隧道工程及地下工程
地下与隧道工程技术
地下与隧道工程技术地下与隧道工程技术随着城市化的加快和现代化的发展，地下工程和隧道工程扮演着越来越重要的角色。
地下与隧道工程技术作为现代工程领域的重要组成部分，对城市发展和交通运输起到了至关重要的作用。
本文将从地下与隧道工程技术的定义、应用、优势和挑战等方面进行讨论。
地下与隧道工程技术指的是利用钻探、爆破、土木工程、地质工程等技术手段，在地下或山体内开展工程建设的一种技术。
它主要包括地铁隧道、矿井工程、地下储存工程等。
地下与隧道工程技术具有很高的技术含量和风险性，需要充分考虑地质构造、地下水、开挖方法等因素，确保施工安全与施工效率。
首先，地下与隧道工程技术在城市发展中起到了重要推动作用。
随着城市化进程的加快，地上的空间变得越来越紧张，因此地下空间的利用成为一种重要的发展方向。
地下与隧道工程技术可以开发地下商业中心、地下停车场、地下供热和供水系统等，使城市空间得到最大化利用，并且可以缓解地上交通拥堵问题。
其次，地下与隧道工程技术在交通运输领域有着广泛的应用。
地铁隧道的建设成为现代城市化的标志之一，它能够为城市居民提供快速、便捷、环保的交通方式。
此外，地下隧道还能用于高速铁路、生态隧道、河道穿堤等工程建设，有效缩短交通距离和提高交通效率，减少对地表环境的干扰。
地下与隧道工程技术的应用之所以能够取得成功，一方面是因为它具有一些独特的优势。
首先，地下与隧道工程在地下开展施工，不会对地表环境产生明显的影响，能够最大程度地减少对市民生活的干扰。
其次，地下与隧道工程能够有效利用地下空间，提高城市土地利用率，增加城市绿地和公共空间。
再次，地下与隧道工程具有较高的安全性，可以避免地震、暴雨等自然灾害对建筑物的影响。
然而，地下与隧道工程技术也面临一些挑战。
首先，地下与隧道工程的施工周期长，工程规模大，需要大量资金投入，对施工方和管理方的能力有较高要求。
其次，地下与隧道工程需要充分考虑地质条件、地下水情况、施工材料等因素，施工风险较高。
中国隧道及地下工程修建技术
一、 ห้องสมุดไป่ตู้计理论
目前，地下工程结构设计及计算方法中主要有两种理论体系：一是传统的结构荷载理论，它是延用地表工程建筑的成熟理论，主要观点是将围岩视为荷载，人工的 建筑结构作为支撑体，用以承受围岩荷载。这种观点的典型代表有：土压力理论、承 载拱理论；二是围岩-结构理论，主要观点是视围岩为工程结构的一部分，具有承担 部分荷载的能力。两种理论体系由于其产生的社会基础不同，各自在特定的历史时期 为我国的经济建设发挥了应有的作用，直到目前，工程界尚未对地下工程的设计理论 有如地面建筑工程设计理论那样高的认同度，呈现出多种设计理论并存的地下工程结 构设计格局，这一事实也从另一个角度说明了地下工程所处的复杂环境，促使设计理 论仍处于培育与生长阶段，远未达到成熟的程度，处于多种理论和方法共存的局面。 随着大量地下工程的兴建，人们对地下工程的认识也在不断深化。涌现出以岩体 力学、工程地质力学、弹性力学等为基础的综合性的现代工程力学的重要分支，具代 表性的有地下结构力学、隧道围岩稳定分析理论、开挖系统控制论等各个方面。
中国隧道及地下工程修建技术
王梦恕 二○一○年七月
目
第一章 总论 开创性地提出中国隧道及地下工程设计施工的 基本原则，形成较完整的中国隧道修建法。 第二章 钻爆法隧道施工技术 系统论述了钻爆法隧道施工的新理念及四条主 要作业线（钻爆开挖、运输、初期支护、二次衬砌 作业线）和三条辅助作业线（施工通风、防水、测 量量测作业线）。 第三章 特殊围岩隧道施工与地质灾害防治要 点 针对各种不良地质条件，提出针对性的施工措 施，同时强调应开展综合超前地质预报。 第四章 浅埋暗挖施工技术 进一步完善拓展了其应用范围，尤其是特殊条 件下的浅埋暗挖隧道施工，包括邻近既有线、桩基 托换、有水条件下等复杂条件。 第五章 明挖法设计与施工 针对近年施工中出现的安全风险，优化了围护 结构、支撑体系设计参数，提出了开挖支护、主体 结构施工的关键控制技术。 第六章 开敞式岩石掘进机与复合衬砌施工 明确了山岭隧道施工应优先采用开敞式掘进机， 不宜采用双护盾掘进机。
