第1章绪论
1.1 隧道在交通事业中的地位及发展概况
1 什么是隧道？
隧道是指一种修建在地层中的地下工程建筑物
公路隧道是指专供公路运输使用的地下工程结构物
2 隧道在交通事业中的地位
（1）重要性：交通是国家基础建设重要的设施，在国民经济发展中占有十分重要的地位。
（2）必要性：世界各国的经济发展经验表明，快速畅通交通网是经济发展的必不可少的条件。
（3）紧迫性：目前我国高速公路总里程还很少（2001年底近2万公里），满足不了发展的需要，造成各种交通设施超负荷运转，交通事故、交通阻塞和交通公害等成为一大社会问题，阻碍了国家和地区经济的发展。
3 隧道工程的发展概况
（1）隧道的发生和发展历史
（2）隧道技术的发展与成就
3 隧道工程的发展前景及需要解决的难题
（1）隧道工程发展前景：随着我国市场经济的发展，高速公路已从沿海地区向西部山区延伸，公路隧道的数量和建筑规模越来越大。城市化交通尚处于起步阶段，大规模交通事业方兴未艾，隧道事业发展前景十分广阔。
（2）隧道工程发展方向：合理规划与环境保护、非爆破的机械化施工、设计可靠合理、使用安全等方面。
（3）隧道工程需要解决的难题：
1.2 隧道的分类及其作用
隧道分类方法很多，这里介绍按照用途、长度、断面分类
1 按照用途分类：交通隧道、水工隧道、城市隧道和矿山隧道
（1）交通隧道
公路隧道—专供汽车运输行驶的通道。
铁路隧道—-专供火车运输行驶的通道。
水底隧道—-修建于江、河、湖、海、洋下的隧道，供汽车和火车运输行驶的通道。
地下铁道—-修建于城市地层中，为解决城市交通问题的火车运输的通道。
航运隧道－-专供轮船运输行驶而修建的通道。
人行隧道－专供行人通过的通道。
（2）水工隧道
引水隧道－是将水引入水电站的发电机组或水资源的调动而修建的孔道。
尾水隧道—用将水电站发电机组排出的废水送出去而修建的隧道。
导流隧道或泄洪隧道—水利工程中疏导水流并补充溢洪道流量超限后的泄洪而修建的隧道。
排沙隧道——它是用来冲刷水库中淤积的泥沙而修建的隧道。
（3）市政隧道
给水隧道一为城市自来水管网铺设系统修建的隧道。
污水隧道—为城市污水排送系统修建的隧道。
管路隧道一为城市能源供给（煤气、暖气、热水等）系统修建的隧道。
线路隧道—为系统修建的隧道。
人防隧道一是为战时的防空目的而修建的防空避难隧道。
（4）矿山隧道
2 公路隧道按照长度的分类
（1） 特长隧道：m L 3000>
（2） 长 隧 道：m L m 10003000>≥
（3） 中 隧 道：m L 5001000>≥
（4） 短 隧 道：m L 500≤
3 按照隧道断面积
（1） 特大断面隧道（100m 2以上）
（2） 大断面隧道 （50～100m 2）
（3） 中等断面隧道（10～50 m 2）
（4） 小断面隧道 （3～10 m 2）
（5） 极小断面隧道（3 m 2 以下）
思考题
1. 什么叫隧道？试从隧道的广泛用途论述学习、研究与发展隧道技术的重要意义。
2. 在交通线路上修建隧道的意义？
第2章隧道的勘察
隧道勘察的目的，是在于查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件以及隧道施工和运营对环境保护的影响。
2.1 隧道勘察的几个阶段
隧道勘察阶段的划分应与公路设计阶段相适应，一般分为（1）可行性研究勘察，（2）初步勘察，（3）详细勘察。
1 可行性研究勘察
2 初步勘察
初勘是在批准的工程可行性研究报告推荐建设方案的基础上，在初步选定的路线内进行勘察，其任务是满足初步设计对资料要求。重点勘察不良地质地段，以明确隧道能否通过或如何通过。提供编制初步设计所需全部工程地质资料。
3 详细勘察
（1）详勘的目的：是根据已批准的初步设计文件中所确定的修建原则、设计方案、技术指标等设计资料，通过详细工程地质勘察，为线位布设和编制施工图设计提供完整的工程地质资料。
（2）详勘的任务：是在初勘的基础上，进行补充校对，进一步查明沿线的工程地质条件，以及重点工程与不良地质区段的工程地质特征，并取得必需的工程地质的数据，为确定隧道位置的施工图设计提供详细的工程地质资料。
（3）详勘工作步骤：可按准备工作、沿线工程地质调绘勘探、试验、资料整理等顺序进行。
2.2 隧道勘察的主要方法
1 收集研究即有资料
收集的资料一般应包括以下几个方面的内容：
（1）地域地质资料，如地层、地质构造、岩性、土质等；
（2）地形、地貌资料，如区域地貌类型及主要特征，不同地貌单元与不同地貌部位的工程地质评价等；
（3）区域水文地质资料，如地下水的类型、分带及分布情况，埋藏深度、变化规律等；
（4）各种特殊地质地段及不良地质现象的分布情况，发育程度与活动特点等；
（5）地震资料，如沿线及其附近地区的历史地质情况，地震烈度、地震破坏情况及其与地貌、岩性、地质构造的关系等；
（6）气象资料：如气温、降水、蒸发、温度、积雪、冻积深度及风速、风向等；
（7）其它有关资料，如气候、水文、植被、土壤等；
（8）工程经验、区内已有公路、铁路等其它土建工程的工程地质问题及其防治措施等。
2 调查与测绘
调查与测绘是工程地质勘察的主要方法。通过观察和访问，对隧道通过地区的工程地质条件进行综合性的全面研究，将查明的地质现象和获得的资料，填绘于有关的图表与记录本中，这种工作统称为调查测绘（调绘）。
（1）工程地质调查
（2）工程地质测绘
测绘的比例尺可在以下范围内选用：可行性研究阶段1:5000—1:50000，初勘阶段
1:2000—1:10000，详勘阶段1:200—1:2000 。下面分两种情况说明。
无航测资料时：工程地质测绘主要依靠野外工作，为此需要讲究测绘方法与量测精度，以求用较少的工作获得符合要求的结果。根据不同比例尺的精度要求，对观察点、地质构造及种地质界线等的标测方法有以下三种：
①目测法。
②半仪器法。
③仪器法。
有航摄资料时：
a）主体镜判释
b）实地调查测绘
c）绘制工程地质图。
（3）调查测绘内容
基本内容不外以下几个方面。
地形、地貌：地形、地貌的类型、成因、特征与发展过程：地形、地貌与岩性、构造等地质因素的关系；地形、地貌与工程地质条件的关系。
地层、岩性：地层的层序、厚度、时代、成因及分布情况；岩性、风化程度及风化层厚度；
地质构造：断裂、褶曲的位置、构造线走向，产状等形态特征和地质力学特征；岩层的产状和接触关系，软弱结构面的发育情况及其与路线的关系，对路基的稳定影响等。
第四纪地质：第四纪沉积物的成因类型，土的工程分类及其在水平与垂直方向上的变化规律；土的物理、水理、化学、力学性质；特殊土及地区性土的研究和评价。
地表水及地下水：特殊地质、不良地层
地震：根据沿线地震基本烈度的区域资料，结合岩性、构造、水文地质等条件，通过访问、确定≥7度的地震烈度界线。
工程经验：对所在地区既有地下工程及其它建筑物的稳定情况和工程措施进行调查访问，以便借鉴。
2.3 隧道勘察的主要手段
1挖探
坑探——用机械或人力垂直向下掘进的土坑，或者称为试坑，深者称为探井。
槽探——挖掘成狭长的槽形，其宽度一般为0.6—1.0米，长度视需要而定，2简易钻探
简易钻探是工程地质勘探中经常采用的方法。其优点是工具轻、体积小、操作方便，进尺较快，劳动强度较小。缺点是不能采取原状土样或不能取样，在密实或坚硬的地层内不易钻进。
2钻探
根据钻进时破碎岩石的方法，钻探可分为:
1) 冲击钻进
2) 回转钻进
3) 冲击回旋钻进
4) 振动钻进
3地球物理勘探
凡是以各种岩土物理性质的差别为基础，采用专门的仪器，观测天然或人工的物理场
变化，来判断地下地质情况的方法，统称为物探。
2.4 地质勘察
山岭隧道是修建在天然地层中的建筑物，它从位置选择到具体设计，直到施工，均与地质条件有密切关系。
地质条件包括岩层性质、地质构造、岩层产状、裂隙发育程度及风化程度，隧道所处深度及其与地形起伏的关系、地层含水程度、地温及有害气体情况、有无不良地质现象及其影响等。
1初步勘察
初勘应提交的资料
●隧道工程地质说明书，对地质工作作一扼要叙述，并作出评价。
●提出对隧道初步设计的各项建议及以后详测应进行的工作。
●隧道工程地质平面图，图上应填绘物探、钻探等平面布置及挖探点位置，比例尺：
1:2000～1:5000。
●隧道工程地质纵断面图，图中应标明勘探点，若进行震探时，则应标明岩层的弹
性纵波波速，比例尺1:500～1:5000；竖1:200～1:1000。
●洞口、洞身工程地质横断面图，应标明勘探点，若进行震探，则应标明岩层的弹
性纵波波速，比例尺为1:200～1:500。
●提供钻孔地质柱状剖面图；试验资料汇总表；
●航空照片地质解释资料及工程地质照片、野外素描图等；
●严重影响隧道方案的特殊地质、不良地质地区，应编制专项资料。
2详细勘察
详勘应提交的资料：
●详勘说明书，根据详勘提出对设计及施工方案的建议；
●地质详勘成果书，包括地质平面图及剖面图，重大地质问题的评介；
●钻探、试验资料整编等。
思考题
1.初步勘察和详细勘察在目的、任务、内容、方法、手段及提交的资料等方面有何要求？
2.什么是物探，有何优、缺点？
3.环境评价主要应完成哪些工作？
第3章隧道总体设计
3.1 隧道选址
●根据地形图和调查资料，通常在多个路线方案中，进行技术经济比较确定一条线。
●隧道方位选择。长大隧道通风、照明及养护管理费用较大。
●隧道标高的选择。
●安全性、用地、建设投资、施工的难易、使用费以及与当地环境和景观相协调等。
3.1.1 越岭隧道选址
通过山岭、重丘区的长大干线公路往往要翻越分水岭，线路为穿越分水岭而修建的隧道称为越岭隧道。
（一）越岭隧道平面位置的选择
越岭隧道平面位置选择:
1、采用直线或大半径曲线为好；
2、优选考虑在路线总方向上或其附近的低垭口，展线好，隧道较短；
3、虽远离线路总方向，但垭口两侧有良好的展线条件；
4、工程地质和水文地质条件良好的垭口。
（二）越岭隧道标高选择
在越岭位置选定后，越岭标高影响展线及越岭隧道方案：
1、隧道标高越高，隧道越短，施工期短，两端展线长度增加，运营条件差；
