隧道與地下工程認(rèn)識實習(xí)報告

1、實習(xí)目的: 1、初步了解隧道及地下工程專業(yè)背景方向的知識構(gòu)成2、了解隧道及地下工程系統(tǒng)的基本建筑與結(jié)構(gòu).3、初步認(rèn)識隧道相關(guān)知識體系.4、鍛煉學(xué)生分析問題和解決生產(chǎn)實際問題的能力。實習(xí)時間：201 1年10月23日三、實習(xí)地點:1、地鐵六號線呼家樓站施工現(xiàn)場四、實習(xí)過程:乘車至地鐵六號線呼家樓站施匚現(xiàn)場，參觀地鐵站外部結(jié)構(gòu)，后進(jìn)入呼家樓站地下隧道施 工現(xiàn)場參觀講解.了解地鐵施匚知識。五、隧道與地下工程相關(guān)專業(yè)知識：隧道與地下工程山支護(hù)結(jié)構(gòu)（襯砌）以外的圉巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)（襯砌）和襯砌圉成的內(nèi)部空間成。1、隧道隧道為地下通道的一種，也是最常運用的一種.設(shè)訃給交通或其他用途使用，通常用來穿山 越嶺,

2、若施做于地面下稱作地下隧道。 隧道大部分的功能，為提供行人、腳踏車 （自行車）、一般道路交通、 機(jī)動車、鐵路交通、或運河使用，而部份隧道只運送水、石油或其他特定服務(wù)，包括軍事及商業(yè)物流等。隧道的種類繁多，按照存在的環(huán)境（所處的地質(zhì)條件），埋置的深度、修建的場所、長度和用途將E道劃分為多種類型.按存在的環(huán)境（所處的地質(zhì)條件）分類士質(zhì)隧道：在士層中修建的隧道；石質(zhì)隧道：在巖體中修建的隧道。.按埋置的深度分類淺埋隧道：埋置深度淺的隧道，一般指埋深（地面到隧道拱頂?shù)木嚯x）小于 2倍坍落拱高度的 隧 道；深埋隧道：埋置深度大的隧道，一般指埋深（地面到隧道拱頂?shù)木嚯x）大于 2倍坍落拱高度 的隧 道。3o按

3、修建的場所分類山嶺隧道：在山體中修建的隧道；城市隧道：在城市地面以下士層或巖體中修建的隧道；水底隧道：為了跨越江河湖泊和海峽等修建的隧道.4.按長度分類特長隧道：全長在10, OOOm以上的隧道；長隧道：全長3000m以上至10, 000m的隧道；中長隧道：全長5 0 0m以上至3000m的隧道；短隧道：全長500m及以下的隧道。5。按用途分類鐵路隧道：在鐵路線上修建的隧道；公路隧道：在公路線上修建的隧道；地下鐵道：為解決大城市交通擁擠問題，在城市地下修建的快速、大運M用電力牽引的軌道交通。航運隧道：當(dāng)運河需要跨越分水嶺時，為克服高程障礙、縮短航運距離和改善航運條件而修建的隧道；人行地道：在城

4、市鬧市區(qū)供行人從地下穿越地面道路而修建的隧道；水工隧道：它是水利樞紐的一個重要組成部分，包括：（1）引水隧道：水電站為將水引入發(fā)電機(jī)組而修建的隧道；(2 )尾水隧道：為把發(fā)電機(jī)排出的廢水送出去而修建的隧道;(3)導(dǎo)流隧道或泄洪隧道：水利工程中，為疏導(dǎo)水流或補充溢洪道流M超限后的泄洪作用而修建的隧道；(4)排沙隧道：為沖刷水庫中淤積的泥沙，把泥沙級帶送出水庫而修建的隧道；市政隧道：城市中為安置各種不同市政設(shè)施而修建的地下孔道.包括：(1)給水隧道：為容納城市自來水管道而修建的地下孔道；(2)污水隧道：為排除城市生產(chǎn)、生活污水而修建的地下孔道。(3)管路隧道：城市中為容納煤氣、暖氣、熱水等管道而修