隧道与地下工程 第9章 隧道工程计算实例
9.1.2 计算衬砌几何尺寸
当l0=11.00m时，初拟矢高 f0=2.75m，拱顶厚度d0=0.50m， 拱脚局部加大的厚度dn=0.80m。 拱圈内缘半径为
R0
l02 8 f0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
f0 2
11.002
8 2.75
2.75 2
6.875m
拱轴半径为
R
R0
d0 2
6.8750
0.50 2
7.125m
心点的坐标xi、值yi 以及该截面与竖直线间的夹i 角 ，量出或
算出各截面厚度di 。
。
b
图9-2 辛普生法求积分 f (x)dx 图示
a
辛普生法是用一系列抛物线来逼近如上图所示的曲线
y=f(x)而求得的定积分数值。若令y=f(x)为任意自变量x的函数，
令y0、y1 yn各为 x a、a Sa nS时函数y=f(x)
抗力系数 K 1.25106 kN / m3 ，围岩重度 26kN / m3。 拱圈用C20混凝土，弹性模量E 2.6107 kPa，计算
强度 R a 1.1104 kPa 、Ri 1.3103 kPa 、混凝土重 度 h 24kN / m3 。
图9-1 衬砌结构断面及拱圈几何尺寸（尺寸单位：m）
cosn
2.750 0.250 0.250 0.600 2.850m
此处拱脚截面厚度，应为未加大时的厚度，即
dn d0 0.50m
9.1.3 荷载计算
围岩垂直均布压力 q1 0.45 2s1
式中：s——围岩级别，此处s=2；
——围岩重度， 26kN / m；3
——跨度影响系数， 1 i(lm 5)，毛洞跨度
4 y1
《隧道与地下工程》课件
03
暗挖法
暗挖法是指在地下进行开挖的施工方法，适用于城市地区和地质条件复
杂的情况。该方法对周围环境影响较小，但施工难度较大，需要采取相
应的安全措施。
地下工程施工方法
地下工程施工方法
地下工程施工方法包括矿山法、新奥法等，需要根据工程的具体情况和要求进行选择。
矿山法
矿山法是一种传统的地下工程施工方法，适用于地质条件复杂、围岩稳定性差的情况。该 方法采用爆破方式开挖，施工速度快，但会对围岩造成较大扰动，需要进行支护和加固。
合理利用施工材料和资源，推行循环利用，降低能耗和资源消耗 。
隧道与地下工程安全事故预防措施
1 2 3
安全风险评估
对隧道与地下工程施工过程中可能存在的安全风 险进行评估，制定相应的预防措施。
应急预案制定
制定科学合理的应急预案，配备必要的应急救援 设备和人员，确保在发生事故时能够迅速响应和 处置。
安全监管与事故处理
隧道与地下工程分类
交通隧道
等交 通方式的隧道。
用于输送水资源的隧道 。
用于输送气体、液体等 物质的管道。
包括地下商场、地下车 库等。
隧道与地下工程发展历程
古代
主要依靠人力挖掘，主要用于军事和 水利工程。
近代
现代
随着科技的发展，隧道与地下工程建 设技术不断提高，应用范围不断扩大 。
照明设备布置
根据照明需求和作业环境 合理布置照明设备，如灯 具的悬挂高度、角度等。
04
隧道与地下工程安全与环保
隧道与地下工程施工安全
施工安全制度
建立完善的施工安全制度，确保施工过程中的安全操作规程得到 有效执行。
安全培训与教育
定期对施工人员进行安全培训和教育，提高员工的安全意识和操作 技能。
隧道与地下工程施工课件(一)
