隧道工程

書名:21世紀高等學校本科系列教材--隧道工程(第二版)

出版社：重慶大學出版社

定價:25

ISBN:ISBN 7-5631-1385-1

作者：覃仁輝

印刷日期:2005-9-3

出版日期:2001-12-1

精裝平裝_開本_頁數：平裝16開,282頁

中圖法:

中圖法一級分類:

中圖法二級分類:

書號:

簡介:　內容提要

本書詳細地介紹了公路隧道的勘察、設計和施工方法。全書共分10章，主要內容包括隧道的勘察、隧道總體設計、隧道襯砌結構形式及構造、隧道圍岩分類及圍岩壓力、隧道結構計算、錨噴支護結構設計與施工、隧道通風、隧道照明、隧道施工方法及其基本作業。每章后附有思考題，供學習時使用。

本書是高等院校土木工程專業隧道工程課程的教學用書，亦可供有關專業的工程技術人員參考。

第二版前言

《隧道工程》是普通高校土木工程專業系列教材中的專業課教材。自2001年12月第一次出版以來，除了作為專業課教材外，也可作為高速公路山嶺隧道建設的管理、施工、設計、監理等部門技術人員的參考書，因而2003年3月第二次印刷。

2004年7月，高校教材編審委員會專門召開了土木工程教材改版會議。根據會議精神，對本教材在使用過程中發現的勘誤，進行了查漏補缺，改錯。同時，對以下章節進行了修改增補。第3章，3．1．1部分增加了隧道方案與自然條件的關係；第4章，4．2．2洞門部分修改為洞門與洞口段。第7章，7．2．1部分增加了噴錨支護與傳統支護結構的差異。第7章10．2節新奧地利隧道施工法部分進行了修改。

由於編者水平有限，讀者若發現本書有錯誤和不完善之處，請予以批評指正，以便進一步修改補充。

編 者

2005年6月

前 言

我國公路隧道隨著交通建設的高速發展而不斷增加，目前國家將建設重點向我國西部地區轉移，高速公路網的建設必須面臨大量的隧道工程。在此之際，高校教材編寫委員會於2000年7月召開了會議，審定了《隧道工程》編寫大綱及編寫原則，以適應高校土木工程專業《隧道工程》課程的教學需要。本教材主要介紹了道路山嶺隧道的勘測設計、通風與照明設計、襯砌結構計算、山嶺隧道施工方法。通過本課程的學習，使學生掌握有關公路隧道的勘察、設計和構造原理以及計算理論和計算方法，熟悉有關施工方面知識，力求將隧道工程基本概念、設計與施工等內容有機地融為一體，使學生在學完這門課程后對道路山嶺隧道工程各個方面知識有比較全面、系統、深入的了解，具備從事隧道工程的設計、施工、管理的基本知識和能力，具有初步研究開發的能力以及解決各類圍岩隧道中遇到的較複雜問題的初步能力。

