作，為此需要講究測(cè)繪方法與量測(cè)精度，以求用較少的工作獲得符合要求的結(jié)果。根據(jù)不同比例尺的精度要求，對(duì)觀察點(diǎn)、地質(zhì)構(gòu)造及種地質(zhì)界線等的標(biāo)測(cè)方法有以下三種：

①目測(cè)法。②半儀器法。

③儀器法。

有航攝資料時(shí)：

a）主體鏡判釋

b）實(shí)地調(diào)查測(cè)繪

c）繪制工程地質(zhì)圖。（3）調(diào)查測(cè)繪內(nèi)容

基本內(nèi)容不外以下幾個(gè)方面。

地形、地貌：地形、地貌的類型、成因、特征與發(fā)展過(guò)程：地形、地貌與巖性、構(gòu)造等地質(zhì)因素的關(guān)系；地形、地貌與工程地質(zhì)條件的關(guān)系。

地層、巖性：地層的層序、厚度、時(shí)代、成因及分布情況；巖性、風(fēng)化程度及風(fēng)化層厚度；

地質(zhì)構(gòu)造：斷裂、褶曲的位置、構(gòu)造線走向，產(chǎn)狀等形態(tài)特征和地質(zhì)力學(xué)特征；巖層的產(chǎn)狀和接觸關(guān)系，軟弱結(jié)構(gòu)面的發(fā)育情況及其與路線的關(guān)系，對(duì)路基的穩(wěn)定影響等。

第四紀(jì)地質(zhì)：第四紀(jì)沉積物的成因類型，土的工程分類及其在水平與垂直方向上的變化規(guī)律；土的物理、水理、化學(xué)、力學(xué)性質(zhì)；特殊土及地區(qū)性土的研究和評(píng)價(jià)。

地表水及地下水：特殊地質(zhì)、不良地層

地震：根據(jù)沿線地震基本烈度的區(qū)域資料，結(jié)合巖性、構(gòu)造、水文地質(zhì)等條件，通過(guò)訪問(wèn)、確定≥7度的地震烈度界線。

工程經(jīng)驗(yàn)：對(duì)所在地區(qū)既有地下工程及其它建筑物的穩(wěn)定情況和工程措施進(jìn)行調(diào)查訪問(wèn)，以便借鑒。

2.3 隧道勘察的主要手段

1挖探

坑探——用機(jī)械或人力垂直向下掘進(jìn)的土坑，或者稱為試坑，深者稱為探井。

槽探——挖掘成狹長(zhǎng)的槽形，其寬度一般為0.6—1.0米，長(zhǎng)度視需要而定，2簡(jiǎn)易鉆探

簡(jiǎn)易鉆探是工程地質(zhì)勘探中經(jīng)常采用的方法。其優(yōu)點(diǎn)是工具輕、體積小、操作方便，進(jìn)尺較快，勞動(dòng)強(qiáng)度較小。缺點(diǎn)是不能采取原狀土樣或不能取樣，在密實(shí)或堅(jiān)硬的地層內(nèi)不易鉆進(jìn)。2鉆探

根據(jù)鉆進(jìn)時(shí)破碎巖石的方法，鉆探可分為:

1)沖擊鉆進(jìn)

2)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)

3)沖擊回旋鉆進(jìn)

4)振動(dòng)鉆進(jìn) 3地球物理勘探

凡是以各種巖土物理性質(zhì)的差別為基礎(chǔ)，采用專門(mén)的儀器，觀測(cè)天然或人工的物理場(chǎng) 變化，來(lái)判斷地下地質(zhì)情況的方法，統(tǒng)稱為物探。

2.4 地質(zhì)勘察

山嶺隧道是修建在天然地層中的建筑物，它從位置選擇到具體設(shè)計(jì)，直到施工，均與地質(zhì)條件有密切關(guān)系。

地質(zhì)條件包括巖層性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀、裂隙發(fā)育程度及風(fēng)化程度，隧道所處深度及其與地形起伏的關(guān)系、地層含水程度、地溫及有害氣體情況、有無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象及其影響等。1初步勘察

初勘應(yīng)提交的資料

? 隧道工程地質(zhì)說(shuō)明書(shū)，對(duì)地質(zhì)工作作一扼要敘述，并作出評(píng)價(jià)。? 提出對(duì)隧道初步設(shè)計(jì)的各項(xiàng)建議及以后詳測(cè)應(yīng)進(jìn)行的工作。

? 隧道工程地質(zhì)平面圖，圖上應(yīng)填繪物探、鉆探等平面布置及挖探點(diǎn)位置，比例尺：1:2000～1:5000。

? 隧道工程地質(zhì)縱斷面圖，圖中應(yīng)標(biāo)明勘探點(diǎn)，若進(jìn)行震探時(shí)，則應(yīng)標(biāo)明巖層的彈性縱波波速，比例尺1:500～1:5000；豎1:200～1:1000。

? 洞口、洞身工程地質(zhì)橫斷面圖，應(yīng)標(biāo)明勘探點(diǎn)，若進(jìn)行震探，則應(yīng)標(biāo)明巖層的彈性縱波波速，比例尺為1:200～1:500。? 提供鉆孔地質(zhì)柱狀剖面圖；試驗(yàn)資料匯總表；

? 航空照片地質(zhì)解釋資料及工程地質(zhì)照片、野外素描圖等；

? 嚴(yán)重影響隧道方案的特殊地質(zhì)、不良地質(zhì)地區(qū)，應(yīng)編制專項(xiàng)資料。2詳細(xì)勘察

詳勘應(yīng)提交的資料：

? 詳勘說(shuō)明書(shū)，根據(jù)詳勘提出對(duì)設(shè)計(jì)及施工方案的建議；

? 地質(zhì)詳勘成果書(shū)，包括地質(zhì)平面圖及剖面圖，重大地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)介； ? 鉆探、試驗(yàn)資料整編等。思考題

1.初步勘察和詳細(xì)勘察在目的、任務(wù)、內(nèi)容、方法、手段及提交的資料等方面有何要求？ 2.什么是物探，有何優(yōu)、缺點(diǎn)？ 3.環(huán)境評(píng)價(jià)主要應(yīng)完成哪些工作？

第3章 隧道總體設(shè)計(jì)

3.1 隧道選址

? 根據(jù)地形圖和調(diào)查資料，通常在多個(gè)路線方案中，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定一條線。? 隧道方位選擇。長(zhǎng)大隧道通風(fēng)、照明及養(yǎng)護(hù)管理費(fèi)用較大。? 隧道標(biāo)高的選擇。

? 安全性、用地、建設(shè)投資、施工的難易、使用費(fèi)以及與當(dāng)?shù)丨h(huán)境和景觀相協(xié)調(diào)等。3.1.1

越嶺隧道選址

通過(guò)山嶺、重丘區(qū)的長(zhǎng)大干線公路往往要翻越分水嶺，線路為穿越分水嶺而修建的隧道稱為越嶺隧道。

（一）越嶺隧道平面位置的選擇

越嶺隧道平面位置選擇:

1、采用直線或大半徑曲線為好；

2、優(yōu)選考慮在路線總方向上或其附近的低埡口，展線好，隧道較短；

3、雖遠(yuǎn)離線路總方向，但埡口兩側(cè)有良好的展線條件；

4、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的埡口。

（二）越嶺隧道標(biāo)高選擇

在越嶺位置選定后，越嶺標(biāo)高影響展線及越嶺隧道方案：

1、隧道標(biāo)高越高，隧道越短，施工期短，兩端展線長(zhǎng)度增加，運(yùn)營(yíng)條件差；

2、隧道標(biāo)高低，隧道加長(zhǎng)，施工期長(zhǎng)，運(yùn)營(yíng)條件較好。

3、選擇越嶺隧道標(biāo)高時(shí)，綜合考慮施工、運(yùn)營(yíng)等多因素比較確定最優(yōu)隧道標(biāo)高。

（三）越嶺隧道選址尚應(yīng)考慮以下原則：

1、逢山穿洞，寧長(zhǎng)勿短，早進(jìn)晚出--避免洞口深挖；

2、寧里勿外，寧深勿淺，避軟就硬--避免不良地質(zhì)； 3.1.2

傍山隧道選址

為改善線形，提高車(chē)速，縮短里程，節(jié)省時(shí)間，常常修建傍山隧道。

傍山隧道一般埋藏較淺，容易造成各種病害；山坡亦常有滑坡，松散堆積，泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)情況較為復(fù)雜。

選擇傍山隧道時(shí)應(yīng)注意：

（1）傍山隧道的洞身覆蓋厚度問(wèn)題。為保持山體穩(wěn)定和避免偏壓產(chǎn)生，隧道位置宜往山體內(nèi)側(cè)靠--寧里勿外

（2）要考慮河岸沖刷對(duì)山體和洞身穩(wěn)定的影響

（3）應(yīng)考慮施工便道設(shè)置和既有公路的位置，應(yīng)注意既有公路邊坡的可能坍塌和施工便道對(duì)洞身穩(wěn)定的影響

（4）線路沿山嘴繞行應(yīng)與直穿山嘴的隧道方案進(jìn)行比較。3.1.3 不良地質(zhì)地段隧道位置的選擇

? 研究地質(zhì)條件的重要性

? 常見(jiàn)不良地質(zhì)條件有滑坡、崩坍、松散堆積、泥石流、巖溶及含鹽、含煤、地下水發(fā)育等地質(zhì)條件。

3.1.4

隧道洞口位置選擇

洞口位置選擇好壞，將直接影響隧道施工、造價(jià)、工期和運(yùn)營(yíng)安全。選擇時(shí)要結(jié)合洞 口的地形，地質(zhì)條件、施工、運(yùn)營(yíng)條件以及洞口的相關(guān)工程（橋涵、通風(fēng)設(shè)施等）綜合考慮。

（1）洞口部分在地質(zhì)上通常是不穩(wěn)定的。一般應(yīng)設(shè)在山體穩(wěn)定，地質(zhì)條件好，排水有利的地方。隧道宜長(zhǎng)不宜短，應(yīng)“早進(jìn)洞，晚出洞”，盡量避免大挖大刷，破壞山體穩(wěn)定。

（2）洞口不宜設(shè)在溝谷低洼處和匯水溝處，一般宜將洞口移到溝谷地質(zhì)條件較好的一側(cè)有足夠?qū)挾鹊纳阶焯帯?/p>

（3）當(dāng)洞口處為懸崖陡壁時(shí)，根據(jù)地質(zhì)情況采用貼壁或采用接長(zhǎng)明洞的辦法，將洞口堆到坍方范圍以外3—5m處

（4）洞口地形平緩時(shí)，一般也應(yīng)早進(jìn)洞晚出洞。這時(shí)洞口位置選擇余地較大，應(yīng)結(jié)合洞外路塹、填方、棄渣場(chǎng)地、工期等具體確定。需要時(shí)可接長(zhǎng)明洞，以確保施工和運(yùn)營(yíng)安全。

（5）考慮洞口邊仰坡不致開(kāi)挖過(guò)高和洞口段襯砌結(jié)構(gòu)受力，洞口位置宜與地形等高線大體上正交。特別是在土質(zhì)松軟、巖層破碎、構(gòu)造不利的傍山隧道，更應(yīng)注意。

（6）長(zhǎng)大隧道在洞門(mén)附近應(yīng)考慮施工場(chǎng)地、棄渣場(chǎng)以及便道等的位置。

（7）洞口附近有居民點(diǎn)時(shí)，考慮提前進(jìn)洞，盡可能減少附近地上構(gòu)筑物，地下埋設(shè)物與隧道的相互影響，及減少對(duì)環(huán)境（農(nóng)業(yè)、交通、居民生活）的影響。

（8）洞口路肩應(yīng)高出設(shè)計(jì)洪水位（包括浪高）以上0.5m，以免洪水浸入隧道。

（9）考慮通風(fēng)設(shè)備排出的廢氣和噪聲對(duì)周?chē)h(huán)境的影響程度和解決辦法。

（10）考慮設(shè)置防雪工程、防風(fēng)工程和防路面凍害工程的必要性。

總之，隧道洞口和洞身是不可分的整體，在位置選擇時(shí)不能顧此失彼，應(yīng)該同樣的重視。

3.2 隧道的幾何設(shè)計(jì)

? 隧道由主體建筑物和附屬建筑物兩部分組成。

? 主體建筑物包括洞門(mén)和洞身襯砌，以及需要在洞口地段接長(zhǎng)的明洞。? 附屬建筑物包括通風(fēng)、照明、防排水、安全設(shè)備、電力、通信設(shè)備等。? 隧道的幾何設(shè)計(jì)主要是汽車(chē)行駛與隧道各個(gè)幾何元素的關(guān)系，常把隧道中心線解剖為隧道的平面，縱斷面及凈空斷面來(lái)分別研究。

3.2.1

隧道的平面設(shè)計(jì)

1、隧道平面設(shè)計(jì)：隧道平面是指隧道中心線在水平面上的投影。隧道是線路的一個(gè)組成部分，與公路一樣，線形至少滿足《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定；

2、應(yīng)適當(dāng)提高線形標(biāo)準(zhǔn)。因隧道內(nèi)運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)條件明顯比洞外差。

