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第一章 绪论 1

1.1 隧道工程的基本概念 1

1.2 隧道的分类 1

1.3 隧道工程的发展与现状 5

1.3.1 世界隧道工程的发展简介 5

1.3.2 我国隧道工程的发展简介 6

1.3.3 我国在隧道工程领域取得的成就 7

1.3.4 我国隧道工程发展的前景 8

1.3.5 隧道工程未来发展趋势 9

第二章 隧道勘测设计基本知识 11

2.1 隧道工程调查 11

2.2 隧道围岩分级及其应用 17

2.2.1 岩石、岩体及围岩的基本概念 17

2.2.2 围岩稳定性的主要影响因素及与围岩分级的关系 19

2.2.3 分级指标及其应用 23

2.2.4 隧道围岩分级方法 28

2.3 隧道位置的选择 40

2.3.1 隧道方案之间及其与其他方案的比较 41

2.3.2 隧道洞身位置的选择 42

2.3.3 隧道洞口位置的选择 48

2.4 隧道线路设计 51

2.4.1 隧道线路平面设计 51

2.4.2 隧道线路纵断面设计 55

2.4.3 隧道线路接线 58

2.5 隧道横断面设计 59

2.5.1 隧道净空与限界 59

2.5.2 隧道横断面设计 64

2.6 隧道的勘测设计原则及勘测设计文件 69

2.6.1 公路隧道设计的原则和要求 69

2.6.2 公路隧道勘测设计文件的主要内容 70

本章小结 71

习题 72

第三章 隧道主体建筑构造 73

3.1 隧道洞身支护结构 73

3.1.1 现代支护结构原理及对支护结构的基本要求 73

3.1.2 支护结构的类型 75

3.2 洞门 82

3.2.1 隧道洞门的作用 82

3.2.2 常见洞门形式和适用条件 83

3.3 明洞 86

本章小结 88

习题 89

第四章 隧道附属建筑 90

4.1 铁路隧道附属建筑 90

4.1.1 避车洞 90

4.1.2 隧道运营通风设施 92

4.1.3 电力及通信设施 95

4.2 公路隧道附属建筑 96

4.2.1 公路隧道路面 96

4.2.2 紧急避难设施 98

4.2.3 安全管理设施 98

4.2.4 运营通风设施 100

4.2.5 运营照明设施 113

4.3 隧道防水设施 116

4.3.1 隧道防排水原则 116

4.3.2 隧道防水设施 117

4.3.3 隧道排水设施 118

本章小结 121

习题 121

第五章 隧道结构设计与计算方法 122

5.1 围岩的初始应力场 122

5.1.1 围岩初始应力场的组成 122

5.1.2 初始应力场的变化规律 122

5.1.3 选用初始应力值的原则和经验 125

5.2 开挖洞室围岩应力场的弹塑性分析 126

5.2.1 洞室开挖后围岩应力的弹性分析 126

5.2.2 洞室开挖后围岩应力及变形的弹塑性分析 128

5.3 隧道结构的设计原则与设计内容 138

5.3.1 围岩与支护结构的相互作用机理 138

5.3.2 支护结构的基本要求 142

5.3.3 地下结构的设计内容 145

5.4 围岩压力 146

5.4.1 围岩压力的分类 146

5.4.2 确定围岩松动压力的方法 148

5.5 隧道结构体系设计与计算方法 157

5.5.1 隧道结构体系的计算模型 157

5.5.2 结构力学方法 160

5.5.3 岩体力学方法 181

5.5.4 信息反馈方法 182

5.5.5 以围岩分级为基础的经验设计方法 186

本章小结 188

习题 188

第六章 矿山法隧道施工 189

6.1 隧道施工的基本方法 189

6.1.1 传统矿山法 190

6.1.2 新奥法 192

6.2 隧道开挖作业 195

6.2.1 隧道基本开挖方法 195

6.2.2 隧道开挖基本要求和掘进 201

6.2.3 隧道开挖的钻爆作业 203

6.3 出渣与运输 224

6.3.1 装渣 224

6.3.2 运输 227

6.3.3 卸渣 230

6.4 初期支护 230

6.4.1 锚杆施工 230

