隧道工程(第三版) (5)[50页]
合集下载
隧道工程讲述课件-PPT
7.2隧道类型与隧道结构
基坑开挖法施工工序：
打桩（护坡桩） 路面开挖 地下结构施工 撤撑回填
埋设支撑防护与开挖 恢复路面
其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。
7.2隧道类型与隧道结构
(1)放坡开挖技术 适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。基
坑应自上而下分层、分段依次开挖，随挖随刷边坡， 必要时采用水泥粘土护坡。
7.3 隧道施工
采用沉管法施工的水下段隧道，比用盾构法施工具有较多优点。主要有： ①容易保证隧道施工质量。因管段为预制，混凝土施工质量高，易于做好防水措施
；管段较长，接缝很少，漏水机会大为减少，而且采用水力压接法可以实现接 缝不漏水。 ②工程造价较低。因水下挖土单价比河底下挖土低；管段的整体制作，浮运费用比 制造、运送大量的管片低得多；又因接缝少而使隧道每米单价降低；再因隧道 顶部覆盖层厚度可以很小，隧道长度可缩短很多，工程总价大为降低。 ③在隧道现场的施工期短。因预制管段（包括修筑临时干坞）等大量工作均不在现 场进行。 ④操作条件好、施工安全。因除极少量水下作业外，基本上无地下作业，更不用气 压作业。 ⑤适用水深范围较大。因大多作业在水上操作，水下作业极少，故几乎不受水深限 制，如以潜水作业实用深度范围，则可达70米。 ⑥断面形状、大小可自由选择，断面空间可充分利用。大型的矩形断面的管段可容 纳4～8车道，而盾构法施工的圆形断面利用率不高，且只能设双车道。
断面。 我国若干大城市的停车问题已日益尖锐，对有组织的公共停车的需求已十分迫切。
缺点:是对周围环境的影响较大。
4多、重硬功盾岩能隧、构道空间法重叠和、设沉施综管合 法施工的隧道。
穿越波士顿港通向机场的连通道，或独立单建，形成总体形态狭长的旁边设店铺、事务所、停车等设施的地下道路。
隧道工程课件ppt实用资料
作业:
1、隧道位于曲线上的缺点? 2、隧道采用单坡型和人字型坡的优、缺点? 3、隧道内坡度折减的原因。
1、单坡型:用于线路的紧坡地段或是展线的地区。
i下允坡:制动设时计间中下长允,燃许坡油采失用:制效的,发最动生大溜坡时车度事‰间故 长,燃油失效,发生溜车事故
太短:变坡点多而密,列车行驶不平稳
优i限点：⑴水按自照然线水流路向等沟洞级外规难,定不的以影限响制布施最工大置；坡度,沟‰ 槽太深,增加维修工作量
第三节 隧道平、纵断面设计
学习要点：
●了解隧道平面设计和纵断面设计中的要点 ●比较明线限制坡度和隧道内限制坡度，以及理
解隧道坡度折减原因
一、隧道平面设计
㈠隧道位于曲线上的缺点:
1、建筑限界加宽,增大开挖土石方量,增加衬砌圬工量； 2、断面变化,支护和衬砌尺寸不一致,技术复杂； 3、空气阻力加大,抵消部分机车牵引力； 4、通风条件变坏； 5、钢轨磨损增大,养护工作量增加； 6、施工测量困难,精度降低。
2、人字坡型:用于长隧道,尤其是越岭隧道。
优点：⑴水自然流向洞外,不影响施工；
⑵运输效率高。
缺点：通风较困难。
㈡坡度大小:
明线限制坡度: i允= i限- i曲
隧道内限制坡度: i允= mi限- i曲
i允
设计中允许采用的最大坡度‰
i限
按照线路等级规定的限制最大坡度‰
i曲
曲线阻力折算的坡度当量‰
m 隧道内线路的坡度折减系数(与隧道长度有关
㈡平面设计要点:
1、垭口两侧地势开阔,曲线放在洞口外；否则,两端暂开直的照准 导坑,待全隧道的导坑开通后,两端按原设计的曲线调整过来
2、采用较短的曲线(半径较大的曲线),设缓和曲线在洞外一适当 距离外(圆曲线的长度也不应短于一节车厢的长度)
隧道工程.pptx
整体加固作用
⑶ 锚杆的设计与计算
① 锚杆承载力计算
裂隙面
锚杆
锚杆
φ1 锚杆
G
φ1 ξ 裂隙面
φ1 N G ξ-φ1
当块体危石坠落时，除使锚杆受拉外，还对锚杆产生剪切
作用，如图所示，根据静力平衡及正弦定理有：
Q G sin 1 sin
N G sin( 1 ) sin
式中：N是锚杆所受拉力；Q是锚杆所受剪力；G是危石重量或 一根锚杆承担的岩石重量； 是锚杆与地质结构面的夹角；1是锚 杆与垂直线夹角。
4、锚喷支护的特点(主要在机理和工艺上) ⑴ 及时性：喷射砼，如早强，能迅速给围岩提供支护抗力 ⑵ 粘贴性：喷射砼与围岩能全面密贴粘结，粘结力一般可达