3、具體原則：

（1）原則上采用直線，避免曲線；

（2）當(dāng)必須設(shè)置曲線時(shí)，半徑不宜小于不設(shè)超高的平面曲線半徑。

4、曲線隧道的不利因素：（1）行車(chē)視距問(wèn)題；

（2）加寬斷面問(wèn)題，造成變截面隧道，施工難度大；（3）曲線隧道內(nèi)裝修復(fù)雜；

（4）增加通風(fēng)阻抗，對(duì)自然通風(fēng)不利； 3.2.2

隧道縱斷面設(shè)計(jì)

1、隧道縱斷面：沿隧道中心線展開(kāi)的垂直面上的投影。

2、縱坡類型：（1）人字坡隧道（2）上行單坡隧道（3）下行單坡隧道

3、控制隧道縱坡大小的主要因素

（1）通風(fēng)問(wèn)題（2）排水問(wèn)題

4、縱坡坡度大小及其影響

（1）隧道縱坡坡度范圍：0.3%--3%（2）縱坡坡度與通風(fēng)的關(guān)系，要求1%以下，大于2%，排量迅速增加；（3）與排水的關(guān)系，縱坡越大水流越快；

（4）縱坡坡度與施工運(yùn)營(yíng)的關(guān)系，采用大豎曲線半徑和豎曲線長(zhǎng)度；（5）綜合通風(fēng)和排水考慮，縱坡為不防礙排水的緩坡為宜； 3.2.3

隧道橫斷面設(shè)計(jì) 3.2.4

隧道接線

1、保證有足夠的視距和行駛安全

2、注視點(diǎn)和注視時(shí)間

3、隧道兩端平面線形與道路線形相一致的最小長(zhǎng)度有規(guī)定。

3.3 襯砌內(nèi)輪廓線及幾何尺寸擬定

? 什么是隧道襯砌：是一種超靜定支護(hù)結(jié)構(gòu)。

? 襯砌斷面設(shè)計(jì)：主要解決內(nèi)輪廓線，軸線和厚度三個(gè)問(wèn)題。

? 設(shè)計(jì)內(nèi)輪廓線的原則：襯砌的內(nèi)輪廓線應(yīng)盡可能地接近建筑限界，力求開(kāi)挖和襯砌的數(shù)量最小。襯砌內(nèi)表面力求平順，還應(yīng)考慮襯砌施工的簡(jiǎn)便。

? 隧道襯砌斷面的軸線：應(yīng)當(dāng)盡量與斷面壓力曲線重合，使各截面主要承受壓應(yīng)力。? 隧道襯砌厚度：隨所處地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件不同而有較大變化，并且與隧道的跨徑，荷載大小，襯砌材料以及施工條件等有關(guān)。

3.3.1襯砌斷面

(1)襯砌內(nèi)輪廓線：是襯砌的完成線，在內(nèi)輪廓線之內(nèi)的空間，即為隧道的凈空斷面。

(2)襯砌外輪廓線：指為保持凈空斷面的形狀，襯砌必須有足夠的厚度(或稱最小襯砌厚度)的外緣線。

(3)實(shí)際開(kāi)挖線：為保證襯砌外輪廓，開(kāi)挖時(shí)往往稍大，尤其用鉆爆法開(kāi)挖時(shí)，實(shí)際開(kāi)挖線不可避免的成為不規(guī)則形狀。3.3.2 公路隧道襯砌內(nèi)輪廓線的求法

(1)圓形斷面的作圖

確定道路隧道內(nèi)輪廓線時(shí)，以公路建筑限界為基準(zhǔn)，并附加上通風(fēng)所需要的斷面。(2)直墻式襯砌斷面

(3)曲墻式襯砌斷面(頂板以上設(shè)置通風(fēng)道時(shí))3.3.3襯砌斷面幾何尺寸的擬定

3.4 道路隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容和組成

道路隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)的成果是相應(yīng)的設(shè)計(jì)文件，應(yīng)按交通部頒發(fā)的《公路基本建設(shè)工程設(shè)計(jì)文件編制辦法》和《公路隧道勘測(cè)規(guī)程》的要求進(jìn)行。

定測(cè)結(jié)束后應(yīng)提出隧道勘測(cè)說(shuō)明書(shū)，其內(nèi)容如下：

1．沿線隧道概況及自然概況；

2．工程地質(zhì)(包括地震烈度資料)及水文地質(zhì)情況；

3．氣象、環(huán)境和有關(guān)政策法令情況；

4．施工條件；

5．隧道方案；

6．對(duì)運(yùn)營(yíng)通風(fēng)、運(yùn)營(yíng)照明和防排水方式的選擇建議；

7．存在問(wèn)題以及解決辦法的建議，有關(guān)協(xié)議、紀(jì)要等；

8.隧道線路方案平面圖；

9．隧道線路地質(zhì)平面圖；

10．隧道縱斷面圖；

11．隧道洞口地形平面圖；

12．洞口縱、橫斷面圖；

13．輔助坑道及運(yùn)營(yíng)通風(fēng)風(fēng)道工程所需地形，縱橫斷面圖；

14．明洞縱橫斷面圖：

除上述資料外，對(duì)長(zhǎng)大隧道或復(fù)雜的隧道應(yīng)將工程地質(zhì)及水文地質(zhì)調(diào)查成果附于說(shuō)明書(shū)之后。

思考題

1．不良地質(zhì)地段隧道選址時(shí)，主要應(yīng)考慮哪些問(wèn)題？ 2．隧道平面、縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？ 3．什么是隧道建筑限界？

4．隧道接線的平面及縱斷面線形有何要求？ 5．什么是襯砌內(nèi)輪廓線，外輪廓線，實(shí)際開(kāi)挖線？

第4章 隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造

公路隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造，由主體構(gòu)造物和附屬構(gòu)造物兩大類組成。主體構(gòu)造物通常指洞身襯砌和洞門(mén)構(gòu)造物。附屬構(gòu)造物是主體構(gòu)造物以外的其它建筑物，是為了運(yùn)營(yíng)管理、維修養(yǎng)護(hù)、給水排水、供蓄發(fā)電、通風(fēng)、照明、通訊、安全等而修建的構(gòu)造物。

4.1 洞身襯砌

4.1.1

襯砌結(jié)構(gòu)的類型

出現(xiàn)各種適應(yīng)不同的地質(zhì)條件的結(jié)構(gòu)類型，大致有下列幾類。1．直墻式襯砌 2．曲墻式襯砌

3．噴混凝土襯砌、噴錨襯砌及復(fù)合式襯砌 4．偏壓襯砌 5.喇叭口隧道襯砌 6．圓形斷面隧道 7．矩形斷面襯砌 4.1.2

支護(hù)結(jié)構(gòu)

在隧道及地下工程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)通常分為初期支護(hù)（一次支護(hù)）和永久支護(hù)（二次支護(hù)、二次襯砌）。一次支護(hù)是為了保證施工的安全、加固巖體和阻止圍巖的變形。二次支護(hù)是為了保證隧道使用的凈空和結(jié)構(gòu)的安全而設(shè)置的永久性襯砌結(jié)構(gòu)。

4.2 洞門(mén)

4.2.1

概述

洞門(mén)是隧道兩端的外露部分，也是聯(lián)系洞內(nèi)襯砌與洞口外路塹的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其作用是保證洞口邊坡的安全和仰坡的穩(wěn)定，引離地表流水，減少洞口土石方開(kāi)挖量。洞門(mén)也是標(biāo)志隧道的建筑物。

洞門(mén)附近的巖(土)體通常都比較破碎松軟，易于失穩(wěn)，形成崩塌。為了保護(hù)巖(土)體的穩(wěn)定和使車(chē)輛不受崩塌、落石等威脅，確保行車(chē)安全，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，選擇合理的洞門(mén)型式。洞門(mén)是各類隧道的咽喉，在保障安全的同時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行洞門(mén)的美化和環(huán)境的美化。

山嶺隧道常用的洞門(mén)型式主要有端墻式、翼墻式和環(huán)框式；水底隧道的洞門(mén)通常與附屬建筑物，如通風(fēng)站，供、蓄、發(fā)電間，管理所等結(jié)合在一起修建，城市隧道既可能是山嶺隧道，也可能是水底隧道，不過(guò)一般情況下交通量都比較大，對(duì)建筑藝術(shù)上的要求也較高。

道路隧道在照明上有相當(dāng)高的要求，為了處理好司機(jī)在通過(guò)隧道時(shí)的一系列視覺(jué)上的變化，有時(shí)考慮在入口一側(cè)設(shè)置減光棚等減光構(gòu)造物，對(duì)洞外環(huán)境作某些減光處理。這樣洞門(mén)位置上就不再設(shè)置洞門(mén)建筑，而是用明洞和減光建筑將襯砌接長(zhǎng)，直至減光建筑物的端部，構(gòu)成新的入口。4.2.2

洞門(mén)型式 1．端墻式洞門(mén) 2.翼墻式洞門(mén) 3.環(huán)框式洞門(mén) 4．遮光棚式洞門(mén) 4.2.3

隧道洞門(mén)構(gòu)造

4.3 明洞

當(dāng)隧道埋深較淺，上覆巖(土)體較薄，難采用暗挖法時(shí)，則應(yīng)采用明挖法來(lái)開(kāi)挖隧道。用這種明挖法修筑的隧道結(jié)構(gòu)，通常稱明洞。

明洞具有地面、地下建筑物的雙重特點(diǎn)，既作為地面建筑物用以抵御邊坡、仰坡的坍方、落石、滑坡、泥石流等病害。

明洞凈空必須滿足隧道建筑限界要求，洞門(mén)一般作成直立端墻式洞門(mén)。

明洞的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)營(yíng)安全及施工難易等條件進(jìn)行選擇，采用最多的是拱形明洞和棚式明洞； 4.3.1

拱形明洞

隧道進(jìn)出口兩端的接長(zhǎng)明洞或在路塹邊坡不穩(wěn)定地段修建的獨(dú)立明洞等，多采用拱形明洞的形式。拱形明洞整體性好，能承受較大的垂直壓力和側(cè)壓力。其形式有以下四種：

(一)路塹對(duì)稱型

(二)路塹偏壓型

(三)半路塹偏壓型

(四)半路塹單壓型

4.3.2

棚式明洞

當(dāng)山坡坍方，落石數(shù)量較少，山體側(cè)壓力不大，或因受地質(zhì)、地形條件的限制，難以修建拱形明洞時(shí)，可采用棚式明洞。

4.3.3

明洞基礎(chǔ)

明洞基礎(chǔ)應(yīng)置于穩(wěn)固的地基上。當(dāng)基巖埋深較淺時(shí)，基礎(chǔ)可設(shè)置于基巖上；當(dāng)基礎(chǔ)位于軟弱地基上時(shí)，基礎(chǔ)可采用仰拱，整體式鋼筋混凝土底板等結(jié)構(gòu)。外墻基礎(chǔ)趾部，應(yīng)有一定的嵌入深度并應(yīng)設(shè)在凍結(jié)線以下0.25m，且保證一定的護(hù)基寬度。

明洞基礎(chǔ)應(yīng)遵守隧道襯砌基礎(chǔ)的有關(guān)規(guī)定。當(dāng)兩側(cè)邊墻地基軟硬不均時(shí)，應(yīng)采取措施加以處理，以免引起過(guò)大的沉降和不均勻沉陷，使明洞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫或破壞。可采取下述措施：(1)基巖不深時(shí)可加深基礎(chǔ)，設(shè)置于基巖上；(2)采用鋼筋混凝土或混凝土仰拱；(3)采用鋼筋混凝土底板，修筑整體式基礎(chǔ)；(4)亦可采用樁基或加固地層等措施。

4.3.4

明洞填土

明洞頂設(shè)計(jì)填土厚度，應(yīng)根據(jù)山坡病害的情況，預(yù)計(jì)明洞頂可能出現(xiàn)的坍塌量及將來(lái)明洞所要起的作用來(lái)確定。

4.4 豎井、斜井

一般隧道開(kāi)挖是從兩洞口或從其中一個(gè)方向洞口進(jìn)行。但在長(zhǎng)大隧道因工期限制、經(jīng)濟(jì)、施工、地形、環(huán)境等條件，有必要分成幾個(gè)工程區(qū)段進(jìn)行施工，多數(shù)情況下要設(shè)工作坑道。

工作坑道按坡度區(qū)分為橫洞、斜井、豎井和平行導(dǎo)坑。選擇那種形式，決定于地形、地質(zhì)、工期，運(yùn)輸能力，設(shè)置地點(diǎn)的當(dāng)?shù)貤l件。

豎井與斜井比較，當(dāng)高差相同時(shí)，長(zhǎng)度約為斜并的1/4左右，在遇不良地質(zhì)和涌水等機(jī)率低時(shí)，是有利的。但是從運(yùn)輸效率方面比起斜井來(lái)，就需加大斷面才能滿足。而且對(duì)于大型機(jī)械進(jìn)入也較困難。另外開(kāi)挖中處理涌水也困難，開(kāi)挖能力受地質(zhì)和涌水狀況變化影響大。除作業(yè)中的墮落，落石等外，在隧道主坑道開(kāi)挖時(shí)萬(wàn)一出現(xiàn)大涌水，停電等事故時(shí)，安全度均較低。因此應(yīng)考慮這些因素后，才決定采用斜井或是豎井。

