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绪论 1

第一章 地下建筑工程概论 7

1.1 概述 7

1.2 地下建筑工程建设基本原则 7

1.3 设计步骤和内容 9

1.3.1 初步设计 9

1.3.2 施工设计（又称施工图设计） 10

1.3.3 施工组织设计 10

1.4 确定设计与施工方案的技术方法 10

1.4.1 类比法 10

1.4.2 方案法 10

1.5 地下建筑工程的施工特点 11

1.4.3 最优化方法 11

第二章 地下建筑结构设计方法 13

2.1 概述 13

2.1.1 设计方法概要 13

2.1.2 地下建筑结构的功能 14

2.2 荷载分析 14

2.3 岩体分类与经验设计法 16

2.3.1 Terxaghi岩体荷载（Terzaghi Rock Load） 16

2.3.2 Q指标（Q System，又称NGI隧道质量指标） 18

2.3.3 岩体结构等级（Rock Structure Rating，又称RSR分类） 23

2.3.4 岩体力学等级与经验设计 25

2.3.5 国内围岩分类与经验设计 27

2.3.6 用经验设计隧道实例 30

2.3.7 经济设计方法的评价 31

2.4 解析计算设计方法 32

2.5 变形-约束方法 33

2.6 NATM法 34

2.7 不连续面分析方法 35

2.8 有限单元方法 36

2.8.1 计算范围的确定和离散方法 37

2.8.2 单元类型的选择 38

2.8.3 边界条件和初始应力场 38

2.8.4 开挖过程的模拟 39

2.8.6 锚喷支护的模拟 40

2.8.5 衬砌浇筑过程的模拟 40

2.8.7 求单元应力 41

2.8.8 支护结构的强度校核 41

第三章 隧道衬砌结构计算 42

3.1 概述 42

3.2 隧道衬砌上的荷载与分类 43

3.3 半衬砌的计算 43

3.3.1 计算图式、基本结构及正则方程 44

3.3.2 单位变位及荷载变位的计算 45

3.3.3 拱脚位移计算 45

3.3.4 计算各截面的内力并校核计算正确性 47

3.4.1 计算图式 48

3.4 曲墙式衬砌计算 48

3.4.2 主动荷载作用下的力法方程和衬砌内力 49

3.4.3 最大抗力值的计算 50

3.4.4 在óh=1抗力图作用下的内力 52

3.4.5 衬砌最终内力计算及校核计算结果的正确性 52

3.5 直墙式衬砌计算 52

3.5.1 计算原理 52

3.5.2 边墙的计算 53

3.6 衬砌截面强度检算 57

3.7 衬砌计算中存在的问题 58

第四章 锚喷支护设计 60

4.1 地下洞室破坏类型与机理 60

4.2 围岩局部失稳分析方法 62

4.3 围岩的稳定性因素与支护作用 64

4.4 锚喷支护设计 65

4.4.1 理论分析设计 66

4.4.2 监控法设计 74

4.4.3 锚喷支护设计技术现状与发展 74

第五章 隧道开挖施工 76

5.1 施工方案与开挖方法 76

5.1.1 施工方案 76

5.1.2 开挖方法 77

5.2 凿岩爆破 80

5.2.1 凿岩爆破基本参数 81

5.2.3 布孔设计 83

5.2.2 炸药在炮孙中分配方法与实际爆破参数的确定 83

5.2.4 光面爆破和预裂爆破 85

5.2.5 凿岩机械与工具选择 87

5.3 装岩与运输 89

5.3.1 洞室装运方式选择 89

5.3.2 洞室装运设备选择 90

5.3.3 平洞装岩设备生产率计算 91

5.3.4 运输设备需要量计算 92

5.3.5 岩石装运设计方法 93

5.4 洞室通风 93

5.4.1 通风方法 93

5.4.2 风量计算 94

5.4.3 选择风筒 95

5.4.4 选择通风机 96

第六章 开挖机械化与掘进机施工 97

6.1 开挖机械化作业方案配套 97

6.1.1 方案配套的原则 97

6.1.2 常用的机械配套方案 97

6.1.3 掘进设备配套最优化问题 100

6.2 掘进机械法（TBM）开挖施工 104

6.2.1 掘进机的类型与应用 104

6.2.2 全断面掘进机结构原理 104

6.2.3 掘进机开挖隧洞经济分析和施工组织 107

7.1.2 竖井施工方法 110