5、建的地下孔道；(4)線路隧道：城市中為容納輸送電力的電線以及通訊的電線而修建的地下孔道，也有將以 上四種隧道合建成一個大隧道，稱之為“共同溝” .2、地下工程地下工程是指深入地面以下為開發(fā)利用地下空間資源所建造的地下士木工程.它包括 地下房屋和地下構(gòu)筑物，地下鐵道，公路隧道、水下隧道、地下共同溝和過街地下通道等。地下工程是以地下洞室圉巖作為建筑物的結(jié)構(gòu)工程。地下洞室圍巖是一種受過工程開挖擾動的巖體，它乂處于工程地質(zhì)環(huán)境中，所以地下工程有其自身的特點 .與地面工程相比，地下工程 有以下兒個 不同點：(1)地面工程是以大地為基礎(chǔ)， 依靠地基承載；而地下工程是以巖體作為基礎(chǔ)， 依靠圍巖 承載。地面工

6、程的重點，主要是對受力比較明了的基礎(chǔ)進(jìn)行加固，設(shè)訃較為簡單。而地下工程面對的是十分復(fù)雜的巖體結(jié)構(gòu)，有許多不確定的因素 .(2)地面工程以建筑材料為主體，材料強(qiáng)度是關(guān)鍵；地下工程以支護(hù)為主體，圍巖穩(wěn)定是關(guān)鍵.地面工程材料多以鋼材、混凝士為主，具材料特性容易把握，而地下工程需要圉巖穩(wěn)定來保證工程的安全。圍巖受巖體的力學(xué)特性、工程地質(zhì)環(huán)境(斷層、裂隙、層間錯動、軟弱夾層、地下水、地應(yīng)力等)和工程因素(洞室體型、尺寸、布局、施工開挖等)的影響，在很多情況下不能保證自身的穩(wěn)定，往往需采用錨固支護(hù)措施來加強(qiáng)圉巖的穩(wěn)定。圉巖所處的地質(zhì)環(huán)境不同，具破 壞的機(jī)理也不同，所采用的錨固支護(hù)方式也就不同。由于地下工程

7、錨固支護(hù)機(jī)理的研究，U前還 處在探索之中，所以錨固支護(hù)的設(shè)計基本還是采用經(jīng)驗和工程類比。因此地下工程的設(shè)計難度較大，要使地下工程的設(shè)計象地面工程一樣做到安全經(jīng)濟(jì)、合理M化，還需進(jìn)行大M的研究和艱苦的努力。 地面工程是澆筑漿砌而成，施工方便；而地下工程是開挖鉆爆而成，施工復(fù)雜澆筑漿砌是一種成熟較為完善的施工工藝。地下工程開挖鉆爆施工是近兒十年來隨著地下工程的興起而發(fā)展起來的一種施工工藝.巖體是一種非線性介質(zhì)，具有不可逆性 .巖體的開挖過程，就是巖體應(yīng)力的釋放過程.不同的開挖方式，導(dǎo)致圉巖的應(yīng)力重分布規(guī)律不同，圍巖的穩(wěn)定特性也就不同。由于巖體本身的復(fù)雜性，對于不同巖體結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用不同的開挖方式，以

8、盡可能減少圍巖的應(yīng)力擾動，用最小的支護(hù)代價保證圍巖穩(wěn)定，是地下工程施工開挖的復(fù)雜性所在。地下工程的分類按照功能、存在的環(huán)境、建造方式、施工方法和修建的場所可將地下工程劃分為多種類型。.按功能分類工業(yè)地下工程：建造于地下的各種工業(yè)工程，包括各類地下工廠、車間、電站等；交通地下工程：建造于地下的各類交通工程,包括各種鐵路和公路隧道、水底交通隧道、城市 地 下鐵道、人行通道等；民用地下工程：建造于地下的各種民用工程，包括地下商業(yè)街、地下商場、地下車庫、影劇院、展覽館、餐廳、體育館，以及一些其它公共建筑、人民防空工程等倉儲地下工程：建造于地下的各種倉儲工程，包括各種地下儲藏庫如油庫、液化氣庫、熱庫、冷