2、隧道标高低，隧道加长，施工期长，运营条件较好。
3、选择越岭隧道标高时，综合考虑施工、运营等多因素比较确定最优隧道标高。（三）越岭隧道选址尚应考虑以下原则：
1、逢山穿洞，宁长勿短，早进晚出--避免洞口深挖；
2、宁里勿外，宁深勿浅，避软就硬--避免不良地质；
3.1.2 傍山隧道选址
为改善线形，提高车速，缩短里程，节省时间，常常修建傍山隧道。
傍山隧道一般埋藏较浅，容易造成各种病害；山坡亦常有滑坡，松散堆积，泥石流等不良地质现象，地质情况较为复杂。
选择傍山隧道时应注意：
（1）傍山隧道的洞身覆盖厚度问题。为保持山体稳定和避免偏压产生，隧道位置宜往山体内侧靠--宁里勿外
（2）要考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响
（3）应考虑施工便道设置和既有公路的位置，应注意既有公路边坡的可能坍塌和施工便道对洞身稳定的影响
（4）线路沿山嘴绕行应与直穿山嘴的隧道方案进行比较。
3.1.3 不良地质地段隧道位置的选择
●研究地质条件的重要性
●常见不良地质条件有滑坡、崩坍、松散堆积、泥石流、岩溶及含盐、含煤、地下
水发育等地质条件。
3.1.4 隧道洞口位置选择
洞口位置选择好坏，将直接影响隧道施工、造价、工期和运营安全。选择时要结合洞
口的地形，地质条件、施工、运营条件以及洞口的相关工程（桥涵、通风设施等）综合考虑。
（1）洞口部分在地质上通常是不稳定的。一般应设在山体稳定，地质条件好，排水有利的地方。隧道宜长不宜短，应“早进洞，晚出洞”，尽量避免大挖大刷，破坏山体稳定。
（2）洞口不宜设在沟谷低洼处和汇水沟处，一般宜将洞口移到沟谷地质条件较好的一侧有足够宽度的山嘴处。
（3）当洞口处为悬崖陡壁时，根据地质情况采用贴壁或采用接长明洞的办法，将洞口堆到坍方范围以外3—5m处
（4）洞口地形平缓时，一般也应早进洞晚出洞。这时洞口位置选择余地较大，应结合洞外路堑、填方、弃渣场地、工期等具体确定。需要时可接长明洞，以确保施工和运营安全。
（5）考虑洞口边仰坡不致开挖过高和洞口段衬砌结构受力，洞口位置宜与地形等高线大体上正交。特别是在土质松软、岩层破碎、构造不利的傍山隧道，更应注意。
（6）长大隧道在洞门附近应考虑施工场地、弃渣场以及便道等的位置。
（7）洞口附近有居民点时，考虑提前进洞，尽可能减少附近地上构筑物，地下埋设物与隧道的相互影响，及减少对环境（农业、交通、居民生活）的影响。
（8）洞口路肩应高出设计洪水位（包括浪高）以上0.5m，以免洪水浸入隧道。
（9）考虑通风设备排出的废气和噪声对周围环境的影响程度和解决办法。
（10）考虑设置防雪工程、防风工程和防路面冻害工程的必要性。
总之，隧道洞口和洞身是不可分的整体，在位置选择时不能顾此失彼，应该同样的重视。
3.2 隧道的几何设计
●隧道由主体建筑物和附属建筑物两部分组成。
●主体建筑物包括洞门和洞身衬砌，以及需要在洞口地段接长的明洞。
●附属建筑物包括通风、照明、防排水、安全设备、电力、通信设备等。
●隧道的几何设计主要是汽车行驶与隧道各个几何元素的关系，常把隧道中心线解
剖为隧道的平面，纵断面及净空断面来分别研究。
3.2.1 隧道的平面设计
1、隧道平面设计：隧道平面是指隧道中心线在水平面上的投影。隧道是线路的一个组成部分，与公路一样，线形至少满足《公路工程技术标准》规定；
2、应适当提高线形标准。因隧道内运营和养护条件明显比洞外差。
3、具体原则：
（1）原则上采用直线，避免曲线；
（2）当必须设置曲线时，半径不宜小于不设超高的平面曲线半径。
4、曲线隧道的不利因素：
（1）行车视距问题；
（2）加宽断面问题，造成变截面隧道，施工难度大；
（3）曲线隧道内装修复杂；
（4）增加通风阻抗，对自然通风不利；
3.2.2 隧道纵断面设计
1、隧道纵断面：沿隧道中心线展开的垂直面上的投影。
2、纵坡类型：
（1）人字坡隧道
（2）上行单坡隧道
（3）下行单坡隧道
3、控制隧道纵坡大小的主要因素
（1）通风问题
（2）排水问题
4、纵坡坡度大小及其影响
（1）隧道纵坡坡度范围：0.3%--3%
（2）纵坡坡度与通风的关系，要求1%以下，大于2%，排量迅速增加；
（3）与排水的关系，纵坡越大水流越快；
（4）纵坡坡度与施工运营的关系，采用大竖曲线半径和竖曲线长度；
（5）综合通风和排水考虑，纵坡为不防碍排水的缓坡为宜；
3.2.3 隧道横断面设计
3.2.4 隧道接线
1、保证有足够的视距和行驶安全
2、注视点和注视时间
3、隧道两端平面线形与道路线形相一致的最小长度有规定。
3.3 衬砌内轮廓线及几何尺寸拟定
●什么是隧道衬砌：是一种超静定支护结构。
●衬砌断面设计：主要解决内轮廓线，轴线和厚度三个问题。
●设计内轮廓线的原则：衬砌的内轮廓线应尽可能地接近建筑限界，力求开挖和衬
砌的数量最小。衬砌内表面力求平顺，还应考虑衬砌施工的简便。
●隧道衬砌断面的轴线：应当尽量与断面压力曲线重合，使各截面主要承受压应力。
●隧道衬砌厚度：随所处地质条件和水文地质条件不同而有较大变化，并且与隧道
的跨径，荷载大小，衬砌材料以及施工条件等有关。
3.3.1衬砌断面
(1)衬砌内轮廓线：是衬砌的完成线，在内轮廓线之内的空间，即为隧道的净空断面。
(2)衬砌外轮廓线：指为保持净空断面的形状，衬砌必须有足够的厚度(或称最小衬砌厚度)的外缘线。
(3)实际开挖线：为保证衬砌外轮廓，开挖时往往稍大，尤其用钻爆法开挖时，实际开挖线不可避免的成为不规则形状。
3.3.2 公路隧道衬砌内轮廓线的求法
(1)圆形断面的作图
确定道路隧道内轮廓线时，以公路建筑限界为基准，并附加上通风所需要的断面。
(2)直墙式衬砌断面
(3)曲墙式衬砌断面(顶板以上设置通风道时)
3.3.3衬砌断面几何尺寸的拟定
3.4 道路隧道勘测设计文件的内容和组成
道路隧道勘测设计的成果是相应的设计文件，应按交通部颁发的《公路基本建设工程设计文件编制办法》和《公路隧道勘测规程》的要求进行。
定测结束后应提出隧道勘测说明书，其内容如下：
1．沿线隧道概况及自然概况；
2．工程地质(包括地震烈度资料)及水文地质情况；
3．气象、环境和有关政策法令情况；
4．施工条件；
5．隧道方案；
6．对运营通风、运营照明和防排水方式的选择建议；
7．存在问题以及解决办法的建议，有关协议、纪要等；
8.隧道线路方案平面图；
9．隧道线路地质平面图；
10．隧道纵断面图；
11．隧道洞口地形平面图；
12．洞口纵、横断面图；
13．辅助坑道及运营通风风道工程所需地形，纵横断面图；
14．明洞纵横断面图：
除上述资料外，对长大隧道或复杂的隧道应将工程地质及水文地质调查成果附于说明书之后。
思考题
1．不良地质地段隧道选址时，主要应考虑哪些问题？
2．隧道平面、纵断面设计时应注意什么问题？
3．什么是隧道建筑限界？
4．隧道接线的平面及纵断面线形有何要求？
5．什么是衬砌内轮廓线，外轮廓线，实际开挖线？
第4章隧道结构构造
公路隧道结构构造，由主体构造物和附属构造物两大类组成。主体构造物通常指洞身衬砌和洞门构造物。附属构造物是主体构造物以外的其它建筑物，是为了运营管理、维修养护、给水排水、供蓄发电、通风、照明、通讯、安全等而修建的构造物。
4.1 洞身衬砌
4.1.1 衬砌结构的类型
出现各种适应不同的地质条件的结构类型，大致有下列几类。
1．直墙式衬砌
2．曲墙式衬砌
3．喷混凝土衬砌、喷锚衬砌及复合式衬砌
4．偏压衬砌
5.喇叭口隧道衬砌
6．圆形断面隧道
7．矩形断面衬砌
4.1.2 支护结构
在隧道及地下工程中，支护结构通常分为初期支护（一次支护）和永久支护（二次支护、二次衬砌）。一次支护是为了保证施工的安全、加固岩体和阻止围岩的变形。二次支护是为了保证隧道使用的净空和结构的安全而设置的永久性衬砌结构。
4.2 洞门
4.2.1 概述
洞门是隧道两端的外露部分，也是联系洞内衬砌与洞口外路堑的支护结构，其作用是保证洞口边坡的安全和仰坡的稳定，引离地表流水，减少洞口土石方开挖量。洞门也是标志隧道的建筑物。
洞门附近的岩(土)体通常都比较破碎松软，易于失稳，形成崩塌。为了保护岩(土)体的稳定和使车辆不受崩塌、落石等威胁，确保行车安全，应该根据实际情况，选择合理的洞门型式。洞门是各类隧道的咽喉，在保障安全的同时，还应适当进行洞门的美化和环境的美化。
山岭隧道常用的洞门型式主要有端墙式、翼墙式和环框式；水底隧道的洞门通常与附属建筑物，如通风站，供、蓄、发电间，管理所等结合在一起修建，城市隧道既可能是山岭隧道，也可能是水底隧道，不过一般情况下交通量都比较大，对建筑艺术上的要求也较高。
道路隧道在照明上有相当高的要求，为了处理好司机在通过隧道时的一系列视觉上的变化，有时考虑在入口一侧设置减光棚等减光构造物，对洞外环境作某些减光处理。这样洞门位置上就不再设置洞门建筑，而是用明洞和减光建筑将衬砌接长，直至减光建筑物的端部，构成新的入口。
4.2.2 洞门型式
1．端墙式洞门
2.翼墙式洞门
3.环框式洞门
4．遮光棚式洞门
4.2.3 隧道洞门构造
4.3 明洞
当隧道埋深较浅，上覆岩(土)体较薄，难采用暗挖法时，则应采用明挖法来开挖隧道。用这种明挖法修筑的隧道结构，通常称明洞。
明洞具有地面、地下建筑物的双重特点，既作为地面建筑物用以抵御边坡、仰坡的坍方、落石、滑坡、泥石流等病害。
明洞净空必须满足隧道建筑限界要求，洞门一般作成直立端墙式洞门。
明洞的结构形式应根据地形、地质、经济、运营安全及施工难易等条件进行选择，采用最多的是拱形明洞和棚式明洞；
4.3.1 拱形明洞
隧道进出口两端的接长明洞或在路堑边坡不稳定地段修建的独立明洞等，多采用拱形明洞的形式。拱形明洞整体性好，能承受较大的垂直压力和侧压力。其形式有以下四种：
(一)路堑对称型
(二)路堑偏压型
(三)半路堑偏压型
(四)半路堑单压型
4.3.2 棚式明洞
当山坡坍方，落石数量较少，山体侧压力不大，或因受地质、地形条件的限制，难以修建拱形明洞时，可采用棚式明洞。
4.3.3 明洞基础