豎井、斜井除作為施工作業(yè)坑道外，常使用于公路隧道的通風(fēng)井；水底隧道的揚(yáng)排水 和維修保養(yǎng)通道；揚(yáng)水式發(fā)電站的調(diào)壓水槽和壓力管道閘門(mén)等。4.4.1 豎井

豎井的位置選擇必須考慮地形、地質(zhì)，與主坑道的銜接，完工后的處理等條件來(lái)決定。特別是設(shè)在山谷部分的豎井多數(shù)延長(zhǎng)短，要研究防止井口附近地表水和泥沙的流入措施。4.4.2

斜井

確定斜井位置時(shí)，考慮以下因索：洞口設(shè)置在地形簡(jiǎn)單，地質(zhì)良好，涌水量不大，能保證洞外碴罐、卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝等洞外設(shè)備布置的用地需要；與主坑道連接要合適，長(zhǎng)度盡可能短，能提供適合運(yùn)輸方式的坡度。4.4.3 使用于通風(fēng)的豎井

公路隧道通風(fēng)設(shè)備的規(guī)模的決定，是以汽車(chē)排放的有害物質(zhì)即對(duì)生理上有害的一氧化碳和走行上產(chǎn)生視覺(jué)障礙的煙霧為對(duì)象的，因此隨著隧道長(zhǎng)度和交通量的增加，所需通風(fēng)設(shè)備的送風(fēng)量也增加。

4.5 內(nèi)裝、頂棚及路面

4.5.1內(nèi)

裝

為了確保行車(chē)安全，在道路隧道中必須采取措施，使墻面亮度在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)中保持在必要的水平以上，墻面須用適當(dāng)?shù)牟牧霞右詢?nèi)裝處理。以改善隧道內(nèi)的環(huán)境，提高能見(jiàn)度和吸收噪聲。

通常用于隧道的張貼內(nèi)裝材料有：

塊狀混凝土材料

其表面粗糙，容易污染而且不好清洗，但襯砌表面不需特殊處理即可設(shè)置，比較經(jīng)濟(jì)。

飾面板、鑲板等質(zhì)地致密材料

不容易污染，清洗效果好，洗凈率高。板背后的滲漏水很隱蔽，既使外露也容易洗凈。各種管線容易在板背后隱蔽設(shè)置。板背后的空間有利于吸收噪聲。

瓷磚鑲面材料

表面光滑，容易洗凈且效果良好；要求襯砌平整，以便鑲砌整齊；隧道漏水部位可以考慮用排水管道疏導(dǎo)；鑲面后面可以埋設(shè)小管線；但這種材料沒(méi)有任何吸聲作用。

油漆材料

比塊狀混凝土材料容易清洗，但不及其它兩種材料，對(duì)襯砌表面要求很高，需要壓光、平整；隧道不能有漏水現(xiàn)象，浸濕的油漆損壞很快；這種材料也沒(méi)有吸聲作用。4.5.2

頂

棚

頂棚的反射率對(duì)提高照明效果有利，經(jīng)過(guò)頂棚的反射光使路面產(chǎn)生二次反射，能明顯的增加路面亮度。頂棚用漫反射材料可以避免產(chǎn)生眩光，其顏色的明亮程度直接影響到路面亮度，所以應(yīng)該是淺色的，但是又應(yīng)有別于墻面，在色調(diào)和飽和度上可以有所不同。4.5.3 路

面

對(duì)隧道內(nèi)路面的討淪是在其具有足夠強(qiáng)度和耐久性的前提下進(jìn)行的。作為特殊要求，有以下各點(diǎn)：

1.路面材料應(yīng)具有抵御水的沖刷和含有化學(xué)物質(zhì)的水的浸蝕能力。尤其地下水可能為承壓水時(shí)，更為突出。路面的坡度應(yīng)能迅速排除清洗用水。

2.因?yàn)檐?chē)輛在隧道內(nèi)的減速及制動(dòng)次數(shù)較高，橫向抗滑要求更高，以確保車(chē)體橫向穩(wěn)定。

3.容易修補(bǔ)。

4.路面漫反射率高，顏色明亮，才能獲得良好的照明效果。路面作為發(fā)現(xiàn)障礙物的背景，比墻面和頂棚有更大的、關(guān)鍵性的作用。

路面材料主要有兩種，即混凝土和瀝青混凝土。由于混凝土的反射率較瀝青混凝土路面高，橫向抗滑性好，是過(guò)去廣泛使用的材料。其最大缺點(diǎn)是產(chǎn)生裂縫時(shí)不容易修補(bǔ)，更換時(shí)要停止交通。在高寒地區(qū)還要受到防滑鏈的損害，必需考慮設(shè)置磨耗層。瀝青路面的反射率較低，為了改善路面亮度，需要在面層加入石英和鋁的混合物。有的加人淺色石子和氧化鈦?zhàn)鎏畛淞稀?/p>

4.5.4 噪聲的消減

隧道內(nèi)的混響時(shí)間(噪聲源發(fā)音瞬間的聲能衰減到1/106。時(shí)所需時(shí)間，即衰減60分貝所需時(shí)間)為洞外的數(shù)千倍。而洞外僅為數(shù)百分之一秒。對(duì)于交通量大的重要隧道，往往需要設(shè)置應(yīng)急電話等安全設(shè)備，這種隧道，噪聲至少應(yīng)當(dāng)控制在可以用電話與管理所通話的程度。

噪聲水平(SL)與汽車(chē)交通量(N)之間的關(guān)系可按下式計(jì)算； SL＝181gN十13(dB)

(4.5.1)

式中：N——小時(shí)交通量(輛／h)。

4.6 隧道的防水與排水

水，不僅是影響隧道正常施工的因素之一，也是影響隧道正常運(yùn)營(yíng)的重要因素之一。為避免和減少水的危害，我國(guó)隧道工作者已總結(jié)出“截、堵、排相結(jié)合”的綜合治水原則，并以模筑混凝土襯砌作為防水(堵水)的基本措施。

截，就是在隧道以外將地表水和地下水疏導(dǎo)截流，使不進(jìn)入隧道工程范圍內(nèi)。

堵，就是以襯砌混凝土為基本防水層，以其它防水材料為輔助防水層，阻隔地下水，使之不能進(jìn)人隧道內(nèi)的防水措施，必要時(shí)還可以采用注漿堵水措施。堵水措施可以較好地保護(hù)地下水環(huán)境。

排，就是人為設(shè)置排水系統(tǒng)，將地下水排出隧道。

思考題

1．整體襯砌，復(fù)合式及錨噴襯砌各適用于什么場(chǎng)合？

2．洞門(mén)有何作用，有哪些洞門(mén)形式，各適用于什么地質(zhì)條件？ 3．什么是明洞？明洞有哪幾種類型？ 4．明洞基礎(chǔ)和頂土有些什么要求？ 5．什么情況下，要考慮采用斜井和豎井？ 6．如何做好隧道的防水與排水？ 第5章 隧道圍巖分級(jí)與圍巖壓力

隧道工程所賦存的地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵很廣，包括地層特征、地下水狀況、開(kāi)挖隧道前就存在于地層中的原始地應(yīng)力狀態(tài)、地溫梯度等。因此，隧道圍巖的穩(wěn)定性是反映地質(zhì)環(huán)境的綜合指標(biāo)。

隧道圍巖壓力是指隧道開(kāi)挖后，圍巖作用在隧道支護(hù)上的壓力，是隧道支撐或襯砌結(jié)構(gòu)的主要荷載之一。

5.1 隧道圍巖分級(jí)及其應(yīng)用

隧道的破壞，主要取決于圍巖的穩(wěn)定性，而影響圍巖穩(wěn)定性的因素是多方面的，其中隧道圍巖結(jié)構(gòu)特征和完整狀態(tài)，是影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素。隧道圍巖體的強(qiáng)度，對(duì)隧道的穩(wěn)定性有著重要的影響，地下水、風(fēng)化程度也是隧道圍巖喪失穩(wěn)定性的重要原因。5.1.1隧道圍巖分級(jí)的因素指標(biāo)及其選擇

圍巖分級(jí)的指標(biāo)，主要考慮影響圍巖穩(wěn)定性的因素或其組合的因素，大體有以下幾種： 1．單一的巖性指標(biāo) 2．單一的綜合巖性指標(biāo) 3．復(fù)合指標(biāo) 5.1.2隧道圍巖分級(jí)的方法

國(guó)內(nèi)外隧道圍巖分級(jí)的方法較多，所采用的指標(biāo)也不同，但都是在隧道工程的實(shí)踐基礎(chǔ)上逐步建立起來(lái)的，隨著人們對(duì)隧道工程、地質(zhì)環(huán)境之間相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)和理解，其圍巖分級(jí)方法也在逐步深化和提高。發(fā)展過(guò)程大體有以下幾類型：

1．按巖石強(qiáng)度為單一巖性指標(biāo)的分級(jí)法

2．按巖體構(gòu)造和巖性特征為代表的分級(jí)法

3．與地質(zhì)勘察手段相聯(lián)系的分級(jí)法

4．多種因素的組合分級(jí)法

5．以工程對(duì)象為代表的分類法

5.2 圍巖壓力的確定

5.2.1 圍巖壓力的概念

5.2.2圍巖壓力的產(chǎn)生

圍巖壓力的產(chǎn)生是隧道工程的一個(gè)重要的力學(xué)特征，隧道是在具有一定的應(yīng)力歷史和應(yīng)力場(chǎng)的圍巖中修建的。所以，圍巖的初始應(yīng)力場(chǎng)的狀態(tài)極大地影響著在其中發(fā)生的一切力學(xué)現(xiàn)像，這是和地面工程極其不同的。

（一）圍巖的初始地應(yīng)力場(chǎng)

通常所指的初始應(yīng)力場(chǎng)泛指隧道開(kāi)挖前巖體的初始靜應(yīng)力場(chǎng)，它的形成與巖體構(gòu)造、性質(zhì)、埋藏條件以及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的歷史等有密切關(guān)系。在隧道開(kāi)挖前是客觀存在的，在這種應(yīng)力場(chǎng)中修建隧道就必須了解它的狀態(tài)及其影響。

（二）隧道開(kāi)挖后的應(yīng)力場(chǎng)

隧道的開(kāi)挖，移走了隧道內(nèi)原來(lái)受力的部分巖體，破壞了圍巖初始應(yīng)力場(chǎng)的平衡狀態(tài)，圍巖從相對(duì)靜止的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽儎?dòng)的狀態(tài)。圍巖力圖達(dá)到一個(gè)新的平衡，其應(yīng)力和應(yīng)變開(kāi)始一個(gè)新的變化運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，使得圍巖的應(yīng)力重新分布并向開(kāi)挖的隧道空間變形。隧道的開(kāi)挖，破壞了圍巖原有的平衡，產(chǎn)生了變形和應(yīng)力重新分布。但是這種變化發(fā)展不 是無(wú)限的，它總是為了達(dá)到新的平衡而處在一種新的應(yīng)力狀態(tài)中。5.2.3圍巖壓力的確定方法

圍巖壓力的確定目前常用有下列三種方法： 1．直接量測(cè)法

2．經(jīng)驗(yàn)法或工程類比法 3．理論估算法

（一）深埋隧道圍巖壓力的確定

（二）淺埋隧道圍巖壓力的計(jì)算

（三）圍巖應(yīng)力的現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)

5.3 影響圍巖穩(wěn)定性的因素

隧道圍巖分級(jí)的是對(duì)隧道開(kāi)挖后，圍巖穩(wěn)定程度的分級(jí)和評(píng)價(jià)。構(gòu)成圍巖分級(jí)的前提是大量的隧道工程實(shí)踐，在歸納、統(tǒng)計(jì)分析類似地質(zhì)條件的基礎(chǔ)，通過(guò)定量和定性確定影響隧道圍巖穩(wěn)定性的因素，就得到隧道圍巖的分級(jí)。因此，圍巖分級(jí)的因素，也就是影響隧道圍巖穩(wěn)定性的因素。

5.3.1地質(zhì)因素的影響

5.3.2施工因素的影響

思考題

1．圍巖的初始應(yīng)力場(chǎng)的基本概念，如何評(píng)價(jià)初始應(yīng)力場(chǎng)？ 2．圍巖完整性包括什么內(nèi)容？在圍巖分級(jí)中的作用？

3．決定隧道圍巖穩(wěn)定性的因素有哪些？如何認(rèn)識(shí)這些因素的影響？ 4．為什么要進(jìn)行圍巖分級(jí)和怎樣進(jìn)行圍巖分級(jí)？ 5．隧道各階段圍巖分級(jí)考慮的因素有哪些不同？

第6章 隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算

6.1 概 述

6.1.1 引

言

局部變形理論是以溫克爾（E.Winkler）假定為基礎(chǔ)的。它認(rèn)為應(yīng)力（?i）和變形（?i）之間呈直線關(guān)系，即?i?k?i，k為圍巖彈性抗力系數(shù)。這一假定，相當(dāng)于認(rèn)為圍巖是一組各自獨(dú)立的彈簧，每個(gè)彈簧表示一個(gè)小巖柱。雖然實(shí)際的彈性體變形是互相影響的，施加于一點(diǎn)的荷載會(huì)引起整個(gè)彈性體表面的變形，即共同變形。但溫克爾假定能反映襯砌的應(yīng)力與變形的主要因素，且計(jì)算簡(jiǎn)便實(shí)用，可以滿足工程設(shè)計(jì)的需要。

