隧道工程教案课程

隧道工程教案课程 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】第1章绪论隧道在交通事业中的地位及发展概况1 什么是隧道？隧道是指一种修建在地层中的地下工程建筑物公路隧道是指专供公路运输使用的地下工程结构物2 隧道在交通事业中的地位（1）重要性：交通是国家基础建设重要的设施，在国民经济发展中占有十分重要的地位。

（2）必要性：世界各国的经济发展经验表明，快速畅通交通网是经济发展的必不可少的条件。

（3）紧迫性：目前我国高速公路总里程还很少（2001年底近2万公里），满足不了发展的需要，造成各种交通设施超负荷运转，交通事故、交通阻塞和交通公害等成为一大社会问题，阻碍了国家和地区经济的发展。

3 隧道工程的发展概况（1）隧道的发生和发展历史（2）隧道技术的发展与成就3 隧道工程的发展前景及需要解决的难题（1）隧道工程发展前景：随着我国市场经济的发展，高速公路已从沿海地区向西部山区延伸，公路隧道的数量和建筑规模越来越大。

城市化交通尚处于起步阶段，大规模交通事业方兴未艾，隧道事业发展前景十分广阔。

（2）隧道工程发展方向：合理规划与环境保护、非爆破的机械化施工、设计可靠合理、使用安全等方面。

（3）隧道工程需要解决的难题：隧道的分类及其作用隧道分类方法很多，这里介绍按照用途、长度、断面分类1 按照用途分类：交通隧道、水工隧道、城市隧道和矿山隧道（1）交通隧道公路隧道—专供汽车运输行驶的通道。

铁路隧道—-专供火车运输行驶的通道。

水底隧道—-修建于江、河、湖、海、洋下的隧道，供汽车和火车运输行驶的通道。

地下铁道—-修建于城市地层中，为解决城市交通问题的火车运输的通道。

航运隧道－-专供轮船运输行驶而修建的通道。

人行隧道－专供行人通过的通道。

（2）水工隧道引水隧道－是将水引入水电站的发电机组或水资源的调动而修建的孔道。

尾水隧道—用将水电站发电机组排出的废水送出去而修建的隧道。

导流隧道或泄洪隧道—水利工程中疏导水流并补充溢洪道流量超限后的泄洪而修建的隧道。

排沙隧道——它是用来冲刷水库中淤积的泥沙而修建的隧道。

（3）市政隧道给水隧道一为城市自来水管网铺设系统修建的隧道。

污水隧道—为城市污水排送系统修建的隧道。

管路隧道一为城市能源供给（煤气、暖气、热水等）系统修建的隧道。

线路隧道—为系统修建的隧道。

人防隧道一是为战时的防空目的而修建的防空避难隧道。

（4）矿山隧道2 公路隧道按照长度的分类（1）特长隧道：m L 3000> （2）长 隧 道：m L m 10003000>≥ （3）中 隧 道：m L 5001000>≥ （4）短 隧 道：m L 500≤ 3 按照隧道断面积（1）特大断面隧道（100m 2以上） （2）大断面隧道 （50～100m 2） （3）中等断面隧道（10～50 m 2） （4）小断面隧道 （3～10 m 2） （5）极小断面隧道（3 m 2 以下） 思考题1. 什么叫隧道？试从隧道的广泛用途论述学习、研究与发展隧道技术的重要意义。

2. 在交通线路上修建隧道的意义？第2章隧道的勘察隧道勘察的目的，是在于查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件以及隧道施工和运营对环境保护的影响。

隧道勘察的几个阶段隧道勘察阶段的划分应与公路设计阶段相适应，一般分为（1）可行性研究勘察，（2）初步勘察，（3）详细勘察。

1 可行性研究勘察2 初步勘察初勘是在批准的工程可行性研究报告推荐建设方案的基础上，在初步选定的路线内进行勘察，其任务是满足初步设计对资料要求。

重点勘察不良地质地段，以明确隧道能否通过或如何通过。

提供编制初步设计所需全部工程地质资料。

3 详细勘察（1）详勘的目的：是根据已批准的初步设计文件中所确定的修建原则、设计方案、技术指标等设计资料，通过详细工程地质勘察，为线位布设和编制施工图设计提供完整的工程地质资料。