本教材共分10章，包括隧道的勘察、隧道總體設計、隧道洞身襯砌構造、隧道圍岩分級與圍岩壓力確定、隧道結構計算、錨噴支護結構設計原理與施工、隧道通風和照明、隧道施工方法及其基本作業等。第1章介紹了國內外隧道的發展概況、隧道的作用和分類。第2章介紹了隧道的勘察方法和主要勘察手段、地質勘察和水文勘察要求以及隧道結構建築環境評價，由於隧道工程是直接開挖山體，注重人類環境保護具有重要意義。第3章介紹隧道的總體設計(即在現行隧道規範意義下如何進行隧道選址)、隧道的平縱橫幾何設計、隧道襯砌斷面設計、內輪廓線求法和隧道勘測設計文件的內容及組成等。第4章介紹隧道襯砌類型及支護結構、洞門形式及構造、明洞形式及基礎形式、通風用豎井斜井、隧道內裝修及雜訊消減、隧道路面及隧道防排水等。第5章介紹公路隧道圍岩分類方法及其影響圍岩穩定性因素。第6章介紹隧道結構常用計算方法，主要針對不同圍岩類別設計選用的幾種隧道結構類型進行的計算方法，有半襯砌計算模式、曲牆式襯砌計算模式、直牆式襯砌計算模式以及有限桿單元計算模式。由於隧道結構與圍岩體共同作用的計算方法目前尚不成熟，本章未作介紹，讀者可查閱有關研究文章。第7章介紹新奧法意義下的錨噴支護結構設計原理，即介紹引入圍岩自承的概念進行隧道支護結構設計的原理和方法，由於新奧法隧道設計與施工緊密聯繫，本章介紹了錨噴支護施工的一些原則。第8章介紹公路隧道的通風，即根據《公路隧道通風照明設計規範》(JTJ026．1-1999)的要求，介紹如何計算隧道空氣中有害物質韻濃度及其稀釋有害物質所需的通風量，通風方式和通風機的選擇等，使學生能使用規範進行通風設計計算。第9章介紹隧道照明計算原理、照明質量及其照明設計和要求等。第10章介紹目前國內隧道施工的幾種常用方法，即新奧法和礦山法及其不良地質條件下的施工方法等，對隧道開挖及支護的一些基本作業也進行了介紹。

本教材第1至第5章由覃仁輝編寫；第6、7、8章由王成編寫，第9、10章由佘健編寫。全書由覃仁輝主編，楊其新主審。

由於編寫水平有限，教材中不可避免有錯誤之處，敬請讀者批評指正。

編 者

2001年7月

目錄：第1章 緒論1

1．1 隧道在交通事業中的地位和國內外隧道發展概況1

1．2 隧道的分類及其作用4

思考題7

第2章 隧道的勘察8

2．1 隧道勘察的幾個階段8

2．2 隧道勘察的主要方法9

2．3 隧道勘察的主要手段13

2．4 地質勘察15

2．5 水文勘察19

2．6 建築環境評價21

思考題28

第3章 隧道總體設計29

3．1 隧道選址29

3．2 隧道的幾何設計35

3．3 襯砌內輪廓線及幾何尺寸擬定42

3．4 道路隧道勘測設計文件的內容和組成48

思考題50

第4章 隧道結構構造51

4．1 洞身襯砌51

4．2 洞門58

4．3 明洞61

4．4 豎井、斜井65

4．5 內裝、頂棚及路面69

4．6 隧道的防水與排水72

思考題76

第5章 隧道圍岩分級與圍岩壓力77

5．1 隧道圍岩分級及其應用78

5．2 圍岩壓力的確定86

5．3 影響圍岩穩定性的因素94

思考題99

第6章 隧道結構計算100

6．1 概述100

6．2 隧道襯砌上的荷載類型及其組合103

6．3 半襯砌的計算104

6．4 曲牆式襯砌計算109

6．5 直牆式襯砌計算113

6．6 襯砌截面強度驗算118

6．7 單元剛度矩陣119

6．8 結構剛度方程128

思考題133

第7章 錨噴支護結構的設計與施工134

7．1 概述134

7．2 錨噴支護結構的受力與計算135

7．3 錨噴支護施工原則148

思考題156

第8章 隧道通風157

8．1 概述157

8．2 空氣中有害物質的設計濃度158

8．3 需風量計算163

8．4 通風方式及其選擇167

思考題176

第9章 隧道照明177

9．1 概述177

9．2 隧道照明基礎178

9．3 道路照明的質量189

9．4 隧道亮度曲線193

9．5 照明設計198

思考題223

第10章 隧道施工方法及其基本作業224

10．1 概述224

10．2 新奧地利隧道施工法226

10．3 傳統的礦山法234

10．4 不良地質條件下隧道施工237

10．5 開挖253

10．6 隧道支撐及襯砌施工265

10．7 出渣運輸274

思考題280

參考文獻282

21世紀高等教育土木工程系列規劃教材

內容簡介

本書根據教育部土木工程專業的課程設置指導意見以及《公路隧道設計規範)(JTG D70—2004)並結合編寫人員多年的教學和實踐經驗編寫而成。本書主要內容包括：緒論、隧道工程的勘測設計、隧道主體及附屬建築結構、隧道圍岩分級及圍岩壓力、隧道支護結構計算、隧道施工方法、隧道設計中的有限元法、隧道施工組織設計、隧道運營管理與養護及典型隧道工程簡介。