6.4.2 喷射混凝土施工 235

6.4.3 隧道钢架制作与安设 243

6.5 隧道施工辅助方法 245

6.5.1 超前锚杆 246

6.5.2 管棚加强支护 247

6.5.3 超前小导管注浆 248

6.5.4 超前深孔帷幕注浆 250

6.6 浅埋暗挖法施工 252

6.6.1 浅埋暗挖法概述 252

6.6.2 浅埋暗挖法施工的技术特点 253

6.6.3 浅埋暗挖法的开挖与支护技术 254

6.6.4 控制沉陷变形和防坍 256

6.7 洞口及明洞施工 257

6.7.1 洞口施工 257

6.7.2 明洞施工 259

6.8 防水层及二次衬砌施工 261

6.8.1 防水层的铺设 261

6.8.2 二次衬砌的施工 265

6.9 隧道施工辅助作业 272

6.9.1 压缩空气供应 272

6.9.2 施工供水与防排水 275

6.9.3 供电及照明 283

6.9.4 施工通风与防尘 288

6.10 隧道监控与量测 299

6.10.1 监控量测的目的 299

6.10.2 监控量测的内容和方法 300

6.10.3 监控量测数据应用 303

本章小结 304

习题 305

第七章 盾构法施工 306

7.1 盾构法概述 306

7.2 盾构的分类与构造 307

7.2.1 盾构机的分类 307

7.2.2 盾构机的主要构造 312

7.3 盾构施工的准备工作 314

7.3.1 盾构竖井的修建 314

7.3.2 盾构拼装的检查 315

7.3.3 盾构施工地面辅助设施的准备 317

7.4 盾构的推进 319

7.5 盾构管片拼装 320

7.5.1 管片拼装 320

7.5.2 衬砌防水 321

7.5.3 衬砌背后注浆 326

本章小结 326

习题 326

第八章 沉管法施工 327

8.1 沉管法概述 327

8.2 干坞修筑和管段预制 329

8.2.1 干坞修筑 329

8.2.2 管段预制 332

8.3 基槽开挖和航道疏浚 336

8.3.1 基槽开挖 336

8.3.2 航道疏浚 338

8.4 管段浮运、沉放及水下连接 339

8.4.1 简述 339

8.4.2 管段浮运、沉放的施工力学问题 339

8.4.3 管段浮运 341

8.4.4 管段沉放 343

8.4.5 管段的接头构造与水下连接 347

8.5 沉管隧道的基础处理 349

8.5.1 刮铺法 349

8.5.2 喷砂法 350

8.5.3 压注法 350

8.5.4 桩基法 351

8.5.5 覆土回填 352

本章小结 353

习题 353

第九章 不良和特殊地质地段隧道施工 354

9.1 概述 354

9.1.1 不良和特殊地质地段 354

9.1.2 不良和特殊地质地段隧道施工技术措施 355

9.2 膨胀性围岩地段隧道施工 356

9.2.1 膨胀岩土的基本特征 357

9.2.2 膨胀性围岩隧道设计和施工 358

9.3 黄土地段隧道施工 361

9.3.1 黄土分类及其对隧道施工的影响 361

9.3.2 黄土隧道的施工 363

9.4 溶洞地段隧道施工 365

9.4.1 溶洞的类型及其对隧道施工的影响 365

9.4.2 隧道遇到溶洞时的工程对策 365

9.4.3 溶洞地段施工的注意事项 367

9.5 瓦斯地层隧道施工 367

9.5.1 瓦斯的性质 367

9.5.2 瓦斯的燃烧和爆炸性 368

9.5.3 瓦斯释放的方式 368

9.5.4 瓦斯地层隧道施工 368

9.6 岩爆地层隧道施工 370

9.6.1 隧道岩爆特点 371

9.6.2 岩爆产生的条件 371

9.6.3 影响岩爆的因素 372

9.6.4 岩爆的防治措施 373

9.6.5 岩爆地段隧道施工注意事项 374

9.7 冻土地区隧道施工 374

9.7.1 冻土及其特性 374

9.7.2 冻土对隧道施工的影响 375

9.7.3 冻土隧道的施工 375

9.7.4 冻土隧道施工的注意事项 376

9.8 高地温隧道施工措施 377

9.8.1 高地温热源 377