共同變形理論把圍巖視為彈性半無(wú)限體，考慮相鄰質(zhì)點(diǎn)之間變形的相互影響。它用縱向變形系數(shù)E和橫向變形系數(shù)?表示地層特征，并考慮粘結(jié)力C和內(nèi)摩擦角?的影響。但這種方法所需圍巖物理力學(xué)參數(shù)較多，而且計(jì)算頗為繁雜，計(jì)算模型也有嚴(yán)重缺陷，另外還假定施工過(guò)程中對(duì)圍巖不產(chǎn)生擾動(dòng)等，更是與實(shí)際情況不符。因而，我國(guó)很少采用。6.1.2 隧道結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算模型

國(guó)際隧道協(xié)會(huì)(ITA)在1987年成立了隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型研究組，收集和匯總了各會(huì)員國(guó)目前采用的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。經(jīng)過(guò)總結(jié)，國(guó)際隧道協(xié)會(huì)認(rèn)為，目前采用的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法可以歸納為以下4種設(shè)計(jì)模型：

（1）以參照過(guò)去隧道工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行工程類比為主的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法；

（2）以現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)為主的實(shí)用設(shè)計(jì)方法。例如，以洞周位移量測(cè)值為根據(jù)的收斂約束法；

（3）作用與反作用模型，即荷載—結(jié)構(gòu)模型。例如，彈性地基圓環(huán)計(jì)算和彈性地基框架計(jì)算等計(jì)算法；

（4）連續(xù)介質(zhì)模型，包括解析法和數(shù)值法。數(shù)值計(jì)算法目前主要是有限單元法。從各國(guó)的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐看，目前，在設(shè)計(jì)隧道的結(jié)構(gòu)體系時(shí)，主要采用兩類計(jì)算模型，一類是以支護(hù)結(jié)構(gòu)作為承載主體，圍巖作為荷載同時(shí)考慮其對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形約束作用的模型。另一類則相反，視圍巖為承載主體，支護(hù)結(jié)構(gòu)則為約束圍巖變形的模型。

6.2 隧道襯砌上的荷載類型及其組合

圍巖壓力與結(jié)構(gòu)自重力是隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本荷載。明洞及明挖法施工的隧道，填土壓力與結(jié)構(gòu)自重力是結(jié)構(gòu)的主要荷載?！豆匪淼涝O(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ026-90）中在對(duì)隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，按其可能出現(xiàn)的最不利組合考慮。其他各種荷載除公路車(chē)輛荷載之外，在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)考慮的機(jī)率很小，有的也很難準(zhǔn)確的表達(dá)與定量，表中所列荷載不論機(jī)率大小，力求其全，是為了體現(xiàn)荷載體系的完整，也是為了在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)荷載組合的安全系數(shù)取值，并與《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JBJ3-85）的取值保持一致。同時(shí)又本著公路隧道荷載分類向公路荷載分類方法靠的原則，在形式上與《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ 021—89）保持一致，在取用荷載組合安全系數(shù)時(shí)又能與鐵路隧道荷載分類相對(duì)應(yīng)。

6.3半襯砌的計(jì)算

6.3.1 正則方程

建立如下正則方程式： X1?11?X2?12??1p??a?0

（6.3.1）X1?21?X2?22??2p?f?a?ua?0

式中：?ik是單位變位，即在基本結(jié)構(gòu)上，因Xk?1作用時(shí)，在Xi方向上所產(chǎn)生的變位；

?ip為荷載變位，即基本結(jié)構(gòu)因外荷載作用，在Xi方向的變位；f為拱圈的矢高；?a,ua拱腳截面的最終轉(zhuǎn)角和水平位移。6.3.2單位變位及荷載變位的計(jì)算

由結(jié)構(gòu)力學(xué)求變位的方法（軸向力與剪力影響忽略不計(jì)）知道：

?ik?0MiMpMiMk?EJds

（6.3.2）

?ip??EJds

式中：Mi是基本結(jié)構(gòu)在Xi?1作用下所產(chǎn)生的彎矩；Mk是基本結(jié)構(gòu)在Xk?1作用0下所產(chǎn)生的彎短；Mp是基本結(jié)構(gòu)在外荷載作用下所產(chǎn)生的彎知，EJ是結(jié)構(gòu)的剛度。

在進(jìn)行具體計(jì)算時(shí)，由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱、荷載對(duì)稱，只需計(jì)算半個(gè)棋圈。在很多情況下，襯砌厚度是改變的，給積分帶來(lái)不便，這時(shí)可將拱圈分成偶數(shù)段，用拋物線近似積分法代替，式（6.3.2）可以改寫(xiě)為：

?ik?MiMk?S

（6.3.3）?EJ0MiMp?S ?ip??EEJ

利用式（6.3.3），求得下列變位：

?11??S?EJ?12??22?1p?Sy?J

(6.3.4)

E?Sy2??J

EMp?S??EJ

E0 ?2pyMp?S??EJ

E0式中：?S是半供弧長(zhǎng)n等分后的每段弧長(zhǎng)。

計(jì)算表明，當(dāng)拱厚d＜l／10（l為拱的跨度）時(shí)，曲率和剪力的影響可以略去。當(dāng)矢跨比f(wàn)/l?1/3時(shí)，軸向力影響可以略去。第7章 錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工

7.1 概述

噴射混凝土是利用高壓空氣將摻有速凝劑的混凝土混合料通過(guò)混凝土噴射機(jī)與高壓水混合噴射到巖面上迅速凝結(jié)而成的，錨噴支護(hù)是噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土等結(jié)構(gòu)組合起來(lái)的支護(hù)形式，可以根據(jù)不同圍巖的穩(wěn)定狀況，采用錨噴支護(hù)中的一種或幾種結(jié)構(gòu)的組合。

7.2錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與計(jì)算

7.2.1錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)

1、錨桿類型（1）全長(zhǎng)粘結(jié)型（2）端頭錨固型（3）摩擦型（4）預(yù)應(yīng)力型

2、錨桿的力學(xué)作用

錨桿對(duì)圍巖所起的力學(xué)效應(yīng)主要有以下作用：

（1）吊懸作用：將不穩(wěn)定巖層懸吊在堅(jiān)固巖層上，阻止圍巖移動(dòng)滑落。

（2）減跨作用：在隧道頂板巖層中大入錨桿，相當(dāng)于在頂板上增加了支點(diǎn)，使隧道跨度減小，從而使頂板巖體應(yīng)力減小。

（3）組合作用：在巖層中大入錨桿，將若干薄弱巖層錨固在一起，類似將疊合的板梁變成組合梁，提高巖層的承載力。

（4）擠壓加固作用（整體加固作用）：預(yù)應(yīng)力錨桿群錨入圍巖后，其兩端附近巖體形成圓錐形壓縮區(qū)，按照一定間距排列的錨桿在預(yù)應(yīng)力作用下構(gòu)成一個(gè)均勻的壓縮帶，即承載環(huán)。壓縮帶中的巖體處于三向應(yīng)力狀態(tài)，顯著提高圍巖強(qiáng)度。

3、錨桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算

（1）錨桿長(zhǎng)度的確定：錨桿總長(zhǎng)度L?L1?L2?L3

（2）錨桿間距的確定：若等間距布置，每根錨桿所負(fù)擔(dān)的巖體重量即為所受荷載。

Pi?k?L2b?b?d22?d24Rg

?Rg k?L2其中，?是巖體容重；b錨桿間距，一般L1>2b；k安全系數(shù)，2~3。（3）支護(hù)塊狀圍巖：圍巖塌落總是從危石開(kāi)始，可能形成連鎖反應(yīng)。利用正弦定理：

sin(???1)sin?1NQG；N???G；Q?G

sin(???1)sin?1sin?sin?sin? 由此可確定錨桿直徑：d?2kN

（7.2.2）?Rg砂漿錨桿的承載力：Ps??DL1(cs??ttan?s)

（4）加固裂隙圍巖：若在隧道頂部出現(xiàn)裂隙，為防止進(jìn)一步擴(kuò)展危及頂部巖體穩(wěn)定，可采用預(yù)應(yīng)力錨桿加固。

7.2.2噴混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)

噴射混凝土結(jié)構(gòu)通過(guò)局部穩(wěn)定圍巖和整體穩(wěn)定圍巖起支護(hù)作用。

1、局部穩(wěn)定原理

2、整體穩(wěn)定原理

三、錨噴聯(lián)合支護(hù)

1、錨噴聯(lián)合支護(hù)修建隧道的基本概念

錨桿是深層加固圍巖，噴射混凝土是表層及局部加固圍巖（1）圍巖是隧道穩(wěn)定的基本部分，盡量維護(hù)圍巖體的強(qiáng)度特性（2）保證初期支護(hù)具有柔性，并與圍巖密貼

（3）設(shè)計(jì)和施工中要正確估計(jì)圍巖特性及其隨時(shí)間的變化

2、支護(hù)與圍巖共同作用的力學(xué)原理

（1）錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的力學(xué)原理

共同作用的彈塑性理論（2）彈塑性理論的基本概念 基于材料試驗(yàn)彈塑性曲線（3）均質(zhì)圍巖中圓形隧道的彈性解（4）均質(zhì)圍巖中圓形隧道的塑性解（5）彈性區(qū)與塑性區(qū)邊界上的連續(xù)條件（6）塑性區(qū)半徑與支護(hù)抗力的關(guān)系（7）由洞周位移計(jì)算圍巖壓力

3、錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算

4、隧道圍巖位移量的容許值

5、二次襯砌支護(hù)時(shí)間選擇原則

（1）各測(cè)試項(xiàng)目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定；（2）已產(chǎn)生的各項(xiàng)位移已達(dá)預(yù)計(jì)總位移量的80%~90%；

（3）周邊位移速率小于0.1~0.2mm/d，或拱頂下沉速率小于

0.07~0.15mm/d 7.3 錨噴支護(hù)施工原則

1、采取各種措施確保圍巖不出現(xiàn)有害松動(dòng)（1）采用控制爆破技術(shù)：減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)強(qiáng)度

（2）減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)：盡可能采用全斷面一次開(kāi)挖（3）初期支護(hù)及時(shí)快速：及時(shí)是抑制圍巖變形的有害發(fā)展（4）合理利用開(kāi)挖面空間效應(yīng)抑制圍巖變形：

什么是開(kāi)挖面空間效應(yīng)？由于開(kāi)挖面的約束開(kāi)挖面附近不能釋放全部位移。如果在空間效應(yīng)范圍內(nèi)支護(hù)就可以圍巖有害變形。

（5）盡量減少其他外界因素（水、潮）對(duì)圍巖的影響：對(duì)有地下水的裂隙巖體，要防止大的滲透壓力。

2、使圍巖變形適度發(fā)展，最大限度發(fā)揮圍巖自承能力（1）初期支護(hù)采用分次施作的方法；（2）調(diào)節(jié)支護(hù)封底時(shí)間，控制圍巖變形；（3）適當(dāng)延遲支護(hù)時(shí)間，控制圍巖變形；

3、保證錨噴支護(hù)與圍巖形成共同體（1）施工方法和施工措施上保證；（2）列入施工質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目；

4、選擇合理支護(hù)類型和參數(shù)，并充分發(fā)揮其功效（1）綜合考慮各種因素確定支護(hù)類型；

（2）合理選擇錨桿類型和參數(shù)，在圍巖中有效形成承載圈（3）合理選擇噴層厚度，充分發(fā)揮噴層與圍巖自身承載力

5、合理安排施工程序

6、依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工

第8章 隧道通風(fēng)

8.1 概述

1、隧道內(nèi)污染的形成

2、改善隧道內(nèi)污染的途徑（1）消除污染源---改造汽車(chē)

（2）濾毒濾煙設(shè)備，還原被污染空氣（3）將污染空氣稀釋到容許濃度值以下

（4）突發(fā)事件應(yīng)急措施研究、隧道結(jié)構(gòu)研究、路面結(jié)構(gòu)研究

3、隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)要考慮的主要問(wèn)題

（1）空氣中有害物質(zhì)的容許濃度：人的忍受程度、行車(chē)安全視距（2）需風(fēng)量計(jì)算問(wèn)題：考慮交通量、排放量（3）通風(fēng)方式及通風(fēng)設(shè)備選擇：經(jīng)濟(jì)性和耐久性

8.2 空氣中有害物質(zhì)容許濃度

1、確定隧道內(nèi)污染空氣中有害物的設(shè)計(jì)濃度需要研究的問(wèn)題

2、CO2設(shè)計(jì)濃度

8.3 需風(fēng)量計(jì)算

1、按稀釋CO2濃度計(jì)算新風(fēng)量

2、按稀釋煙霧濃度計(jì)算新風(fēng)量

煙霧排放量是以柴油車(chē)作為計(jì)算依據(jù)，當(dāng)交通流組成柴油車(chē)比例大到某一限度以后，煙霧危害超過(guò)CO危害，因此，根據(jù)煙霧排放量計(jì)算所需通風(fēng)量成為重要問(wèn)題。（1）煙霧排放量計(jì)算

煙霧排放量按下式計(jì)算：

nD1QVI?qVIfa(VI)fdfh(VI)fIV(VI)?(Nmfm(VI))

