《隧道工程》課程教學大綱

1、隧道工程教學大綱一、課程基本情況英文名稱：Tunnel Engineering課程編號：F091710014048總 學 時：48 講課學時：48 實踐學時：0總 學 分：3課程性質：必修考核方式：考試適用對象：土木工程專業(yè)（地下工程方向）先修課程：結構力學、材料力學、工程地質參考文獻：隧道工程（第三版），張麗等主編，人民交通出版社，2015隧道工程，王海彥主等編，西安交通大學出版社，2016隧道工程（第二版），陳秋南主編，機械工業(yè)出版社，2017二、課程目標本課程是土木工程專業(yè)地下建筑工程方向的專業(yè)核心課程，課程設計隧道工程勘測與設計的原理和技能、隧道工程結構構造、圍巖壓力特性及計算方法、襯

2、砌結構計算方法、初期支護設計以及隧道防排水設計與施工等相關知識。通過本課程的理論學習與綜合訓練，使學生具備以下能力：1.能厘清隧道工程基本概念、結構形式與構造要求，會進行相關文獻收集與地形地質調查，能進行隧道工程線路比選、幾何設計、襯砌內外輪廓線及幾何尺寸擬定。支撐畢業(yè)要求1-42.能夠進行隧道圍巖分級與應用，能夠利用工程技術規(guī)范中采用的圍巖壓力計算方法開展深埋、淺埋、偏壓以及明挖淺埋隧道的圍巖壓力計算，能夠對大跨與小凈距隧道圍巖壓力計算方法進行探討。會對圍巖變形、圍巖與支護結構間接觸應力、支護結構受力與變形等進行量測，并根據(jù)量測結果進行設計與分析。 支撐畢業(yè)要求2-43.能夠理解錨噴支護原理

3、，會利用工程類比法、不穩(wěn)定塊體理論以及特征線理論進行錨噴支護設計；能夠確定隧道襯砌上的荷載類型及其組合，會進行半襯砌、曲墻式襯砌、直墻式襯砌等支護結構設計與計算。能夠根據(jù)隧道防排水設計基本原則與要求，進行隧道洞內外防排水設計。 支撐畢業(yè)要求3-1,3-2表1 本課程對畢業(yè)要求及其指標點的支撐課程目標課程目標支撐的畢業(yè)要求指標點支撐強度課程目標對應的知識單元課程目標11-4：能夠針對一個復雜土木工程問題提出若干解決方案（或計算模型），并進行對比分析，以期獲得最佳的解決方案或最合理的計算模型。強支撐知識單元一、二綜合訓練一課程目標22-4：能夠運用土木工程基本原理，借助文獻研究，分析復雜工程問題的

4、影響因素，獲得有效結論。強支撐知識單元三綜合訓練二課程目標33-1：掌握土木工程設計的知識、方法和技術,能夠設計滿足土木工程特定需求的構件、節(jié)點、構造。強支撐知識單元四、五、六綜合訓練三3-2：能夠針對復雜的土木工程問題，利用設計原則進行結構體系的設計，并能夠完成施工工藝流程及方案的設計。強支撐三、教學內容、教學方法和手段、學時分配知識單元一：隧道的勘測與設計 支撐課程目標1（建議6學時）教與學要求：了解隧道工程勘測設計的基本階段，掌握收集資料、調查、測繪與勘探的基本方法與手段，能夠進行隧道工程總體設計，掌握隧道定位、斷面尺寸設計以及洞口位置選擇的基本原則。教與學方法：講授、案例知識點1：隧道

5、的工程調查主要內容：文獻資料的收集；地形地質調查與測繪。知識點2：隧道的總體設計主要內容：總體設計的內容；管理區(qū)概念、洞內分區(qū)、管理區(qū)范圍；組織交通流、環(huán)境設計。知識點3：隧道定位主要內容：線路和隧道位置選擇；平面與斷面線形、凈空斷面和建筑限界、斷面設計。知識點4：隧道洞口位置的選擇主要內容：地質特點的對策、洞口位置的避諱、隧道中線與地形等高線正交；洞口附近的施工場地、廢氣和噪聲對周圍環(huán)境的影響。知識單元二：隧道結構構造 支撐課程目標1（建議8學時）教與學要求：明確洞身襯砌結構形式與材料類型，會進行襯砌基本尺寸擬定；掌握明洞常見結構形式和適用條件；了解隧道內飾、頂棚、路面及附屬設施設置的基本原

6、則。教與學方法：講授、案例知識點1：襯砌材料與構造主要內容：襯砌材料、洞身襯砌類型、襯砌基本尺寸擬定。知識點2：洞門主要內容：洞門形式與適用條件。知識點3：明洞主要內容：拱式明洞、棚式明洞。知識點4：內部裝飾、頂棚及路面主要內容：內部裝飾、頂棚、路面、噪聲的消減。知識點5：隧道的附屬設施主要內容：緊急停車帶與方向轉換場、公用隧道、防排水設施。知識單元三：圍巖壓力 支撐課程目標2（建議8學時）教與學要求：掌握工程技術規(guī)范采用的圍巖壓力計算方法，了解泰沙基法、普氏法、比爾鮑曼法、利特法等計算方法，掌握圍巖壓力量測基本理論與技巧。教與學方法：講授、案例知識點1：工程技術規(guī)范采用的圍巖壓力計算方法主要