70kg/cm3； 粘结有三种作用：
① 连锁作用； ② 复合作用； ③ 增强作用(填充凹隙穴) ⑶ 柔性：容易调节围岩变形，可控制围岩塑性变形适度发展， 发挥自承能力； ⑷ 深入性：锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，形成承载圈 ⑸ 灵活性：支护类型、参数、数量可灵活调整。 ⑹ 封闭性：可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。
② 减跨作用：在隧道顶板岩层中大入锚杆，相当于在顶板上增 加了支点，使隧道跨度减小，从而使顶板岩体应力减小。
减跨作用
组合梁作用
③ 组合梁作用：在岩层中大入锚杆，将若干薄弱岩层锚固在 一起，类似将叠合的板梁变成组合梁，提高岩层的承载力。
④ 挤压加固作用（整体加固作用）：预应力锚杆群锚入围岩后， 其两端附近岩体形成圆锥形压缩区，按照一定间距排列的锚杆 在预应力作用下构成一个均匀的压缩带，即承载环。压缩带中 的岩体处于三向应力状态，显著提高围岩强度。
] sin
2G
pi c cot
● 用洞周位移 u表a 达的围岩压力
⑶ 锚杆的设计与计算
① 锚杆承载力计算
裂隙面
锚杆
锚杆
φ1 锚杆
G
φ1 ξ 裂隙面
φ1 N G ξ-φ1
当块体危石坠落时，除使锚杆受拉外，还对锚杆产生剪切
作用，如图所示，根据静力平衡及正弦定理有：
Q G sin 1 sin
N G sin( 1 ) sin
式中：N是锚杆所受拉力；Q是锚杆所受剪力；G是危石重量或 一根锚杆承担的岩石重量； 是锚杆与地质结构面的夹角；1是锚 杆与垂直线夹角。
4、锚喷支护的特点(主要在机理和工艺上) ⑴ 及时性：喷射砼，如早强，能迅速给围岩提供支护抗力 ⑵ 粘贴性：喷射砼与围岩能全面密贴粘结，粘结力一般可达
70kg/cm3； 粘结有三种作用：
① 连锁作用； ② 复合作用； ③ 增强作用(填充凹隙穴) ⑶ 柔性：容易调节围岩变形，可控制围岩塑性变形适度发展， 发挥自承能力； ⑷ 深入性：锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，形成承载圈 ⑸ 灵活性：支护类型、参数、数量可灵活调整。 ⑹ 封闭性：可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。
② 减跨作用：在隧道顶板岩层中大入锚杆，相当于在顶板上增 加了支点，使隧道跨度减小，从而使顶板岩体应力减小。
减跨作用
组合梁作用
③ 组合梁作用：在岩层中大入锚杆，将若干薄弱岩层锚固在 一起，类似将叠合的板梁变成组合梁，提高岩层的承载力。
④ 挤压加固作用（整体加固作用）：预应力锚杆群锚入围岩后， 其两端附近岩体形成圆锥形压缩区，按照一定间距排列的锚杆 在预应力作用下构成一个均匀的压缩带，即承载环。压缩带中 的岩体处于三向应力状态，显著提高围岩强度。
] sin
2G
pi c cot
● 用洞周位移 u表a 达的围岩压力
隧 道 工 程
道
工
程
施
工
1.4 公 路 隧 道
区间隧道
站台形式
1.5
地
铁
图1-75 岛式站台
隧
道
1.水底隧道的埋置深度
水文地质条件
施工方法要求
（1） （2）
（4） （3）
防护要求
抗浮稳定的需 要
1.6 水 底
隧
道
2.水底隧道防水
采用防水混凝土
壁后回填
（1） （2）
（4） （3）
双层衬砌
围岩注浆
1.6 水
底
谢谢观看！
隧道工程
1.定义
2.隧道的发展史
1.1 概 述
(a)
(b)
图1-67 日本青函海底隧道
1.1
图1-68 英法海峡隧道
概 述
1.隧道工程分类
1.2 隧 道 工 程 分 类 与 组 成
(a)
(b)
1.2
图1-69 铁路隧道
隧
道
工
程
分
类
与
组
成
图1-70 公路隧道
1.2
图1-71 地铁隧道
隧
道
工
程
隧
道
1.试述道路工程的分类。 2.试述道路工程的组成部分。 3.什么是公路的线形？它是由哪些因素决定的？ 4.公路的结构主要有哪些？它们各有什么作用？ 5.城市道路有什么特点？试述城市道路的分类。 6.试述高速公路的优缺点。 7.铁路的组成部分有哪些？ 8.高速铁路在选线和设计上有哪几个关键问题？ 9.目前世界上的高速铁路建设有哪几种模式？ 10.谈谈你对高速铁路与磁悬浮的看法。