9、庫、檔案庫、物質(zhì)庫、放射性廢物庫等；公用和服務(wù)性地下工程：建造于地下的公用和服務(wù)性地下工程，包括地下自來水廠、污水處 理 站、給排水管道、熱力和電力管線、煤氣管道、通訊電纜管道等；軍用地下工程：建造于地下的各種軍用工程，包括各種野戰(zhàn)工事、指揮所、人員和武器掩 蔽 所、軍火和物質(zhì)庫等.按存在的環(huán)境分類巖石中的地下工程：建造于巖體中的地下工程； 士體中的地下工程：建造于士體中的地下工程.按建造方式分類單建式地下工程：獨立建造在地下巖體或士體中，在地面以上沒有其它建筑物；附建式地下工程：與地面建筑場一起修建的地下工程，主要指各種地面建筑的地下室部分。.按施工方法分類明挖地下工程：明挖法施工的地下工程

10、；蓋挖地下工程：蓋挖法施工的地下工程；暗挖地下工程：暗挖法施工的地下工程。5。按修建的場所分類城市地下工程：在城市地面以下士層或巖體中修建的地下工程;山區(qū)地下工程：在山區(qū)地面下修建的地下工程。隧道與地下工程的施工方法明挖法明挖法的關(guān)鍵工序是：降低地下水位，邊坡支護(hù)，士方開挖，結(jié)構(gòu)施工及防水工程等。其中邊坡支護(hù)是確保安全施工的關(guān)鍵技術(shù).主要有：放坡開挖技術(shù)。適用于地面開闊和地下地質(zhì)條件較好的情況 .基坑應(yīng)自上而下分層、分段依次開挖，隨挖隨刷邊坡，必要時采用水泥粘士護(hù)坡。型鋼支護(hù)技術(shù)一般使用單排工字鋼或鋼板樁，基坑較深時可采用雙排樁，山拉桿或連梁連結(jié)共同受，也可采用多層鋼橫撐支護(hù)或單層、多層錨桿與

11、型鋼共同形成支護(hù)結(jié)構(gòu)。連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)。一般采用鋼絲繩和液壓抓斗成槽，也可采用多頭鉆和切削輪式設(shè)備成槽。連續(xù)墻不僅能承受較大載荷，同時具有隔水效果，適用于軟士和松散含水地層?；炷抗嘧吨ёo(hù)技術(shù)。一般有人工挖孔或機(jī)械鉆孔兩種方式 .鉆孔中灌注普通混凝士和水下混凝士成樁 .支護(hù) 可采用雙 排樁加混凝士連梁，還可用樁加橫撐或錨桿形成受力體系。士釘墻支護(hù)技術(shù)。在原位士體中用機(jī)械鉆孔或洛陽鏟人工成孔，加入較密間距排列的鋼筋或鋼管，外注水泥砂漿或注漿，并噴射混凝士，使士體、鋼筋、噴射混凝士板面結(jié)合成士釘支護(hù)體系錨桿(索)支護(hù)技術(shù)。在孔內(nèi)放入鋼筋或鋼索后注漿，達(dá)到強(qiáng)度后與樁墻進(jìn)行拉錨，并加預(yù)應(yīng)力錨固后共同受