明洞基础应置于稳固的地基上。当基岩埋深较浅时，基础可设置于基岩上；当基础位于软弱地基上时，基础可采用仰拱，整体式钢筋混凝土底板等结构。外墙基础趾部，应有一定的嵌入深度并应设在冻结线以下0.25m，且保证一定的护基宽度。
明洞基础应遵守隧道衬砌基础的有关规定。当两侧边墙地基软硬不均时，应采取措施加以处理，以免引起过大的沉降和不均匀沉陷，使明洞结构产生裂缝或破坏。可采取下述措施：(1)基岩不深时可加深基础，设置于基岩上；(2)采用钢筋混凝土或混凝土仰拱；(3)采用钢筋混凝土底板，修筑整体式基础；(4)亦可采用桩基或加固地层等措施。
4.3.4 明洞填土
明洞顶设计填土厚度，应根据山坡病害的情况，预计明洞顶可能出现的坍塌量及将来明洞所要起的作用来确定。
4.4 竖井、斜井
一般隧道开挖是从两洞口或从其中一个方向洞口进行。但在长大隧道因工期限制、经济、施工、地形、环境等条件，有必要分成几个工程区段进行施工，多数情况下要设工作坑道。
工作坑道按坡度区分为横洞、斜井、竖井和平行导坑。选择那种形式，决定于地形、地质、工期，运输能力，设置地点的当地条件。
竖井与斜井比较，当高差相同时，长度约为斜并的1/4左右，在遇不良地质和涌水等机率低时，是有利的。但是从运输效率方面比起斜井来，就需加大断面才能满足。而且对于大型机械进入也较困难。另外开挖中处理涌水也困难，开挖能力受地质和涌水状况变化影响大。除作业中的堕落，落石等外，在隧道主坑道开挖时万一出现大涌水，停电等事故时，安全度均较低。因此应考虑这些因素后，才决定采用斜井或是竖井。
竖井、斜井除作为施工作业坑道外，常使用于公路隧道的通风井；水底隧道的扬排水
和维修保养通道；扬水式发电站的调压水槽和压力管道闸门等。
4.4.1 竖井
竖井的位置选择必须考虑地形、地质，与主坑道的衔接，完工后的处理等条件来决定。特别是设在山谷部分的竖井多数延长短，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
确定斜井位置时，考虑以下因索：洞口设置在地形简单，地质良好，涌水量不大，能保证洞外碴罐、卷扬机安装等洞外设备布置的用地需要；与主坑道连接要合适，长度尽可能短，能提供适合运输方式的坡度。
4.4.3 使用于通风的竖井
公路隧道通风设备的规模的决定，是以汽车排放的有害物质即对生理上有害的一氧化碳和走行上产生视觉障碍的烟雾为对象的，因此随着隧道长度和交通量的增加，所需通风设备的送风量也增加。
4.5 内装、顶棚及路面
4.5.1内装
为了确保行车安全，在道路隧道中必须采取措施，使墙面亮度在长期的运营中保持在必要的水平以上，墙面须用适当的材料加以内装处理。以改善隧道内的环境，提高能见度和吸收噪声。
通常用于隧道的张贴内装材料有：
块状混凝土材料其表面粗糙，容易污染而且不好清洗，但衬砌表面不需特殊处理即可设置，比较经济。
饰面板、镶板等质地致密材料不容易污染，清洗效果好，洗净率高。板背后的渗漏水很隐蔽，既使外露也容易洗净。各种管线容易在板背后隐蔽设置。板背后的空间有利于吸收噪声。
瓷砖镶面材料表面光滑，容易洗净且效果良好；要求衬砌平整，以便镶砌整齐；隧道漏水部位可以考虑用排水管道疏导；镶面后面可以埋设小管线；但这种材料没有任何吸声作用。
油漆材料比块状混凝土材料容易清洗，但不及其它两种材料，对衬砌表面要求很高，需要压光、平整；隧道不能有漏水现象，浸湿的油漆损坏很快；这种材料也没有吸声作用。
4.5.2 顶棚
顶棚的反射率对提高照明效果有利，经过顶棚的反射光使路面产生二次反射，能明显的增加路面亮度。顶棚用漫反射材料可以避免产生眩光，其颜色的明亮程度直接影响到路面亮度，所以应该是浅色的，但是又应有别于墙面，在色调和饱和度上可以有所不同。4.5.3 路面
对隧道内路面的讨沦是在其具有足够强度和耐久性的前提下进行的。作为特殊要求，有以下各点：
1.路面材料应具有抵御水的冲刷和含有化学物质的水的浸蚀能力。尤其地下水可能为承压水时，更为突出。路面的坡度应能迅速排除清洗用水。
2.因为车辆在隧道内的减速及制动次数较高，横向抗滑要求更高，以确保车体横向稳定。
3.容易修补。
4.路面漫反射率高，颜色明亮，才能获得良好的照明效果。路面作为发现障碍物的背景，比墙面和顶棚有更大的、关键性的作用。
路面材料主要有两种，即混凝土和沥青混凝土。由于混凝土的反射率较沥青混凝土路面高，横向抗滑性好，是过去广泛使用的材料。其最大缺点是产生裂缝时不容易修补，更换时要停止交通。在高寒地区还要受到防滑链的损害，必需考虑设置磨耗层。沥青路面的反射率较低，为了改善路面亮度，需要在面层加入石英和铝的混合物。有的加人浅色石子和氧化钛做填充料。
4.5.4 噪声的消减
隧道内的混响时间(噪声源发音瞬间的声能衰减到1/106。时所需时间，即衰减60分贝所需时间)为洞外的数千倍。而洞外仅为数百分之一秒。对于交通量大的重要隧道，往往需要设置应急电话等安全设备，这种隧道，噪声至少应当控制在可以用电话与管理所通话的程度。噪声水平(SL)与汽车交通量(N)之间的关系可按下式计算；
SL＝181gN十13(dB) (4.5.1)
式中：N——小时交通量(辆／h)。
4.6 隧道的防水与排水
水，不仅是影响隧道正常施工的因素之一，也是影响隧道正常运营的重要因素之一。为避免和减少水的危害，我国隧道工作者已总结出“截、堵、排相结合”的综合治水原则，并以模筑混凝土衬砌作为防水(堵水)的基本措施。
截，就是在隧道以外将地表水和地下水疏导截流，使不进入隧道工程范围内。
堵，就是以衬砌混凝土为基本防水层，以其它防水材料为辅助防水层，阻隔地下水，使之不能进人隧道内的防水措施，必要时还可以采用注浆堵水措施。堵水措施可以较好地保护地下水环境。
排，就是人为设置排水系统，将地下水排出隧道。
思考题
1．整体衬砌，复合式及锚喷衬砌各适用于什么场合？
2．洞门有何作用，有哪些洞门形式，各适用于什么地质条件？
3．什么是明洞？明洞有哪几种类型？
4．明洞基础和顶土有些什么要求？
5．什么情况下，要考虑采用斜井和竖井？
6．如何做好隧道的防水与排水？
第5章隧道围岩分级与围岩压力
隧道工程所赋存的地质环境的内涵很广，包括地层特征、地下水状况、开挖隧道前就存在于地层中的原始地应力状态、地温梯度等。因此，隧道围岩的稳定性是反映地质环境的综合指标。
隧道围岩压力是指隧道开挖后，围岩作用在隧道支护上的压力，是隧道支撑或衬砌结构的主要荷载之一。
5.1 隧道围岩分级及其应用
隧道的破坏，主要取决于围岩的稳定性，而影响围岩稳定性的因素是多方面的，其中隧道围岩结构特征和完整状态，是影响围岩稳定性的主要因素。隧道围岩体的强度，对隧道的稳定性有着重要的影响，地下水、风化程度也是隧道围岩丧失稳定性的重要原因。5.1.1隧道围岩分级的因素指标及其选择
围岩分级的指标，主要考虑影响围岩稳定性的因素或其组合的因素，大体有以下几种：1．单一的岩性指标
2．单一的综合岩性指标
3．复合指标
5.1.2隧道围岩分级的方法
国内外隧道围岩分级的方法较多，所采用的指标也不同，但都是在隧道工程的实践基础上逐步建立起来的，随着人们对隧道工程、地质环境之间相互关系的认识和理解，其围岩分级方法也在逐步深化和提高。发展过程大体有以下几类型：
1．按岩石强度为单一岩性指标的分级法
2．按岩体构造和岩性特征为代表的分级法
3．与地质勘察手段相联系的分级法
4．多种因素的组合分级法
5．以工程对象为代表的分类法
5.2 围岩压力的确定
5.2.1 围岩压力的概念
5.2.2围岩压力的产生
围岩压力的产生是隧道工程的一个重要的力学特征，隧道是在具有一定的应力历史和应力场的围岩中修建的。所以，围岩的初始应力场的状态极大地影响着在其中发生的一切力学现像，这是和地面工程极其不同的。
（一）围岩的初始地应力场
通常所指的初始应力场泛指隧道开挖前岩体的初始静应力场，它的形成与岩体构造、性质、埋藏条件以及构造运动的历史等有密切关系。在隧道开挖前是客观存在的，在这种应力场中修建隧道就必须了解它的状态及其影响。
（二）隧道开挖后的应力场
隧道的开挖，移走了隧道内原来受力的部分岩体，破坏了围岩初始应力场的平衡状态，围岩从相对静止的状态转变为变动的状态。围岩力图达到一个新的平衡，其应力和应变开始一个新的变化运动，运动的结果，使得围岩的应力重新分布并向开挖的隧道空间变形。
隧道的开挖，破坏了围岩原有的平衡，产生了变形和应力重新分布。但是这种变化发展不
是无限的，它总是为了达到新的平衡而处在一种新的应力状态中。
5.2.3围岩压力的确定方法
围岩压力的确定目前常用有下列三种方法：
1．直接量测法
2．经验法或工程类比法
3．理论估算法
（一）深埋隧道围岩压力的确定
（二）浅埋隧道围岩压力的计算
（三）围岩应力的现场量测
5.3 影响围岩稳定性的因素
隧道围岩分级的是对隧道开挖后，围岩稳定程度的分级和评价。构成围岩分级的前提是大量的隧道工程实践，在归纳、统计分析类似地质条件的基础，通过定量和定性确定影响隧道围岩稳定性的因素，就得到隧道围岩的分级。因此，围岩分级的因素，也就是影响隧道围岩稳定性的因素。
5.3.1地质因素的影响
5.3.2施工因素的影响
思考题
1．围岩的初始应力场的基本概念，如何评价初始应力场？
2．围岩完整性包括什么内容？在围岩分级中的作用？
3．决定隧道围岩稳定性的因素有哪些？如何认识这些因素的影响？
4．为什么要进行围岩分级和怎样进行围岩分级？
5．隧道各阶段围岩分级考虑的因素有哪些不同？
第6章 隧道结构计算
6.1 概 述
6.1.1 引 言
局部变形理论是以温克尔（E.Winkler ）假定为基础的。它认为应力（i σ）和变形（i δ）之间呈直线关系，即i i k δσ=，k 为围岩弹性抗力系数。这一假定，相当于认为围岩是一组各自独立的弹簧，每个弹簧表示一个小岩柱。虽然实际的弹性体变形是互相影响的，施加于一点的荷载会引起整个弹性体表面的变形，即共同变形。但温克尔假定能反映衬砌的应力与变形的主要因素，且计算简便实用，可以满足工程设计的需要。
