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1 绪论1

1.1 隧道工程的基本概念2

1.2 隧道的种类与功能2

1.2.1 交通隧道2

1.2.2 水工隧道3

1.2.3 市政隧道3

1.2.4 矿山隧道4

1.3 隧道工程的发展概况4

1.3.1 世界隧道工程的发展概况4

1.3.2 我国隧道工程的发展概况6

1.3.3 隧道工程的未来发展趋势8

知识归纳9

独立思考9

参考文献9

2 隧道工程勘测设计11

2.1 隧道工程勘测12

2.1.1 自然地理概况调查12

2.1.2 地质调查13

2.1.3 环境调查14

2.1.4 气象调查14

2.2 隧道位置的选择15

2.2.1 隧道方案之间及其与其他方案的比较15

2.2.2 越岭线上隧道位置的选择16

2.2.3 河谷线隧道位置的选择18

2.2.4 按地质条件选择隧道位置20

2.3 隧道洞口位置的选定23

2.3.1 “早进晚出”的原则23

2.3.2 对地形和地质条件的考虑24

2.4 隧道线路设计24

2.4.1 隧道线路平面设计25

2.4.2 隧道线路纵断面设计25

知识归纳27

独立思考28

参考文献28

3 隧道主体建筑结构29

3.1 隧道建筑限界与净空30

3.1.1 概述30

3.1.2 曲线隧道的净空加宽31

3.2 隧道衬砌断面设计34

3.2.1 断面设计的基本内容和流程34

3.2.2 铁路隧道衬砌断面设计35

3.2.3 公路隧道衬砌断面设计35

3.2.4 衬砌截面厚度35

3.3 隧道洞身支护结构36

3.3.1 隧道断面形状36

3.3.2 洞身衬砌的结构类型36

3.3.3 衬砌材料40

3.4 隧道洞门结构41

3.4.1 洞门的作用41

3.4.2 洞门的形式41

3.5 明洞结构43

3.5.1 拱式明洞44

3.5.2 棚式明洞45

知识归纳47

独立思考47

参考文献47

4 隧道附属建筑48

4.1 铁路隧道附属建筑49

4.1.1 避车洞49

4.1.2 电力及通信设施51

4.1.3 运营通风设施51

4.2 公路隧道附属建筑53

4.2.1 安全管理设施53

4.2.2 紧急避难设施55

4.2.3 运营通风设施55

4.2.4 运营照明设施58

4.2.5 其他及救援设施60

4.3 隧道防排水设施61

4.3.1 治水原则与措施61

4.3.2 隧道内的排水建筑物62

4.3.3 电缆槽与其他设施预留槽63

知识归纳63

独立思考63

参考文献63

5 围岩分级及围岩压力65

5.1 隧道围岩的概念与工程性质66

5.1.1 隧道围岩的概念66

5.1.2 围岩的工程性质66

5.2 围岩的稳定性68

5.2.1 研究围岩稳定性的意义68

5.2.2 影响围岩稳定性的因素68

5.2.3 隧道围岩失稳破坏形式71

5.3 围岩分级72

5.3.1 围岩分级的意义72

5.3.2 围岩分级的方法72

5.3.3 我国隧道围岩分级的方法75

5.4 围岩压力81

5.4.1 围岩压力的概念与类型81

5.4.2 影响围岩压力的因素82

5.4.3 围岩松动压力的形成82

5.4.4 围岩松动压力的确定方法82

5.4.5 围岩压力的现场量测90

知识归纳92

独立思考92

参考文献92

6 隧道衬砌结构的计算93

6.1 隧道工程的受力特点及隧道结构体系的计算模型94

6.1.1 隧道工程的受力特点94

6.1.2 隧道结构体系的计算模型94

6.2 结构力学方法96

6.2.1 概述96

6.2.2 隧道衬砌结构计算的矩阵位移法98

6.2.3 衬砌截面强度检算105

6.3 岩体力学方法107

6.3.1 解析法107

6.3.2 数值分析方法112

6.3.3 特征曲线法115

6.3.4 剪切滑移破坏法115

6.4 隧道抗震计算117

6.4.1 隧道抗震计算方法发展概况117

6.4.2 隧道抗震设计的有关规定118

6.4.3 地震系数法119

知识归纳120

独立思考121

参考文献121

7 隧道施工方法122

7.1 概述123

7.1.1 隧道工程的特点123

7.1.2 隧道施工方法及其选择123

7.2 矿山法施工的基本方法124

7.2.1 全断面法125

7.2.2 台阶法126

7.2.3 分部开挖法130

7.2.4 矿山法施工中可能出现的问题及其对策133

7.3 洞口段与明洞施工134

7.3.1 洞口段的概念134

7.3.2 进洞施工方法135

7.3.3 明洞施工方法136

7.4 隧道辅助施工措施136

7.4.1 超前锚杆136

7.4.2 管棚137

7.4.3 超前小导管注浆138

7.4.4 钢背板插板法与预衬砌法139

7.4.5 预注浆加固地层140

7.4.6 地表锚喷预加固142

7.5 特殊地质地段的隧道施工142

7.5.1 膨胀土围岩143

7.5.2 黄土144

7.5.3 溶洞145

7.5.4 岩爆147

7.5.5 高地温148

7.5.6 瓦斯地层149

7.6 隧道施工过程发生坍方的处理152

7.6.1 发生坍方的原因152

7.6.2 预防坍方的施工措施153

7.6.3 隧道坍方的处理措施153

知识归纳154

独立思考154

参考文献154

8 隧道矿山法施工基本作业156

8.1 钻爆开挖157

8.1.1 爆破破岩作用机理及有关概念157

8.1.2 钻孔机具158

8.1.3 爆破材料159

8.1.4 隧道内常用的爆破方法162