（2）详勘的任务：是在初勘的基础上，进行补充校对，进一步查明沿线的工程地质条件，以及重点工程与不良地质区段的工程地质特征，并取得必需的工程地质的数据，为确定隧道位置的施工图设计提供详细的工程地质资料。

（3）详勘工作步骤：可按准备工作、沿线工程地质调绘勘探、试验、资料整理等顺序进行。

隧道勘察的主要方法1 收集研究即有资料收集的资料一般应包括以下几个方面的内容：（1）地域地质资料，如地层、地质构造、岩性、土质等；（2）地形、地貌资料，如区域地貌类型及主要特征，不同地貌单元与不同地貌部位的工程地质评价等；（3）区域水文地质资料，如地下水的类型、分带及分布情况，埋藏深度、变化规律等；（4）各种特殊地质地段及不良地质现象的分布情况，发育程度与活动特点等；（5）地震资料，如沿线及其附近地区的历史地质情况，地震烈度、地震破坏情况及其与地貌、岩性、地质构造的关系等；（6）气象资料：如气温、降水、蒸发、温度、积雪、冻积深度及风速、风向等；（7）其它有关资料，如气候、水文、植被、土壤等；（8）工程经验、区内已有公路、铁路等其它土建工程的工程地质问题及其防治措施等。

2 调查与测绘调查与测绘是工程地质勘察的主要方法。

通过观察和访问，对隧道通过地区的工程地质条件进行综合性的全面研究，将查明的地质现象和获得的资料，填绘于有关的图表与记录本中，这种工作统称为调查测绘（调绘）。

（1）工程地质调查（2）工程地质测绘测绘的比例尺可在以下范围内选用：可行性研究阶段1:5000—1:50000，初勘阶段1:2000—1:10000，详勘阶段1:200—1:2000 。

下面分两种情况说明。

无航测资料时：工程地质测绘主要依靠野外工作，为此需要讲究测绘方法与量测精度，以求用较少的工作获得符合要求的结果。

根据不同比例尺的精度要求，对观察点、地质构造及种地质界线等的标测方法有以下三种：①目测法。

②半仪器法。

③仪器法。

有航摄资料时：a）主体镜判释b）实地调查测绘c）绘制工程地质图。

（3）调查测绘内容基本内容不外以下几个方面。

地形、地貌：地形、地貌的类型、成因、特征与发展过程：地形、地貌与岩性、构造等地质因素的关系；地形、地貌与工程地质条件的关系。

地层、岩性：地层的层序、厚度、时代、成因及分布情况；岩性、风化程度及风化层厚度；地质构造：断裂、褶曲的位置、构造线走向，产状等形态特征和地质力学特征；岩层的产状和接触关系，软弱结构面的发育情况及其与路线的关系，对路基的稳定影响等。

第四纪地质：第四纪沉积物的成因类型，土的工程分类及其在水平与垂直方向上的变化规律；土的物理、水理、化学、力学性质；特殊土及地区性土的研究和评价。

地表水及地下水：特殊地质、不良地层地震：根据沿线地震基本烈度的区域资料，结合岩性、构造、水文地质等条件，通过访问、确定≥7度的地震烈度界线。

工程经验：对所在地区既有地下工程及其它建筑物的稳定情况和工程措施进行调查访问，以便借鉴。

隧道勘察的主要手段1挖探坑探——用机械或人力垂直向下掘进的土坑，或者称为试坑，深者称为探井。

槽探——挖掘成狭长的槽形，其宽度一般为—米，长度视需要而定， 2简易钻探简易钻探是工程地质勘探中经常采用的方法。

其优点是工具轻、体积小、操作方便，进尺较快，劳动强度较小。

缺点是不能采取原状土样或不能取样，在密实或坚硬的地层内不易钻进。

2钻探根据钻进时破碎岩石的方法，钻探可分为:1) 冲击钻进2) 回转钻进3) 冲击回旋钻进4) 振动钻进3地球物理勘探凡是以各种岩土物理性质的差别为基础，采用专门的仪器，观测天然或人工的物理场变化，来判断地下地质情况的方法，统称为物探。