9.8.2 高地温地段隧道施工措施 378

9.9 隧道施工塌方的处理 379

9.9.1 隧道施工塌方 379

9.9.2 隧道塌方预测 381

9.9.3 预防塌方的措施 382

9.9.4 隧道塌方的一般处理措施 382

9.9.5 几种主要类型塌方的处理措施 384

9.9.6 塌方隧道施工的注意事项 388

9.10 富水及流砂地层隧道施工 389

9.10.1 流砂地层隧道施工 389

9.10.2 涌水地段施工 390

本章小结 390

习题 390

第十章 辅助坑道 391

10.1 概述 391

10.2 横洞施工 391

10.3 斜井施工 392

10.3.1 斜井的设置形式 392

10.3.2 斜井的施工要点 393

10.3.3 斜井运输设备及安全要点 393

10.4 竖井施工 394

10.4.1 竖井位置的选择 394

10.4.2 竖井的断面 395

10.4.3 竖井的构造 395

10.4.4 竖井的施工要点 395

10.5 平行导坑施工 396

10.5.1 平行导坑的设置 396

10.5.2 平行导坑的施工要点 397

本章小结 397

习题 397

第十一章 隧道超前地质预报 398

11.1 隧道超前地质预报技术 398

11.1.1 隧道超前地质预报的方法 398

11.1.2 隧道超前地质预报主要内容和工作程序 404

11.2 TSP地质预报系统 406

11.2.1 TSP超前预报系统原理 406

11.2.2 TSP203超前预报系统组成 407

11.2.3 TSP203超前预报系统的特点 408

11.2.4 TSP203超前预报系统操作过程 408

11.3 GPR短距离超前地质预报 410

11.3.1 GPR地质雷达预报原理 411

11.3.2 地质雷达短程跟进地质探测 412

11.4 红外探水 413

11.4.1 红外探水原理 413

11.4.2 隧道洞内红外探测方法 414

11.4.3 性能特点 416

本章小结 418

习题 418

第十二章 隧道施工组织与管理 419

12.1 施工准备 419

12.1.1 技术准备 419

12.1.2 物资准备 420

12.1.3 人员准备 420

12.1.4 施工场地布置 421

12.1.5 建立健全各种规章制度 422

12.2 隧道施工组织设计 422

12.2.1 隧道施工组织设计的内容 422

12.2.2 隧道施工组织设计编制依据和原则 424

12.2.3 隧道工程施工组织设计实例 426

12.3 隧道施工管理与控制 455

12.3.1 隧道施工技术管理 455

12.3.2 隧道施工计划管理 457

12.3.3 隧道施工质量管理 458

12.3.4 隧道施工安全管理 459

12.3.5 隧道施工经济管理 460

12.3.6 隧道施工过程中机械设备管理与控制 461

12.3.7 隧道施工过程中材料管理与控制 463

12.4 隧道施工风险评估与管理 466

12.4.1 简述 466

12.4.2 风险管理的基本原理 467

12.4.3 隧道工程安全风险的分析方法 470

12.4.4 安全风险评估与控制 472

本章小结 475

习题 475

第十三章 隧道运营管理与养护维修 476

13.1 公路隧道运营管理系统 476

13.1.1 公路隧道运营管理系统的特点 476

13.1.2 运营管理系统的组成 477

13.2 隧道的防灾 480

13.2.1 隧道火灾概率及特点 480

13.2.2 隧道交通事故特点 481

13.2.3 隧道安全管理 481

13.3 隧道的养护与维修 482

13.3.1 清洁维护 483

13.3.2 结构检查 483

13.3.3 隧道保养维修 488

13.4 隧道病害处置 489

13.5 隧道附属设施养护 493

13.5.1 隧道通风 493

13.5.2 隧道照明 493

13.5.3 监控和消防及消音设施 494

本章小结 494

习题 495

主要参考文献 496