隧道与地下工程详解
土木工程概论7隧道工程及地下工程课件
隧道工程的支护设计
初期支护
初期支护是隧道工程中重要的 安全措施之一，其主要作用是 加固和稳定隧道围岩，防止围
岩变形和破坏。
二次支护
二次支护是在初期支护的基础上进 行的加强支护，其主要作用是提高 隧道的整体稳定性和承载能力。
支护材料
隧道工程的支护材料应具备强度高、 耐久性好、施工方便等特点，常用 的支护材料包括钢筋、混凝土、钢 拱架、喷射混凝土等。
衬砌漏水
衬砌漏水是隧道常见的病害之一。为了防治这种病害，应选择防水性能好的材料， 如防水混凝土等，并加强施工质量控制。
衬砌开裂
衬砌开裂可能是由于结构设计不合理、施工不当或材料质量问题引起的。为了防 止这种病害，应优化结构设计、加强施工监控和选用高质量的材料。
07
隧道及地下工程实例分析
某市地铁一号线的建设概况
隧道及地下工程质量检测方法
外观检测
对隧道的外观尺寸、形状等进行检查，以确 保符合设计要求。
强度检测
通过无损检测方法，如超声波检测、射线检 测等，对隧道结构强度进行评估。
刚度检测
通过现场加载试验，检测隧道结构的变形和 位移，以评估其刚度。
耐久性检测
对隧道结构材料进行化学成分分析、腐蚀试 验等，以评估其耐久性。
地下工程的施工方案设计
施工方法
地下工程的施工方法包括明挖法、暗挖法、盾构法等。设计时应根据工程条件、地质勘察 和环境因素等选择合适的施工方法。
施工顺序
地下工程的施工顺序对工程的进度和质量有很大的影响。设计时应合理安排施工顺序，确 保施工的安全和顺利进行。
施工组织
地下工程的施工组织包括人力、材料、设备等方面的安排。设计时应根据工程需要制定详 细的施工组织计划，确保施工的协调和有序进行。
《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。
隧道及地下建筑工程
隧道及地下建筑工程地下建筑工程是现代城市建设的重要组成部分，隧道作为其中的重要工程之一，扮演着连接各个城市区域、减缓交通压力、提升城市功能的重要角色。
本文将从隧道工程的定义、分类及建设过程三个方面展开，探讨隧道及地下建筑工程的相关知识。
一、隧道工程的定义隧道工程是指在地下或水下，为满足交通、通讯、水利、能源等需求而在地下开挖的通道。
隧道的功能包括交通隧道、水利隧道、排水隧道、地铁隧道等，不同类型的隧道工程在设计和施工等方面有所差异。
二、隧道工程的分类1. 交通隧道交通隧道是指为解决道路交通瓶颈、缓解城市拥堵等问题而建设的隧道工程。
交通隧道可以分为公路隧道和铁路隧道两大类。
公路隧道主要应用于城市道路或高速公路，用于缩短行驶距离，提高交通效率；铁路隧道主要应用于城市轨道交通或铁路线路，用于提高交通运输能力。
2. 水利隧道水利隧道是指为解决水资源调配、水利工程建设等问题而建设的隧道工程。
水利隧道的作用主要是引水、供水和排水，用于将水资源从一个地区输送到另一个需要水资源的地区。
3. 排水隧道排水隧道是指为解决城市排水问题而建设的隧道工程。
排水隧道通常位于城市地下，用于收集、排放雨水和污水，保证城市排水系统的正常运行。
4. 地铁隧道地铁隧道是指用于城市轨道交通的隧道工程。
随着城市人口的增加和交通压力的加大，地铁隧道作为城市交通的主要组成部分，扮演着重要角色。
地铁隧道建设涉及到地铁线路、车站、联络通道等多个方面。
三、隧道工程的建设过程隧道工程的建设过程繁琐而复杂，通常分为规划设计、勘察与测绘、施工和运营四个阶段。
1. 规划设计阶段规划设计阶段是隧道工程建设的起始阶段，需要确定隧道的用途、线路走向、施工方案等。
在这个阶段中，工程师会根据地质勘察数据，结合城市规划，制定出一套完整的隧道工程建设方案。
2. 勘察与测绘阶段勘察与测绘阶段是为了解地质地貌情况，确定隧道的具体路线，同时对地下岩层、地下水文及其他地质条件进行详细调查。
隧道与地下工程
水电站地下厂房
地下人防工程示意