（8.3.3）

3.6?106m?13其中：QVI是隧道全長(zhǎng)煙霧排放量（m/s）；

qVI為煙霧基準(zhǔn)排放量(m3/輛km)，可取2.5(m3/輛km)；

對(duì)高速公路、一級(jí)公路取1.0，對(duì)二、三、四級(jí)公路取1.2~1.5；fa(VI)為考慮煙霧的車(chē)況系數(shù)，fh(VI)是考慮煙霧的海拔高度系數(shù)，按圖8.3.2取值； fIV(VI)為考慮煙霧的縱坡-車(chē)速系數(shù)，按表8.3.4取值； fm(VI)是考慮煙霧的車(chē)型系數(shù)，按表8.3.5取值； nD是柴油車(chē)車(chē)型類別系數(shù)；

（2）稀釋煙霧到容許濃度所需的新風(fēng)量計(jì)算 所需新鮮風(fēng)量按下式計(jì)算：

Qreq(VI)?QVI

（8.3.4）KQreq(VI)為隧道全長(zhǎng)稀釋煙霧的需風(fēng)量（m3/s）；

K為煙霧設(shè)計(jì)濃度（m?1）。

第9章 隧道照明

9.1 概述

1、隧道照明的目的：把必要的視覺(jué)信息傳遞給司機(jī)，保證行車(chē)安全。

2、人對(duì)光強(qiáng)變化的視覺(jué)問(wèn)題

3、我國(guó)隧道照明狀況

9.2 隧道照明基礎(chǔ)

1、光的度量

2、司機(jī)的視覺(jué)

3、影響視覺(jué)的主要因素

9.3 道路照明質(zhì)量 9.4 隧道亮度曲線

9.5 隧道照明設(shè)計(jì)

思考與練習(xí)

汽車(chē)進(jìn)入并通過(guò)隧道過(guò)程中，司機(jī)的視覺(jué)會(huì)出現(xiàn)哪些效應(yīng)？ 2．說(shuō)明以下常用照明術(shù)語(yǔ)的定義、單位：

（1）光通量（2）光強(qiáng)（3）照度（4）光出射度（5）亮度

說(shuō)明材料反射系數(shù)、透射系數(shù)和吸收系數(shù)的含義，并說(shuō)明它們之間的關(guān)系。簡(jiǎn)單說(shuō)明光的幾種反射狀態(tài)。什么是明視覺(jué)、暗視覺(jué)和中介視覺(jué)？ 明適應(yīng)和暗適應(yīng)有何區(qū)別？

6．常用照明電光源分幾類？各類的常見(jiàn)光源有哪些？

7．低壓鈉燈和高壓鈉燈各有哪些優(yōu)點(diǎn)？隧道照明中常用在哪些場(chǎng)合？

8．照明器配光曲線的用途是什么？不對(duì)稱的照明器光強(qiáng)在空間的分布如何表示？9．什么是等光強(qiáng)曲線？

10．什么是照明器的保護(hù)角？

第10章 隧道施工

10.1 概述

1、隧道施工的特點(diǎn)

（1）全部為隱蔽工程，地質(zhì)和水文十分重要；

（2）隧道結(jié)構(gòu)為一扁平結(jié)構(gòu)物，施工工作面少，工期長(zhǎng)；（3）施工環(huán)境差，應(yīng)采取有效措施加以改善；（4）工程施工不受季節(jié)變換及氣候變化的影響；

2、隧道施工應(yīng)遵循的基本精神

少擾動(dòng)，早噴錨，勤量測(cè)，緊封閉

3、隧道施工方法及其選擇（1）隧道施工方法

? 礦山法：傳統(tǒng)方法、新奧法（鉆暴法）? 掘進(jìn)機(jī)法：TBM法、盾構(gòu)法

? 明挖法：淺埋隧道，先開(kāi)挖，做隧道結(jié)構(gòu)后填土的方法；? 沉管法： ? 頂管法

（2）施工方法選擇需要考慮的因素

? 工程的重要性 ? 地質(zhì)和水文條件 ? 施工技術(shù)和設(shè)備條件 ? 投資效益 ? 施工安全狀況

? 環(huán)境污染及地面沉降要求等

4、隧道施工技術(shù)的發(fā)展（1）加強(qiáng)施工中地質(zhì)勘探工作（2）加快隧道施工機(jī)械化（3）加強(qiáng)隧道施工新技術(shù)研究（4）加強(qiáng)隧道施工現(xiàn)代化管理

10.2 新奧法施工

1、全斷面開(kāi)挖方法：按隧道設(shè)計(jì)輪廓線一次爆破成型的施工方法

2、臺(tái)階法

3、分部開(kāi)挖法（1）臺(tái)階分部開(kāi)挖（2）單側(cè)壁導(dǎo)坑法（3）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

4、施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策

思考與練習(xí)

1.公路隧道施工的特點(diǎn)? 2.全斷面法、臺(tái)階法、分部開(kāi)挖法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件？

3.試敘新奧法施工中噴混凝土、錨桿、鋼支撐各自所起的作用。4.漏斗棚架法和上、下導(dǎo)坑先拱后墻法各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件？ 5.簡(jiǎn)述隧道塌方處理的一般原則。

6.隧道的超前支護(hù)有哪幾種？試述其原理。7.隧道的預(yù)加固一般采用的形式，

第二篇：隧道工程

隧道工程實(shí)習(xí)報(bào)告

一、實(shí)習(xí)目的

通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)操作和參觀，了解隧道工程結(jié)構(gòu)和施工的基本工序和施工方法。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)操作和學(xué)習(xí)，掌握監(jiān)控量測(cè)的基本內(nèi)容和監(jiān)測(cè)方法，以及基本數(shù)據(jù)的處理和分析。加深對(duì)隧道工程結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)知。

二、實(shí)習(xí)時(shí)間

2011年7月11日~7月14日

三、實(shí)習(xí)地點(diǎn)

石家莊新客站地鐵預(yù)留工程，市政隧道。

四、實(shí)習(xí)內(nèi)容

I我們首先參觀的是市政隧道，了解了隧道工程結(jié)構(gòu)與施工方法。

（一）、隧道結(jié)構(gòu)是地下建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它的結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)地層的類別、使用功能和施工技術(shù)水平等進(jìn)行選擇。其結(jié)構(gòu)形式主要有半襯砌結(jié)構(gòu)、厚拱薄墻襯砌結(jié)構(gòu)、直墻拱形襯砌結(jié)構(gòu)、曲墻結(jié)構(gòu)、復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)和連拱隧道結(jié)構(gòu)等形式。1）半襯砌結(jié)構(gòu) 在堅(jiān)硬巖層中，若側(cè)壁無(wú)坍塌危險(xiǎn)，僅頂部巖石可能有局部滑落時(shí)，可僅施作頂部襯砌，不作邊墻，只噴一層不小于20mm厚的水泥砂漿護(hù)面，即半襯砌結(jié)構(gòu)。

（二）、我們所參觀的隧道采用的是臺(tái)階法施工工藝。

山嶺隧道圍巖軟弱段（Ⅳ、Ⅴ級(jí)及土質(zhì)）及城市地鐵暗挖隧道（土層或土夾石）采用臺(tái)階法。采用臺(tái)階法施工時(shí)，一般設(shè)有超前支護(hù)結(jié)構(gòu)，施工時(shí)，根據(jù)圍巖情況，采用鉆爆法或人工開(kāi)挖，施工后及時(shí)支護(hù)。施工總原則是“管超前、短進(jìn)尺、緊支護(hù)、早封閉、快襯砌”。臺(tái)階法按上臺(tái)階超前長(zhǎng)度分為長(zhǎng)臺(tái)階法（臺(tái)長(zhǎng)50m以上）、短臺(tái)階法(臺(tái)長(zhǎng)5~50m)和微臺(tái)階法(臺(tái)長(zhǎng)3~5m)三種。

采用長(zhǎng)臺(tái)階時(shí),上下部可部署較大型設(shè)備平行作業(yè),設(shè)備不足時(shí),也可交替作業(yè)。隧道較短時(shí),可在上臺(tái)階貫通后開(kāi)挖下臺(tái)階,施工干擾少,可進(jìn)行單工序作業(yè)。

1、施工程序

(1)先施工拱部超前支護(hù)結(jié)構(gòu),完成注漿加固

(2)開(kāi)挖上臺(tái)階(全部開(kāi)挖或留核心土)

(3)施工上臺(tái)階錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼架、噴砼

(4)上臺(tái)階完成支護(hù)后,開(kāi)挖核心土或開(kāi)挖下臺(tái)階,并在兩側(cè)預(yù)留馬口支撐拱部支護(hù)結(jié)構(gòu)。

(5).單側(cè)超前開(kāi)挖下臺(tái)階馬口,并及時(shí)施工邊墻支護(hù)結(jié)構(gòu)成環(huán)

(6)開(kāi)挖并澆注仰拱

(7)鋪設(shè)防水層

(8)全斷面襯砌施工。

2、施工注意事項(xiàng)

(1)上臺(tái)階開(kāi)挖前,先進(jìn)行超前支護(hù)施工,保證施工質(zhì)量,保障施工安全。

(2)上下臺(tái)階開(kāi)挖施工時(shí),嚴(yán)格控制循環(huán)進(jìn)尺,采用短進(jìn)尺、弱爆破、多循環(huán)的方案。

(3)支護(hù)施工緊跟開(kāi)挖,拱部及邊墻在開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行。

(4)上下臺(tái)階開(kāi)挖支護(hù)完成后,根據(jù)監(jiān)測(cè)情況,適時(shí)安排襯砌施工,確保安全。

(5)下臺(tái)階開(kāi)挖時(shí),留設(shè)邊墻馬口,開(kāi)挖分側(cè)進(jìn)行,單側(cè)超前不少于完成邊墻支護(hù)結(jié)構(gòu)使全斷面支護(hù)結(jié)構(gòu)及早成環(huán)。

10m,開(kāi)挖后時(shí)II最后我們參觀的是石家莊新客站地鐵預(yù)留工程。

未來(lái)的新客站將融客運(yùn)專線、普速鐵路和城際鐵路等于一體，成為石家莊最大的交通樞紐。新客站的站區(qū)內(nèi)將有兩條城市軌道交通線引入，其中2號(hào)線南北走向，3號(hào)線東西走向，為方便換乘，地鐵車(chē)站將與石家莊新客站結(jié)合設(shè)置。地鐵車(chē)站為地下三層

新客站分為東西兩個(gè)廣場(chǎng)，軌道交通2號(hào)線位于東廣場(chǎng)下方，軌道交通3號(hào)線中穿鐵路站房。地鐵站廳位于東廣場(chǎng)下方，兩站“T”型換乘，地鐵車(chē)站客流與鐵路客流不交叉。

其中地下一層為公共站廳層，地下二層為3號(hào)線站臺(tái)層；地下三層為2號(hào)線站臺(tái)層。屆時(shí)，乘坐火車(chē)的出站客流可到正對(duì)地鐵站廳的換乘大廳（位于地下一層），在這里可選擇到地鐵、到停車(chē)場(chǎng)和直接出地面三種方向進(jìn)行分流。其中

換乘地鐵的乘客，可到地下三層換乘軌道交通2號(hào)線，到地下二層換乘軌道交通3號(hào)線。而乘坐地鐵的出站客流，出站后可選擇前往停車(chē)場(chǎng)、通過(guò)樓扶梯到地面買(mǎi)票換乘鐵路，也可直接通過(guò)樓扶梯上至高架候車(chē)室。規(guī)劃中的石家莊2號(hào)、3號(hào)地鐵線

2號(hào)線：都市區(qū)南北向骨干線，北起正定新區(qū)，經(jīng)過(guò)正定老城后，沿著勝利大街進(jìn)入主城區(qū)，過(guò)北二環(huán)后，線路改為沿建設(shè)大街繼續(xù)向南延伸，經(jīng)建勝路，轉(zhuǎn)至新客站，與東西向的3號(hào)線形成“T型”換乘站。2號(hào)線全長(zhǎng)33.7公里，在南北石環(huán)的綠化隔離帶里設(shè)車(chē)場(chǎng)。

3號(hào)線：都市區(qū)東西向骨干線。西延鹿泉，東連藁城。在中心城西起西石環(huán)，沿聯(lián)盟路向東，至中華大街轉(zhuǎn)向南，沿著中華大街南行至新客站西廣場(chǎng)。3號(hào)線中心城段長(zhǎng)38公里，為便于分期實(shí)施，除在西三環(huán)外預(yù)留車(chē)場(chǎng)外，在京珠高速公路的綠化隔離帶里設(shè)置一處車(chē)場(chǎng)。

五、實(shí)習(xí)總結(jié)

通過(guò)這次得工地實(shí)習(xí)，對(duì)建筑行業(yè)的了解得到了進(jìn)一步的提高，特別是對(duì)道路和隧道工程的施工和管理有了更加深入的認(rèn)識(shí)。只有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的知識(shí)積累才能達(dá)到技能的精通和理論知識(shí)的更加完善和實(shí)用，并且不斷的將現(xiàn)在所學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到理論學(xué)習(xí)中去，不斷進(jìn)一步的完善自己。

第三篇：隧道工程

隧道：不論用什么辦法，修筑在地表以下，斷面在2m2以上，修建在底層中，為了交通而修建的，接近水平的細(xì)長(zhǎng)的，具有穩(wěn)定使用面積的地下結(jié)構(gòu)物。