11.城市轻轨与地铁有什么相同点与不同点？ 12.你所在的城市有无城市轨道交通？谈谈它们对市 民生活的影响。 13.什么是桥梁？桥梁工程的内容有哪些？ 14.桥梁有哪些基本组成部分？ 15.桥梁有哪些分类？ 16.桥梁的结构类型主要有哪几种？ 17.观察你周围的桥梁，试分析它们的结构类型。 18.隧道如何分类？ 19.目前隧道的施工方法有哪些？ 20.谈谈你所看到过的隧道有哪些特点。
隧道工程PPT课件
第一节洞门的结构构造
隧道工程
- 拱形明洞门
- 拱形明洞门可分为路堑式和半路堑式两类。路堑式明洞门有端墙式 （常用柱式）和翼墙式两种，与一般隧道门形式相类似
柱式拱形明洞门路堑式
翼墙式拱形明洞门路堑式
12
第一节洞门的结构构造
隧道工程
- 半路堑式明洞门多用于傍山线路，其山侧与原地层相接，为了适应 傍山、横向地面坡陡的地形，一般也多以台阶形式加高端墙，并在山 侧设置挡墙支挡边坡，降低开挖高度，
大减少对坡面的冲刷
• 洞口显得宽敞，结构式样比较美观，而且对于边、仰坡坡度不一致的洞
口，设计时亦便于处理
9
第一节洞门的结构构造
- 台阶式洞门
当洞门处于傍山侧坡地区，地 面横坡较陡，洞门一侧边坡较 高时，为了减小仰坡高度及外 露坡长，可以将端墙一侧顶部 改为逐步升级的台阶形式，以 适应地形的特点，减少仰坡土 石开挖量。这种洞门也有一定 的美化作用
•明洞门
明洞门主要配合明洞结构类型设计，明 洞有拱形明洞和棚洞之分，相应明洞门 也分拱形明洞门和棚式明洞门两大类
隧道工程
棚式明洞门
5
第一节洞门的结构构造
环框式洞门
• 环框式洞门，即只镶饰隧道衬砌
两端部分
• 适用于隧道洞口仰坡极为稳固，
岩层坚硬，节理不发育，不易风化 ，地形陡峻而又无排水要求的地段
端墙式洞门
隧道工程
- 偏压斜墙式拱形明洞
• 适用于地形倾斜，低侧处路堑外侧有较宽敞的地面供回填土石，以增
加明洞抵抗侧向压力的能力。
• 承受偏压荷载，拱圈为等截面，内侧边墙为等厚直墙式，外侧边墙不
等厚斜墙式。
- 半路堑单压式拱形明洞
• 受单侧的压力，结构内轮廓与隧道一致，左右对称，结构截面左右不
隧道工程完整ppt课件
2
Kv
完整性
>0.75
完整
0.75～0.55 0.55～0.35 0.35～0.15 <0.15
较完整 破碎 较破碎 极破碎
完整版PPT课件
7
● 岩石质量指标（RQD）：是综合反映岩体的强度和 岩体的破碎程度的指标。所谓岩石质量指标是指钻探
时岩心复原率，或称为岩芯采取率，即： RQD（％） ＝ 10cm以上岩芯累计长度 × 100 单位钻孔长度
● 优点： 指标单一，使用方便；
● 缺点：不能全面反映岩体固有的性态。
完整版PPT课件
13
⑵ 以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法：
① 这类分类法以泰沙基分类法为代表
这类分类法是在早期提出的，限于当时的条件，仅把 不同岩性、不同构造条件对围岩分类，这类分类法曾长 期被各国采用，至今仍有广泛的影响。
围岩弹性波速度是判断岩性、岩体结构的综合指标，它 既可反映岩石软硬，又可表达岩体结构的破碎程度。 1970年前后，日本提出按围岩弹性波速度进行分类，我 国从1986年起，也开始将围岩弹性波（纵波）速度引入 我国围岩分类法中。
② 进行科学管理及正确评价经济效益；
③ 确定结构上的荷载（松散荷载）；
④ 给出衬砌结构的类型及其尺寸；
⑤ 制定劳动定额、材料消耗标准的基础等等；
完整版PPT课件
4
● 人们对围岩的认识是不断深入的： 从在国外的情况看：
土石方工程 分类法(开 挖难易程度)
岩石的坚固 性来分类: 如 坚固性系数f
RQD
● 地质环境：隧道工程所赋存的地质环境的内涵很广， 包括地层特征、地下水状况、开挖隧道前就存在于地 层中的原始地应力状态、地温梯度等 。
完整版PPT课件
第三章隧道工程PPT课件
27
⒉半路堑式拱形明洞:傍山隧道的洞口或傍山线路上
耳墙式拱形明洞
长腿式拱形明洞
28
明洞顶上回填石≥1.5m，且留有不小于1:1.5的流水坡,填土上面 及拱顶上方要做一层粘土隔水层。 二、棚洞:框架结构。顶是平的梁版，内墙为重力式墩台结构，外
墙采用立柱式、连拱墙式或钢架结构。
29
第五节 隧道通风建筑物的构造
二、装配式衬砌：
11
优点
缺点
1、不需养生；
1、有足够的拼装空间；
2、改善了劳动条件；
2、构件尺寸要求精度高；
3、节省大量的支撑材料及劳力； 3、接缝多，防水困难。