(2) 建设环境复杂，考虑原因众多。地下建筑因为特殊旳 建筑方式，往往需经通风、采光、防潮、排水等处理。
(3) 不可预见原因多，风险高，地质条件、地下水状态等 对隧道与地下工程旳设计和施工影响较大，事故发生率高。 地下工程施工时经常造成地表沉降或者隆起引起地面开裂， 引起附近建筑开裂或者倾斜，严重时可造成建筑倒塌。
(3) 施工作业面窄，可能容纳旳劳动力和机械设备都受到限 制，对工业化、机械化施工要求高；
(4) 造价昂贵。
从隧道所处旳地质条件来分，能够分为土质隧道和岩石隧道；
从埋置旳深度来分，能够分为浅埋隧道和深埋隧道；从隧道
所处旳位置来分，能够分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。
比较常用旳还是按照它旳用途来分，能够分为交通隧道、市
6.1 隧道与地下工程概述
6.1.1 隧道与地下工程简介
隧道与地下工程是指从事多种隧道与地下工程旳规划、设 计、施工和运营养护旳一门应用科学和工程技术，是土木工 程专业旳一种分支；也能够指岩体或土层中修筑旳各类通道 和地下构筑物，涉及地铁、地下商场等。
修建地下工程时，一般在 地层内挖出具有一定几何形 状旳“坑道”，如矩形、圆 形等，因为土层开挖后，应 力释放，轻易变形、坍塌， 所以除了在极为稳定旳岩层 中以外，大多情况下都要在 坑道周围进行支护。
地下构造工程中旳支护构造一般
采用衬砌，衬砌指旳是为预防围
岩变形或坍塌，沿隧道洞身周围
用钢筋混凝土等材料修建旳永久
性支护构造。衬砌旳形状和尺寸，
应能使构造旳受力状态最为合理，
既不挥霍又能满足要求。
衬砌构造。材 料为钢筋混凝 土或砖、石。
隧道与地下工程有许多分类措施，能够按其使用功能、周围介 质、设计施工措施、建筑材料和断面构造形式分类，也有按其主 要程度、防护等级、抗震等级分，其详细分类见表6.1。
《隧道与地下工程》课件
地下工程的分类与应用
交通隧道
用于连接城市、山区和水域的隧道工程， 提供便捷的交通通道。
地下储存
用于储存天然气、石油、水和其他重要资 源的地下储存设施。
地下煤矿
用于开采煤矿资源，并确保矿工的安全和 矿山运营的效率。
地铁与轻轨
提供城市交通的便利和解决拥堵问题的工 程项目。
隧道工程的特点与分类
1 地质复杂性
地下地质条件的多样性对隧道工程构成了挑战。
2 特定的设计要求
根据隧道用途的不同，设计需考虑通行安全、通风、照明等因素。
3 隧道分类
按照使用目的和施工方法的不同，隧道可以分为道路隧道、铁路隧道、水利隧道等。
地下工程设计与施工流程
1
工程可行性研究
通过技术和经济分析评估地下工程的可行性。
2
设计阶段
根据需求进行初步设计和详细设计，并制定施工方案。
如地震、地面塌陷和地下水涌入，可能对地下工程造成损害。
2 施工事故
不当的操作和安全措施不到位可能导致工人伤亡或设备损坏。
3 工程质量监督
确保地下工程的设计和施工符合标准和规范，提高工程质量。
地下工程的发展与展望
随着人们对地下空间需求的增加以及技术的不断创新，地下工程将继续在城 市发展和资源利用等方面发挥重要作用。
3
施工准备
准备施工场地，采购材料和设ห้องสมุดไป่ตู้，并制定施工计划。
地下工程中的技术与设备
隧道掘进机
用于在地下挖掘隧道的大型 机械设备，提高施工效率。
隧道通风系统
隧道监测系统
确保隧道内新鲜空气流通， 减少有害气体和灰尘的积聚。
用于监测隧道结构的安全性 和稳定性，提前识别潜在风 险。
建设工程中的地下工程与隧道建设
建设工程中的地下工程与隧道建设地下工程与隧道建设在现代城市建设中起着重要的作用。
随着城市化进程的不断加速，地下空间的利用成为一种必然趋势。
本文将从地下工程与隧道建设的重要性、应用领域、设计和施工要点以及未来发展方向等方面进行论述。
一、地下工程与隧道建设的重要性地下工程与隧道建设在城市建设中扮演着重要的角色。
首先，地下工程可以充分利用城市空间，解决城市面临的用地紧张问题。