隧道分類：越嶺隧道，傍山隧道，城市隧道，水下隧道。

隧道長(zhǎng)度：特長(zhǎng)隧道-3000m-長(zhǎng)隧道-1000-中隧道-500-短隧道。

隧道施工方法：山嶺隧道-礦山法（鉆爆法）、新奧法、掘進(jìn)機(jī)法（TBM法），淺埋及軟土隧道-明挖法、蓋挖法、淺埋暗挖法、和盾構(gòu)法，水底隧道-沉埋法和盾構(gòu)法。

新奧法：以噴混凝土和錨桿為主要支護(hù)手段，把坑道的支護(hù)和襯砌與圍巖看作是相互作用的一個(gè)整體，既發(fā)揮圍巖的自承能力，又使支護(hù)起到加固圍巖的作用。

公路隧道的特點(diǎn)：明暗適應(yīng)性；邊墻效應(yīng)；多為雙洞；斷面大；形狀扁平；需要通風(fēng)照明；防水要求高；需要監(jiān)控配套設(shè)施。

公路隧道常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題：①隧道滲漏②襯砌開(kāi)裂③界限受侵④襯砌結(jié)構(gòu)與圍巖結(jié)合不嚴(yán)密⑤通風(fēng)、照明不良。

隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造有主題構(gòu)造物：洞身襯砌、洞門(mén)構(gòu)造物，附屬構(gòu)造物：通風(fēng)、照明、排水、消防、和通訊等。

隧道凈空是指隧道內(nèi)輪廓線所包圍的空間，包括公路隧道建筑界限、通風(fēng)機(jī)其它功能所需的斷面積。

隧道建筑界限是指為了保證在隧道中的安全行車(chē)，在一定的寬度、高度空間范圍內(nèi)任何部件不得侵入的界限。

隧道選址的基本原則：必須與總體設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)適應(yīng)；隧道位臵應(yīng)選擇在穩(wěn)定的地層中；越嶺隧道應(yīng)選擇在地質(zhì)條件較好的埡口附近穿越；傍山隧道宜向山側(cè)內(nèi)移，避免外側(cè)洞壁產(chǎn)生偏壓；選擇洞口位臵時(shí)應(yīng)早進(jìn)洞晚出洞。

山嶺隧道，公路從一個(gè)水系進(jìn)入另一個(gè)水系要翻越期間的分水嶺，為縮短里程，克服高差或地形障礙，往往要設(shè)臵越嶺隧道，對(duì)可能穿越的埡口，一不同的縱坡、不同的隧道長(zhǎng)度和展線方式，以及其他問(wèn)題進(jìn)行綜合考慮，尋求地質(zhì)條件好、隧道長(zhǎng)度較短、引線條件好、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低、安全適用的最佳方案。

越嶺隧道選址的原則：（1）優(yōu)先考慮在路線總方向上或其他附近的低埡口，因?yàn)檫@種埡口在兩側(cè)具備有良好的展線橫坡時(shí)，一般越嶺隧道方案較短。（2）雖遠(yuǎn)離總路線方向，但埡口兩側(cè)有良好發(fā)展條件的河谷，又不損失越嶺高程的埡口。（3）隧道一般選擇在分水嶺埡口兩邊河谷高程相差不多，并且兩邊河谷平面位臵接近處。（4）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件良好的埡口。

傍山隧道：為改善線形、提高車(chē)速、縮短里程、節(jié)省運(yùn)行時(shí)間，通常采取截彎取直的辦法，修建傍山隧道。傍山隧道一般埋深較淺，地質(zhì)條件比較復(fù)雜。

洞口的作用：保證洞口邊坡的安全和仰坡的穩(wěn)定；匯集引離洞口附近的仰、邊坡上的地表水；作為隧道的標(biāo)志性建筑物，裝飾洞口。

洞口位臵的選擇原則：

（1）洞口部分在地質(zhì)上通常是不穩(wěn)定的。一般應(yīng)設(shè)在山體穩(wěn)定，地質(zhì)條件好，排水有利的地方。隧道宜長(zhǎng)不宜短，應(yīng)“早進(jìn)洞，晚出洞”，盡量避免大挖大刷，破壞邊仰坡穩(wěn)定。

（2）洞口不宜設(shè)在溝谷低洼處和匯水溝處，一般宜將洞口移到溝谷地質(zhì)條件較好的一側(cè)有足夠?qū)挾鹊纳阶焯帯?/p>

（3）當(dāng)洞口處為懸崖陡壁時(shí)，根據(jù)地質(zhì)情況采用貼壁或采用接長(zhǎng)明洞的辦法，將洞口堆到坍方范圍以外3—5m處。

（4）洞口地形平緩時(shí)，一般也應(yīng)早進(jìn)洞晚出洞。這時(shí)洞口位臵選擇余地較大，應(yīng)結(jié)合洞外路塹、填方、棄渣場(chǎng)地、工期等具體確定。需要時(shí)可接長(zhǎng)明洞，以確保施工和運(yùn)營(yíng)安全。

（5）考慮洞口邊仰坡不致開(kāi)挖過(guò)高和洞口段襯砌結(jié)構(gòu)受力，洞口位臵宜與地形等高線大體上正交。特別是在土質(zhì)松軟、巖層破碎、構(gòu)造不利的傍山隧道，更應(yīng)注意。道路隧道一般不宜設(shè)計(jì)斜交洞門(mén)，若為斜交時(shí)，應(yīng)盡可能加大斜交角度（一般不小于45度），或采取工程措施，以降低垂直等高線方向的開(kāi)挖高度。

（6）長(zhǎng)大隧道在洞門(mén)附近應(yīng)考慮施工場(chǎng)地、棄渣場(chǎng)以及便道等的位臵。

（7）洞口附近有居民點(diǎn)時(shí)，考慮提前進(jìn)洞，盡可能減少附近地上構(gòu)筑物，地下埋設(shè)物與隧道的相互影響，及減少對(duì)環(huán)境（農(nóng)業(yè)、交通、居民生活）的影響。

（8）洞口路肩應(yīng)高出設(shè)計(jì)洪水位（包括浪高）以上0.5m，以免洪水浸入隧道。

（9）考慮通風(fēng)設(shè)備排出的廢氣和噪聲對(duì)周?chē)h(huán)境的影響程度和解決辦法。

（10）考慮設(shè)臵防雪工程、防風(fēng)工程和防路面凍害工程的必要性。襯砌材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐久性、抗?jié)B性、奶腐蝕性和抗凍性，還應(yīng)價(jià)格便宜、就地取材、便于機(jī)械化施工。有混凝土、鋼筋混凝土、噴射混凝土、錨桿與錨噴支護(hù)、石料和裝配式材料。

洞身襯砌類型：直墻式襯砌、曲墻式襯砌、噴錨襯砌及復(fù)合式襯砌、圓形斷面隧道、矩形斷面襯砌。

隧道支護(hù)的主要方式：錨桿、鋼架、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土及其他的組合 復(fù)合式襯砌的特點(diǎn)：可以滿足初期支護(hù)施工作業(yè)及時(shí)、剛度小、易變性的要求，且與圍巖密貼，從而能保護(hù)和加固圍巖，充分發(fā)揮圍巖的自承作用。二襯后，襯砌內(nèi)表面光滑平整，可以防止外層風(fēng)化，裝飾內(nèi)壁，增強(qiáng)安全感。

洞門(mén)的作用：景觀作用、調(diào)光作用、安全功能和防護(hù)功能-承受山體上壓力和穩(wěn)定邊坡。

洞門(mén)形式：端墻式洞門(mén)，翼墻式洞門(mén)，環(huán)框式洞門(mén)，削竹式洞門(mén)，遮光棚式洞門(mén)。內(nèi)部裝飾的作用：改善隧道內(nèi)環(huán)境，起誘導(dǎo)作用；提高墻面的反射率，增強(qiáng)照明效果；吸收噪音，增強(qiáng)防水功能；美化隧道內(nèi)部環(huán)境。路面材料性能：應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和耐久性；應(yīng)具有抵御含有化學(xué)物質(zhì)的水的侵蝕能力；應(yīng)具有較高的抗側(cè)滑能力；應(yīng)具有足夠的抗裂性和耐久性；容易修補(bǔ)；路面漫反射率高，顏色明亮。

公路隧道常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題：①隧道滲漏②襯砌開(kāi)裂③界限受侵④襯砌結(jié)構(gòu)與圍巖結(jié)合不嚴(yán)密⑤通風(fēng)、照明不良。

山嶺公路隧道常見(jiàn)問(wèn)題：大變形、塌方、滑坡、襯砌裂縫、突泥涌水、滲漏水。

影響圍巖穩(wěn)定性的因素有：地質(zhì)因素-巖土結(jié)構(gòu)狀態(tài)、巖石工程性質(zhì)、地下水的作用和影響、圍巖的初應(yīng)力狀態(tài)；設(shè)計(jì)、施工因素-斷面形狀、大小和隧道埋深、開(kāi)挖方法、炸藥用量、支護(hù)時(shí)機(jī)和方式。

隧道工程的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn):（1）縮短線路長(zhǎng)度，減少能耗。（2）節(jié)約地皮。（3）利于環(huán)境保護(hù)。（4）應(yīng)用范圍廣；缺點(diǎn)：（1）造價(jià)高。（2）施工期限長(zhǎng)。（3）施工作業(yè)環(huán)境和條件較差。

圍巖壓力是指由于圍巖的變形擠壓會(huì)各種破壞而作用在支護(hù)襯砌上的壓力。

圍巖壓力的生成機(jī)理：為保證坑道維持必要的凈空和安全，坑道開(kāi)挖后一般是必須進(jìn)行支護(hù)的，也就是阻止坑道周?chē)膰鷰r產(chǎn)生移動(dòng)或下掉。被擾動(dòng)后的圍巖要移動(dòng)或要變形，而支護(hù)結(jié)構(gòu)要阻止其移動(dòng)或變形，圍巖就必會(huì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加力，這個(gè)力就是圍巖壓力。

圍巖壓力類型：垂直壓力，側(cè)壓力，底壓力，分別作用在支護(hù)的頂部、側(cè)幫、及底部。

圍巖壓力分類：變形圍巖壓力、松動(dòng)圍巖壓力、沖擊圍巖壓力、膨脹圍巖壓力。

形變圍巖壓力：指由圍巖塑性變形所引起的作用在支護(hù)襯砌上的擠壓力。

松動(dòng)圍巖壓力：指圍巖中松動(dòng)坍塌部分的巖塊重量或他的分量對(duì)支護(hù)襯砌的壓力。

沖擊圍巖壓力：是指巖爆引起的壓力。

膨脹圍巖壓力：指由于親水性礦物組成的某些圍巖吸水膨脹引起的形變圍巖壓力。

影響圍巖壓力的因素：地質(zhì)因素，包括初始應(yīng)力狀態(tài)、巖石力學(xué)性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)面等；工程因素，包括斷面大小、施工方法、支護(hù)設(shè)臵時(shí)間、支護(hù)剛度、坑道形狀等。

地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的內(nèi)容：地區(qū)地質(zhì)分析與宏觀地質(zhì)預(yù)報(bào)、不良地質(zhì)及災(zāi)害地質(zhì)超前預(yù)報(bào)、重大施工地質(zhì)災(zāi)害臨警預(yù)報(bào)。

地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的方法：地質(zhì)分析法、超前平行導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法、超前水平鉆孔法、物理探測(cè)法。

隧道不良地層： 富水?dāng)鄬悠扑閲鷰r、膨脹性和擠壓性圍巖、黃土地質(zhì)、巖溶地質(zhì)、高地應(yīng)力硬巖地質(zhì)、煤系地層。

隧道施工的概念：是指修建隧道及地下洞室的施工方法、技術(shù)、管理的總稱。

隧道工程的特點(diǎn)：隱蔽工程、工作面小、工期較長(zhǎng)、施工環(huán)境差、施工受季節(jié)變換及氣候變化的影響等。

新奧法的基本原則：少擾動(dòng)、早支護(hù)、勤量測(cè)、緊封閉。

隧道開(kāi)挖方法：全斷面開(kāi)挖法、臺(tái)階法、分部開(kāi)挖。

全斷面法：按照隧道設(shè)計(jì)輪廓線一次爆破成型的施工方法叫全斷面法。

臺(tái)階法：將斷面分成上半斷面和下半斷面兩部分進(jìn)行開(kāi)挖的施工方法叫臺(tái)階法。

分部開(kāi)挖法：是把設(shè)計(jì)的隧道斷面劃分成若干部分，進(jìn)行二次及其以上開(kāi)挖，最后達(dá)到隧道設(shè)計(jì)開(kāi)挖斷面的一種施工方法

噴錨支護(hù)：是一種組合支護(hù)，它是將噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土、鋼拱架?chē)娚浠炷两Y(jié)構(gòu)組合起來(lái)的支護(hù)形式。錨噴支護(hù)工程特點(diǎn)：及時(shí)性、緊貼性、柔韌性、深入圍巖內(nèi)部加固、支護(hù)組合和設(shè)計(jì)時(shí)間的靈活性、密封性。噴錨支護(hù)加固作用：連鎖作用、復(fù)合作用、增強(qiáng)作用