12、力，適用于高邊坡及受載大的場所.混凝士和鋼結(jié)構(gòu)支撐支護(hù)方法。依據(jù)設(shè)計計算在不同開挖位置上灌注混凝士內(nèi)支撐體系和安裝鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐體系，與灌注樁或連續(xù)墻形成一個框架支護(hù)體系，承受側(cè)向士壓力，內(nèi)支撐體系在做結(jié)構(gòu)時要拆除。適用于高層建筑物密集區(qū)和軟弱淤泥地層.暗挖法隧道及地下建筑工程施工時，須先開挖出相應(yīng)的空間，然后在其中修筑襯砌 .施工方法 的選擇， 應(yīng)以地質(zhì)、地形及環(huán)境條件以及埋置深度為主要依據(jù)，其中對施工方法有決定性影響的是埋置深度。當(dāng)埋深超過一定限度后，明挖法不再適用，而要改用暗挖法，即不挖開地面，采用在地下挖洞的方式施工。礦山法和盾構(gòu)法等均屬暗挖法。隧道及地下工程施工時有下列特點：受工程地質(zhì)

13、和水文地質(zhì)條件的影響較大；工作條件差、工作面少而狹窄、工作環(huán)境差；暗挖法施工對地面影響較小，但埋置較淺時可能導(dǎo)致地面沉陷；有大M廢士、碎石須妥善處理。隧道及地下工程的施工方法最初是采用礦山開拓巷道的方法，故稱為礦山法，此法應(yīng)用范圍很廣。I 9世紀(jì)，為修筑水底隧道，創(chuàng)制了盾構(gòu)，經(jīng)】00多年的改進(jìn)，盾構(gòu)法成為在松軟地層中常用的方法之一。為避免在水下施工，19世紀(jì)末乂出現(xiàn)了沉管法，此法主要工序在地面上進(jìn)行，優(yōu)點顯著，應(yīng)用日益廣泛。在敷設(shè)管道或設(shè)置地道時，為了不影響地面房屋和其他工程設(shè)施，用千斤頂將預(yù)制的管段或箱涵配合挖士向前頂進(jìn)，這就是頂管法。用這種方法穿過街道、路堤等障礙物是很有效的.用沉井法（見

14、地下工程沉井法施工）修筑地下建筑，具有占地面積小、挖士M少、施工方 便、對 周圉設(shè)施影響較小等優(yōu)點。近年來，已發(fā)展成一種在軟士地層中修筑地下工業(yè)建筑物的方法.城市中用明挖法施工，打設(shè)板樁時會產(chǎn)生很大噪聲和振動，因此發(fā)明了減輕公害的地下連續(xù)墻法。它用專門機(jī)械開挖深槽，應(yīng)用觸變泥漿護(hù)壁，然后在槽中灌筑水下混凝士，以形成地下連續(xù)墻來擋士，或作為地下結(jié)構(gòu)的一部分.此法的優(yōu)點是產(chǎn)生的噪聲和振動都很小。地下工程的開挖工作很繁重，施工機(jī)械化要求特別迫切 .隨著機(jī)械制造及冶煉技術(shù)的進(jìn) 步，2 0 世紀(jì)50年代制造出用硬合金刀具宜接破巖的隧洞掘進(jìn)機(jī)，實現(xiàn)了開挖工作的綜合機(jī)械化，因此獲得一定程度的推廣。隨著巖體力

15、學(xué)的發(fā)展，在結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗的基礎(chǔ)上 ，20世紀(jì)中葉創(chuàng)造了新奧法。此法的 主旨是盡 M利用圍巖的自承能力，用噴錨支護(hù)控制圍巖的變形及應(yīng)力重分布，使達(dá)到新的平 衡。這樣就把支護(hù) 和圍巖組成一整體結(jié)構(gòu)，而其中的主要承載部分是圍巖。此法是在軟弱圍巖中施工的有效方法。蓋挖法當(dāng)?shù)叵鹿こ堂髯鰰r需要穿越公路、建筑等障礙物而采取的新型工程施工方法。蓋挖法是山地面向下開挖至一定深度后， 將頂部封閉，其余的下部工程在封閉的頂蓋下 進(jìn)行施工。 主體結(jié)構(gòu)可以順作，也可以逆作。在城市繁忙地帶修建地鐵車站時，往往占用道路，影響交通當(dāng)?shù)罔F車站設(shè)在主干道上，而交通不能中斷，且需要確保一定交通流M要求時，可選用蓋挖法。根據(jù)工程實際