地质勘察山岭隧道是修建在天然地层中的建筑物，它从位置选择到具体设计，直到施工，均与地质条件有密切关系。

地质条件包括岩层性质、地质构造、岩层产状、裂隙发育程度及风化程度，隧道所处深度及其与地形起伏的关系、地层含水程度、地温及有害气体情况、有无不良地质现象及其影响等。

1初步勘察初勘应提交的资料●隧道工程地质说明书，对地质工作作一扼要叙述，并作出评价。

●提出对隧道初步设计的各项建议及以后详测应进行的工作。

●隧道工程地质平面图，图上应填绘物探、钻探等平面布置及挖探点位置，比例尺：1:2000～1:5000。

●隧道工程地质纵断面图，图中应标明勘探点，若进行震探时，则应标明岩层的弹性纵波波速，比例尺1:500～1:5000；竖1:200～1:1000。

●洞口、洞身工程地质横断面图，应标明勘探点，若进行震探，则应标明岩层的弹性纵波波速，比例尺为1:200～1:500。

●提供钻孔地质柱状剖面图；试验资料汇总表；●航空照片地质解释资料及工程地质照片、野外素描图等；●严重影响隧道方案的特殊地质、不良地质地区，应编制专项资料。

2详细勘察详勘应提交的资料：●详勘说明书，根据详勘提出对设计及施工方案的建议；●地质详勘成果书，包括地质平面图及剖面图，重大地质问题的评介；●钻探、试验资料整编等。

思考题1.初步勘察和详细勘察在目的、任务、内容、方法、手段及提交的资料等方面有何要求？2.什么是物探，有何优、缺点？3.环境评价主要应完成哪些工作？第3章隧道总体设计隧道选址●根据地形图和调查资料，通常在多个路线方案中，进行技术经济比较确定一条线。

●隧道方位选择。

长大隧道通风、照明及养护管理费用较大。

●隧道标高的选择。

●安全性、用地、建设投资、施工的难易、使用费以及与当地环境和景观相协调等。

越岭隧道选址通过山岭、重丘区的长大干线公路往往要翻越分水岭，线路为穿越分水岭而修建的隧道称为越岭隧道。

（一）越岭隧道平面位置的选择越岭隧道平面位置选择:1、采用直线或大半径曲线为好；2、优选考虑在路线总方向上或其附近的低垭口，展线好，隧道较短；3、虽远离线路总方向，但垭口两侧有良好的展线条件；4、工程地质和水文地质条件良好的垭口。

（二）越岭隧道标高选择在越岭位置选定后，越岭标高影响展线及越岭隧道方案：1、隧道标高越高，隧道越短，施工期短，两端展线长度增加，运营条件差；2、隧道标高低，隧道加长，施工期长，运营条件较好。

3、选择越岭隧道标高时，综合考虑施工、运营等多因素比较确定最优隧道标高。

（三）越岭隧道选址尚应考虑以下原则：1、逢山穿洞，宁长勿短，早进晚出--避免洞口深挖；2、宁里勿外，宁深勿浅，避软就硬--避免不良地质；3.1.2 傍山隧道选址为改善线形，提高车速，缩短里程，节省时间，常常修建傍山隧道。

傍山隧道一般埋藏较浅，容易造成各种病害；山坡亦常有滑坡，松散堆积，泥石流等不良地质现象，地质情况较为复杂。

选择傍山隧道时应注意：（1）傍山隧道的洞身覆盖厚度问题。

为保持山体稳定和避免偏压产生，隧道位置宜往山体内侧靠--宁里勿外（2）要考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响（3）应考虑施工便道设置和既有公路的位置，应注意既有公路边坡的可能坍塌和施工便道对洞身稳定的影响（4）线路沿山嘴绕行应与直穿山嘴的隧道方案进行比较。