土木工程概論7隧道工程及地下工程課件

土木工程概論-隧道工程及地下工程課件隧道工程概述隧道工程設(shè)計(jì)地下工程概述地下工程設(shè)計(jì)隧道及地下工程施工技術(shù)隧道及地下工程質(zhì)量檢測(cè)與維護(hù)隧道及地下工程實(shí)例分析contents目錄隧道工程概述01隧道工程的定義與特點(diǎn)隧道工程的特點(diǎn)隧道工程具有以下特點(diǎn)2.隱蔽性地下洞室通常被覆蓋在地下，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題難以發(fā)現(xiàn)，因此隧道工程的質(zhì)量控制十分重要。4.技術(shù)復(fù)雜性隧道工程涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，包括地質(zhì)勘察、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝等，技術(shù)要求較高。隧道工程的定義隧道工程是指在地層中修建地下洞室的工程，它涉及到地質(zhì)勘察、設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)。1.地下作業(yè)隧道工程是在地下進(jìn)行的，受地質(zhì)條件和環(huán)境影響較大，因此需要充分考慮地質(zhì)勘察和施工安全。3.高風(fēng)險(xiǎn)性隧道工程涉及到復(fù)雜的地質(zhì)條件和環(huán)境因素，存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn)。010203040506隧道工程起源于古代水利工程和礦業(yè)工程，最早的隧道可以追溯到公元前1000年左右的中國(guó)古代水利工程。隧道工程的歷史隨著工程技術(shù)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，隧道工程得到了越來越廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代隧道工程的特點(diǎn)是大型化、復(fù)雜化、綜合化和環(huán)保化。隧道工程的發(fā)展未來隧道工程將更加注重環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，采用新型材料和綠色技術(shù)，提高隧道的安全性和耐久性。隧道工程的未來趨勢(shì)隧道工程的歷史與發(fā)展根據(jù)用途、規(guī)模、地質(zhì)條件等因素，隧道工程可以分為以下幾類隧道工程的分類1.交通隧道2.給排水隧道包括公路、鐵路、水下等交通方式的隧道。用于城市供水、排水等給排水工程的隧道。03隧道工程的分類與結(jié)構(gòu)形式0201隧道工程的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)地質(zhì)條件和用途不同，隧道工程的結(jié)構(gòu)形式也不同。常見的結(jié)構(gòu)形式有圓形、馬蹄形、矩形等斷面形式，以及復(fù)合式等結(jié)構(gòu)形式。隧道工程的分類與結(jié)構(gòu)形式3.電力隧道用于電力線路鋪設(shè)的隧道。4.通信隧道用于通信線路鋪設(shè)的隧道。5.其他專用隧道如灌溉、排污、通風(fēng)等專用隧道。隧道工程設(shè)計(jì)02隧道工程設(shè)計(jì)應(yīng)首先考慮安全性，確保隧道在使用過程中能夠承受各種自然和人為因素的影響。安全性原則隧道工程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性，即在滿足安全性和功能性的前提下，盡量降低工程造價(jià)。經(jīng)濟(jì)性原則隧道工程設(shè)計(jì)應(yīng)注重環(huán)保性，減少對(duì)周圍環(huán)境和生態(tài)的破壞，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。環(huán)保性原則隧道工程設(shè)計(jì)的基本原則初期支護(hù)是隧道工程中重要的安全措施之一，其主要作用是加固和穩(wěn)定隧道圍巖，防止圍巖變形和破壞。隧道工程的支護(hù)設(shè)計(jì)初期支護(hù)二次支護(hù)是在初期支護(hù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的加強(qiáng)支護(hù)，其主要作用是提高隧道的整體穩(wěn)定性和承載能力。二次支護(hù)隧道工程的支護(hù)材料應(yīng)具備強(qiáng)度高、耐久性好、施工方便等特點(diǎn)，常用的支護(hù)材料包括鋼筋、混凝土、鋼拱架、噴射混凝土等。支護(hù)材料施工順序隧道工程的施工順序應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行安排，一般按照由近及遠(yuǎn)、由易到難的順序進(jìn)行施工。施工方法隧道工程的施工方法應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、圍巖類型、埋深等因素進(jìn)行選擇，常用的施工方法包括鉆爆法、盾構(gòu)法、沉管法等。施工機(jī)械隧道工程施工需要使用各種機(jī)械，包括鉆孔機(jī)械、爆破機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械等，施工機(jī)械的選擇應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)和實(shí)際情況進(jìn)行。