共同变形理论把围岩视为弹性半无限体，考虑相邻质点之间变形的相互影响。它用纵向变形系数E 和横向变形系数μ表示地层特征，并考虑粘结力C 和内摩擦角?的影响。但这种方法所需围岩物理力学参数较多，而且计算颇为繁杂，计算模型也有严重缺陷，另外还假定施工过程中对围岩不产生扰动等，更是与实际情况不符。因而，我国很少采用。
6.1.2 隧道结构体系的计算模型
国际隧道协会(ITA)在1987年成立了隧道结构设计模型研究组，收集和汇总了各会员国目前采用的地下结构设计方法。经过总结，国际隧道协会认为，目前采用的地下结构设计方法可以归纳为以下4种设计模型：
（1）以参照过去隧道工程实践经验进行工程类比为主的经验设计法；
（2）以现场量测和实验室试验为主的实用设计方法。例如，以洞周位移量测值为根据的收敛约束法；
（3）作用与反作用模型，即荷载—结构模型。例如，弹性地基圆环计算和弹性地基框架计算等计算法；
（4）连续介质模型，包括解析法和数值法。数值计算法目前主要是有限单元法。 从各国的地下结构设计实践看，目前，在设计隧道的结构体系时，主要采用两类计算模型，一类是以支护结构作为承载主体，围岩作为荷载同时考虑其对支护结构的变形约束作用的模型。另一类则相反，视围岩为承载主体，支护结构则为约束围岩变形的模型。
6.2 隧道衬砌上的荷载类型及其组合
围岩压力与结构自重力是隧道结构计算的基本荷载。明洞及明挖法施工的隧道，填土压力与结构自重力是结构的主要荷载。《公路隧道设计规范》（JTJ026-90）中在对隧道结构进行计算时，按其可能出现的最不利组合考虑。其他各种荷载除公路车辆荷载之外，在结构计算时考虑的机率很小，有的也很难准确的表达与定量，表中所列荷载不论机率大小，力求其全，是为了体现荷载体系的完整，也是为了在结构计算时荷载组合的安全系数取值，并与《铁路隧道设计规范》（JBJ3-85）的取值保持一致。同时又本着公路隧道荷载分类向公路荷载分类方法靠的原则，在形式上与《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021—89）保持一致，在取用荷载组合安全系数时又能与铁路隧道荷载分类相对应。
6.3半衬砌的计算
6.3.1 正则方程
建立如下正则方程式：
01122111=+?++a p X X βδδ （6.3.1）
02222211=++?++a a p u f X X βδδ
式中：ik δ是单位变位，即在基本结构上，因1=k X 作用时，在i X 方向上所产生的变位； ip ?为荷载变位，即基本结构因外荷载作用，在i X 方向的变位；f 为拱圈的矢高；a a u ,β拱脚截面的最终转角和水平位移。
6.3.2单位变位及荷载变位的计算
由结构力学求变位的方法（轴向力与剪力影响忽略不计）知道：
ds EJ M M k i ik ?=
δ （6.3.2） ds EJ M M p i ip ?=?0 式中：i M 是基本结构在1=i X 作用下所产生的弯矩；k M 是基本结构在1=k X 作用
下所产生的弯短；0p M 是基本结构在外荷载作用下所产生的弯知，EJ 是结构的刚度。
在进行具体计算时，由于结构对称、荷载对称，只需计算半个棋圈。在很多情况下，衬砌厚度是改变的，给积分带来不便，这时可将拱圈分成偶数段，用抛物线近似积分法代替，式（6.3.2）可以改写为：
∑?≈J
M M E S k i ik δ （6.3.3） ∑?≈?EJ
M M E S p i ip 0
利用式（6.3.3），求得下列变位：
∑?≈J
E S 111δ ∑?≈
J y E S 12δ (6.3.4) ∑?≈J y E S 222
δ ∑?≈?EJ M E S p p 0
1
∑?≈?EJ yM E S p p 0
2 式中：S ?是半供弧长n 等分后的每段弧长。
计算表明，当拱厚d ＜l ／10（l 为拱的跨度）时，曲率和剪力的影响可以略去。当矢跨比3/1/>l f 时，轴向力影响可以略去。
第7章 锚喷支护结构的设计与施工
7.1 概述
喷射混凝土是利用高压空气将掺有速凝剂的混凝土混合料通过混凝土喷射机与高压水混合喷射到岩面上迅速凝结而成的，锚喷支护是喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土等结构组合起来的支护形式，可以根据不同围岩的稳定状况，采用锚喷支护中的一种或几种结构的组合。
7.2锚喷支护结构的受力与计算
7.2.1锚杆支护结构
1、 锚杆类型
（1） 全长粘结型
（2） 端头锚固型
（3） 摩擦型
（4） 预应力型
2、 锚杆的力学作用
锚杆对围岩所起的力学效应主要有以下作用：
（1） 吊悬作用：将不稳定岩层悬吊在坚固岩层上，阻止围岩移动滑落。
（2） 减跨作用：在隧道顶板岩层中大入锚杆，相当于在顶板上增加了支点，使隧道跨
度减小，从而使顶板岩体应力减小。
（3） 组合作用：在岩层中大入锚杆，将若干薄弱岩层锚固在一起，类似将叠合的板梁
变成组合梁，提高岩层的承载力。
（4） 挤压加固作用（整体加固作用）：预应力锚杆群锚入围岩后，其两端附近岩体形成
圆锥形压缩区，按照一定间距排列的锚杆在预应力作用下构成一个均匀的压缩带，即承载环。压缩带中的岩体处于三向应力状态，显著提高围岩强度。
3、 锚杆的设计与计算
（1） 锚杆长度的确定：锚杆总长度321L L L L ++=
（2）锚杆间距的确定：若等间距布置，每根锚杆所负担的岩体重量即为所受荷载。
g i R d b L k P 4222πγ≤
= 2
2L k R d
b g γπ≤ 其中，γ是岩体容重；b 锚杆间距，一般1L >2b ；k 安全系数，2~3。
（3） 支护块状围岩：围岩塌落总是从危石开始，可能形成连锁反应。 利用正弦定理：ξ??ξsin sin )sin(11G Q N ==-；G N ξ?ξsin )sin(1-=；G Q ξ?sin sin 1=
由此可确定锚杆直径：g
R kN d π2≥ （7.2.2） 砂浆锚杆的承载力：)tan (1s t s s c DL P ?σπ+=
（4） 加固裂隙围岩：若在隧道顶部出现裂隙，为防止进一步扩展危及顶部岩体稳定，
可采用预应力锚杆加固。
7.2.2喷混凝土支护结构
喷射混凝土结构通过局部稳定围岩和整体稳定围岩起支护作用。
1、 局部稳定原理
2、 整体稳定原理
三、锚喷联合支护
1、 锚喷联合支护修建隧道的基本概念
锚杆是深层加固围岩，喷射混凝土是表层及局部加固围岩
（1） 围岩是隧道稳定的基本部分，尽量维护围岩体的强度特性
（2） 保证初期支护具有柔性，并与围岩密贴
（3） 设计和施工中要正确估计围岩特性及其随时间的变化
2、 支护与围岩共同作用的力学原理
（1） 锚喷支护结构设计的力学原理 共同作用的弹塑性理论
（2） 弹塑性理论的基本概念 基于材料试验弹塑性曲线
（3） 均质围岩中圆形隧道的弹性解
（4） 均质围岩中圆形隧道的塑性解
（5） 弹性区与塑性区边界上的连续条件
（6） 塑性区半径与支护抗力的关系
（7） 由洞周位移计算围岩压力
3、 锚喷支护结构承载力计算
4、隧道围岩位移量的容许值
5、二次衬砌支护时间选择原则
（1） 各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；
（2） 已产生的各项位移已达预计总位移量的80%~90%；
（3） 周边位移速率小于0.1~0.2mm/d ，或拱顶下沉速率小于 0.07~0.15mm/d
7.3 锚喷支护施工原则
1、采取各种措施确保围岩不出现有害松动
（1） 采用控制爆破技术：减少对围岩的扰动强度
（2） 减少对围岩的扰动次数：尽可能采用全断面一次开挖
（3） 初期支护及时快速：及时是抑制围岩变形的有害发展
（4） 合理利用开挖面空间效应抑制围岩变形：
什么是开挖面空间效应？由于开挖面的约束开挖面附近不能释放全部位移。如果在空间效应范围内支护就可以围岩有害变形。
（5） 尽量减少其他外界因素（水、潮）对围岩的影响：对有地下水的裂隙岩体，要防
止大的渗透压力。
2、使围岩变形适度发展，最大限度发挥围岩自承能力
绪论 1、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 2、 交通山岭隧道的主要功能及特点。 既可使线路顺直，避免许多无谓的展线，缩短线路，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。 第一章 1、隧道工程勘察的基本内容是什么？地质调查后应提供的主要资料有哪些？ 基本内容：（1）隧道工程调查；（2）隧道线路确定；（3）洞口位置选择 提供资料：概述；地形地质说明；应交付的图文（线路地形图。、洞口附近地形图、地质平面图、地质纵断面图、洞口附近地质纵断面图及洞口附近地质横断面图若干、说明书） 2、 越岭隧道选择位置时要考虑的主要因素是什么？ 要考虑的主要因素是：（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。 3、 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。 4、 能否解释隧道纵坡的形式、适用条件及限制坡度？ 纵坡的形式：单坡和人字坡。 适用条件：（1）单坡。多用于线路的紧坡地段或是展线的地区，可以争取高程。（2）人字坡。多用于大长隧道，尤其是越岭隧道。 限制坡度：对于车辆的行驶，线路的坡度以平坡最好，既不要冲坡也不要带制动行驶，产生的废气最少，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‰，一般情况下，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，隧道内线路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。 隧道工程作业 第二章 1.曲线隧道加宽的原因是什么？如何加宽？ 列车在曲线上行驶时，由于车体内倾和平移，使得所需横断面积有所增加，为了保证列车在曲线隧道中安全通过，隧道中曲线段的净空必须加大，铁路曲线隧道的净空加宽值是由以下的需要来决定。 ①车辆通过曲线时，转向架中心点沿线运行，而车辆是刚性体，其矩形形状这就使得车厢两端产生向曲线外侧的偏移。车厢中间部分则向曲线侧偏移。 ②由于曲线上存在外轨超高，导致车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界的各个控制点在水平向上向内移动了一个距离，因此，曲线隧道净空的加宽值由三部分--外内内，，d d d 21组成。 2.某新建铁路飞电化曲线隧道各段加宽与隧道中线偏移值计算 解：超高E ＝0.76×V2/R=16.21cm >15cm 取为15cm d 内＝4050/1200+2.7E=43.9cm d 外＝4400/1200=3.7cm d 总＝d 内＋d 外＝47.6cm (取为50cm) d 偏＝(d 内－d 外)/2=(43.9-3.7)/2=20.1cm 分段里程： d 总 与d 偏 断面： 进口DK150+310～＋345 d 总/2 与d 偏/2 断面： DK150+345～出口DK150+810
