长沙理工大学隧道工程讲义

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1、隧道工程讲义第一讲绪论一、隧道的基本概念及工程概述隧道的施工方法，隧道的支护结构，隧道的防排水系统，隧道的附属结构，隧道的路基。二、隧道的种类及其作用1.隧道的定义：1970年OECD（世界经济合作与发展组织）隧道会议从技术方面将隧道定义为：以任何方式修建，最终使用于地表面以下的条形建筑物，其空间内部净空断面在2m2以上者均为隧道。2.隧道的种类：1）地质条件：土质隧道和石质隧道2）埋置深度：浅埋隧道和深埋隧道3）横断面积大小：极小断面隧道（2~3m2）；小断面隧道（3~10m2）；中等断面隧道（10~50m2）；大断面隧道（50~100m2）；

2、特大断面隧道（>100m2）4）隧道长度：短隧道（铁路隧道规定：L≤500m；公路隧道规定：L≤250m）；中长隧道（铁路隧道规定：500m10000m；公路隧道规定：L>3000m）5）隧道所在的位置：山岭隧道；水底隧道和城市隧道6）用途：交通隧道；水工隧道；市政隧道；矿山隧道3.隧道的作用1）交通隧道：铁路隧道；公路隧道；水底隧道；地下铁道；航运隧道；人行地道。2）

3、水工隧道：引水隧道；排水隧道；导流隧道或泄洪隧道；排砂隧道。3）市政隧道：给水隧道；污水隧道；管路隧道；线路隧道；人防隧道。4）矿山隧道：运输巷道；给水隧道；通风隧道。三、隧道的发展历程1.隧道工程的历史隧道的生产和发展过程与人类的文明历史相呼应的，大致可以分为四个时代：第一个时代：原始时代，公元前3000年前的新石器时代，主要用兽骨等工具开挖出洞穴而加以利用。第二个时代：古代时期，公元前3000年到5世纪止，文明黎明时代，这是一个为生活和军事防御目的而利用隧道的时代。例如：我国长沙的楚墓，洛阳的汉墓等，埃及金字塔的地下工程建设，古代巴比伦王朝修

4、建的一条1km长的横断幼发拉底河连接宫殿和寺院的水底隧道。罗马时代也修建了很多隧道，有的至今还在使用。第三个时代：中世纪时代。约从5世纪到14世纪的1000年左右。这个时期为欧洲文明的低潮时期，但是由于对金属的需求，进行了矿石开采。第四个时代：近代和现代。从16世纪以后的产业革命开始的时代。由于炸药的发明和应用，加速了地下工程的发展。如：矿物开采、运河隧道、地下铁道、上下水道等，使地下空间利用的范围迅速扩大。1.我国隧道工程的发展和成就A.长隧道B.不良地质条件下修建的隧道2.国外隧道的发展情况地铁，轻轨，联合掘进机，欧洲预切施工法，冻结法，日本

5、静态破碎剂进行安全无公害爆破，地下工程沉陷问题已经取得了可喜的成绩。总体来看，隧道结构还比较粗大厚实，施工环境恶劣，工人劳动强度大，工程进度较和工程造价较高。围岩性质还没有摸透，施工技术水平和管理方法还比较落后，人力和物力的消耗和浪费都较大。第二讲隧道勘测隧道勘测1.隧道勘测的一般规定1）制定勘测计划2）勘测资料应完备3）勘测的两个阶段（设计阶段的勘测和施工阶段的勘测）4）评价隧道工程对环境可能造成的影响。2.调查测绘1）隧道工程调查的内容（1）自然概况（2）工程地质特征（3）水文地质特征（4）不良地质地段（5）地震基本烈度等级（6）气象资料（7

6、）施工条件（8）工程环境评价报告2）地形、地质调查（1）施工前各阶段的地形与地质调查内容（2）施工中地质调查应完成的任务（3）施工前三阶段勘察的目标内容a.可行性研究勘察（包括预可行性研究和工程可行性研究）b.初步勘察（选择隧道位置和初步确定围岩类别）c.详细勘察d.水文勘察3）详勘应提供的资料，即隧道工程测绘遵守的规定（1）按设计阶段要求搜集或测绘地形图、纵断面图、横断面图；（2）测绘资料的图纸内容需反映隧道所在地的工程地质和水文地质情况；（3）在隧道洞口和辅助坑道口的附近，按规定设置必要的平面控制点和水准点；（4）测绘资料符合规定的精度要求。

7、4）长隧道、特长隧道和地质条件复杂的隧道调查工作查明区域地质构造及工程地质、水文地质条件。5）设计阶段地质调查6）施工阶段地质调查A．核定地质构造、岩性等，判断有无地下水；、B．及时预测和解决施工中遇到的工程地质及水文地质问题；C．为验证修改设计提供依据。每次爆破以后开挖工作面观察并素描的主要内容有：a.地层、岩石分布、岩层走向、倾角；b.固结程度、风化及变质程度、软硬程度；c.裂隙方向及频率、充填物及性质；d.断层位置及走向、倾角、破碎程度；e.涌水位置及涌水量；f.坍塌位置及形态。7）工程评价及处理措施A．围岩自稳性；B．隧道涌水量、涌水压力

8、、突然涌水等；C．岩土膨胀压力；D．滑坡、偏压；E．围岩状态和土压特性；F．高地应力区应力场；G．瓦斯、岩溶、人为坑洞等。第三讲隧道位置