隧道与地下工程施工课件(一)隧道与地下工程施工教学内容1.隧道与地下工程的定义与分类2.隧道与地下工程施工的基本过程3.隧道与地下工程施工中的常见问题及解决方法4.隧道与地下工程施工的安全注意事项教学准备•课件制作完成•相关教材或资料•黑板、白板及相应的书写工具•示例图片或视频教学目标•了解隧道与地下工程的定义与分类•掌握隧道与地下工程施工的基本过程•认识和解决隧道与地下工程施工中的常见问题•熟悉隧道与地下工程施工的安全注意事项设计说明本课程主要通过理论讲解与实例演示相结合的方式进行教学，以确保学生对隧道与地下工程施工的理解和实际操作能力的提升。
教学过程1.导入与引入–引入隧道与地下工程施工的重要性及应用领域–提出学习隧道与地下工程施工的意义和目标2.隧道与地下工程的定义与分类–介绍隧道与地下工程的概念与定义–分类：按用途、按形式、按地质结构等分类方式3.隧道与地下工程施工的基本过程–探测与勘察：地质探测、现场勘测及资料收集–设计与规划：结构设计、施工工艺等方面的考虑–施工准备：材料采购、机械设备准备、施工队伍组建等–施工实施：地下开挖、支护、地质处理等工程施工阶段–完工验收：质量检测、安全评估及相关手续办理4.隧道与地下工程施工中的常见问题及解决方法–地质问题：地层塌陷、地下水涌入等–施工问题：机械故障、物资短缺等–相关解决方法与经验分享5.隧道与地下工程施工的安全注意事项–安全生产的重要性与要求–常见的施工安全事故及预防措施课后反思本节课通过理论讲解与实例演示的方式，将隧道与地下工程施工的相关知识传达给学生，使学生对该领域有了更深入的了解。
在教学过程中，学生的参与度较高，能够积极思考和提问。
课件的内容编排紧凑合理，配合示例图片和视频，提升了教学效果。
但在今后的教学中，可以进一步增加案例分析和互动环节，以提升学生的实际操作能力和问题解决能力。
教学内容1.隧道与地下工程的定义与分类2.隧道与地下工程施工的基本过程3.隧道与地下工程施工中的常见问题及解决方法4.隧道与地下工程施工的安全注意事项教学准备•课件制作完成•相关教材或资料•黑板、白板及相应的书写工具•示例图片或视频教学目标•了解隧道与地下工程的定义与分类•掌握隧道与地下工程施工的基本过程•认识和解决隧道与地下工程施工中的常见问题•熟悉隧道与地下工程施工的安全注意事项设计说明本课程主要通过理论讲解与实例演示相结合的方式进行教学，以确保学生对隧道与地下工程施工的理解和实际操作能力的提升。
隧道及地下工程的事故案例
直接原因 地表下30m位置的第九道钢 支撑的围囹破坏引起支撑失效， 进而导致地下墙围护结构倒坍
广州地铁 (2004年4月)
支撑结构的布设方法与施工质量对基坑安全的影响
广州 三号线工程曾出现设置斜撑的地段围囹不封闭、或围囹未设置抗 剪键，支撑轴力无法平衡而引起支护结构失稳跨塌的事故。
广州沥窖站围护结构倒塌的主要原因： 1、由于围护结构设计变更后围檩处于开放状态，使斜撑受力时围檩处于 滑动状态、支撑失效。 2、斜撑的安装支座不规范。
斜撑的支座只有几条钢筋焊接
围檩在此处处于开放状态、斜 撑的水平分力使围檩滑动；从 而使斜撑失效
广州沥窖站在两个基坑相接部位、未充分考虑接口部位支撑架设的稳定 条件，造成了斜撑失稳、围护结构坍塌、各邻近民房倒塌的严重事故。
隧道及地下工程的事故 案例
目前我国地铁与地下工程涉及的项目之多、 投资量之大，在世界工程建设史上是从来没
有的。பைடு நூலகம்于受地铁与地下工程建设特点和水
文地质等多方面的不确定性因素的影响，使 得地铁与地下工程的建设不可避免的存在许 多工程建设风险。以下是一些工程事故的实 例。
新加坡地铁Nicholl Highway站(2004年4月)
基坑边的房屋
地面
钢支撑
基坑围 护结构
土方开挖已到第二道支 撑的标高仍未加设支撑
广州琶琶区间事故现场的照片
钻孔桩
搅拌桩
钢筋混凝土支撑
长40米, 宽18米 , 坑深6~10米,
台 湾 高 雄 地 铁 盾 构 施 工 地 表 沉 陷
某地下通道施工挖断消防栓水柱喷出
深圳地铁施工地表沉降过大造成的破坏现象
采用土钉墙支护的某基坑、深 8m，西侧紧邻电缆沟，暴雨后 大量雨水顺电缆沟渗入，使土 钉墙突然垮塌近40m。
我国隧道及地下工程技术的研究和发展(讲稿)