例如，地下停车场可以有效缓解城市交通压力，提高道路通行能力。
其次，地下工程可以减轻地上施工对城市生活的干扰，保持城市的正常运行。
此外，地下工程还可以为城市提供各种公用设施，如供水、供电、供气、供暖等，满足城市居民的各种需求。
二、地下工程与隧道建设的应用领域地下工程与隧道建设广泛应用于各个领域。
在道路交通领域，地下隧道可以将不同区域连接起来，减少交通拥堵。
在城市绿化领域，地下绿化带可以增加城市绿地面积，改善城市环境。
在水利工程领域，地下水库可以调节水资源，防止水灾。
在市政设施领域，地下管网可以进行雨水、污水、供水、供电、供气等管道的敷设，提供各种城市服务。
在地铁建设领域，地下隧道可以为城市提供高效快捷的交通方式，缓解城市交通压力。
三、地下工程与隧道建设的设计和施工要点地下工程与隧道建设需要注意以下设计和施工要点。
首先，需要进行充分的前期调研，包括地质勘察、水文地质等，以确定地下工程的可行性和安全性。
其次，设计时要考虑工程的稳定性和承载能力，选用适当的地下结构和支护方式。
再次，施工过程中要重视安全问题，采取必要的防护措施，确保人员和设备的安全。
同时，对于地下水的处理和排水也需要做好相应的规划和施工。
最后，在施工完成后，要进行工程质量的检测和监控，确保地下工程的安全和可持续使用。
四、地下工程与隧道建设的未来发展方向地下工程与隧道建设在未来将继续发展壮大。
随着城市的不断扩张，地下空间的利用将得到更加充分和广泛的应用。
未来地下工程的发展方向包括：进一步完善地下交通网络，提高城市交通的便捷性和效率；加强地下水资源的保护和管理，提高水资源的利用效率；开展地下能源开发利用，提供可持续发展的能源支持；推动地下绿化和城市农业的发展，提高城市生态环境质量；加强地下工程的安全管理和风险控制，确保地下工程的安全运行。
地下与隧道工程技术专业介绍
地下与隧道工程技术专业介绍大家好，今天咱们聊聊一个神秘而又充满挑战的领域——地下与隧道工程技术。
你是否曾经在地铁站看到工人们忙碌的身影，或者在大桥下发现了那些看似无底的深坑？这些神奇的工程背后，就是地下与隧道工程技术的“大显身手”了。
1. 地下与隧道工程的基本概念首先，咱们得弄清楚地下与隧道工程是什么。
简单来说，它就是在地下或者通过隧道进行的各种工程建设。
你可以把它想象成建造地底下的大迷宫，或者说是“地球的地下城”。
这个专业包括了很多内容，比如说地下空间的开发、隧道的建设、地铁的挖掘、还有那些神秘的地下管线。
无论是修建一条大动脉，还是搞个小小的地下停车场，这些工程都离不开它。
1.1 地下工程的魅力地下工程最大的魅力就在于它的隐秘性和复杂性。
普通人或许不太能感受到地下世界的复杂，但工程师们却是对每一寸土壤都如数家珍。
地下工程不仅仅是挖掘，更是对地质的精细“体检”。
想象一下，地下工程师们就像是在为地下世界做“健康检查”，每一处细节都得小心翼翼。
如果地下工程有个“脾气”，那一定是“捉摸不定”的，时而平稳，时而突发惊喜——当然，这种“惊喜”往往会给工程师带来不少挑战。
1.2 隧道工程的挑战说到隧道工程，咱们就得聊聊“挖掘”的那点事儿。
隧道挖掘可不是简单的“开山劈石”，它需要高超的技术和经验。
比如说，你在地面上看不到的那些工程师，实际上是在为隧道的稳定性、空气流通、排水系统等问题苦心孤诣。
隧道工程不仅要考虑工程本身，还得处理好与周边环境的关系，避免“打破沙锅问到底”的局面。
每个隧道都像是一位“地下探险家”，无论是软土还是硬岩，都得应对自如。
2. 工程中的技术和设备地下与隧道工程的成功离不开技术和设备的支持。
首先得提到的是“盾构机”，这个大家伙可是地下工程中的“明星”。
盾构机就像是一位巨型的“挖掘机”，它的任务是像一个无敌的“钢铁巨兽”一样，切开地层，为我们挖掘出一个个干净整洁的隧道。
而且，这种机器不仅功能强大，还得具备高度的灵活性，以应对地质条件的变化。
施工方案中的地下工程与隧道施工