4、缩短工期，降低造价。
构造应满足条件：1、强度足够且耐久；
2、能立即承受荷载；
3、装配简便，构件类型少，形式单一，尺寸统
一，便于工业化制作和机械化拼装；
第三章 隧道结构构造
学习要点：
●掌握曲线隧道的净空加宽 ●了解隧道洞身支护结构(衬砌)的构造 ●掌握隧道洞门结构的构造(形式及作用) ●了解明洞、通风建筑物、附属建筑物的构造
1
第一节 隧道横断面设计
一、隧道净空限界: 1、隧道净空:指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。 2、机车车辆限界:满足各种型号的机车和车辆在横断面尺寸上最
水坡；
c.采用单向顺坡排水或双向排水。
23
⒋其它型式：⑴柱式洞门：增加端墙稳定性
24
⑵台阶式洞门：适应地形特点
25
⑶斜洞门
（洞口5m范围内衬砌加强，且与洞身整体砌筑）
26
第四节 明洞的构造
明洞:用于隧道洞口或有落石、塌方等有威胁安全的地方。 一、拱式明洞:由拱圈、边墙和仰拱或铺底组成。(截面尺寸略大) ⒈路堑式拱形明洞
⒉半路堑式拱形明洞:傍山隧道的洞口或傍山线路上
耳墙式拱形明洞
长腿式拱形明洞
28
明洞顶上回填石≥1.5m，且留有不小于1:1.5的流水坡,填土上面 及拱顶上方要做一层粘土隔水层。 二、棚洞:框架结构。顶是平的梁版，内墙为重力式墩台结构，外
墙采用立柱式、连拱墙式或钢架结构。
29
第五节 隧道通风建筑物的构造
二、装配式衬砌：
11
优点
缺点
1、不需养生；
1、有足够的拼装空间；
2、改善了劳动条件；
2、构件尺寸要求精度高；
3、节省大量的支撑材料及劳力； 3、接缝多，防水困难。
4、缩短工期，降低造价。
构造应满足条件：1、强度足够且耐久；
2、能立即承受荷载；
3、装配简便，构件类型少，形式单一，尺寸统
一，便于工业化制作和机械化拼装；
第三章 隧道结构构造
学习要点：
●掌握曲线隧道的净空加宽 ●了解隧道洞身支护结构(衬砌)的构造 ●掌握隧道洞门结构的构造(形式及作用) ●了解明洞、通风建筑物、附属建筑物的构造
1
第一节 隧道横断面设计
一、隧道净空限界: 1、隧道净空:指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。 2、机车车辆限界:满足各种型号的机车和车辆在横断面尺寸上最
水坡；
c.采用单向顺坡排水或双向排水。
23
⒋其它型式：⑴柱式洞门：增加端墙稳定性
24
⑵台阶式洞门：适应地形特点
25
⑶斜洞门
（洞口5m范围内衬砌加强，且与洞身整体砌筑）
26
第四节 明洞的构造
明洞:用于隧道洞口或有落石、塌方等有威胁安全的地方。 一、拱式明洞:由拱圈、边墙和仰拱或铺底组成。(截面尺寸略大) ⒈路堑式拱形明洞
隧道工程(第三版) (1)[51页]
位置
陕西 甘肃 陕西 山西 四川 甘肃 湖北 浙江 陕西 重庆
车道数
2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2 2×2
通风方式
3竖井分段纵向式 2竖井分段纵向式 3斜井分段纵向式 竖斜井送排式纵向通风 斜井+竖井分段纵向式 斜竖井送排+射流风机纵向 立坑送排+射流风机纵向式 纵向式+半横流式(排烟) 左(右)洞单井送排式通风 2座斜井送排式纵向通风
隧道工程
课程负责人：张 丽(副教授）
云南交通职业技术学院
隧道工程
学习情境一 隧道的认知
隧道工程
第一章 隧 道 的 常 识
★知识目标：
认识隧道的组成，了解隧道工程的历史、现状和发展方向；掌握隧道的 概念、种类及不同类型隧道的作用、特点。
★能力目标： 能对隧道工程现状和发展趋势有一定的了解，掌握不同类型隧
隧道工程
世界各国已建成的部分长度大于10km的公路隧道
序号 1 2 3 4
国家 日本 中国 法国
中国台湾
隧道名称 Hida
秦岭终南山隧道 Le Tunnel Est
坪林（Pinglin）
5
挪威
Laerdal
6
挪威
Gudvanga
7
日本
Kan-etsu（关越Ⅱ）
8
意大利
Gran Sasso(东向)
9
纵向式(道路、铁道并用)
隧道工程
第三节 隧道的分类
交通隧道
铁路隧道
公路隧道
水底隧道
地下铁道
航运隧道
人行隧道
隧道工程
隧道种类繁多，从不同角度区分，可得出不同的隧道分类方法
最新《隧道工程》课件第2讲 隧道工程地质环境及围岩分级
第二章 隧道工程地质环境及围岩分级
四、岩体具有各向异性