16、惜況具體乂可分為以下兒種方法：1、蓋挖順作法蓋挖順作法是在地表作業(yè)完成擋士結(jié)構(gòu)后， 以定型的預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)覆蕭結(jié)構(gòu) （包括縱、橫梁 和路面板） 置于擋士結(jié)構(gòu)上維持交通，往下反復(fù)進(jìn)行開挖和加設(shè)橫撐，宜至設(shè)計標(biāo)高。依序山下而上，施工主體結(jié)構(gòu)和防水措施，回填士并恢復(fù)管線路或埋設(shè)新的管線路。最后，視需要拆除擋上結(jié)構(gòu)外露部分并恢復(fù)道路。在道路交通不能長期中斷的情況下修建車站主體時，可考慮采用蓋挖順作法。工程實例：深圳地鐵一期工程華強(qiáng)路站位于深圳市最繁華的深南中路與華強(qiáng)路交義口西側(cè)，深南中路行車道下.該地區(qū)市政道路密集，車流M大，最高車流M達(dá)3 8 65輛/h.車站 主體為單柱雙層雙跨結(jié)構(gòu)，車站全長224。3

17、m,標(biāo)準(zhǔn)斷面寬18。9 m,基坑深約1 8。9 m,西端盾構(gòu)并處寬22.5 m,基坑深約1 & 7 m。南側(cè)綠地內(nèi)東西端各布置一個風(fēng)道。主體結(jié)構(gòu)施工工期為2年，其中圍護(hù)結(jié)構(gòu)及臨時路面施工期為7個月。為保證深南中路在地鐵站施工期間的正常行車，該路段主體結(jié)構(gòu)施工采用蓋挖順作法施工方案。2、蓋挖逆作法蓋挖逆作法是先在地表面向下做基坑的維護(hù)結(jié)構(gòu)和中間樁柱，和蓋挖順作法一樣，基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)多采用地下連續(xù)墻或帷幕樁，中間支撐多利用主體結(jié)構(gòu)本身的中間立柱以降低工程造價。隨后即可開挖表層士體至主體結(jié)構(gòu)頂板地面標(biāo)高，利用未開挖的士體作為士模澆筑頂板。頂板可以作為一道強(qiáng)有力的橫撐，以防止維護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)變形，待回填

18、士后將道路復(fù)原，恢復(fù)交通.以后的工作都是在頂板覆蓋下進(jìn)行，即自上而下逐層開挖并建造主體結(jié)構(gòu)宜至底板。如果開挖面積較大、覆士較淺、周圉沿線建筑物過于靠近，為盡M防止因開挖基坑而引起臨近建筑物的沉陷，或需及早恢復(fù)路面交通，但乂缺乏定型覆蓋結(jié)構(gòu)，常采用蓋 挖逆作法施工。工程實例：南京地鐵南北線一期工程的區(qū)間隧道在地 質(zhì)條件和周圍環(huán)境允 許的情況下，以造價、工期、安全為目標(biāo)，經(jīng)過分析、比較，選擇了全線區(qū)間施 工方法。其 中，三山街站，位于秦淮河古河道部位，位于粉士、粉細(xì)砂、淤泥質(zhì)粘士士層中。因為是第1個車站，乂位于十字路口，因此采用地下連續(xù)墻作圍護(hù)結(jié)構(gòu).除人口結(jié)構(gòu)采用順作法外，其余均為蓋挖逆作法。3、蓋挖半逆作法蓋挖半逆作法與逆作法的區(qū)別僅在