錨噴支護(hù)作用：支承圍巖、加固圍巖、提高層間摩阻力，形成“組合梁”、“懸吊”作用。

噴射混凝土的作用：支撐圍巖、“卸載”圍巖、填平補(bǔ)強(qiáng)圍巖、覆蓋圍巖表面、阻止圍巖松動(dòng)、分配外力。

掘進(jìn)機(jī)法（盾構(gòu)法）的施工特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)：安全、快速、經(jīng)濟(jì)、省工與降低勞動(dòng)強(qiáng)度、排渣容易、施工簡(jiǎn)單方便、環(huán)境保護(hù);缺點(diǎn):成本大、對(duì)巖層變化的適應(yīng)性差、斷面適應(yīng)性較差、作業(yè)率低、耗能大、不適宜中短距離隧道的施工。

隧道平面設(shè)計(jì)：隧道平面是指隧道中心線在水平面上投影。

.隧道由主體建筑物和附屬建筑物兩部分組成。主體建筑物包括洞門(mén)和洞身襯砌，以及由于地形地質(zhì)情況而需要在洞口地段接長(zhǎng)的明洞。附屬建筑物包括通風(fēng)、照明、防排水、安全設(shè)備、電力、通信設(shè)施等。

隧道勘查三個(gè)階段:可行性研究勘查、初步勘查、詳細(xì)勘查

錨桿對(duì)圍巖所起的力學(xué)效應(yīng)主要的作用：聯(lián)結(jié)作用、減跨作用、組合作用、整體加固作用。

襯砌內(nèi)輪廓線是襯砌的完成線，在內(nèi)輪廓線之內(nèi)的空間，即為隧道的凈空斷面

局部變形理論：

共同變形理論：把圍巖視作彈性半無(wú)限體，考慮相鄰質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用。它用縱向變形系數(shù)e和橫向變形系數(shù)μ表示地層特征，并考慮粘結(jié)力c和內(nèi)摩察角φ的影響。

溫克爾假定：認(rèn)為圍巖是一組各自獨(dú)立的彈簧，每個(gè)彈簧表示一個(gè)小巖柱，認(rèn)為應(yīng)力σi和變形δi之間呈直線關(guān)系，即σ=Kδ，K為圍巖彈性抗力系數(shù)。

現(xiàn)代支護(hù)理論（新奧法原則）：

1、在決策地下工程修建方法，確定洞室分步開(kāi)挖和暴露面大小，選擇支護(hù)時(shí)機(jī)、支護(hù)方案和支護(hù)參數(shù)的時(shí)候要確保維護(hù)圍巖穩(wěn)定這一基本目標(biāo)；

2、要把支護(hù)與圍巖視作統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu)，認(rèn)真的研究支護(hù)與圍巖共同工作的機(jī)理和力學(xué)模型；

3、在圍巖與支護(hù)的統(tǒng)一體中，圍巖所占的比重最大，起的作用也最大，它是承載地應(yīng)力的主體，對(duì)隧道穩(wěn)定起著決定性的作用；

4、在隧道修建的全過(guò)程中藥始終堅(jiān)持監(jiān)控測(cè)量，及時(shí)分析量測(cè)數(shù)據(jù)，描繪時(shí)態(tài)位移曲線，預(yù)測(cè)隧道的穩(wěn)定性和最終位移，進(jìn)行反饋分析。

隧道施工要點(diǎn)：硬巖軟進(jìn)，軟巖硬進(jìn)；及時(shí)發(fā)現(xiàn)，盡早處治；綜合處治，治塌治水；地質(zhì)預(yù)報(bào)，預(yù)測(cè)險(xiǎn)情；加強(qiáng)監(jiān)控，防于未然；應(yīng)急預(yù)案，以防萬(wàn)一。

隧道施工原則有以下四條

愛(ài)護(hù)圍巖：不損傷遺留圍巖的固有支護(hù)能力，加強(qiáng)遺留圍巖的支護(hù)能力；

重視環(huán)境：內(nèi)部施工作業(yè)環(huán)境，外部隧道周邊環(huán)境；

動(dòng)態(tài)施工：

內(nèi)實(shí)外美：四密實(shí)-噴射混凝土密實(shí)，二襯混凝土密實(shí)，噴射混凝土與圍巖密貼，二襯混凝土與初襯支護(hù)密貼。

豎井：通常是指由地表豎直延伸到地中的筒形構(gòu)造物。

豎井設(shè)計(jì)內(nèi)容：包括井筒數(shù)目、井筒位臵、井筒深度、井筒形狀和尺寸、井壁形式和支護(hù)厚度、井筒裝配及斷面形式、提升設(shè)備選型、井口的裝配布臵和井底車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)。

隧道洞內(nèi)防排水設(shè)計(jì)可以分為洞內(nèi)防水設(shè)計(jì)和洞內(nèi)排水設(shè)計(jì)，隧道洞內(nèi)防水措施主要包括圍巖注漿堵水、復(fù)合防水層防水和襯砌混凝土防水；洞內(nèi)排水措施主要有緊貼巖面和初支表面的Ω形彈簧排水管排水、環(huán)向排水盲管、縱向排水盲管、橫向排水管和路基路面排水系統(tǒng)。

山嶺公路隧道排水:圍巖-襯砌-排水管和環(huán)向排水盲管-縱向排水管-橫向排水管-路基路面排水管溝-洞口排水溝渠。

防水板與止水帶類型：外貼式、預(yù)埋式、內(nèi)貼式。

隧道內(nèi)有害空氣物質(zhì)：CO、煙霧、氮氧化物、丙烯醛、二氧化硫。

隧道通風(fēng)方式：自然通風(fēng)，適用于短隧道且交通量小，包括自然風(fēng)和交通風(fēng)（活塞風(fēng)）-與交通量、車(chē)速有關(guān)：機(jī)械通風(fēng)，包括縱向式(射流式、風(fēng)道式和噴嘴式、帶豎井的縱向式)，半橫向式（送風(fēng)式、排風(fēng)式），全橫向式，混合式。

影響通風(fēng)方式選擇的因素：隧道長(zhǎng)度，隧道交通條件，隧道地質(zhì)、水文條件，隧道氣候、氣象條件。

長(zhǎng)隧道照明區(qū)段劃分：接近段、入口段、過(guò)渡段、中間段、出口段。

黑洞效應(yīng)：汽車(chē)駛近較長(zhǎng)隧道洞口時(shí)，雖然實(shí)際上洞口也有相當(dāng)?shù)牧炼龋{駛?cè)巳匀桓械蕉纯诤芎?，像個(gè)“黑洞”，以致無(wú)法辨認(rèn)洞口附近的情況，連障礙物也難以發(fā)現(xiàn)，這種現(xiàn)象稱為“黑洞”效應(yīng)。黑框效應(yīng)：從隧道外部去看照明很不充分的隧道入口，會(huì)看到黑洞（長(zhǎng)隧道）及黑框（短隧道）現(xiàn)象，稱之為黑洞效應(yīng)及黑框效應(yīng)；其危害是使司機(jī)造成視覺(jué)的反差，難以辨認(rèn)障礙物，容易造成交通事故。

眩光效應(yīng)：汽車(chē)駛離隧道洞口時(shí)，在空間或時(shí)間上存在著極端的光亮度對(duì)比，以至引起不舒服或降低可見(jiàn)度的視覺(jué)現(xiàn)象。眩光分為失能眩光和不舒適眩光。

亮度曲線：沿道路軸線，由入口洞外的接近段經(jīng)入口段、過(guò)渡段、中間段直到出口段，駕駛?cè)嗽诎滋焖枰穆访媪炼茸兓€。

第四篇：隧道工程期末考試

1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.新奧法隧道施工的基本原則“少擾動(dòng)、早噴錨、勤測(cè)量、緊封閉”《隧道工程》p157 試述隧道襯砌的組成及作用（1.初襯——是為了保證施工的安全、加固巖體和圍巖的坍塌，常用形式有型鋼拱架支撐、格柵鋼拱架支撐、噴錨支護(hù)等；2.二襯——為了保證隧道使用的凈空和結(jié)構(gòu)的安全而設(shè)置的永久性襯砌結(jié)構(gòu)，常用形式有整體式襯砌、復(fù)合式襯砌、拼裝襯砌和噴錨襯砌）輔助坑道的形式(橫洞、斜井、豎井、平行導(dǎo)坑)產(chǎn)生超挖的主要因素有哪些（測(cè)量放線——測(cè)量偏差，放樣的開(kāi)挖輪廓線超出設(shè)計(jì)輪廓線；爆破鉆孔——孔位的偏差和外插角的偏差，跟操作人員的水平有關(guān)；爆破技術(shù)——爆破方法、爆破參數(shù)、爆破器材及裝藥方法等；圍巖地質(zhì)條件——圍巖的節(jié)理、裂隙燈非客觀因數(shù)；現(xiàn)場(chǎng)管理——爆破作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管理的人員安排、作業(yè)組織、技術(shù)水平、技術(shù)交底、跟蹤指導(dǎo)、質(zhì)量檢測(cè)、信息反饋、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、資料采集等）隧道的主體建筑物有哪些（洞身襯砌和洞門(mén)構(gòu)造物）隧道二襯的施工時(shí)間(各測(cè)試項(xiàng)目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定；已產(chǎn)生的各項(xiàng)位移已達(dá)預(yù)計(jì)總位移量的80%~90%；周邊位移速率小于0.1~0.2mm/d，或拱頂下沉速率小于0.07~0.15mm/d;以上原則適合于圍巖條件較好情況)初期支護(hù)的性質(zhì)（隧道開(kāi)挖后，為控制圍巖應(yīng)力適量釋放和變形，增加結(jié)構(gòu)安全度和方便施工，隧道開(kāi)挖后立即施作剛度較小并作為永久承載結(jié)構(gòu)一部分的結(jié)構(gòu)層）目前規(guī)范與老規(guī)范在圍巖分級(jí)上有什么區(qū)別2004年頒布的新 《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》將舊規(guī)范中的“圍巖分類”改為圍巖分級(jí),采用 工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)!規(guī)定的方法、級(jí)別和順序,分為Ⅰ~Ⅴ級(jí)。新、舊規(guī)范都是根據(jù)巖石的堅(jiān)硬程度、巖體的完整程度和巖體結(jié)構(gòu)類型來(lái)判定圍巖的類別(級(jí)別)。舊規(guī)范中等級(jí)的確定比較模糊,以定性判定為主,各影響因素的確定比較模糊,條理不夠清楚,人為性強(qiáng);新規(guī)范圍巖分級(jí)概念明確、條理清楚,對(duì)影響圍巖穩(wěn)定性的因素考慮全面, 采用定性因素與定量指標(biāo)緊密結(jié)合的方法來(lái)相互驗(yàn)證與檢驗(yàn),非常嚴(yán)謹(jǐn)。公路隧道凈空(隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的空間)公路隧道建筑限界(是指隧道襯砌等任何建筑物不得侵入的一種限界)噴射混凝土(用壓力槍噴射混凝土的施工方法)噴錨支護(hù)（隧道開(kāi)挖后用噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)或鋼拱架支護(hù)，不設(shè)二次襯砌的隧道支護(hù)形式）圍巖壓力(隧道開(kāi)挖后，因圍巖變形或松散等原因產(chǎn)生的作用于支護(hù)或襯砌結(jié)構(gòu)上的壓力)單斜構(gòu)造（一個(gè)地區(qū)內(nèi)的一系列巖層如向同一方向傾斜，其傾角也大致相同）隧道凈空（隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的空間）公路隧道明洞（用明挖法修筑的隧道結(jié)構(gòu)）圍巖（隧道周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)，對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的巖體）隧道門(mén)（洞門(mén)是隧道兩端的外露部分，也是聯(lián)系洞內(nèi)襯砌與洞口外路塹的支護(hù)結(jié)構(gòu)）隧道建筑限界（為了保證隧道內(nèi)車(chē)輛行駛、人員通行、檢修和各種設(shè)備不受損害所要求的最小空間）復(fù)合襯砌（由噴錨初期支護(hù)和模筑混凝土二次支護(hù)構(gòu)成的隧道支護(hù)形式）光面爆破（爆破后斷面輪廓整齊，超挖和欠挖符合規(guī)定要求的爆破）斷層（地殼巖層因受力達(dá)到一定強(qiáng)度而發(fā)生破裂，并沿破裂面有明顯相對(duì)移動(dòng)的構(gòu)造稱斷層）新奧法的理論依據(jù)(以錨桿、噴射混凝土為主要支護(hù)方法，通過(guò)監(jiān)測(cè)控制圍巖的變形，動(dòng)態(tài)修正設(shè)計(jì)參數(shù)和變動(dòng)施工方法的一種隧道施工方法)及核心內(nèi)容是(充分發(fā)揮圍巖的自承能力)什么 隧道勘察有的階段分步（可行性勘察（預(yù)可行性研究、工程可行性研究、、橋隧可行性研究現(xiàn)狀）；初步勘察（收集資料、工程地質(zhì)選定隧道線位、初步勘測(cè)資料整理）；詳細(xì)勘察（任務(wù)、目的、步驟））隧道內(nèi)縱坡范圍是多大（0.3%~2%）支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖之間為什么不能有空隙（同圍巖的緊密接觸是地下結(jié)構(gòu)區(qū)別于地面結(jié)構(gòu)的主要特征，所謂“新奧法”的出發(fā)點(diǎn)正是支護(hù)結(jié)構(gòu)同圍巖的共同變形，如果支護(hù)背部與圍巖之間存在空洞時(shí)，會(huì)導(dǎo)致圍巖松弛使支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，而損傷支護(hù)結(jié)構(gòu)的功能，降低其承載能力，極大地影響了隧道的安全使用。）公式q=0.45*2s-1 w中各參數(shù)的意義是什么（s-圍巖級(jí)別；w-寬度影響系數(shù)；q-圍巖豎向均布?jí)毫Γ┒撮T(mén)類型及使用條件（1.端墻式洞門(mén)，適用于巖質(zhì)較好的穩(wěn)定的圍巖，以及地形開(kāi)闊的地區(qū)；2.翼墻式洞門(mén)，適用于地質(zhì)較差的圍巖，以及需要開(kāi)挖路塹的地方；3.削竹式洞門(mén)，適用于洞口巖層堅(jiān)硬、整體性好、節(jié)理不發(fā)育，且不易風(fēng)化，路塹開(kāi)挖后仰坡極為穩(wěn)定，并且沒(méi)有較大排水要求時(shí)；4.遮光式棚式洞門(mén)，當(dāng)洞外需要設(shè)置遮光棚時(shí)，其入口通常伸很遠(yuǎn)）隧道設(shè)計(jì)的基本要求是什么《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則》p18,（1.應(yīng)重視公路總體設(shè)計(jì)；2.應(yīng)重視地質(zhì)條件比選；3.應(yīng)重視中短隧道與路塹方案的比選；4.應(yīng)加強(qiáng)山區(qū)公路隧道施工方案的交通組織設(shè)計(jì)；5.應(yīng)加強(qiáng)山區(qū)公路隧道與洞外結(jié)構(gòu)物的協(xié)調(diào)）隧道開(kāi)挖中對(duì)超挖和嚴(yán)格要求是什么 《隧道工程》p261 隧道詳勘的目的（為線位布設(shè)和編制施工圖設(shè)計(jì)提供完整的工程地質(zhì)資料）任務(wù)（在初勘基礎(chǔ)上，進(jìn)一步查明隧道沿線地質(zhì)特征和不良地質(zhì)規(guī)模、大小范圍）和基本內(nèi)容（前期的準(zhǔn)備工作；沿線地質(zhì)勘察；試驗(yàn)；資料整理；編寫(xiě)詳勘報(bào)告）什么是干式噴射混凝土（將水泥、砂子石子混合料和粉狀速凝劑按一定比例混合攪拌均勻后，在松散、干燥、懸浮狀態(tài)中，利用干式混凝土

