隧道工程第1章

1、11:591結構工程系結構工程系11:592學習本課程的目的學習本課程的目的：（1 1）要求掌握有關公路隧道的勘查、設計、）要求掌握有關公路隧道的勘查、設計、構造原理和有關計算方法；構造原理和有關計算方法；（2 2）理解公路隧道圍巖穩(wěn)定性的影響因素）理解公路隧道圍巖穩(wěn)定性的影響因素及其與施工方法的關系；及其與施工方法的關系；（3 3）了解公路隧道工程施工組織管理。）了解公路隧道工程施工組織管理。11:593F 什么是巖土？什么是隧道？什么是巖土？什么是隧道？ F 隧道在交通建設中有哪些作用？隧道在交通建設中有哪些作用？ F 隧道有哪些特點？隧道有哪些特點？F 為什么要學習隧道工程？為什么要學習

2、隧道工程？F 隧道工程包括哪些內(nèi)容？隧道工程包括哪些內(nèi)容？F 如何學好隧道工程？如何學好隧道工程？第一章第一章 緒緒 論論11:594大氣圈大氣圈水圈水圈巖石圈巖石圈生物圈生物圈風化物風化物土壤圈土壤圈地下水地下水什么是巖土？什么是巖土？土壤是巖石圈、大氣圈、水土壤是巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈綜合作用形成的圈和生物圈綜合作用形成的產(chǎn)物。其上界通常是綠色植產(chǎn)物。其上界通常是綠色植物層頂，下界達植物根分布物層頂，下界達植物根分布層。其垂直范圍，恰好是巖層。其垂直范圍，恰好是巖石圈的上層、大氣圈的下層、石圈的上層、大氣圈的下層、水圈及生物圈相互接觸的地水圈及生物圈相互接觸的地方，是生物生命及人類生

3、產(chǎn)方，是生物生命及人類生產(chǎn)活動最集中的地方。活動最集中的地方。11:595隧道隧道(tunnel)的定義的定義 通常指用作地下通道的工程建筑物。通常指用作地下通道的工程建筑物。 19701970年，年，OECD(OECD(世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織) )隧道會議隧道會議從技術方面給隧道定義：以任何方式修建，最終使從技術方面給隧道定義：以任何方式修建，最終使用于地表以下的條形建筑物，其內(nèi)部空洞凈空斷面用于地表以下的條形建筑物，其內(nèi)部空洞凈空斷面在在2m2m2 2以上者均為隧道。以上者均為隧道。什么是隧道？什么是隧道？11:596上海崇明越江隧道工程方案設計上海崇明越江隧道工程方

4、案設計用作地下通道的工程建筑物用作地下通道的工程建筑物什么是隧道？什么是隧道？11:597用作地下通道的工程建筑物用作地下通道的工程建筑物什么是隧道？什么是隧道？11:598隧道的分類及其作用1、按分（常用分類方法） (1)交通隧道：提供運輸?shù)目椎篮屯ǖ溃饕校鸿F路隧道、公路隧道（road tunnel）、水底隧道、地下鐵道、人行地道。 什么是隧道？什么是隧道？11:599什么是隧道？什么是隧道？11:5910什么是隧道？什么是隧道？11:5911什么是隧道？什么是隧道？11:5912什么是隧道？什么是隧道？11:5913什么是隧道？什么是隧道？11:5914什么是隧道？什么是隧道？11:5

5、915什么是隧道？什么是隧道？11:5916重慶臨江門車站重慶臨江門車站什么是隧道？什么是隧道？11:5917北京復興門車站什么是隧道？什么是隧道？11:5918 (2)(2)水工隧道：是水利工程和水利發(fā)電樞紐的一個重要組水工隧道：是水利工程和水利發(fā)電樞紐的一個重要組成部分。主要包括：成部分。主要包括： 引水隧道：把水引入水電站發(fā)電機組產(chǎn)生動力資源。引水隧道：把水引入水電站發(fā)電機組產(chǎn)生動力資源。 尾水隧道：把發(fā)電機組排出的廢水送出去的隧道。尾水隧道：把發(fā)電機組排出的廢水送出去的隧道。 導流隧道（泄洪隧道）：疏導水流導流隧道（泄洪隧道）：疏導水流 排沙隧道：用于沖刷水庫中淤積的泥沙而修建的隧道排