隧道工程的施工方案設(shè)計(jì)地下工程概述03定義地下工程是指以巖石、土壤為介質(zhì)，通過勘察、設(shè)計(jì)、施工等過程，建造地下空間或地下通道的工程。特點(diǎn)地下工程具有隱蔽性、復(fù)雜性和不確定性，需要綜合考慮地質(zhì)、環(huán)境、結(jié)構(gòu)、材料等多方面因素。地下工程的定義與特點(diǎn)古代地下工程起源于人類對(duì)地下資源的利用，如礦井、地下倉庫等。古代地下工程近代地下工程發(fā)展于鐵路、公路等交通事業(yè)，如地鐵、地下隧道等。近代地下工程現(xiàn)代地下工程廣泛應(yīng)用于城市基礎(chǔ)設(shè)施、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域，如地下水庫、地下綜合管廊等。現(xiàn)代地下工程地下工程的歷史與發(fā)展地下工程可以分為交通隧道、水利隧道、市政隧道、礦山隧道等類型。分類地下工程的結(jié)構(gòu)形式包括圓形、矩形、拱形等斷面形式，以及明挖法、暗挖法等施工方法。結(jié)構(gòu)形式地下工程的分類與結(jié)構(gòu)形式地下工程設(shè)計(jì)04安全原則地下工程設(shè)計(jì)應(yīng)首先考慮安全，包括結(jié)構(gòu)安全、施工安全和使用安全。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)和隱患，采取相應(yīng)的防護(hù)措施。地下工程設(shè)計(jì)應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)效益，選擇合適的材料、設(shè)備和工藝，降低施工成本和運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用。同時(shí)，應(yīng)考慮工程的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。地下工程設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少對(duì)環(huán)境的影響，包括減少土地占用、降低環(huán)境污染和噪聲等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，保護(hù)生態(tài)平衡。地下工程設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)使用功能進(jìn)行規(guī)劃，滿足交通、水利、電力、通信等領(lǐng)域的需要。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的功能需求，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式和施工工藝。地下工程設(shè)計(jì)的基本原則經(jīng)濟(jì)性原則環(huán)境保護(hù)原則功能性原則支護(hù)類型01地下工程的支護(hù)類型包括錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)、鋼支撐支護(hù)等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、圍巖等級(jí)和結(jié)構(gòu)類型等因素選擇合適的支護(hù)類型。地下工程的支護(hù)設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)02支護(hù)參數(shù)包括錨桿長(zhǎng)度、直徑、間距，噴射混凝土的厚度、強(qiáng)度，鋼支撐的尺寸、間距等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)工程需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定合理的支護(hù)參數(shù)。支護(hù)施工03支護(hù)施工應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，確保施工質(zhì)量。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮施工的可操作性，提供詳細(xì)的施工圖紙和技術(shù)指導(dǎo)。施工方法地下工程的施工方法包括明挖法、暗挖法、盾構(gòu)法等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)工程條件、地質(zhì)勘察和環(huán)境因素等選擇合適的施工方法。地下工程的施工方案設(shè)計(jì)施工順序地下工程的施工順序?qū)こ痰倪M(jìn)度和質(zhì)量有很大的影響。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理安排施工順序，確保施工的安全和順利進(jìn)行。施工組織地下工程的施工組織包括人力、材料、設(shè)備等方面的安排。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)工程需要制定詳細(xì)的施工組織計(jì)劃，確保施工的協(xié)調(diào)和有序進(jìn)行。