噴射機(jī)，意壓縮空氣為動(dòng)力，經(jīng)輸料管到噴嘴處，與一定量的壓力水混合后，變成水灰比較小的混凝土并噴射到受?chē)娒嫔希⑹裁词菨袷絿娚浠炷?混凝土混合料在進(jìn)入噴射機(jī)前或在噴射機(jī)中加入足夠的拌合水，拌和均勻，然后通過(guò)送料軟管送至噴嘴噴射到受?chē)娒嫔?？

公路隧道選址的基本原則《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則》p191 隧道位置應(yīng)根據(jù)路線總體規(guī)劃、交通運(yùn)輸條件及周邊環(huán)境和地形變化條件確定，設(shè)置在對(duì)環(huán)境影響小、利于隧道施工場(chǎng)地布置和隧道出渣、利于設(shè)置防災(zāi)救援系統(tǒng)和管理養(yǎng)護(hù)等設(shè)施的路段。2 隧道位置應(yīng)選擇在巖性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的地層中。當(dāng)條件限制無(wú)法繞避不良地質(zhì)區(qū)時(shí)，隧道應(yīng)盡量縮短其通過(guò)長(zhǎng)度，并采取可靠的工程處理措施。3 應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《 中華人民共和國(guó)水法》、《 中華人民共和國(guó)土地管理法》、《 中華人民共和國(guó)森林法）、（中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法）等現(xiàn)行國(guó)家法律、法規(guī)中對(duì)公路工程建設(shè)的相應(yīng)規(guī)定。隧道修建應(yīng)不占或少占基本農(nóng)田。4 應(yīng)結(jié)合隧道接線端的構(gòu)造物布設(shè)情況，進(jìn)行兩端接線工程的銜接設(shè)計(jì)，保證隧道內(nèi)外線形順暢、協(xié)調(diào)一致。5 隧道洞口位置、輔助通道和運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)施的設(shè)置應(yīng)為隧道位置選定的重要因素）

常用的明洞結(jié)構(gòu)有哪些形式（1.拱形明洞——路塹對(duì)稱型、路塹偏壓型、半路塹偏壓型、半路塹單壓型；2.棚式明洞——墻式棚洞、鋼架式棚洞、柱式棚洞、懸臂式棚洞）

隧道襯砌橫斷面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要步驟包括哪些（一般是根據(jù)工程類比和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)假定斷面尺寸，然后經(jīng)分析計(jì)算、檢算，修正假定尺寸，并反復(fù)這個(gè)過(guò)程，最終確定合理的斷面形式和尺寸，設(shè)計(jì)襯砌斷面主要解決內(nèi)輪廓線、軸線和厚度這三個(gè)問(wèn)題，步驟有：擬定襯砌內(nèi)輪廓線保證斷面凈空、設(shè)計(jì)襯砌外輪廓線以保證襯砌的厚度、擬定實(shí)際開(kāi)挖線以保證襯砌外輪廓）

淺埋隧道的施工方法（明挖法、地下連續(xù)墻法、蓋挖法、淺埋暗挖法和盾構(gòu)法；視圍巖地質(zhì)情況采取預(yù)支護(hù)——超前錨桿、插板或小鋼管；管棚；超前小導(dǎo)管注漿；開(kāi)挖工作面及圍巖預(yù)注漿）

新奧法設(shè)計(jì)施工的特點(diǎn)（1及時(shí)性 噴射砼，如早強(qiáng)，能迅速給圍巖提供支護(hù)抗力.2封閉性 由于噴錨支護(hù)能及時(shí)施工，而且是全面密粘的支護(hù)，因此能及時(shí)有效地防止因水和風(fēng)化作用造成圍巖的破壞和剝落，制止膨脹巖體的潮解和膨脹，保護(hù)原有巖體強(qiáng)度。3緊貼性 噴錨支護(hù)同圍巖能全面粘結(jié)，這種粘結(jié)作用可以產(chǎn)生三種作用：連鎖作用、復(fù)合作用、增強(qiáng)作用。4柔韌性容易調(diào)節(jié)圍巖變形，可控制圍巖塑性變形適度發(fā)展，發(fā)揮自承能力）和優(yōu)點(diǎn)（經(jīng)濟(jì)、快速、安全、適應(yīng)性強(qiáng)、可有效控制地表沉陷量、施工有較大的靈活性、可有效地保證防水層的防水效果）

常用的洞身襯砌結(jié)構(gòu)類型有哪些（直墻式襯砌、曲墻式襯砌、圓形斷面襯砌、矩形斷面襯砌、偏壓襯砌、喇叭口隧道襯砌）

隧道的防排水治理的原則是什么《隧道工程》p91（1.截，就是在隧道以外將地表水和地下水屬導(dǎo)截流，使之不進(jìn)入隧道工程范圍內(nèi)；2.堵.就是以襯砌混凝土為基本防水層，以其他防水材料為輔助，阻隔地下水，使之不進(jìn)入隧道內(nèi)的防水措施，必要時(shí)還可以采用注漿堵水措施；

3.排.就是人為設(shè)置排水系統(tǒng)，將地下水排出隧道；4.結(jié)合，就是因地制宜，綜合考慮，適當(dāng)選擇之水方案，做到技術(shù)可行，費(fèi)用經(jīng)濟(jì)，效果良好，保護(hù)環(huán)境）

目前用于穩(wěn)定隧道開(kāi)挖的輔助施工方法有哪些(明挖法、盾構(gòu)法、掘進(jìn)機(jī)法、沉管法)

隧道軸線與地形的關(guān)系有哪幾種(坡面正交型、坡面斜交型、坡面平行型、尾部進(jìn)入型、深入谷地型)

公路隧道采用新奧法施工，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)是施工的核心，是施工過(guò)程中監(jiān)視圍巖穩(wěn)定性，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)與施工是否合理及安全的重要手段

明洞拱背和墻背的回填應(yīng)符合什么要求《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則》p125（1 當(dāng)邊坡有嚴(yán)重的危石、崩坍威脅時(shí)，應(yīng)清除危石或?qū)吰伦骷庸烫幚?。?dāng)存在一般落石、崩坍危害時(shí)，明洞拱背的回填土厚度不宜小于1.5m，填土表面應(yīng)設(shè)置排水坡度。2 當(dāng)明洞不設(shè)洞門(mén)墻時(shí)，可采用拱背部分裸露、按自然山坡坡度填土，填土表面一般應(yīng)植草。3 立交明洞的回填土厚度應(yīng)根據(jù)公路、鐵路、溝渠及其他人工構(gòu)造物的高程，考慮自然環(huán)境、美化要求、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要等綜合確定，按設(shè)計(jì)條件也可增設(shè)護(hù)拱或不設(shè)回填土層。4 當(dāng)明洞頂設(shè)置過(guò)水渡槽、泥石流渡槽、溝渠及其他穿越構(gòu)造物時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其對(duì)明洞的影響。過(guò)水溝渠或普通截水溝溝底距洞頂外緣厚度不宜小于1.0m。排洪、導(dǎo)引泥石流的渡槽底面，距洞頂外緣厚度不宜小于1.5m。5 洞頂回填土的面坡坡度，可根據(jù)防御落石、坍塌的功能需要和支撐邊坡的穩(wěn)定性，結(jié)合填料、地形和排水要求，綜合確定。6 按洞項(xiàng)排水需要，回填土坡度不宜小于2 % ；一般落石、坍塌情況下，回填土石坡度宜為1 : 5-l : 3 ；山坡可能發(fā)生的較大塌方、泥石流、滑坡時(shí)，回填土石坡度宜為1 : 3-l : 1.5?；靥钔僚c挖方邊坡接觸處，宜開(kāi)挖成臺(tái)階，并用粗糙透水性材料填塞．防止回填土石沿邊坡滑動(dòng)。）20.（21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.

第五篇：隧道工程知識(shí)點(diǎn)

三、名詞解釋

1、地應(yīng)力

2、圍巖

3、彈性抗力

4、光面爆破

5、超前錨桿

新奧法

2、最小抵抗線

3、預(yù)裂爆破

4、管棚

5、初期支護(hù)

四、問(wèn)答題

1、公路隧道平面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循哪些原則？

2、簡(jiǎn)述地下水對(duì)圍巖的影響。

3、隧道施工方法有哪些？

4新奧法施工應(yīng)遵循哪些主要基本原則。

5、噴射混凝土的噴射方式有哪些？各自的施工工藝過(guò)程是什么？

6、簡(jiǎn)述地下連續(xù)墻的施工過(guò)程。

7、隧道施工中防塵措施有哪些？

1、隧道襯砌斷面設(shè)計(jì)的原則是什么？

2、簡(jiǎn)述巖體的基本工程性質(zhì)。

3、新奧法施工應(yīng)遵循哪些主要基本原則？

4、噴射混凝土的特點(diǎn)有哪些？

5、試述隧道施工中的輔助坑道類型及其適用條件。

6、簡(jiǎn)述蓋挖順作法的施工流程。

7、黃土隧道圍巖施工應(yīng)遵循的原則是什么？試述隧道施工中的輔助坑道類型及其適用條件。

1.簡(jiǎn)述蓋挖逆作法的適用條件和施工流程。

2.錨桿的布置有哪幾種形式？說(shuō)明期布置方法。

3.新奧法施工應(yīng)遵循哪些主要基本原則？

4.圍巖分級(jí)的目的是什么？

5.簡(jiǎn)述直墻式襯砌與曲墻式襯砌的組成及適用條件。

6.公路隧道縱斷面設(shè)計(jì)的基本原則是什么？

五、綜合分析題

1、新奧法設(shè)計(jì)施工的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。

2、在同一坐標(biāo)系中，對(duì)圍巖支護(hù)特征曲線的分析。

在同一坐標(biāo)系上畫(huà)出圍巖特性曲線和支護(hù)特性曲線的示意圖，并說(shuō)明其所表示的意義。示意圖見(jiàn)書(shū)99頁(yè)圖5-20。意義：

1、不同剛度的支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖達(dá)成平衡時(shí)的Pa和us是不同的。剛度大的支護(hù)結(jié)構(gòu)承受較大的圍巖壓力，反之，柔性較好的支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的圍巖壓力要小得多。

2、同樣剛度的支護(hù)結(jié)構(gòu)，架設(shè)的時(shí)間不同，最后達(dá)成平衡的狀態(tài)也是不同的，支護(hù)架設(shè)的越早，它所承受的圍巖壓力就越大，但并不能說(shuō)架設(shè)越晚越好，因?yàn)槌跏甲冃尾患涌刂?，?huì)導(dǎo)致圍巖迅速松弛而坍塌。

3、結(jié)合圍巖特性曲線和支護(hù)特性曲線解釋隧道施工中“適時(shí)”支護(hù)和“及時(shí)”支護(hù)，要求先繪出圖，并指出縱坐標(biāo)的含義。