施工方案中的地下工程与隧道施工地下工程与隧道施工是施工方案中一个重要且复杂的部分，它关系到工程的安全性、可行性和效率。
本文将从地下工程和隧道施工两个方面进行探讨，旨在深入了解施工方案中这一重要环节。
一、地下工程地下工程是指建筑工程中埋设于地下的部分，包括地下隧道、地下室、地下管线等。
地下工程的施工对于整个工程的可行性和稳定性具有关键性作用。
1.地下工程的分析与设计在施工方案中，地下工程的分析与设计是首要工作。
通过对地质勘察数据的分析，结合工程要求，确定合适的方案和施工方法。
在设计地下工程时，应充分考虑土壤的情况、地下水位的变化以及设计和施工的要求等因素，确保工程的安全可行。
2.地下工程的施工方法地下工程施工方法的选择与设计密切相关。
常用的地下工程施工方法包括开挖法、盾构法、切削法等。
在实际施工中，需根据地质条件、工程规模和工期等因素，选择合适的施工方法，并采取相应的技术措施，确保施工的顺利进行。
3.地下工程的施工过程地下工程的施工过程通常包括开挖、支护和回填三个阶段。
开挖阶段是指地下工程的实际挖掘过程，支护阶段是为了保证地下工程的稳定性和安全性，回填阶段是为了填补开挖的洞口，保持地表的平整。
二、隧道施工隧道施工是一种在地下开挖或凿岩的工程，通常用于交通运输、地下通道、水利工程等领域。
隧道施工的关键是保证施工的安全性和质量。
1.隧道施工方法隧道施工方法包括爆破法、掘进机法、盾构法等。
在选择施工方法时，需根据地质勘察数据、隧道长度和隧道直径等方面进行综合考虑，并与设计要求相匹配，确保施工的顺利进行。
2.隧道支护与防水隧道支护是为了保证隧道的稳定性和安全性，常用的隧道支护方法包括衬砌法、拱圈法、钢支撑法等。
此外，隧道施工还需要进行防水处理，以保证隧道内部的干燥和防止地下水渗漏。
3.隧道施工安全措施隧道施工过程中，安全措施是至关重要的。
施工方案中应包含详细的安全措施，如防止火灾和爆破事故、确保通风和排水系统正常运行、保证施工人员的安全等。
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施工流程
（1）在盾构法隧道的起 始端和终端各建一个工作 井。 （2）盾构在起始端工作 井内安装就位。 （3）依靠盾构千斤顶推 力将盾构从起始端工作井 的墙壁开孔处推出。
(4)将隧道前端约二环衬砌的外周用盾构壳体支护
，形成外部支撑，在盾壳的掩护下开挖地层及装 配隧道衬砌。
（5）及时地向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移 动和固定衬砌环位置。 （6）盾构进入终端井并被拆除，如施工需要，也 可穿越工作井再向前推进。
3．危害小 施工中噪声、振动引起的公害小．对周围环境没有干扰；隧道穿越河底、 海底及地面建筑群下部时，可完全不影响航道通行和地面建筑正常使用。 4．经济性 适宜在不同颗粒条件下的土层中施工，多车道的隧道可做到分期施工，分 期运营，可减少一次性投资；在松软含水地层中．修筑埋置深度较大的长大隧 道，具有经济、技术、安全等方面的优越性。
盾构是通过软弱含水层，特别是 江河底、海底以及城市中心区修 建隧道的一种机械，是一种集开 挖、支护、推进、衬砌等多种作 业一体
盾构机的分类及构造
盾构法
盾构法施工流程和技术要求
盾构法优缺点
盾构分类及构造
盾构机主要由9大部分组成，他们分别是盾体、刀盘驱动、
双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统 和辅助设备。
中国盾构发展现状