6、沙隧道：用于沖刷水庫中淤積的泥沙而修建的隧道什么是隧道？什么是隧道？11:5919二灘電站的大壩：高二灘電站的大壩：高240240米米11:5920二灘電站的引水隧道二灘電站的引水隧道11:5921二灘電站的尾水隧道二灘電站的尾水隧道什么是隧道？什么是隧道？11:5922什么是隧道？什么是隧道？11:5923水工隧道水工隧道什么是隧道？什么是隧道？11:5924 (3)(3)市政隧道：是城市中為安置各種不同市政設市政隧道：是城市中為安置各種不同市政設施的地下孔道。主要有：給水隧道、污水隧道、施的地下孔道。主要有：給水隧道、污水隧道、管路隧道、線路隧道、人防隧道。管路隧道、線路隧道、人防隧道。

7、( (例如：綜合管網(wǎng)、海底設施隧道等例如：綜合管網(wǎng)、海底設施隧道等) ) (4) (4)礦山隧道：其作用主要是為采礦服務的。主礦山隧道：其作用主要是為采礦服務的。主要有：運輸巷道、給水隧道、通風隧道。要有：運輸巷道、給水隧道、通風隧道。什么是隧道？什么是隧道？11:5925地下電纜隧洞地下電纜隧洞什么是隧道？什么是隧道？11:5926某人防工程平時作出租車侯客廳某人防工程平時作出租車侯客廳什么是隧道？什么是隧道？11:5927杭州市八杭州市八0 0三地下糧庫三地下糧庫什么是隧道？什么是隧道？11:5928利用人防工程改建的射擊靶場利用人防工程改建的射擊靶場什么是隧道？什么是隧道？11:5929

8、 (4)(4)礦山隧道：其作用主要是為采礦服務礦山隧道：其作用主要是為采礦服務的。主要有：運輸巷道、給水隧道、通風的。主要有：運輸巷道、給水隧道、通風隧道。隧道。什么是隧道？什么是隧道？11:5930隧洞開挖圖隧洞開挖圖什么是隧道？什么是隧道？11:59312 2、按隧道、按隧道分（公路隧道規(guī)范）：分（公路隧道規(guī)范）： (1)(1)特長隧道：特長隧道： L3000 mL3000 m (2) (2)長長 隧隧 道：道：3000 m L1000 m3000 m L1000 m (3) (3)中長隧道：中長隧道：1000 m L500 m1000 m L500 m (4) (4)短短 隧隧 道：道：

9、 L500 mL500 m什么是隧道？什么是隧道？11:59323 3、按斷面、按斷面分：分： (1)(1)特大斷面隧道：斷面積在特大斷面隧道：斷面積在100m100m2 2 以上以上 (2)(2)大斷面大斷面 隧隧 道：斷面積在道：斷面積在50100m50100m2 2 之間之間 (3)(3)中等斷面隧道：斷面積在中等斷面隧道：斷面積在2050m2050m2 2 之間之間 (4)(4)小斷小斷 面面 隧道：斷面積隧道：斷面積20 m20 m2 2 以下以下 什么是隧道？什么是隧道？11:5933什么是隧道？什么是隧道？4、按隧道所處的劃分： 山嶺隧道(mountain tunnel) 水底隧

10、道(subaqueous tunnel) 城市隧道(underground tunnel)11:59345、按截面形狀可分為：、按截面形狀可分為：圓形截面圓形截面( (圖圖a)a)；橢圓形截面橢圓形截面( (圖圖b)b)；馬蹄形截面馬蹄形截面( (圖圖c c、d)d)；矩形截面矩形截面( (圖圖e e、f)f)；雙孔隧道雙孔隧道( (圖圖6g)6g)，孿生隧道孿生隧道( (圖圖h)h)；雙層隧道雙層隧道( (圖圖i)i)。11:59356、按施工方法分隧道施隧道施工方法工方法山嶺隧道山嶺隧道（mountain tunnel）淺埋及軟土淺埋及軟土隧道隧道水底隧道水底隧道礦山法礦山法 掘進機法（掘