岩体中由于岩石的结构、构造具有方向性，使岩体 强度、变形，甚至渗透等性质在不同方向上显示出 差异，称为岩体的各向异性。
第二章 隧道工程地质环境及围岩分级
五、岩体具有可变性
风化岩石按风化剧烈的程度分成若干级(或带)：风 化极严重、风化严重、风化颇重、风化轻微和未经 风化五级。风化系统分为全风化带、强风化带、半 风化带、弱风化带和微风化带(新鲜)五带。
(3)负视速度法
第二章 隧道工程地质环境及围岩分级
(4)水平声波反射法 (5)地质雷达法
第二章 隧道工程地质环境及围岩分级
(6)红外探水法 4.特殊灾害地质的预测方法
三、地质超前预报方法的应用原则
第二章 隧道工程地质环境及围岩分级
第三节 岩体的基本工程性质
一、岩体处于一定的天然应力作用之下
岩体在天然状态下所具有的内在应力，称之为岩体 的初始应力，也有人叫它为地应力。
现场实测指出，岩体的构造应力往往与埋深密切相 关，它随着深度的增加而增加。构造应力一般来讲， 其水平应力大于垂直应力。
第二章 隧道工程地质环境及围岩分级
二、岩体的物理力学性质的不均匀性
相同的天然岩体其物理力学性质随在岩体中所测点 的空间位置不同而有差异，呈现出岩体的不均匀性。
第二章 隧道工程地质环境及围岩分级
三、岩体是由结构面分割的多裂隙体
所谓结构面是指岩体中具有一定方向、力学强度相 对较低的地质界面(或带)。 (1)原生结构面：指岩体形成过程中形成的结构面 和构造面。
(2)构造结构面：岩体形成后，由于地壳构造运动 在岩体中产生的各种断裂面。
(3)次生结构面：指在外营力作用下产生的风化裂 隙面及卸荷裂隙面等。
隧道工程chapter 5
岩体的变形介于上述二者之间
流变特性
岩体的变形不是瞬时完成的，而是随时间的增长逐渐 达到最终值，岩体变形的这种时间效应，称为岩体的 流变特征
蠕变：作用的应力不变，而应变随时间而增长 松弛：作用的应变不变，而应力随时间而衰减
岩体强度
抗压强度 岩石：受微裂隙所制约，强度大 岩体：受结构面控制，强度小，并有各向异性 抗剪强度 岩体的抗剪强度受到结构面的制约 结论
第III类：与地下水有关的要素。
目前国内外围岩的分级方法，考虑上述三大 基本要素，按其性质主要分为： ⑴ 以岩石强度或物理指标为代表的分级方法 ⑵ 以岩体构造特征为代表的分级方法 ⑶ 以地质勘探手段相联系的分级方法 ⑷ 组合多种因素的分级方法 ⑸ 以工程对象为代表的分级法
⑴ 以岩石强度或物理指标为代表的分级方法：
10～ 40
4～10 1～4
0.1～ 1
0.01 ～0.1
0.001 ～ 0.01
● 围岩的自稳时间 ：从隧道开挖到顶部开始发 生可察觉的移动、松弛所经历的时间，被认为是 综合岩性指标。劳费(uffer)认为隧道围岩 的自稳时间ts可用下式表示：
主要指岩石的单轴饱和极限抗压强度 岩石强度越高，隧道越稳定 影响破坏形态
4.围岩的初始应力场
围岩的初始应力场是隧道围岩变形、破坏的根本原动 力，直接影响到围岩的稳定性
铁路隧道已初步将初始应力考虑进围岩分级之中。 在高的初始应力场条件下，围岩级别应适当降低。
5.地下水的影响
使岩质软化，强度降低，对软岩尤为明显，对土体则 可促使其液化或流动；
说明：围岩既指岩体也指土体。
围岩是最直接影响隧道结构稳定性的因素，围岩的好坏将直接 影响到隧道设计、施工和工程造价。所以研究隧道和地下工程， 首先要了解清楚围岩的各种性质
流变特性
岩体的变形不是瞬时完成的，而是随时间的增长逐渐 达到最终值，岩体变形的这种时间效应，称为岩体的 流变特征
蠕变：作用的应力不变，而应变随时间而增长 松弛：作用的应变不变，而应力随时间而衰减
岩体强度
抗压强度 岩石：受微裂隙所制约，强度大 岩体：受结构面控制，强度小，并有各向异性 抗剪强度 岩体的抗剪强度受到结构面的制约 结论
第III类：与地下水有关的要素。
目前国内外围岩的分级方法，考虑上述三大 基本要素，按其性质主要分为： ⑴ 以岩石强度或物理指标为代表的分级方法 ⑵ 以岩体构造特征为代表的分级方法 ⑶ 以地质勘探手段相联系的分级方法 ⑷ 组合多种因素的分级方法 ⑸ 以工程对象为代表的分级法
⑴ 以岩石强度或物理指标为代表的分级方法：
10～ 40
4～10 1～4
0.1～ 1
0.01 ～0.1
0.001 ～ 0.01
● 围岩的自稳时间 ：从隧道开挖到顶部开始发 生可察觉的移动、松弛所经历的时间，被认为是 综合岩性指标。劳费(uffer)认为隧道围岩 的自稳时间ts可用下式表示：