隧道工程课程设计姓名： 专业班级： 学号： 指导老师：
目录 第一章工程概况 (1) 1.1 隧道概况 (1) 1.2 工程地质及水文地质 (1) 1.2.1工程地质 (1) 1.2.2 水文地质 (1) 第二章隧道深浅埋判定及围岩压力的计算 (2) 2.1 深浅埋隧道的判定原则 (2) 2.2 围岩压力的计算方法 (2) 2.3 Ⅳ级围岩计算 (3) 2.3.1 Ⅳ级围岩深浅埋的判定 (3) 2.3.2 Ⅳ级围岩压力的计算 (4) 2.4 Ⅴ级围岩的计算 (4) 2.4.1 Ⅴ级围岩深浅埋判定 (4) 2.4.2 Ⅴ级围岩压力的计算 (4) 第三章衬砌内力计算与检算 (5) 3.1 Ansys的加载求解过程 (5) 3.2 衬砌结构强度检算原理 (5) 3.3 IV级围岩衬砌内力计算与强度检算 (6) 3.4 V级围岩衬砌内力计算与强度检算 (9) 第四章衬砌截面配筋计算 (19) 4.1 截面配筋原理 (19) 4.2 IV级围岩配筋计算 (19) 4.3 V级围岩配筋计算 (20) 4.3.1 断面1的配筋计算 (20) 4.3.2 断面2的配筋计算 (21)
第一章 工程概况 1.1 隧道概况 太中银铁路为客货共线的双线铁路。线路上一共建有22座隧道，其中王家庄2号隧道位于王家庄东侧，隧道进口地势较陡，此处岩石裸露，进口前方为一冲沟，冲沟内有水，地势狭窄。出口坡度陡，为黄土覆盖，并有大量植被，出口前方为一冲沟，沟内地势平缓，沟内经过开采，原有地形已改变。隧道进口里程DK194+082，出口里程DK194+450，全长368m 。隧道位于半径为5000m 曲线上，隧道内坡度为7.5‰的下坡，最大埋深61.08m 。隧道进出线间距4.49m ，DK194+340至出口线间距为4.40m 。 1.2 工程地质及水文地质 1.2.1工程地质 (1) 隧道洞身通过的地层为第四系中更新统洪积层老黄土，奥陶系下统灰白色石灰岩。 地层描述如下： 老黄土：稍湿、坚硬状态，具垂直节理; 奥陶系下统灰白色石灰岩：强风化～弱风化，节理发育，岩层产状195°∠15°。 (3) 土壤最大冻结深度：1.04m 。 (4) 地震动峰值加速度0.05g ，地震基本烈度VI 度。 1.2.2 水文地质 隧道洞体内土石界面有地下水。
1.隧道的构成及分类 隧道构成：主体建筑物（洞身衬砌、洞门） 附属建筑物（通风系统、照明系统、防排水设备、安全设备）隧道分类：按用途（交通、水工、市政、矿山隧道） 按底层（岩石、土质隧道） 按所处位置（山岭、城市、水底隧道） 按施工方法（钻爆法、明挖法、机械法、沉埋法隧道） 按断面形式（圆形、矩形、马蹄形隧道） 按开挖断面大小（特大断面、大断面、中等断面、小断面、极小 断面隧道） 按长度（特长、长、中长、短隧道） 2.隧道洞口位置的选用原则 总原则：早进洞、晚出洞；目的：确保施工、运营的安全 具体原则： 1.洞口应尽可能设在山体稳定、地质较好处，不应设在排水困难的沟谷低洼 中心 2.洞口应尽可能设在线路与地形等高线正交处 3.隧道洞口的路肩设计标高，应高于洪水设计标高 4.边坡、仰坡不宜开挖过高，以保证洞口安全 5.当隧道穿过悬崖陡壁时，可贴壁进洞 6.当洞口地形平缓时：由于选定洞口位置有较大的伸缩范围此时，此时应结 合洞外填方路堑施工难易、路堑排水支农要求、弃碴场地、施工力量及机械设备等情况全面考虑 7.注重环境保护 3.选择越岭隧道的位置主要以什么作为依据？ 平面位置与立面位置的选择 (1)平面位置的选择——选择垭口 (2)立面位置的选择——选择高程 4.隧道位于曲线上的缺点以及隧道坡度折减（原因及要求） 隧道位于曲线上的缺点: ⑴建筑限界加宽,增大开挖土石方量,增加衬砌圬工量； ⑵断面变化,支护和衬砌尺寸不一致,技术复杂； ⑶空气阻力加大,抵消部分机车牵引力； ⑷通风条件变坏； ⑸钢轨磨损增大,养护工作量增加； ⑹施工测量困难,精度降低。 坡度折减原因： ⑴列车车轮与钢轨面间的粘着系数降低； ⑵洞内空气阻力增大。 注： ⑴上坡进洞前半个远期货物列车长度范围内,也要折减； ⑵限制最小坡度:≥3‰。 5.隧道净空与界限关系 机车车辆限界—基本建筑限界—隧道建筑限界—隧道净空
第一章绪论 一隧道分类 0隧道：以任何方式修建，最终使用于地表下面的条形建筑物，空洞内部净空断面在2m⒉以上者均为隧道。 1 按岩层分为：岩石隧道（软岩，硬岩）、土质隧道。 2 按隧道长度分为：特长隧3000；长隧道1000-3000; 中长隧道500-1000；短隧道500； 3 按断面面积分为：特大断面隧道100大断面50-100中等断面10-50小断面3-10极小3 第二章隧道的勘察 1 隧道勘察的方法，主要有：收集与研究既有资料、调查与测绘、勘探、实验与长期观察。 2 调查与测绘是工程地质勘察的主要方法 3 勘探按岩石的物理性质可采用挖探、钻探、地球物理勘探。挖探主要为：坑探和槽探。 4 工程地质调查主要有：直接观察和访问当地群众 第三章隧道总体设计 1 越岭隧道平面位置的选择：平面位置选择是指隧道穿越分水岭的不同高程及不同方向的垭口选择，着重考虑以下因素 :A 路线总方向上的垭口B 地质条件C 隧道长度D 两侧展线难易程度E 工程量大小以及路桥隧总体线形 2 哑口位置选择应考虑：A 优先考虑在路线总方向上或其附近的低垭口，此时垭口在两侧具有良好展线的横坡时，一般越岭隧道最短。B 虽远离路线总方向，但垭口两侧具有良好的展线条件，又不损失越岭高程的垭口。C 隧道一般选在分水岭垭口两边河谷标高差不多，并且两边河谷平面位置接近处。D 工程地质和水文地质条件良好的垭口。 3、越岭隧道高程的选择：考虑运营条件的改善和通航能力的提高，宜采用低高程方案，但必须进行地形、地质、施工、运营、经济技术等多种因素综合比较来确定最优隧道高程。 3不良地质条件主要：有滑坡，崩坍，松散堆积，泥石流，岩溶及含盐，含煤，地下水发育 不良地质隧道的施工注意事项：1）施工前对工程地质和水文地质资料详细分析，深入调查，制定相应施工方案和措施，备注材料，组织设计，使工程优质、安全、高效。2）特殊地质地段隧道施工，以先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进为指导原则。 4 隧道洞口位置选择原则：A 洞口应尽可能地设在山体稳定、地质较好、地下水不太丰富的地方; B 洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处，不要与水争路;C 洞口应尽可能设在路线与地形等高线相垂直的地方，使隧道正面进入山体，洞门结构物不致受到偏侧压力;D 隧道标高应在洪水位以上;E 考虑洞口稳定性，边坡以及仰坡均不宜开挖过高;F 洞口附近有水沟或沟渠横跨路线时，应慎重处理，设置桥涵净空不宜过小;G 洞口以外应当留有生产活动的场所。（洞口位置选择是隧道勘测设计的重要环节） 5 隧道的平面线形设计：隧道平面线形，一般采用直线、避免曲线。如必须设置曲线时，应尽量采用大半径曲线并确保视距要求。 6 隧道净空断面与横断面 隧道净空：隧道衬砌内轮廓线所包围的空间，包括隧道建筑限界、通风及其它所需的断面积。 建筑限界：指隧道衬砌等任何建筑物不得侵入的一种限界。 7 设计衬砌断面积主要解决：内轮廓线、轴线、厚度。 第四章隧道围岩工程性质、分级与围岩压力 1 地面结构：一般由结构和地基组成。 地下结构：由周边围岩和支护结构所共同组成并相互作用的结构体系，其中以围岩为主。 2 围岩压力：是指隧道开挖后，围岩作用在隧道支护结构上的压力，时隧道支撑或衬砌结构的主要荷载之一。 3隧道围岩：隧道周围一定范围内，对其稳定性产生影响的岩体。 4 岩体的构成要素：1）不同尺寸和类型的岩块（结构面）2）岩块间的填充物3）岩块间相互作用的应力状态4）环境因素（地下水，地温） 5 隧道围岩分级方法：A 按岩石强度为单一岩性指标的分级方法（代表为土石分类法）B 以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法（代表为泰沙基分级法）C 以地质勘探手段相联系的方法（代表为弹性波速度
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Δ=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Ⅳ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“Ⅳ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。 2．设计任务及要求 3.设计步骤 ①确定洞口位置及绘制边仰坡开挖线的过程 应列出有关参数如b、c、d等值的计算，详细表述清楚各开挖面的开挖过程； ②洞门及洞身支护结构的选择，标明各分段里程、不同加宽的里程； ③大小避车洞的布置； ④施工方案比选： 包括施工方法的横断面分块图及纵断面工序展开图。 四、设计步骤 (一) 隧道洞门位置的确定 洞门位置的确定与洞门结构形式、边仰坡开挖方式、洞口附近地形、地质及水文地质条件有关。通常采用先在1:500的洞口地形平面图上用作图法初步确定洞门位置, 然后在实地加以核对和修正。 为了保证施工及运营的安全, 《隧规》提出了“在一般情况下，隧道宜早进洞，