11、進機法（TBM）傳統(tǒng)礦山法傳統(tǒng)礦山法新奧法（新奧法（NATM）明挖法（明挖法（cut and cover)地下連續(xù)墻法地下連續(xù)墻法淺埋暗挖法淺埋暗挖法盾構法（盾構法（shield)沉埋法沉埋法 (immersion tube )盾構法盾構法11:5936 本課程以公路隧道中的山嶺公路本課程以公路隧道中的山嶺公路隧道為主進行教學隧道為主進行教學 11:5937F 什么是巖土？什么是隧道？什么是巖土？什么是隧道？ F 隧道在交通建設中有哪些作用？隧道在交通建設中有哪些作用？ F 隧道有哪些特點？隧道有哪些特點？F 為什么要學習隧道工程？為什么要學習隧道工程？F 隧道工程包括哪些內(nèi)容？隧道工程包括哪

12、些內(nèi)容？F 如何學好隧道工程？如何學好隧道工程？第一章第一章 緒緒 論論11:5938隧道在交通建設隧道在交通建設中有哪些作用？中有哪些作用？ 隧道是交通線上的重要組成部分，是國家重要的基礎設施；重要性重要性 11:5939隧道在交通建設中有隧道在交通建設中有哪些作用？哪些作用？ 快速暢通的交通網(wǎng)是經(jīng)濟發(fā)展的前提，低等級公路低等級公路已不適應高速經(jīng)濟發(fā)展的需要；必要性必要性隧道使公路里程大大縮短隧道使公路里程大大縮短11:5940隧道在交通建設中有哪隧道在交通建設中有哪些作用？些作用？ 目前我國高速公路相對較少，與我國人口、經(jīng)濟發(fā)展相比，太少。社會經(jīng)濟發(fā)展，交通必先行。緊迫性緊迫性11:594

13、1以人為本以人為本11:5942橋隧先行橋隧先行數(shù)量大數(shù)量大難度大難度大造價高造價高11:5943 路基邊坡穩(wěn)定性路基邊坡穩(wěn)定性 橋梁安全耐久性橋梁安全耐久性 地下工程安全性地下工程安全性 道路工程道路工程 橋梁工程橋梁工程 隧道工程隧道工程土與結構相互土與結構相互作用特性復雜作用特性復雜交通建設的主要問題交通建設的主要問題11:5944F 什么是巖土？什么是隧道？什么是巖土？什么是隧道？ F 隧道在交通建設中有哪些作用？隧道在交通建設中有哪些作用？ F 隧道有哪些特點？隧道有哪些特點？F 為什么要學習隧道工程？為什么要學習隧道工程？F 隧道工程包括哪些內(nèi)容？隧道工程包括哪些內(nèi)容？F 如何學好

14、隧道工程？如何學好隧道工程？第一章第一章 緒緒 論論11:5945隧道的力學特點隧道的力學特點 隧道力學隧道力學研究圍巖體的強度、變形和滲流特性研究圍巖體的強度、變形和滲流特性以及與此有關的工程問題以及與此有關的工程問題連續(xù)介質力學連續(xù)介質力學的知識的知識巖土力學巖土力學的理論的理論實驗規(guī)律及工實驗規(guī)律及工程實踐經(jīng)驗程實踐經(jīng)驗11:5946隧道工程的隧道工程的隱蔽性隱蔽性隧道的特點隧道的特點11:5947隧道工程的隧道工程的施工環(huán)境差施工環(huán)境差隧道的特點隧道的特點11:5948隧道工程的隧道工程的大量涌水大量涌水隧道的特點隧道的特點11:5949F 什么是巖土？什么是隧道？什么是巖土？什么是隧

15、道？ F 隧道在交通建設中有哪些作用？隧道在交通建設中有哪些作用？ F 隧道有哪些特點？隧道有哪些特點？ F 為什么要學習隧道工程？為什么要學習隧道工程？F 隧道工程包括哪些內(nèi)容？隧道工程包括哪些內(nèi)容？F 如何學好隧道工程？如何學好隧道工程？第一章第一章 緒緒 論論11:5950隧道的產(chǎn)生與發(fā)展是和人類文明歷史發(fā)展相呼應的。隧道的產(chǎn)生與發(fā)展是和人類文明歷史發(fā)展相呼應的。古代：時間跨越較長。古代：時間跨越較長。人類出現(xiàn)到紀人類出現(xiàn)到紀元前元前3000年年隧道用于抵御自然威脅用獸骨、石器等工具開挖紀元前紀元前3000年到年到5世紀世紀隧道用于生活及軍事抵御形成了現(xiàn)代隧道開發(fā)技術的基礎(明挖法等)5