主要指岩石的单轴饱和极限抗压强度 岩石强度越高，隧道越稳定 影响破坏形态
4.围岩的初始应力场
围岩的初始应力场是隧道围岩变形、破坏的根本原动 力，直接影响到围岩的稳定性
铁路隧道已初步将初始应力考虑进围岩分级之中。 在高的初始应力场条件下，围岩级别应适当降低。
5.地下水的影响
使岩质软化，强度降低，对软岩尤为明显，对土体则 可促使其液化或流动；
说明：围岩既指岩体也指土体。
围岩是最直接影响隧道结构稳定性的因素，围岩的好坏将直接 影响到隧道设计、施工和工程造价。所以研究隧道和地下工程， 首先要了解清楚围岩的各种性质
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
能根据隧道施工现场情况，选择合理的通风、照明方案；能识 读隧道防水排水施工图；能处理隧道施工涌水现象。
隧道工程
第一节 施工通风与防尘
在隧道施工中，将开挖、出渣、支护及衬砌等称为基本作业。
为基本作业提供必要的施工条件，并直接为基本作业服务的作业，称为 隧道施工辅助作业。
其内容包括：施工通风与防尘、压缩空气的供应、施工供水与排水、施 工供电与照明、施工用辅助坑道等
隧道工程
课程负责人：张 丽(副教授）
云南交通职业技术学院
隧道工程
第九章 隧道施工辅助作业
隧道工程
★知识目标： 了解隧道施工作业区应符合的卫生标准；熟悉常用的通风方式
类型、各自的优缺点及适用场合；掌握施工通风与防尘方法、设备 与管理；掌握隧道施工排水组织；熟悉施工用风、水电供应、照明 方式及设备、管线布置、安装；掌握隧道施工辅助坑道类型及其特 点。 ★能力目标：
2.按照《隧规》规定，隧道施工作业环境应符合下列卫生标准
（1）洞内空气中含氧量 （2）粉尘最高容许浓度 （3）瓦斯浓度 （4）有害气体最高容许浓度
隧道工程
（二）施工通风方式
隧道施工通风：机械通风和自然通风 自然通风是利用洞室内外的温差或高差来实现通风的一种方式，受洞 外气候条件的影响极大，一般仅限于短直隧道。
一、施工通风
隧道施工通风与除尘的目的是，为了更换和净化坑道内的空气，供给洞 内足够的新鲜空气，稀释、冲淡和排除有害气体，降低粉尘浓度，以改善劳 动条件，保障施工作业人员身体健康，保证正常的安全生产，并提高劳动生 产率等。
隧道工程
（一）隧道施工作业区应符合的卫生标准
1.隧道施工通风的基本任务是
（1）向施工区域的工作人员提供足够数量的新鲜空气； （2）稀释和排除各种有毒、有害气体和矿岩粉尘，使其含量符合国家标准； （3）改善施工地点的空气质量，使之能保持一定的温度和湿度，为施工人员 创造良好的劳动气候条件。
h摩
隧道工程
（三）风压计算
风压计算的目的就是要确定通风机本身应具备多大的压力才能满足通
风需要。
h机 h总阻
h总阻 h摩 h局 h正
h摩
LV 2 d • 2g
h局
0.612
Q2 S2
h正
0.612
S
Sm Sm
3
Q2
隧道工程
（四）通风机的选择、安装与使用
风量满足
通风机分为轴流式和离心式两类
（1）主风流循环系统 利用平行导坑与正洞的横向联络通道作为风道，在平行导坑口侧面的风
道口处设置主风机(主扇)，通风时把平行导坑设置的两道挡风门,当主扇向外 吸风时，平行导坑内空气产生负压，正洞外面把新鲜空气即通过正洞向洞内 补充，污浊空气经由最前端横通道进入平行导坑，在经施工通风道排出洞外， 从而形成以坑道为通风道的主风流循环系统，使主风流范围内的污浊空气很 快被排出洞外。
压入式通风
风管式通风 吸出式通风
机械通风方式
混合式通风
风墙式通风
巷道式通风 通风竖井
通风横井
巷道式通风：隧道本身(包括成洞、导坑及扩大地段)和辅助坑道（如平 行导坑)组成主风流和局部风流两个系统互相配合而达到通风的目的。
隧道工程
隧道工程
隧道工程 风管式通风的三种方式
隧道工程 巷道式通风
隧道工程
隧道工程
二、通风计算
（一）风量计算
1.按洞内同时工作的最多人数所需的风量（m3/min）计算。
Q kmq
2.按同时爆破的最多炸药量计算所产生的有害气体需要的风量（m3/min）计算。
（1）巷道式通风
Q 5Ab t
隧道工程
（2）管道通风 ①压入式通风
Q 7.83 A • S 2 • L2 t
②吸出式通风
Q 15 A • S • L散 t
隧道工程
③混合式通风
Q混压 7.83 A • S 2 • L2入口 t
Q混吸 1.3Q混压
3.按内燃机作业废气稀释的需要计算