《隧道工程01》教学大纲 (Tunnel Engin eeri ng) 适用专业： __________________ 前修课程：混凝土结构设计原理、土力学 一、课程性质、目的与要求 课程性质：专业限选课。 课程目的：隧道工程是土木工程本科专业一门重要的专业课。本课程的主要目的是使培养的 学生具有坚实的隧道工程学科领域内的专业理论与工程应用基础知识，成为高素质的隧道工 程技术人才。学生经过本课程的学习后，能胜任各类隧道工程的设计、施工、管理、养护维 修以及科学研究等方面的技术工作。 教学要求：通过本课程的学习，要求学生具有一定的隧道工程的理论知识。包括交通 (铁路、 公路与城市道路)隧道的基本概念与功能、隧道勘测设计、主体建筑与附属建筑、围岩分类与 围岩压力、衬砌结构的设计与计算、隧道施工方法与工艺、新奥法理论与技术、高速铁路隧 道的基本知识、隧道的营运管理与养护维修等。 绪论 1学时 基本要求：讲述隧道工程的基本概念；介绍隧道工程的特点与历史发展；对本课程的学习特 点与课程主要内容作概括性的简介。 重点：隧道工程的基本概念与功能 第一章：隧道工程勘测设计 4 学时 基本要求：讲述隧道工程地质调查的方法与内容；对隧道位置与线路的关系及选择方法、洞 口位置合理选定以及隧道线路设计的内容作全面的介绍。 重点：隧道工程勘测的重要性、隧道洞口位置的选定。 难点：隧道工程勘测方法的选择、实施的方法，以及勘察成果的分析 第二章：隧道主体建筑结构 4 学时 基本要求：讲述隧道限界与净空的关系；讲述隧道衬砌断面设计、隧道洞身支护结构、洞门 结构及明洞结构等结构方面的内容。 重点：隧道限界与净空、隧道洞身支护结构、隧道洞门结构 难点：不同隧道结构的适用条件及其比较 第三章：隧道附属建筑 2 学时 基本要 求：介绍铁路隧道与公路隧道的各种附属建筑物；介绍隧道防排水设施的类型与设置。 课程编号：_01 学分：3总学时：48 、教学内容 理论总学时：38学时
一、名词解释 1、隧道：以任何方式修建，最终使用于地表面以下的条形建筑物，其空洞内部净空断面在2m^2以上者均为隧道。 2、垭口：当线路必须跨越分水岭时，分水岭的山脊线上总会有高程较低处，称之为垭口。 3、隧道净空：隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。 4、建筑限界：是指隧道衬砌等任何建筑物不得侵入的一种限界。 5、衬砌内轮廓线：是衬砌的完成线，在内轮廓线之内的空间为隧道的净空断面。 6、衬砌外轮廓线：指为保持净空断面的形状，衬砌必须有足够的厚度(或称最小衬砌厚度)的外缘线。该线又称为最小开挖线。 7、实际开挖线:为保证衬砌外轮廓，开挖时往往稍大，尤其用钻爆法开挖时，实际开挖线不可避免的成为不规则形状。 8、洞门：是隧道两端的外露部分，也是联系洞内衬砌与洞口外路堑的支护结构。 9、明洞：采用明挖法修筑的隧道结构。 10、围岩：隧道周围一定范围内，对其稳定性产生影响的岩体。 11、围岩压力：是指隧道开挖后，围岩作用在隧道支护上的压力，是隧道支撑或衬砌结构的主要荷载之一。 二、填空 1、隧道按用途分为（交通隧道）、（水工隧道）、（市政隧道）与（矿山隧道）。 2、隧道按断面面积分为（特大断面隧道）、（大断面隧道）、（中等断面隧道）与（小断面隧道）。 3、隧道按所处的地理位置分为（山岭隧道）、（水底隧道）与（城市隧道）。 4、隧道的特点（隐蔽性）、（施工环境差）、（条形建筑物）与（大量涌水）。 5、隧道勘察分为（可行性研究勘察）、（初步勘查）与（详细勘察）三个阶段。 6、可行性研究勘察分为（预可行性研究）、（工程可行性研究）与（桥隧可行性研究现状）。 7、详细勘察的步骤为（前期的准备工作）、（沿线地质勘察）、（试验）、（整理资料）与（编写详勘报告）。 8、隧道勘察的主要方法有（收集研究既有资料）与（调查与测绘）。 9、隧道勘察的主要手段有（挖探）、（简易钻探）、（钻探）与（地球物理勘探）。 10、隧道的纵坡有（单向坡）与（人字坡）两种；纵坡不小于（0.3%），不大于（3%）；控制纵坡大小的主要因素是（通风问题）与（排水问题）。 11、隧道断面设计主要解决（内轮廓线）、（轴线）与（厚度）三个问题。 12、道路隧道结构构造由（主体构造物）和（附属构造物）两大类组成；主体构造物通常指（洞身衬砌）和（洞门）构造物。 13、衬砌结构的类型有（直墙式衬砌）、（曲墙式衬砌）与（复合式衬砌）等。 14、洞门的形式有（端墙式洞门）、（翼墙式洞门）、（环框式洞门）、（台阶式洞门）与（遮光棚式洞门）。 15、常用的永久衬砌形式有（整体衬砌）、（复合式衬砌）、（拼装衬砌）与（锚喷衬砌）等4种。 16、围岩分级的指标有（单一的岩性指标）、（单一的综合岩性指标）与（复合指标）几种。 17、工程地质调查主要采用（直接观察）与（访问当地群众）的方法。 18、我国隧道排防水采用（“以排为主，防、排、截、堵相结合”）的综合治理原则。 19、隧道通风大体分为（自然通风）与（机械通风）两种方式。机械通风又分为（纵向通风方式）、（半横向通风方式）、（全横向通风方式）与（组合通风方式）四种。 20、围岩压力按作用形态分为（松散压力）、（形变压力）、（膨胀压力）与（冲击压力）。
绪论 思考题 1.什么是隧道？ 2.隧道的种类有哪些？ 3.隧道设计包括的内容有哪些? 4.和地面结构相比，隧道工程有哪些特点？ 5.试从隧道的广泛用途上论述学习、研究与发展隧道技术的重要意义。 6.你认为隧道工程需要解决的难题有哪些？ 第二章 思考题 1、隧道工程地质调查与勘测的内容有哪些？ 2、施工地质超前预报的内容有哪些？ 3、简述岩石与岩体的区别。 4、岩体的工程性质有哪些？ 5、围岩的定义，围岩分级的目的？ 6、围岩分级的基本因素有哪些？ 7、影响围岩稳定性的主要因素有哪些？ 8、简述我国铁路隧道设计规范的围岩分级方法。 第三章 思考题： 1、影响隧道位置选择的因素有哪些？ 2、越岭隧道与河谷隧道有何区别？它们在位置的选择上采取什么原则？ 3、地质条件对隧道位置选择有哪些影响？ 4、隧道洞口位置的选择遵循哪些原则？确定洞口位置考虑哪些因素？ 5、什么是隧道净空？ 6、铁路隧道的横断面是根据什么设计的？ 7、简述曲线铁路隧道加宽的原因和方法。 8、曲线铁路隧道和直线隧道衔接的方法是什么？向直线方向延长13m和22m的理由是 什么？ 9、公路隧道建筑限界包含哪些内容？ 10、隧道衬砌断面设计的原则是什么？ 计算题 1、某隧道位于半径R=800m的圆曲线上，通过三级围岩地段，设计为直墙式衬砌，曲线加宽 40cm，中线偏移值d=12.5cm，外轨超高值E=9.5cm，隧道竣工后，测得DK23+15、DK23+20、DK23+25各起拱线处内外侧宽值如表1所示，试按隧限—2A计算各点侵限情况。 表1 2、某单线铁路隧道位于圆曲线半径R=1000m，缓和曲线长Lc=100m的曲线上，曲线全长
（教材：覃仁辉、王成主编《隧道工程》重庆大学出版社2005） 请同学们按复习题纲认真备考！闭卷。在最后一节课考试。 第一章绪论 1.什么是隧道？ 2.隧道在我国交通建设中的地位和作用是什么？ 3.隧道按照用途分为哪些类型？ 4.在我国《隧规》中隧道按照长度分为哪些类型？ 第二章隧道勘察 1.隧道勘察的目的和意义是什么？ 2.初步勘察和详细勘察有何异同？ 第三章隧道总体设计 1.名词解释：越岭隧道、傍山隧道、隧道净空、隧道建筑限界、 隧道行车限界、墙效应、仰拱、隧道衬砌、隧道内轮廓线、隧道外轮 廓线、隧道实际开挖线 2.越岭隧道选址要考虑哪些原则？傍山隧道选址要考虑哪些原 则？ 3.隧道主体建筑物和附属建筑物各包括哪些项目？ 4.隧道纵坡有哪些类型？控制隧道纵坡大小的主要因素是什么？ 5.在什么情况下需要设置仰拱？
6.圆形衬砌、直墙式衬砌、曲墙式衬砌各适用于何种围岩类型？第四章隧道结构构造 1.试简述隧道结构体系与地面结构有何不同? 2.隧道洞身衬砌有哪些类型？各适用于何种场合围岩？ 3.初期支护和二次支护的作用是什么？在其间设置隔离层有何作 用？ 4.隧道洞门有哪些类型？ 5.在什么情况下设置明洞？ 6.在什么情况下需设置竖井或斜井？ 7.水对隧道结构有哪些危害？ 8.隧道综合治水的原则是什么？ 9.截水、排水和堵水的措施有哪些？ 第五章隧道围岩分类与围岩压力 1.隧道围岩分类的意义是什么？ 2.围岩单一性指标有哪些？ 3.围岩综合性指标有哪些？ 4.我国公路隧道围岩分级特点是什么？ 5.我国公路隧道围岩分级主要考虑哪些指标因素？ 6.《新隧规》中围岩分级的三大步骤。 7.什么是围岩？什么是围岩压力？
通风计算 1基本资料 1.公路等级：一级公路 2.车道数、交通条件：2车道、单向 =80km/h 3.设计行车速度：u r 4.隧道长度：1340m；隧道纵坡：1.5% 5.平均海拔高度：1240m；隧道气压：101.325－10×1.24=88.925 6.通风断面面积：62.982 m,周长为30.9m 7.洞内平均温度：12℃，285K 2通风方式 根据设计任务书中的交通量预测，近期（2013 年）年平均日交通量为7465辆/每日，远期（2030年）10963辆/每日，隧道为单洞单向交通，设计小时交通量按年平均日交通量的10％计算，故近期设计高峰小时交通量为747辆/h，远期为1096辆/h。 根据设计任务书所给的车辆组成和汽柴比，将其换算成实际交通量，小客车：20%,大客车：27.2%，小货车：7.8%，中货车：20.6%，大货车：20.1%，拖挂车：4.3%，汽柴比：小客车、小货车全为汽油车；中货 0.39：0.61；大客 0.37：0.63；大货、拖挂全为柴油车，结果如表6.1所示 表6.1车辆组成及汽柴比 可按下列方法初步判定是否设置机械通风。 由于本隧道为单向交通隧道，则可用公式（6.1） L*N≤2×105式（1） 式中：L——隧道长度（m）；