7.1.1 井口施工 110

7.1 竖井施工 110

第七章 竖井、斜并施工 110

7.1.3 竖井凿岩爆破 113

7.1.4 竖井半岩与提升 114

7.2 斜井施工 117

7.2.1 斜井施工方法 117

7.2.2 斜井装岩 117

7.2.3 斜井提升 119

7.3 斜井、竖井施工治水 119

第八章 施工支洞布置 121

8.1 施工支洞的类型、选择及布置 121

8.1.1 施工支洞的类型与选择 121

8.1.2 施工支洞选择的技术经济比较依据 123

8.1.3 施工支洞布置设计 124

8.2 施工支洞断面选择 125

第九章 锚喷支护施工 127

9.1 喷射混凝土支护施工 127

9.1.1 喷射混凝土材料 128

9.1.2 喷射混凝土的几种工艺 130

9.1.3 喷射混凝土施工 133

9.2 锚杆支护施工 135

9.2.1 概述 135

9.2.2 砂浆锚杆支护 136

9.2.3 快速锚固剂锚固工艺 137

9.2.4 锚杆的其他种类 138

9.3 预应力锚索施工 140

9.3.1 二次灌浆预应力锚索的结构 140

9.3.2 预应力锚索的施工工艺 141

第十章 新奥法（NATM）施工与监控量测 143

10.1 新奥法的基本原理 143

10.2 新奥法设计和施工 144

10.2.1 设计和施工程序 144

10.2.2 施工要点 144

10.3 新奥法的现场量测 145

10.3.1 现场量测的目的 145

10.3.2 量测项目的观测面、点布置原则 145

10.3.3 位移量测内容及常用量测仪器 146

10.3.4 应力、应变量测内容与仪器 148

10.4 量测资料的整理和应用 149

第十一章 洞室混凝土衬砌施工 153

11.1 洞室衬砌施工工艺概述 153

11.2 模板结构与设计 153

11.2.1 模板的型式和结构 153

11.2.2 模板设计 156

11.3 混凝土工程 158

11.3.1 混凝土浇筑工艺概述 158

11.3.2 混凝土浇筑方案 159

11.3.3 混凝土浇筑 160

11.3.5 混凝土的拆模与养护 161

11.3.4 混凝土衬砌机械化作业线 161

11.3.6 施工缝及变形缝的处理 162

11.4 竖井衬砌施工 164

11.5 壁后回填与压浆 165

11.5.1 壁后回填 165

11.5.2 壁后压浆 165

第十二章 复杂地层与土层施工方法 167

12.1 复杂地层的分类 167

12.2 注浆法 167

12.2.1 常用的注浆材料 169

12.2.2 主要注浆设备与工具 170

12.2.3 注浆参数的选取 171

12.2.4 注浆法施工 172

12.3 盾构法 172

12.3.1 盾构的构造与分类 173

12.3.2 盾构施工 174

12.4 管栅桩法 175

12.5 格栅拱与模喷联合支护法 177

12.6 几种强行穿越法 178

12.6.1 短段掘砌 178

12.6.2 超前支护 178

12.8 坍方处理方法 179

12.7.1 超前导洞排水降压 179

12.7.2 注浆法堵水 179

12.6.3 侧壁导坑法 179

12.7 涌水涌沙处理方法 179

12.8.1 引起坍方的因素 180

12.8.2 坍方处理方法及实例 180

第十三章 地下建筑工程施工组织与计划 183

13.1 施工组织设计编制方法 183

13.1.1 施工组织设计的作用 183

13.1.2 编制施工组织设计依据所需资料 183

13.1.3 施工组织设计的编制内容 183

13.1.4 施工组织设计编制步骤 184

13.1.5 施工方案的确定 185

13.2.1 掘进循环设计 188

13.2 掘进循环与工程进度计划 188

13.2.2 循环图表与实例 191

13.3 工程进度计划 192

13.3.1 水平图表 192

13.3.2 竖向图表 193

13.3.3 网络图 196

13.3.4 主要材料、机具、劳动力需用量计划 197

13.4 施工场地设计 197

13.4.1 水、电供应 198

13.4.2 空气压缩机站设计 199

13.4.3 工程用施工仓库设计 200

主要参考文献 202