Q ni B
隧道工程
4.按洞内允许最小风速计算
Q 60 •Vmin • S max
（二
平行导坑的挡风门
隧道工程
（2）局部风流循环系统
正洞及平行导坑开挖作业区，必须配置风扇，已形成局部风流循环系统， 正洞开挖作业区布置一台压入式风机，压入新鲜空气，工作面的污浊气体即 随主风流系统经横通道、平行导坑排出洞外。
(三)通风方式的选择
1.自然通风因其影响因素较多，通风效果不稳定且不易控制，故除短直隧道外，应尽量避 免采用； 2.压入式通风能将新鲜空气直接输送至工作面，有利于工作面施工，但污浊空气将流经整 个坑道。若采用大功率、大管径，其适用范围较广； 3.吸出式通风的风流方向与压入式相反，但其排烟速度慢，且易在工作面形成炮烟停滞区， 故一般很少单独使用； 4.混合式通风集压人式和吸出式的优点于一身，但管路、风机等设施增多，在管径较小时 可采用，若有大管径、大功率风机时，其经济性不如压入式； 5.利用平行导坑作巷道通风，是解决长隧道施工通风的方案之一，其通风效果主要取决于 通风管理的好坏。若无平行导坑，如断面较大，可采用风墙式通风； 6.选择通风方式时，一定要选用合适的通风机和风管，同时要解决好风管的连接，尽量减 少漏风率； 7.搞好施工中的通风管理，对设备要定期检查，及时维修，加强环境监测，使通风效果更 加经济合理。
Q机 1.1Q供 (1.1是风量储备系数，则为前述计算结果)
h机 P h （P为漏风系数， h h摩 h局 h正 ）
隧道工程 隧道专用轴流通风机
隧道工程 射流式通风机
隧道工程
（五）风管的布置、选择及安装
1.放置在隧道内的风管，应设在不妨碍出渣运输作业、衬砌作业的空间处，同时 要牢固地安装以免受到振动，冲击而发生移动、掉落。风管可挂设在隧道拱顶中 央、隧道中部或靠边墙墙角等处，一般在拱顶中央处通风效果较佳。在衬砌模板 台车附近，不要使风管急剧弯曲，以减少风压损失。 2.风管的连接应密贴，以减少漏风，一般硬管用密封带或垫圈，软管则用紧固 件连接。 3.吸入式的进风管口或集中排风管口处应设在洞外，并做成烟囱式，防止污染空 气回流进洞； 4.通风管开挖处面的距离应根据具体情况决定，压入式通风管的送风口距开挖面 不宜大于15m,排风式风管吸风口不宜大于5m。 5.采用混合式通风方式时，当一组风机向前移动时，另一组风机的管路应相应接 长，并始终保持两组管道相邻端交错20～30m。局部通风时，排风式风管的出 风口应引入主风流循环的回流中； 6.通风管的安装应做到平顺、接头严密、弯管半径不小于风管直径的3倍； 7.通风管如有损坏，必须及时修理或更换； 8.风压管采用软质橡胶管，吸入管采用硬质金属管或玻璃钢管。
隧道工程
第一节 施工通风与防尘
在隧道施工中，将开挖、出渣、支护及衬砌等称为基本作业。
为基本作业提供必要的施工条件，并直接为基本作业服务的作业，称为 隧道施工辅助作业。
其内容包括：施工通风与防尘、压缩空气的供应、施工供水与排水、施 工供电与照明、施工用辅助坑道等
隧道工程
课程负责人：张 丽(副教授）
云南交通职业技术学院
隧道工程
第九章 隧道施工辅助作业
隧道工程
★知识目标： 了解隧道施工作业区应符合的卫生标准；熟悉常用的通风方式
类型、各自的优缺点及适用场合；掌握施工通风与防尘方法、设备 与管理；掌握隧道施工排水组织；熟悉施工用风、水电供应、照明 方式及设备、管线布置、安装；掌握隧道施工辅助坑道类型及其特 点。 ★能力目标：
2.按照《隧规》规定，隧道施工作业环境应符合下列卫生标准
（1）洞内空气中含氧量 （2）粉尘最高容许浓度 （3）瓦斯浓度 （4）有害气体最高容许浓度
隧道工程
（二）施工通风方式
隧道施工通风：机械通风和自然通风 自然通风是利用洞室内外的温差或高差来实现通风的一种方式，受洞 外气候条件的影响极大，一般仅限于短直隧道。
一、施工通风
隧道施工通风与除尘的目的是，为了更换和净化坑道内的空气，供给洞 内足够的新鲜空气，稀释、冲淡和排除有害气体，降低粉尘浓度，以改善劳 动条件，保障施工作业人员身体健康，保证正常的安全生产，并提高劳动生 产率等。
隧道工程
（一）隧道施工作业区应符合的卫生标准
1.隧道施工通风的基本任务是
（1）向施工区域的工作人员提供足够数量的新鲜空气； （2）稀释和排除各种有毒、有害气体和矿岩粉尘，使其含量符合国家标准； （3）改善施工地点的空气质量，使之能保持一定的温度和湿度，为施工人员 创造良好的劳动气候条件。
h摩
隧道工程