隧道及地下工程施工技術(shù)05隧道及地下工程施工的基本原則質(zhì)量為本施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制質(zhì)量，確保工程滿足設(shè)計(jì)要求和使用壽命。環(huán)境保護(hù)應(yīng)盡量減少施工對(duì)周邊環(huán)境的影響，包括噪音、揚(yáng)塵、水土流失等。安全第一在隧道及地下工程施工中，必須將安全放在首位，包括施工人員的安全和周邊環(huán)境的安全。03盾構(gòu)法使用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工，能夠快速、準(zhǔn)確地完成隧道及地下工程的施工。隧道及地下工程施工的常用方法01明挖法適用于淺埋和地表?xiàng)l件較好的情況，通過開挖暴露出地下空間，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工。02暗挖法適用于埋深較大或地表?xiàng)l件復(fù)雜的情況，通過非開挖方式施工，避免對(duì)地表造成破壞。隧道及地下工程施工中的關(guān)鍵技術(shù)問題在開挖過程中，必須對(duì)開挖面進(jìn)行支撐，防止土方坍塌，同時(shí)要確保支撐的穩(wěn)定性和可靠性。土方開挖與支撐地下水處理通風(fēng)與照明施工監(jiān)測(cè)與控制在地下工程施工中，地下水的存在會(huì)對(duì)施工產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此必須采取有效措施進(jìn)行處理。隧道及地下工程中，通風(fēng)和照明是保證施工安全和施工質(zhì)量的重要因素。對(duì)施工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決施工中出現(xiàn)的問題，確保施工質(zhì)量和安全。隧道及地下工程質(zhì)量檢測(cè)與維護(hù)06對(duì)隧道的外觀尺寸、形狀等進(jìn)行檢查，以確保符合設(shè)計(jì)要求。外觀檢測(cè)通過無損檢測(cè)方法，如超聲波檢測(cè)、射線檢測(cè)等，對(duì)隧道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。強(qiáng)度檢測(cè)通過現(xiàn)場(chǎng)加載試驗(yàn)，檢測(cè)隧道結(jié)構(gòu)的變形和位移，以評(píng)估其剛度。剛度檢測(cè)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行化學(xué)成分分析、腐蝕試驗(yàn)等，以評(píng)估其耐久性。耐久性檢測(cè)隧道及地下工程質(zhì)量檢測(cè)方法隧道及地下工程維護(hù)保養(yǎng)的重要性確保結(jié)構(gòu)安全定期維護(hù)保養(yǎng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理結(jié)構(gòu)缺陷和潛在的安全隱患，確保結(jié)構(gòu)安全。延長(zhǎng)工程壽命通過定期保養(yǎng)和修復(fù)，可以延長(zhǎng)隧道及地下工程的壽命，減少過早的損壞和維修成本。提高通行效率良好的維護(hù)保養(yǎng)可以提高隧道的通行效率，減少因擁堵和事故而造成的交通延誤。襯砌漏水襯砌漏水是隧道常見的病害之一。為了防治這種病害，應(yīng)選擇防水性能好的材料，如防水混凝土等，并加強(qiáng)施工質(zhì)量控制。襯砌開裂襯砌開裂可能是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、施工不當(dāng)或材料質(zhì)量問題引起的。為了防止這種病害，應(yīng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加強(qiáng)施工監(jiān)控和選用高質(zhì)量的材料。隧道及地下工程常見的病害及防治措施隧道及地下工程實(shí)例分析071某市地鐵一號(hào)線的建設(shè)概況23某市地鐵一號(hào)線的總長(zhǎng)度約為30公里，共設(shè)有24個(gè)地鐵站。工程規(guī)模為了緩解城市交通擁堵問題，提高市民出行效率，某市政府決定修建地鐵一號(hào)線。工程背景整個(gè)地鐵一號(hào)線的投資約為100億元。工程投資由于某市地處丘陵地帶，地質(zhì)條件復(fù)雜，給地鐵建設(shè)帶來了很大的挑戰(zhàn)。某市地鐵一號(hào)線的建設(shè)技術(shù)難點(diǎn)及解決方案在地鐵建設(shè)中，需要解決的技術(shù)難點(diǎn)包括地質(zhì)勘察、隧道挖掘、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地下水處理等方面。針對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜的問題，采用了先進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)設(shè)備進(jìn)行挖掘，同時(shí)加強(qiáng)地質(zhì)勘察工作，確保隧道施工的安全進(jìn)行；針對(duì)其他技術(shù)難點(diǎn)，采用了多種技術(shù)手段進(jìn)行解決，如支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用了新型的初支+二襯的結(jié)構(gòu)形式