当前，中国已经成为世界最大的盾构机市场，我国盾构机市场需 求旺盛。据有关专家预计，随着我国城市轨道交通的发展，各类 盾构掘进机未来潜在市场将有200亿元以上的产值。 我国盾构机的市场有以下几个特点： 1.地铁建设高潮将至。在 国内，目前地铁已经开工的共23个城市，国务院批准的有33个城 市，国内地铁盾构机由中心城市向四周辐射，到2015年将进入地 铁发展的高潮。 2.范围不断扩大。盾构机使用范围从城市轨道交 通向市政地下管道发展，包括污水管道、电力管道、上下水、煤 气燃气管道、城市共同沟。 3.盾构机品种多样化。从单一的地铁 盾构发展到多品种，包括土压平衡盾构、泥水盾构、开敞式盾构、 以及其他异形（双圆、三圆、矩形、马蹄形等）盾构。 4.已经从 国内市场向国际市场发展。
盾构施工法的优点
1．安全性 盾构施工方法属于暗挖施工，具有良好的隐蔽性，不受地面交通、河 道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，能较经济合理地保证隧道安全 施工，可在盾构支护下安全地进行开挖、衬砌等。 2．高效率 盾构的推进、出土、拼装衬砌等可全部机械化、自动化作业，施工劳 动强度较低，而掘进速度比较快。
国产盾构机
我国的盾构机技术在 过去的几十年里发展 迅速，与国外先进技 术的差距在不断缩小， 相信在未来，国产盾 构机必将成为国内乃 至国外盾构市场的主 流机型，为隧道工程பைடு நூலகம்的发展创造更好的条 件。
3．适用性受限 当工程对象规模较小时，工程造价相对较高，如对于 短于750m的隧道，有统计资料显示，被认为是不经济的； 对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时，施工因难较大 (对水底隧道当覆盖土太浅时施工反而不太安全)；盾构一 次掘进的长度有限，国内、外的施工实绩分别为l400m和 2500m左右。面且技目前的水平，盾构直径难以做到过大， 一般认为：直径D≥12m时为超大型盾构，世界最大直径为 14.14m。 4．地表变形不易控制 用盾构法施工时，在隧道上方一定范围内，尤其是饱 和含水松软土层很难防止地表沉陷，而且拼装衬砌时对整 体防水技术要求很高。
2018/11/25
刀盘
刀盘是一个带有多个进料槽 的切削盘体，位于盾构机的 最前部，刀盘直径6．28m ，也是盾构机上直径最大的 部分，刀盘上可根据被切削 土质的软硬而选择安装硬岩 刀具或软土刀具，刀盘的外 侧还装有一把超挖刀，盾构 机在转向掘进时，可操作超 挖刀油缸使超挖刀沿刀盘的 径向方向向外伸出，从而扩 大开挖直径，这样易于实现 盾构机的转向。法兰板的后 部安装有一个回转接头，其 作用是向刀盘的面板上输入 泡沫或膨润土及向超挖刀液 压油缸输送液压油。
盾构施工法的缺点
1．重复利用率低 盾构是一种价格较昂贵，针对性很强的专用施工机 械，对每一座采用盾构法施工的隧道，均应根据工程地质、 水文地质条件、衬砌结构断面尺寸的大小进行专门制造、运 送、拼装与拆卸等，且设备较复杂。因此，一般不能随便将 其他隧道施工用的盾构重复使用。 2．施工复杂 盾构施工需要有气压供应设备、人工并点降水、衬 砌管片预制、衬砌结构的防水设施及施工堵漏、隧道内的运 输、施工测量、场地布置、拼装与拆卸工作并等施工技术的 密切配合才能顺利施工；且用气压法施工时，会遇到压 缩空气泄出倔压病等问题。
技术要求
盾构法的施工技术方案和施工细节对围岩条件的依赖性， 较之其他方法尤甚，这就要求事先对沿线的工程地质和水 文地质条件做细致的勘探工作，井要根据围岩的复杂程度 做好各种应变的准备。 盾构施工需要有气压供应设备、人工井点降水、衬砌管片 预制、衬砌结构的防水设施及施工堵漏、隧道内的运输、 施工测量、场地布置、拼装与拆卸工作并等施工技术的密 切配合才能顺利施工；且用气压法施工时，会遇到压 缩空气泄出倔压病等问题。
浅谈隧道开挖方法之盾构法
盾构法
盾构法施工是以盾构 (Shield)作为施工机械 在地面下以暗挖修筑隧 道的一种施工方法。盾 构是一种钢制的活动防 护装置或活动支撑，既 能支撑地层压力，又能 作为活动钢制圆形或半 圆形装置在地层中推进 。化的大型暗挖隧道施 工机械，主要用于软弱 、复杂地层的隧道施工 。