8.1.5 隧道爆破开挖中的超挖与欠挖问题169

8.2 出碴与运输172

8.2.1 装碴173

8.2.2 运输174

8.2.3 卸碴175

8.3 隧道支护技术176

8.3.1 概述176

8.3.2 临时支护176

8.3.3 初期支护177

8.3.4 二次衬砌187

8.4 衬砌结构的防排水技术190

8.4.1 防水技术190

8.4.2 排水技术195

知识归纳196

独立思考197

参考文献197

9 隧道施工辅助作业198

9.1 隧道施工的辅助坑道199

9.1.1 横洞199

9.1.2 平行导坑200

9.1.3 斜井201

9.1.4 竖井202

9.2 施工通风与防尘203

9.2.1 施工通风的目的及有关规定203

9.2.2 通风方式204

9.2.3 通风设计205

9.2.4 防尘208

9.3 压缩空气的供应210

9.3.1 供风量的计算210

9.3.2 空压机站211

9.3.3 高压风管管径的选择211

9.3.4 高压风管管路铺设要求212

9.4 施工供水与防排水212

9.4.1 施工供水212

9.4.2 施工防排水213

9.5 供电与照明215

9.5.1 隧道施工供电215

9.5.2 隧道施工照明216

知识归纳217

独立思考218

参考文献218

10 新奥法与新意法219

10.1 新奥法概述220

10.1.1 名称由来与产生的历史背景220

10.1.2 新奥法的基本概念220

10.1.3 新奥法原理的要点220

10.1.4 新奥法的施工程序与基本原则221

10.2 隧道施工过程中围岩与支护结构的相互作用221

10.2.1 围岩特性曲线的建立221

10.2.2 支护结构的补给曲线——支护特性曲线224

10.2.3 围岩与支护结构平衡状态的建立225

10.3 新奥法的监控量测226

10.3.1 监控量测的目的226

10.3.2 监控量测的基本要求、内容和方法227

10.3.3 监控量测数据的处理、分析与应用231

10.4 新意法简介234

10.4.1 新意法的基本理论234

10.4.2 新意法隧道设计施工的主要程序235

10.4.3 新意法与新奥法的比较236

知识归纳239

独立思考239

参考文献239

11 隧道掘进机施工240

11.1 概述241

11.1.1 掘进机的施工特点241

11.1.2 国内外应用概况242

11.2 全断面掘进机的类型与构造242

11.2.1 全断面掘进机的类型与主体结构242

11.2.2 全断面掘进机的掘进系统246

11.2.3 全断面掘进机的后部配套设备247

11.3 掘进机施工248

11.3.1 掘进机破岩机理248

11.3.2 掘进作业249

11.3.3 掘进机的操作控制与管理250

11.4 与掘进机施工配套的支护形式252

11.4.1 管片式衬砌252

11.4.2 复合式衬砌252

知识归纳254

独立思考255

参考文献255

12 高速铁路隧道工程256

12.1 国内外高速铁路隧道发展概况257

12.2 高速铁路隧道中的空气动力学问题259

12.2.1 主要空气动力学效应259

12.2.2 瞬变压力259

12.2.3 微气压波260

12.2.4 高速列车在隧道内的运行阻力261

12.3 高速铁路隧道的横断面261

12.3.1 堵塞比的概念261

12.3.2 隧道横断面262

12.3.3 隧道衬砌263

12.3.4 国外高速铁路隧道横断面实例263

12.4 减小隧道空气动力学效应的工程对策265

12.4.1 扩大隧道横断面和减小堵塞比265

12.4.2 设置洞口缓冲结构265

12.4.3 设置通风竖井268

12.4.4 修建平行辅助隧道268

12.4.5 其他措施269

12.5 高速铁路隧道的防灾救援269

12.5.1 隧道防灾救援设计的基本原则269

12.5.2 隧道防火救灾的系统设计269

知识归纳271

独立思考272

参考文献272

13 隧道施工组织与管理273

13.1 施工准备274

13.1.1 技术准备工作的内容274

13.1.2 现场基本条件及物资准备274

13.2 施工组织设计275

13.2.1 施工组织设计的内容275

13.2.2 编制施工组织设计的依据与程序276

13.3 施工场地布置276

13.3.1 弃碴场地及卸碴道路的布置277

13.3.2 大宗材料的堆放场地和料库的布置277

13.3.3 生产房屋和生产设施的布置277

13.3.4 生活房屋的布置277

13.4 施工进度计划278

13.4.1 流水作业原理278

13.4.2 施工进度计划的表现形式279

13.4.3 施工进度计划的编制282

13.5 隧道施工风险管理简介285

13.5.1 基本概念285

13.5.2 风险管理的基本原则与准则286

13.5.3 隧道施工阶段的风险管理287

知识归纳290

独立思考290

参考文献291

14 隧道运营管理与养护维修292

14.1 隧道运营管理与养护维修的意义293

14.2 运营隧道检测技术与评估294

14.2.1 运营隧道的常见病害294

14.2.2 运营隧道检测的内容294

14.2.3 运营隧道检测技术295

14.2.4 运营隧道评估298

14.3 隧道的养护与维修300

14.3.1 隧道的检查300

14.3.2 裂损衬砌结构的稳定性分析301

14.3.3 衬砌裂损原因分析303

14.3.4 隧道的养护与维修304

知识归纳309

独立思考310

参考文献310