我国隧道及地下工程技术的研究和发展郭陕云（中国土木工程学会隧道及地下工程分会）１、前言隧道及地下工程以开辟利用地下通道和地下空间为目的，因其具有安全可靠、经济便利、环保节土的优势，所以引得人们高度关注并越来越多地被采用。
由此可以说，加强隧道及地下工程技术研究，使之更好地为国家基本建设服务是具有战略性的措施。
２、隧道及地下工程技术的主要运用方面２－１交通工程国家公路网、铁路网的建设任重道远，尤其广大的西部地区地理形势以山岭、丘壑为主，，交通困难是制约经济发展的主要障碍之一。
在解决我国西部交通的各个主要环节中，长大隧道工程的位置十分突出，提高隧道修建能力甚为关键。
近些年来，以隧道方式穿越江河湖海的实例明显增多，其安全可靠，能够实现全天候运输且易于维修养护的优势已为世人所共识。
在解决人口密集的大中城市公共交通方案中，地铁有着极大的、甚至是无可替代的优势。
我国较大城市交通堵塞的困扰最为突出。
目前仅有少数大城市总计约500㎞的地铁线路在运营，另有十数城市在规划、修建或试验地铁项目（1）。
我国城市地铁建设高潮方兴未艾，隧道及地下工程技术是其重要的支持力量。
２－２市政工程如今的市政工程建设转入地下的成分越来越多，除原来常规的地下给、排水项目外，电力、通讯、供热、仓储、停车、商铺等充分利用地下空间是发展的必然趋势。
因此，隧道及地下工程技术会给人们带来更加广阔和便利的生活空间，会给现代化大都市的靓丽图景增光添彩。
２－３引水、排水工程我国水电资源开发集中在西部山区，预期装机容量可达３．7８亿千瓦（2）。
积极开发这种无污染、低成本、可持续的能源意义重大。
输水隧道和地下发电、变电厂是此类水利枢纽工程的重要组成部分，隧道及地下工程所占比重相当突出。
国家已规划和正在实施的南水北调工程是改善我国水资源分布状况，进而对国土大面积生态环境有着重大影响的项目。
中线工程穿越黄河的盾构隧道正在修建，尚在酝酿过程中的西线工程，将会有单座上百公里长的隧道，无论是规模、或是技术难度都会是世界之最。
隧道和地下工程超前地质预报技术介绍
超前地质预报技术简介
汇报提纲
1 国内外历史及现状 2 超前地质预报旳目旳、任务及工作内容 3 超前地质预报旳主要手段 4 工艺流程及操作要点 5 材料 6 机具设备 7 劳动组织 8 安全措施 9 预报实例 10 存在问题
1 国内外历史及现状
►1.1 超前地质预报旳主要性 ► 突泥、突水是隧道建设中旳主要工程地质
3 超前地质预报旳主要手段
3.2 多种主要预报手段 3.2.4 物探措施 3.2.4.1 TSP隧道地震波反射法 1、预报原理(能够放一录像) TSP202（TSP203）超前地质预报 系统是利用地震波在不均匀地质体中产生 旳反射波特征来预报隧道掘进面前方及周 围临近区域地质情况旳。它是在掌子面后 方边墙上一定范围内布置一排爆破点，依 此进行薄弱爆破，产生旳地震波信号在隧 道周围岩体内传播，当岩石强度发生变化 时，例如有断层或岩层变化，信号旳一部 分被返回。界面两侧岩石旳强度差别越 大，反射回来旳信号也就越强。返回旳信 号被经过特殊设计旳接受器接受转化成电 信号并进行放大。根据信号返回旳时间和 方向，经过专用数据处理软件处理就能够 得到岩体强度变化界面旳位置及方位。
Ⅱ
施工围岩分级
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ
地层 岩性特征
该段为下古生界寒武系上统地层，岩性为灰岩、白云质灰岩，岩体呈灰色，中厚层，围岩较坚硬，完整程度为较完整。
构造特征
该段位于桐麻岭背斜东翼及其伴生和次生的构造影响带，节理裂隙发育，多为构造节理与风化节理，节理面平直光滑，沿节理裂隙常有地下水渗出。段内普 遍发育二组节理，其产状分别为 N35°W/47°SW、N78°W/79°SW,节理间距3～20cm。XK3+210~XK3+226发育一层间错动，内夹10～20cm厚的断层泥，影响宽度 为1.5m。