本書可作為高等院校土木工程專業及相關專業隧道工程課程的教材，也可供從事隧道及地下工程設計和施工的專業技術人員及科研人員參考。

國家隧道施工安全部分：（隧道無線監控系統，梁場無線監控，攪拌站無線監控，工地無線監控）

當前，我國正在大規模推進高質量的鐵路建設，跨省的遠距離的鐵路施工正在全國範圍內鋪開。由於我國是一個地域遼闊，地形複雜的國家，其中山地、丘陵和高原面積約佔國土總面積的60%多，鐵路建設中遇到山嶺和丘陵地區，採用隧道建設方案是最直接，也是最高效的穿行方案，可以有效地發揮縮短行車里程，提高線型標準、保障運營安全，保護生態環境等特點。在隧道建設的過程中，無線監控系統正在為保障安全生產發揮越來越重要的作用。日前，在中鐵集團建設的山西大同至陝西西安的D車高速鐵路中，採用了技術先進的無線監控系統為鐵路線中的隧道建設提供了安全保障。

由於隧道建設是一項艱苦、危險性較高的工程，如何高效率得在保證施工安全前提下，提高隧道掘進的質量和速度，監控系統正在其中發揮越來越重要的作用。為此，大同到西安鐵路局主管部門經過嚴謹的審核測試，在多家無線系統廠家中，專註於視頻監控的專業無線傳輸品牌——BITWAVE憑藉在無線視頻監控的行業應用積累的成功經驗及豐富的無線鏈路規劃經驗，在眾多的無線系統供應商中脫穎而出，經過嚴格的現場環境測試，系統體現出了高穩定性、可靠性，最終成為大西鐵路建設無線監控系統的唯一供應商。BITWAVE無線系統為大西鐵路系統的隧道建設和大西鐵路制梁場及攪拌站的安全生產提供了高效可靠的保障。

BITWAVE的無線系統之所以能夠被大西鐵路主管部門認同並成功應用，除了無線設備的先進性、可靠性和穩定性外，BITWAVE隧道專用無線傳輸設備本身支持極高的接收靈敏度，同時為了適應隧道內施工設備支架等遮擋，設計了獨特MIMO的多徑信號增強功能，可以比一般設備提供更遠的傳輸距離和傳輸帶寬。近年來，BITWAVE產品在多條公路和鐵路隧道監控建設方面取得了豐富的成功經驗，這是最有說服力的優勢。（鐵路隧道、梁場無線監控系統技術工程師服務電話）

雖然視頻監控是比較成熟的應用，但由於隧道是特殊路段，普遍存在挖進深度大、空間環境狹窄、光線變化大、視野不清的特點，所以比一般環境存在更大的潛在事故危險，尤其在大西鐵路局這樣隧道地形環境複雜的項目上，當發生火災等緊急事件時，交通輸導和救援工作與普通路段大不一樣，而且二次事故產生的後果遠比原發性事故嚴重得多，因此保障隧道內的安全建設和運營是管理部門最關注的問題，先進的無線監控系統將發揮重要的作用。鐵路主管部門的技術人員認為：“BITWAVE在隧道無線監控系統的成功經驗是決定我們選擇這個產品的重要依據，在我們大西的項目中也得到了良好的驗證。通過這樣高質量的無線監控系統，未來中國高鐵的建設將更加高效。”