隧道工程 - 电子教案.doc

绪 论 一、隧道的基本概念及工程概述 地下工程 ：在山体内或地面下修建的建筑物 隧道：以保持地下空间作为运输孔道的地下工程 导坑：在地下开挖出一个洞穴并延伸成为一个长形的孔道 衬砌：在坑道的周围修建支护结构 衬砌的内轮廓应能满足使用上的要求，同时也无需无谓的放大。 衬砌的形状和尺寸，应能使结构受力状态最为合理，既不浪费又能稳固。通常以圆形、椭圆形、马蹄形和卵形为多。 衬砌的用料应适合施工和养护的要求。通常用坚固、耐久、少腐蚀、能防水、防火、价廉、便于就地取材的材料。 洞门：在隧道端部外露面修建的为保护洞口和排放流水的挡土墙式结构。 明洞：在洞门与洞身间用明挖法修筑的隧道。 洞身衬砌、洞门和明洞就组成了隧道的主体支护结构，作用是保持岩体的稳定和行车安全。 为了保证隧道的正常使用，还需设置一些附属建筑物。 隧道的附属建筑物是为了运营管理、维修养护、给水排水、供蓄发电、通风、照明、通讯、安全等而修建的建筑物，包括有：为工作人员在隧道进行维修或检查时，能及时避让驶来的列车而在隧道两侧开辟的大小避车洞；为了保证隧道洞口的稳定与安全而修建的边仰坡；为了引导洞口边仰坡地表水流而修建的排水天沟；为了排除隧道内渗入的地下水，保证列车正常运行而设置的防水设备及排水设备；为了净化隧道内机车所排出的烟尘和有害气体而设置的通风系统；电力及通讯设施；消防设施等。 隧道的主体支护结构和隧道的附属建筑物组成了隧道建筑物。 隧道工程的修建，首先是把施工地区的地质和水文的情况勘察清楚。将勘察到的资料结合工程使用的要求，进行结构设计和施工方法的决择。通过施工组织设计的指导，有步骤地进行施工，并在施工的过程中，随时进行各种量测，不断有针对性地修正支护结构设计和施工方案，使之更趋于合理。 在隧道建成交付使用以后，还要定期检查，并按检查出的问题或病害，作出养护计划，分轻重缓急予以维修或大修，务使工程建筑物时刻处于良好状态，正常发挥它的工作效能。 二、隧道的种类及其作用 1.从隧道所处的地质条件来分，可以分为土质隧道和石质隧道。 2.根据隧道的长度可以分为短隧道（铁路隧道规定：L≤500m；公路隧道规定：L≤500m）、中长隧道（铁路隧道规定：500＜L≤3000m；公路隧道规定500＜L＜1000m）、长隧道（铁路隧道规定：3000＜L≤10000m；公路隧道规定1000≤L≤3000m）和特长隧道（铁路隧道规定：L＞10000m；公路隧道规定：L＞3000m）。 3.按国际隧道协会（ITA）定义的隧道的横断面积的大小划分标准可以分为极小断面隧道（2～3㎡）、小断面隧道（3～10㎡）、中等断面隧道（10～50㎡）、大断面隧道（50～100㎡）和特大断面隧道（大于100㎡）。 4.从隧道所在的位置来分，可以分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。 5.从埋深的深度来分，可以分为浅埋隧道和深埋隧道。 6.按照它的用途来分，可以分为交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿山隧道。 （一）交通隧道 作用是提供交通运输和人行的通道，以满足交通线路畅通的要求，一般包括有以下几种： 1．铁路隧道 开挖隧道直接穿山而过，既可使线路顺直，避免许多无谓的展线，使线路缩短；又可以减小坡度，使运营条件得以改善，从而提高牵引定数，多拉快跑。 2．公路隧道 高速公路对道路的修建技术提出了较高的标准，要求线路顺直、坡度平缓、路面宽敞等。 隧道的修建在改善公路技术状态，缩短运行距离，提高运输能力，以及减少事故等方面起到了重要的作用。 3．水底隧道 当交通线路需要跨越江、河、湖、海、洋时，一般可以选择的方案有架桥、轮渡和隧道。 河道通航需要较高的净空，而桥梁受两端引线高程的限制，一时无法抬起必要的高度时，采用水底隧道。 水底隧道方案的优点是不受气候影响，不影响通航，引道占地少，战时不暴露交通设施目标等，越来越受到人们的青睐。 4．地下铁道 地下铁道是解决大城市中交通拥挤、车辆堵塞问题，而能大量快速运送乘客的一种城市交通设施。 地下铁道可以使很大一部分地面客流转入地下而不占用地面面积。它没有平面交叉，而各走上下行线，因而可以高速行车，且可缩短车次间隔时间，节省了乘车时间，便利了乘客的活动。在战时，还可以起到人防的功能。 5．航运隧道 当运河需要越过分水岭时，克服高程障碍成为十分困难的问题。如果修建航运隧道，把分水岭两边的河道沟通起来，既可以缩短船只航程，又可以省掉船闸的费用，迅速而顺直地驶过，航运条件就大为改善了。 6．人行地道 为了提高交通运送能力及减少交通事故，除架设街心高跨桥以外，也可以修建人行地道来穿越街道或跨越铁路、高速公路等。这样可以缓解地面交通互相交叉的繁忙景象，少占用地面空间，同时也大大减少了交通事故。 （二）水工隧道