7、內容：深埋隧道、淺埋隧道、偏壓隧道、明挖淺埋隧道、斜井與豎井等圍巖壓力計算。知識點2：其他圍巖壓力計算方法簡介。主要內容：泰沙基方法、普氏方法、比爾鮑曼方法、利特方法等。知識點3：圍巖壓力量測簡介主要內容：間接量測與直接量測方法。知識單元四：隧道襯砌結構計算 支撐課程目標3（建議10學時）教與學要求：掌握隧道襯砌荷載與分類，能夠進行半襯砌、曲墻式襯砌與直墻式襯砌受力與變形計算，會進行襯砌截面強度驗算與分析。教與學方法：講授知識點1：隧道襯砌荷載與分類主要內容：主動荷載、被動荷載與荷載組合。知識點2：半襯砌計算主要內容：計算圖式、基本結構及力法方程、單位變位與荷載變位計算、拱腳位移計算、各截面內

8、力計算與校核等。知識點3：曲墻式襯砌計算主要內容：計算圖式、主動荷載作用下的力法方程和襯砌內力、最大彈性抗力的計算、單位最大彈性抗力作用下的內力、襯砌最終內力計算與校核。知識點4：直墻式襯砌計算主要內容：計算原理、基于彈性地基直梁計算理論的直墻計算、截面強度檢算。知識單元五：錨噴支護設計 支撐課程目標3（建議10學時）教與學要求：理解錨噴支護設計原理，掌握錨噴支護類型、構成及適用條件，能夠進行錨噴支護結構設計和初期支護設計量測與分析。教與學方法：復述隧道常見開挖工藝以及支護結構形式，突出復合式襯砌的優(yōu)勢及普及性；闡明錨噴支護的基本原理與基本構成，講授錨噴支護設計的基本理論和設計方法。知識點1：

9、錨噴支護原理主要內容：錨噴支護特點、設計原則與方法、預應力錨噴支護。知識點2：錨噴支護結構類型主要內容：錨桿、預應力錨桿（索）、噴射混凝土層、鋼筋網與鋼拱架。知識點3：錨噴支護工程類比分析主要內容：工程類比設計的原則與方法、錨噴支護參數(shù)表的使用、錨噴支護設計的一般表達方法。知識點4：錨噴支護監(jiān)控設計主要內容：現(xiàn)場量測的目的、內容與方法、支護結構受力監(jiān)測、圍巖位移監(jiān)測、監(jiān)測數(shù)據(jù)的反饋分析。知識單元六：隧道防排水設計與施工 支撐課程目標3（建議6學時）教與學要求：理解隧道防排水設計原則與要求、能夠進行一般公路隧道和寒區(qū)隧道防排水設計與施工。教與學方法：講授、案例知識點1：隧道防排水設計主要內容：隧

10、道防排水的基本原則、洞內外防排水設計。知識點2：隧道防排水施工主要內容：圍巖注漿堵水施工、防水板與止水條帶防水、排水系統(tǒng)、隧道滲漏治理。綜合訓練項目一：隧道不同斷面形式的設計與繪圖 支撐課程目標1目的： = 1 * GB3 會進行隧道斷面形狀的選擇和尺寸確定； 能夠準確繪制隧道不同斷面形式內外輪廓。要求： 根據(jù)給定條件能夠選擇隧道形狀；根據(jù)道路界限、管線和設備等確定斷面積和尺寸，繪制斷面圖；成果形式：設計報告及相關圖表；以講述答辯和報告評閱形式完成項目考核。綜合訓練項目二：隧道圍巖變形與圍巖壓力監(jiān)測實踐 支撐課程目標2目的： = 1 * GB3 會進行隧道圍巖變形與圍巖壓力監(jiān)測方案設計； 能根

11、據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行相關理論分析。要求： = 1 * GB3 授課教師提供實踐場地與設備，并演示操作過程與技巧； = 2 * GB3 學生在下述內容中，任選兩個，根據(jù)相關參考資料操作監(jiān)測設備，進行工程檢測實踐；實踐內容：錨桿錨索無損檢測；混凝土無損檢測實踐；紅外探水儀的操作及數(shù)據(jù)處理；地質雷達的操作及數(shù)據(jù)處理；基坑測斜儀的操作與數(shù)據(jù)處理。 = 3 * GB3 檢測點位布置合理、說明書詳實、條理清晰、規(guī)范工整。成果形式： = 1 * GB3 設計報告書及先關圖表； = 2 * GB3 以講述答辯和報告評閱形式完成項目考核。綜合訓練項目三：隧道支護結構受力計算 支撐課程目標3目的：能夠根據(jù)隧道的工程地質

12、、水文地質、隧道埋深、斷面形式和圍巖條件等，確定圍巖壓力，計算結構受力。要求：指導教師提供隧道地理位置和賦存條件的背景材料，主要包括：隧道圍巖性質、隧道埋深、地層情況、社會、人文以及環(huán)境等； 根據(jù)背景材料，述清地應力條件，述清圍巖性質，準確判斷圍巖等級； 依據(jù)隧道工程相關設計規(guī)范，確定圍巖壓力，進行支護結構設計、計算與驗算。成果形式： = 1 * GB3 設計報告書及先關圖表； = 2 * GB3 以講述答辯和報告評閱形式完成項目考核。四、成績構成和評價方法1.成績構成總分100分：操行成績占10分+綜合訓練成績占30分+期末成績占60分（60分為及格線）。（1）操行成績。主要考核遵守紀律、課堂表現(xiàn)等方面，6分及格線，不及格者課程成績?yōu)榱恪＃?）綜合訓練成績。每個綜合訓練分值為10分，合計30分。由現(xiàn)場答辯和成