（三）风压计算
风压计算的目的就是要确定通风机本身应具备多大的压力才能满足通
风需要。
h机 h总阻
h总阻 h摩 h局 h正
h摩
LV 2 d • 2g
h局
0.612
Q2 S2
h正
0.612
S
Sm Sm
3
Q2
隧道工程
（四）通风机的选择、安装与使用
风量满足
通风机分为轴流式和离心式两类
（1）主风流循环系统 利用平行导坑与正洞的横向联络通道作为风道，在平行导坑口侧面的风
道口处设置主风机(主扇)，通风时把平行导坑设置的两道挡风门,当主扇向外 吸风时，平行导坑内空气产生负压，正洞外面把新鲜空气即通过正洞向洞内 补充，污浊空气经由最前端横通道进入平行导坑，在经施工通风道排出洞外， 从而形成以坑道为通风道的主风流循环系统，使主风流范围内的污浊空气很 快被排出洞外。
压入式通风
风管式通风 吸出式通风
机械通风方式
混合式通风
风墙式通风
巷道式通风 通风竖井
通风横井
巷道式通风：隧道本身(包括成洞、导坑及扩大地段)和辅助坑道（如平 行导坑)组成主风流和局部风流两个系统互相配合而达到通风的目的。
隧道工程
隧道工程
隧道工程 风管式通风的三种方式
隧道工程 巷道式通风
隧道工程
隧道工程
二、通风计算
（一）风量计算
1.按洞内同时工作的最多人数所需的风量（m3/min）计算。
Q kmq
2.按同时爆破的最多炸药量计算所产生的有害气体需要的风量（m3/min）计算。
（1）巷道式通风
Q 5Ab t
隧道工程
（2）管道通风 ①压入式通风
Q 7.83 A • S 2 • L2 t
②吸出式通风
Q 15 A • S • L散 t
隧道工程
③混合式通风
Q混压 7.83 A • S 2 • L2入口 t
Q混吸 1.3Q混压
3.按内燃机作业废气稀释的需要计算
Q ni B
隧道工程
4.按洞内允许最小风速计算
Q 60 •Vmin • S max
（二
平行导坑的挡风门
隧道工程
（2）局部风流循环系统
正洞及平行导坑开挖作业区，必须配置风扇，已形成局部风流循环系统， 正洞开挖作业区布置一台压入式风机，压入新鲜空气，工作面的污浊气体即 随主风流系统经横通道、平行导坑排出洞外。
(三)通风方式的选择
1.自然通风因其影响因素较多，通风效果不稳定且不易控制，故除短直隧道外，应尽量避 免采用； 2.压入式通风能将新鲜空气直接输送至工作面，有利于工作面施工，但污浊空气将流经整 个坑道。若采用大功率、大管径，其适用范围较广； 3.吸出式通风的风流方向与压入式相反，但其排烟速度慢，且易在工作面形成炮烟停滞区， 故一般很少单独使用； 4.混合式通风集压人式和吸出式的优点于一身，但管路、风机等设施增多，在管径较小时 可采用，若有大管径、大功率风机时，其经济性不如压入式； 5.利用平行导坑作巷道通风，是解决长隧道施工通风的方案之一，其通风效果主要取决于 通风管理的好坏。若无平行导坑，如断面较大，可采用风墙式通风； 6.选择通风方式时，一定要选用合适的通风机和风管，同时要解决好风管的连接，尽量减 少漏风率； 7.搞好施工中的通风管理，对设备要定期检查，及时维修，加强环境监测，使通风效果更 加经济合理。
Q机 1.1Q供 (1.1是风量储备系数，则为前述计算结果)
h机 P h （P为漏风系数， h h摩 h局 h正 ）
隧道工程 隧道专用轴流通风机
隧道工程 射流式通风机
隧道工程
（五）风管的布置、选择及安装
1.放置在隧道内的风管，应设在不妨碍出渣运输作业、衬砌作业的空间处，同时 要牢固地安装以免受到振动，冲击而发生移动、掉落。风管可挂设在隧道拱顶中 央、隧道中部或靠边墙墙角等处，一般在拱顶中央处通风效果较佳。在衬砌模板 台车附近，不要使风管急剧弯曲，以减少风压损失。 2.风管的连接应密贴，以减少漏风，一般硬管用密封带或垫圈，软管则用紧固 件连接。 3.吸入式的进风管口或集中排风管口处应设在洞外，并做成烟囱式，防止污染空 气回流进洞； 4.通风管开挖处面的距离应根据具体情况决定，压入式通风管的送风口距开挖面 不宜大于15m,排风式风管吸风口不宜大于5m。 5.采用混合式通风方式时，当一组风机向前移动时，另一组风机的管路应相应接 长，并始终保持两组管道相邻端交错20～30m。局部通风时，排风式风管的出 风口应引入主风流循环的回流中； 6.通风管的安装应做到平顺、接头严密、弯管半径不小于风管直径的3倍； 7.通风管如有损坏，必须及时修理或更换； 8.风压管采用软质橡胶管，吸入管采用硬质金属管或玻璃钢管。