16、世紀到世紀到14世世紀紀 隧道技術沒有顯著進步，開始了礦山開采 為什么要學習隧道工程？為什么要學習隧道工程？11:5951 近代：從近代：從1616世紀產(chǎn)業(yè)革命開始，隧道技世紀產(chǎn)業(yè)革命開始，隧道技術得到了較快發(fā)展。術得到了較快發(fā)展。 (1) (1) 測量技術的出現(xiàn)，產(chǎn)生了如棚架支撐巖層，卷揚測量技術的出現(xiàn)，產(chǎn)生了如棚架支撐巖層，卷揚提升土石提升土石, ,兩端洞口開挖隧道等等，促進了隧道的發(fā)展。兩端洞口開挖隧道等等，促進了隧道的發(fā)展。 (2)(2)火藥的發(fā)明，促進了隧道開挖掘進技術發(fā)展?；鹚幍陌l(fā)明，促進了隧道開挖掘進技術發(fā)展。 為什么要學習隧道工程？為什么要學習隧道工程？11:5952為什么要學

17、習隧道工程？為什么要學習隧道工程？爆破技術的重要性！爆破技術的重要性！11:5953 現(xiàn)代：我國公路隧道發(fā)展相對較慢。隨著高速公路的發(fā)展，近幾年公路隧道有了較快的發(fā)展。 隧道施工技術發(fā)生了質的飛躍。人力為主體的施工機械開挖為主體的施工爆破施工(光面爆破)發(fā)展發(fā)展為什么要學習隧道工程？為什么要學習隧道工程？11:5954為什么要學習隧道工程？為什么要學習隧道工程？11:5955隧道掘進機隧道掘進機TBMTBM為什么要學習隧道工程？為什么要學習隧道工程？11:5956問題：支護不力問題：支護不力 隧道頂部圍巖差隧道頂部圍巖差 隧道埋深淺隧道埋深淺 監(jiān)測不力監(jiān)測不力 施工管理差施工管理差寧夏固原隧道

18、冒頂塌方為什么要學習隧道工程？為什么要學習隧道工程？11:5957問題：錨桿支護不力問題：錨桿支護不力 隧道圍巖不均勻隧道圍巖不均勻 爆破強度太大爆破強度太大 施工管理差施工管理差隧道內(nèi)塌方湖北五峰縣為什么要學習隧道工程？為什么要學習隧道工程？11:5958問題：嚴重影響造價問題：嚴重影響造價 和施工和施工 隧道水量勘察不準隧道水量勘察不準 缺乏超前預報缺乏超前預報 應急方案差應急方案差 施工管理差施工管理差隧道內(nèi)大量涌水重慶石柱縣為什么要學習隧道工程？為什么要學習隧道工程？11:5959問題：嚴重影響隧道問題：嚴重影響隧道 的應力狀態(tài)的應力狀態(tài) 隧道結構溫度適應性隧道結構溫度適應性 缺乏措施

19、考慮缺乏措施考慮 缺乏施工應急措施缺乏施工應急措施 施工管理差施工管理差隧道凍融影響鄂西山區(qū)為什么要學習隧道工程？為什么要學習隧道工程？11:5960隧道結構物隧道結構物 巖土 強度問題強度問題 變形問題變形問題 滲流問題滲流問題 凍融問題凍融問題 強度特性強度特性 變形特性變形特性 滲流特性滲流特性 溫度特性溫度特性 解決隧道建設和使用中的工程實踐問題，這解決隧道建設和使用中的工程實踐問題，這正是正是我們學習隧道工程的目的。我們學習隧道工程的目的。學習隧道工程的目的學習隧道工程的目的11:5961F 什么是巖土？什么是隧道？什么是巖土？什么是隧道？ F 隧道在交通建設中有哪些作用？隧道在交通建設中有哪些作用？ F 隧道有哪些特點？隧道有哪些特點？ F 為什么要學習隧道工程？為什么要學習隧道工程？ F 隧道工程包括哪些內(nèi)容？隧道工程包括哪些內(nèi)容？F 如何學好隧道工程？如何學好隧道工程？第一章第一章 緒緒 論論11:5962第一章第一章 緒緒 論論第二章第二章 隧道的勘察隧道的勘察第三章第三章 隧道的總體設計隧道的總體設計 位置、走向、大小位置、走向、大小第四章第四章 隧道結構構造隧道結構構造 第五章第五章 隧道圍巖分級與圍巖壓力隧道圍巖分級與圍巖壓力 圍巖特性的重要圍巖特性的重要第六章第六章 隧道結