N ——设计交通量（辆/h ）。 其中L 、N 为设计资料给定，取值远期为N=1096辆/h ，L=1340m 由上式，得 1340×1096=1.46×106 >2×105 以上只是隧道是否需要机械通风的经验公式，只能作为初步判定，是否设置风机还应考虑公路等级、隧道断面、长度、纵坡、交通条件及自然条件进行综合分析，由初步设计可知知本设计需要机械通风。 3 需风量计算 CO 设计浓度可按《公路隧道通风照明设计规范》查表按中插值法的再加上50ppm 。设计隧道长度为1340m ，查表知ppm =ppm δ（）292。交通阻滞时取 =300ppm δ。烟雾设计应按规范查表，设计车速为80km/h ，k （m 2）=0.0070m -1 。同时，根据规范规定，在确定需风量时，应对计算行车速度以下各工况车速按20km/h 为一档分别进行计算，并考虑交通阻滞时的状态（平均车速为10 km/h ），鹊起较大者为设计需风量。 CO ： n m m m-1f =?∑ （N ）219×1.0+110×7+85×2.5+88×5+188+138+220+48=2235.5 烟雾：n m m m-1 f =?∑ （N ）188×1.5+138×1.0+220×1.5+48×1.5=822 3.1 CO 排放量计算 CO 排放量应按式（6.2）计算 61 1()3.610n CO co a d h iv m m m Q q f f f f L N f ==????????∑ 式（2） 式中：CO Q ——隧道全长CO 排放量（m 3/s ）； co q ——CO 基准排放量（m 3/辆·km ），可取为0.01 m 3/辆·km ； a f ——考虑CO 车况系数查表取1.0； d f ——车密度系数，查表取0.75； h f ——考虑CO 的海拔高度系数，海拔高度取1240m 查表取1.52； m f ——考虑CO 的车型系数，查表； iv f ——考虑CO 的纵坡—车速系数，查表取1.0； n ——车型类别数； m N ——相应车型的设计交通量（辆/h ）查表。 稀释CO 的需风量应按式（6.3）计算
隧道工程施工要点
隧道工程施工要点 一、公路隧道新奥法施工基本原则 根据我国公路隧道采用新奥法施工的经验，隧道施工采取的基本原则，可以概括为“少扰动、早喷锚、勤测量、紧封闭”四句话十二个字。具体说，是指在隧道开挖时，必须严格控制，尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动持续时间和扰动范围，以使开挖出的坑道符合成型的要求，因此，能采用机械开挖的就不用钻爆法开挖。采用钻爆法开挖时，必须先作钻爆设计，严格控制爆炸，尽量采用大断面开挖。选择合理的循环掘进进尺，自稳性差的围岩循环掘进进尺谊用短进尺，支护应紧跟开挖面，以缩短围岩应力松弛时间及开挖面的裸露风化时间等，此称“少扰动”。 “早喷护”是指：对开挖暴露面应及时地进行地质描述和及时施作初期锚喷支护。经初期支护加固，使围岩变形得到有效控制，而不致变形、坍塌失稳。以达到围岩变形适度而充分发挥围岩地自承能力。必要时可采取超前预支护辅助措施。 在隧道施工的全过程中，应在对围岩周边位移进行的现场监控量测，并及时反馈修正设计参数指导施工或改变施工方法。以规范的量测方法和量测数据及信息反馈，通过对施工中量测数据，对开挖面的地质观察，进行预测和评价围岩与支护的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以便根据建立的量测管理基准，及时调整隧道的施工方法（包括开挖方法、支护形式，特殊的辅助施工方法）、断面开挖的步骤及顺序、初期支护设计参数等进行合理的调整，以确保
施工安全、坑道稳定，支护衬砌结构的质量和工程造价的合理性，此称“勤量测”。 “紧封闭”是指对易风化的自稳性较差的软弱围岩地段，应使开挖断面及早施作封闭式支护（如喷射混凝土、锚喷混凝土等）防护措施，可以避免围岩因暴露时间过长而产生风化降低强度及稳定性，并可以使支护与围岩进入良好的共同工作状态。 二、隧道浅埋断和洞口段施工方法 1、隧道浅埋段和洞口加强段的开挖 在浅埋和洞口加强地段，进行开挖施工和支护，应根据地质条件、地表沉陷对地面建筑物的影响以及保障施工安全等应速选择，并应考虑施工效果及工程费用确定。 隧道浅埋段和洞口加强段，通常位于软弱、破碎、自稳时间极短的围岩中，若施工方法和支护的方式和支护的方式不妥当，则极易发生冒顶塌方或地表有害下沉当地有建筑物时会危及其安全。所以，应采用先支护后开挖或分部开挖等措施，以防止开挖工作失稳或地表有害下沉等。 2、隧道浅埋施工方法和支护方法技术要求 隧道浅埋施工和支护应符合下列技术规定： （1）根据围岩周围环境条件，可优先采用单侧壁导坑法、双侧壁导坑法或 留核心土开挖法，围岩的完整性较好时，可采用多台阶法开挖。严禁采用全断面法开挖，否则，对属于大断面的公路隧道全断面开
第六章施工准备工作及资源配置计划
第六章 施工准备工作及资源配置计划 第第一一节节 施施工工队队伍伍及及技技术术准准备备 11、、施施工工队队伍伍 本工程计划投入劳动力337人，管理人员46人，合计383人。（劳动力在各工序间可灵活调配，下表中的劳动力合计不代表施工高峰期的人数，施工高峰期间略有增加）。施工安排三班制作业，节假日采用轮休制，同时加强施工管理，健全内部承包责任制，强化施工人员的质量意识，充分调动职工的积极性和自觉性，保证安全、优质、快速的建成本工程。 劳动力主要依据工程施工的总体进度计划安排进行配备,详见下表表66--11和表表66--22。 表表66--11 项项目目部部主主要要管管理理人人员员配配备备表表
表表66--11 项项目目部部主主要要管管理理人人员员配配备备表表 表表66--22 工工区区作作业业人人员员配配备备表表
表表66--22 工工区区作作业业人人员员配配备备表表 22、、技技术术准准备备工工作作 2.1 复核施工图纸 当业主提供施工设计图纸后，立即组织有关人员进行图纸复核，形成图纸复核记录。同时提交设计单位和现场监理工程师，设计单位对需要澄清、修改的问题书面回答后，工程施工严格按照修改后的施工图纸进行。 2.2 施工标准和规范
严格按照招标文件关于本合同段施工标准和施工规范的规定，开工前按规定时间向监理工程师提供拟采用的有关施工、验收等规范和标准。 2.3 桩点交接及复核测量、建立测量控制网 在现场与设计单位进行本工程测量控制桩点交接后，及时按照三级复核制度的要求组织控制桩点的复测，形成控制测量文件，报监理工程师审核批准后，进行施工放样和测量交底并建立三角测量控制网，对位于施工影响范围内的控制桩点在施工影响范围外设护栏。 2.4 编制实施性施工组织设计及技术交底 根据施工图纸、图纸会审情况以及使用于本标段的各种施工规范，结合现场实际条件和同类工程项目的施工经验，组织有关技术人员编制实施性施工组织设计并报监理工程师审批。同时将工程施工概况、施工方案、施工工艺、质量标准、安全技术措施等及时向有关施工人员进行详细技术交底，以便工程能顺利进行。 2.5 建立工地试验室 进场后将建立适应本标段工程、有相应资质的工地试验室。负责本标段工程的有关试验，并对试验仪器进行定期校核和标定。试验室经有关部门和监理工程师检验合格批准后，方可用于本合同工程各项目有关试验。试验室将严格按照规范要求进行试验，及时向监理工程师提供试验报告，配合监理工程师进行有关试验的抽检和送检。施工中，部分试验工作可根据需要委托有相应资质的单位进行。 33、、设设备备物物资资准准备备 我单位项目经理部积极配合业主组织的物资采购工作，严格执行业主
隧道工程复习思考题 第一章绪论 什么是隧道？通常指用作地下通道的工程建筑物。 隧道在我国交通建设中的地位和作用是什么？ 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，低等级公路已不适应高速经济发展的需要； 紧迫性：目前我国高速公路相对较少，与我国人口、经济发展相比，太少。社会经济发展，交通必先行。 隧道工程的发展前景和需要解决的难题有哪些方面？ 发展：今后的隧道技术研究方向为非爆破的机械化施工，合理规划与环境保护，设计可靠合理，使用安全等方面。问题：数量大，难度大，造价高。对围岩的性质还只能从定性的角度去衡量，工程应用中偏离较大，计算模型的选用和计算理论不完全符合实际，施工技术水平和管理方法还比较落后。 隧道按照用途分为哪些类型？ (1)交通隧道：提供运输的孔道和通道 （铁路隧道、公路隧道、水底隧道、地下铁道、人行地道。） (2)水工隧道：是水利工程和水利发电枢纽的一个重要组成部分。 （引水隧道，尾水隧道，导流隧道（泄洪隧道），排沙隧道。） (3)市政隧道：是城市中为安置各种不同市政设施的地下孔道。 （给水隧道、污水隧道、管路隧道、线路隧道、人防隧道。） (4)矿山隧道：其作用主要是为采矿服务的。 （运输巷道、给水隧道、通风隧道。） 在我国《隧规》中隧道按照长度分为哪些类型？ (1)特长隧道：L>3000 m (2)长隧道：3000 m ≥L>1000 m (3)中长隧道：1000 m ≥L>500 m (4)短隧道：L≤500 m 第二章隧道勘察 隧道勘察的目的和意义是什么？ 隧道勘察的目的：1. 查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件 2. 为规划、设计、施工提供资料3. 对存在的岩土工程问题、环境问题进行分析评价提出合理的设计和施工建议 4. 隧道施工和运营对环境保护的影响提出意见 初步勘察和详细勘察有何异同？ 初勘步骤：收集资料，工程地质选定隧道线位，初步勘察资料整理 详细勘察：1.目的：为线位布设和编制施工图设计提供完整的工程地质资料 2.任务：在初勘基础上，进一步查明隧道沿线地质特征和不良地质规模、大小范围 3.步骤：(1)前期的准备工作(2)沿线地质勘察(3)试验(4)资料整理(5)编写详勘报告 隧道勘察方法除了收集资料、调查测绘、勘探外，据你所知还有哪些高科技手段和方法可用于隧道勘察？电法勘探；电磁法勘探（地质雷达）；地震勘探；声波探测；重力勘探；磁力勘探；放射性勘探 第三章隧道总体设计 名词解释： 垭口：当线路必须跨越分水岭时，分水岭的山脊线上总会有高程较低处。
(整理)隧道工程课程设计轮廓优化断面设 计
实例一 2.2 隧道横断面优化设计 2.2.1概述 公路隧道横断面设计，除满足隧道建筑限界的要求外，还应考虑洞内路面、排水、检修道、通风、照明，消防、内装、监控等设施所需要的空间，还要考虑仰拱曲率的影响，并根据施工方法确定出安全、经济、合理的断面形式和尺寸。 10多年来，我国公路隧道建设规模扩大，各地在设计隧道横断面时标准不统一，隧道轮廓有采用单心圆的，有三心圆的，既有尖拱又有坦拱，曲率不一。甚至，同一公路上出现几种内轮廓的断面，这既影响洞内设施的布置，又不利于施工时衬砌模版的制作。而在国外和我国的铁路隧道中，已推动了断面的标准化。 经过多年的工程实践和内力分析，我们认为，应该采用拱部为单心圆，侧墙为大半径圆弧，仰拱与侧墙间用小半径圆弧连接。对于同一隧道，应该采用相同的内轮廓形式。 根据隧道断面应具有适应应力流和变形的合理形状，同时要适应围岩条件、净空要求。本隧道的围岩级别为Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级，按规范要求，需要设置仰拱，同时要求设计为两车道，所以采用三心圆断面设计。 2.2.2 影响隧道衬砌结构内轮廓线的因素 这里所指的隧道横断面是隧道衬砌和基底围岩或仰拱所包围部分的大小和形状。公路隧道不仅要提供汽车行使的空间，还要满足舒适行使、交通安全、防灾等服务的空间。因此，隧道的断面不仅要满足要求的道路宽度及建筑限界，还要有设置通风、照明、内装、排水、标志等的设置空间，也要确保维修检查的监视员通道的设置空间。 所考虑的因素有[3]： 1. 须符合前述的隧道建筑限界要求，结构的任何部位都不应侵入限界以内，应考虑通风、照明、安全、监控等内部装修设施所必需的富余量； 2.施工方法，确定断面形式及尺寸有利于隧道的稳定；
《隧道工程》（A）课程教学大纲 Tunnel Engineering （A） 课程负责人：朱永全执笔人: 韩现民编写日期：2011年6 月 一、课程基本信息 1．课程编号：0102070 2．学分：4学分 3．学时：64（理论58，案例6） 4．适用专业：土木工程专业 二、课程教学目标及学生应达到的能力 本课程是土木工程专业地下工程方向的学位课。 本课程是为经济管理学院经济学、工商管理、管理科学与工程各个专业的本科生开设的学科门类基础课程之一，本课程教学内容是后续管理类相关课程及日后企业管理工作的基础。 本课程的教学任务是通过本课程的学习，使学生掌握铁路、公路隧道的构造特征，地层围岩的基本特性，隧道的结构与围岩的相互作用关系。本课程的教学目标是使学生熟练掌握隧道支护、结构设计与计算的原理和方法，熟练进行不同工程条件下隧道的设计与施工。 三、课程教学内容与基本要求 （一）绪论（2学时） 主要内容：隧道工程的历史及发展，隧道的概念及种类。 基本要求 （1）掌握隧道的概念及种类。 （2）了解隧道工程的历史及发展现状。 （3）了解我国隧道建设中应注意的问题。 （二）隧道工程地质环境及围岩分级（4学时） 主要内容：隧道工程地质调查、地质超前预报，岩体的基本工程性质、围岩分级。 基本要求 （1）了解隧道工程地质调查勘测与超前地质预报。 （2）了解岩体的基本工程性质。 （3）了解围岩分级的方法。 （4）熟练掌握铁路隧道围岩分级方法。 （三）隧道线路及断面设计（4学时） 主要内容：隧道位置、洞口位置的选择，隧道平纵断面设计，隧道横断面设计 基本要求 （1）掌握隧道位置、洞口位置选择的原则，隧道平纵断面设计的内容及技术标准. （2）掌握隧道横断面设计的内容。 （3）熟悉隧道衬砌断面设计的原则。
新奥法：奥地利隧道施工法，是奥地利工程师布希维首先提出来的。以控制爆破为开挖方法，以 喷射混凝土和锚杆作为主要支护手段，通过检测控制围岩的变形，动态修正设计参数和变动施工 方法的一种隧道施工方法，其核心内容是充分发挥围岩的自承能力。在锚喷支护技术基础上总结 和发展起来的。 锚喷支护：是喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土等结构组合起来的支护形式。 喷射混凝土是利用高压空气将掺有速凝剂的混凝土混合料通过混凝土喷射机与高压水混合喷射到 岩面上迅速凝结而成的。 实际开挖线：为保证衬砌外轮廓，开挖时往往稍大，尤其是用钻爆法开挖时，实际开挖线不可避 免的成为不规则形状，因为比衬砌外轮廓线大，有成为超挖线。衬砌内轮廓线：衬砌的完成线在 内轮廓之内的空间，即为隧道的净空断面。衬砌外轮廓线：外保持净空断面的形状，衬砌必须有 足够的厚度的外缘线，也称为最小开挖线。 墙效应：隧道边墙给驾驶员带来的唯恐和冲撞的心里影响。 隧道净空：隧道衬砌内轮廓线所包围的空间，包括隧道建筑限界通风及其他所需的断面积。 支护结构通常分为初期支付（一次支护）和永久支护（二次支护、二尺衬砌）。一次支护是为了保证施工的安全，加固岩体和阻止围岩的变形、坍塌而设置的临时支护措施（木支护、型钢支护、 锚喷支护等。）二次支护是为了保证隧道净空和结构的安全而设置的永久性衬砌结构，有整体衬砌、复合衬砌、拼装衬砌、锚喷衬砌等。 围岩压力：隧道开挖后，围岩作用在支护上的压力，是隧道支撑和衬砌结构的主要荷载之一。其 性质、大小、方向以及发生和发展的规律，对正确进行隧道设计和施工有很重要的影响。 空间效应：洞室在掘进过程中，由于受到开挖面的约束。使开挖面附近的围岩不能立即释放其全部位移，这种现象称为开挖面的空间效应。 弹性抗力：约束着衬砌变形的围岩，相应的产生被动抵抗力，即为弹性抗力。 隧道：以任何方式修建，最终使用于地表以下的条形建筑物，其空洞内部净空面积在2平方米以上者均为隧道。 曲墙式衬砌：对于Ⅳ级以下围岩中，水平压力较大，为了抵抗较大的水平压力把边墙也做成曲线 形状，当基础条件较差时，防止衬砌沉陷，抵抗底鼓压力，使衬砌做成环形封闭结构可以设置仰 拱。 直墙式衬砌：通常用于垂直围岩压力大、水平围岩压力小的情况，一般用于ⅠⅡ级围岩，有时也 用于Ⅳ级。 隧道亮度曲线：沿隧道轴线，由入洞外的接近段、过渡段、中间段直至出口段，司机在白天所需 要的路面亮度变化曲线，称为亮度曲线。 纵向式通风：从一个洞口直接引入新鲜空气，由另一个洞口把污染空气排出的方式，与自然通风 原理是相同的。 半衬砌：拱圈直接支承在坑道围岩侧壁上时，称为半衬砌。 越岭隧道：从一个水系进入另一个水系，路线为穿越分水岭而修建的隧道。 简答题 新奥法施工的原则： 1.少扰动； 2.早喷锚； 3.勤测量； 4.紧封闭。分全断面法、台阶法、分部开挖法。 隧道综合治水的原则：为避免和减少水的危害，我国隧道工作者总结出“截、堵、排相结合”的 综合治水原则，并以模筑混凝土衬砌作为防水（治水）的基本措施。 截：在隧道以外将地表水和地下水疏导截流，使之不能进入隧道工程范围内； 堵：以衬砌混凝土为基本防水层，其他防水材料为辅助防水层，阻隔地下水，使之不能进入隧道 内的防水措施，必要时可采用注浆堵水措施。 排，认为设置排水系统，将地下水排出隧道。 结合，就是因地制宜、综合考虑、适当选择治水方案、做到技术可行、费用经济、效果良好、保
第六章隧道施工方法 1、掌握新奥法理论； 2、掌握辅助施工措施； 3、掌握不良地质隧道的施工方法； 施工方法：(1)矿山法（传统矿山法&新奥法NTAM）(2)明挖法(3)盖挖法(4)盾构法(5)掘进机法TBM（6）沉埋法ITM 1、新奥法施工 它是以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段；以喷锚支护为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法。 核心内容：充分保护、利用围岩的承载能力。 施工要点：控制爆破、锚喷支护和施工监测。 实施方法：设计、施工和检测三位一体的动态模式 施工程序 施工准备——制定施工方案——开挖——初期支护——量测监控——是否稳定——yes——防水隔离层——内层衬砌 原则 “少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。 少扰动：扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动持续时间。 早喷锚：控制围岩的变形。 紧封闭：采用喷锚支护，减少围岩暴露时间；适时对围岩施作封闭形支护。 基本要求 围岩是隧道结构体系中的主要承载单元； 为了充分发挥围岩的承载能力，应允许围岩有适当变形； 隧道的几何形状：避免应力集中； 采用复合衬砌；为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快闭合，而成为封闭结构； 在各施工阶段应进行现场量测监视； 防水措施：外层衬砌；两层衬砌间。 开挖方法 全断面开挖、台阶开挖、分步开挖 1全断面法——全断面一次开挖法 按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。 适用条件 ⑴Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级围岩； ⑵大型施工机具(钻孔台车、模板台车等)； ⑶经济性考虑：中长隧道（不应小于１km）。 机械化施工的关键-三条主要作业线： 1开挖作业线 钻孔台车、装药台车、大型装碴机与运载车… 2锚喷作业线 混凝土喷射机、喷射机械手、运输进料设施… 3模注混凝土衬砌作业线 混凝土拌合、混凝土输送、防水层作业、衬砌模板… 施工特点