隧道设计理论与方法PDF电子书下载

绪论 3

第01讲 隧道设计特征及基本要求 3

1.1隧道构造物的基本特征 3

1.2隧道构造物的要求性能 4

1.3隧道设计的基本特征 6

本讲参考文献 15

第02讲 隧道设计理论和方法的发展历程 16

2.1隧道工程的历史成就 16

2.2隧道设计理论的发展 19

2.3隧道设计方法的发展 20

2.4展望 21

本讲参考文献 22

第一篇 基本理论和设计方法 25

第03讲 隧道力学理论 25

3.1围岩的工程性质 25

3.2隧道开挖前围岩的应力状态 30

3.3隧道开挖后的力学行为 32

3.4隧道支护后的力学行为 36

3.5结语 41

本讲参考文献 41

第04讲 围岩稳定性评价及分级 42

4.1围岩稳定性影响因素 42

4.2围岩稳定性评价标准 42

4.3基于围岩稳定性的围岩分级方法 43

4.4掌子面围岩稳定性评价方法 48

4.5结语 50

本讲参考文献 50

第05讲 高速铁路隧道空气动力学效应与工程对策 52

5.1考虑空气动力学指标的高速铁路隧道设计方法 52

5.2高速铁路隧道瞬变压力及净空断面设计 53

5.3高速铁路隧道洞口微气压波及缓解措施设计 58

5.4高速铁路隧道空气阻力及坡度折减设计 63

5.5高速铁路隧道空气动力荷载确定 65

5.6高速铁路隧道空气动力学效应的技术发展展望 66

本讲参考文献 66

第06讲 新奥法 68

6.1新奥法的定义和发展历程 68

6.2新奥法原理 70

6.3新奥法设计需要强调的几个问题 74

6.4新奥法优缺点及存在的问题 76

本讲参考文献 77

第07讲 挪威法 78

7.1挪威法的特征 78

7.2 Q系统 79

7.3挪威法系统支护结构设计 83

7.4挪威法防排水设计理念 86

7.5挪威法应用实例 87

本讲参考文献 88

第08讲 岩土变形控制分析法 89

8.1岩土变形控制分析法的概念体系和理论基础 89

8.2岩土变形控制分析法的实施步骤 90

8.3岩土变形控制的监控量测 94

8.4岩土变形控制分析法的工程实践 95

8.5结语 100

本讲参考文献 100

第09讲 标准设计及类比设计法 102

9.1标准设计法和类比设计法概述 102

9.2标准设计法的内容与方法 103

9.3类比设计法的主要内容与方法 109

9.4结语 114

本讲参考文献 115

第10讲 特征曲线法 116

10.1特征曲线法基本原理 116

10.2围岩特征曲线 118

10.3支护特征曲线 121

10.4特征曲线法的工程应用 125

10.5结语 126

本讲参考文献 126

第11讲 围岩变形控制设计方法 127

11.1围岩变形控制设计基本原理 127

11.2隧道围岩复合结构特性 127

11.3深层围岩稳定性分析 129

11.4围岩荷载确定方法 132

11.5支护结构体系的协同作用原理 135

11.6工程实例分析 143

11.7结语 148

本讲参考文献 149

第二篇 支护结构设计 153

第12讲 解析设计法 153

12.1结构力学方法 153

12.2连续介质力学方法 156

12.3非连续介质力学方法 158

12.4隧道安全性评定 163

12.5结语 164

本讲参考文献 164

第13讲 荷载—结构法 166

13.1荷载—结构法计算流程 166

13.2荷载—结构模型 166

13.3荷载计算方法 168

13.4荷载施加方法 173

13.5结构内力分析 175

13.6结语 178

本讲参考文献 178

第14讲 围岩—结构法 179

14.1围岩—结构法计算流程 179

14.2围岩—结构模型 179

14.3力学模型及破坏准则 183

14.4隧道施工过程模拟 183

14.5计算结果的评价分析 185

14.6结语 187

本讲参考文献 187

第15讲 超前支护设计 188

15.1超前支护作用机理及适用范围 188

15.2超前锚杆设计 191

15.3超前小导管设计 192

15.4超前管棚设计 193

15.5超前水平旋喷设计 196

15.6超前管幕设计 197

15.7机械预切槽设计 199

15.8结语 202

本讲参考文献 202

第16讲 隧道掌子面加固设计 203

16.1隧道掌子面加固概述 203

16.2隧道掌子面加固的主要方法 206

16.3掌子面加固工程实例 212

16.4结语 214

本讲参考文献 214

第17讲 复合式衬砌初期支护设计 216

17.1初期支护总体功能描述 216

17.2初期支护的组成及作用 217

17.3初期支护设计 218

17.4结语 228

本讲参考文献 229

第18讲 复合式衬砌二次衬砌设计 230

18.1隧道二次衬砌结构功能 230

18.2二次衬砌设计内容与方法 231

18.3二次衬砌轮廓设计 232

18.4二次衬砌参数设计 236

18.5二次衬砌设计其他要点 242

本讲参考文献 247

第19讲 明洞与棚洞设计 248

19.1明（棚）洞的类型和适用条件 248

19.2明（棚）洞荷载及内力计算 250

19.3明（棚）洞工程设计 252

19.4明（棚）洞工程设计实例 253

19.5结语 256

本讲参考文献 257

第20讲 TBM选型及设计要点 258

20.1 TBM工作原理和工法适应性 258

20.2 TBM选型 259

20.3 TBM法设计要点 261

20.4 TBM特殊段处置技术 265

20.5 TBM典型案例 268

20.6 TBM技术展望 272

本讲参考文献 273

第21讲 盾构隧道管片结构设计 274

21.1盾构隧道管片衬砌结构设计 274

21.2盾构隧道荷载 278

21.3管片结构计算 280

21.4管片细节设计 286

21.5管片防水设计 287

21.6管片制造、存储及吊运 289

21.7结语 290

本讲参考文献 291

第22讲 沉管隧道设计 292

22.1国内外沉管隧道发展概述 292

22.2沉管隧道设计主要内容及关键技术 294

22.3荷载与组合 298

22.4管节结构计算 300

22.5管节制作工艺 303

22.6结构防水 305

22.7结语 308

本讲参考文献 308

第23讲 隧道耐久性设计 309

23.1隧道耐久性的概念及影响机理 309

23.2围岩的耐久性 310

23.3初期支护的耐久性 312

23.4二次衬砌结构的耐久性 316

23.5隧道耐久性设计方法 319

23.6结语 320

本讲参考文献 321

第三篇 特殊结构设计 325

第24讲 洞口段设计 325

24.1洞口边仰坡防护设计 325

24.2危岩落石防护设计 326

24.3路（桥）隧过渡段设计 328

24.4洞门设计 329

24.5缓冲结构设计 333

24.6结语 334

本讲参考文献 334

第25讲 浅埋和偏压段设计 335

25.1浅埋偏压段隧道特征 335

25.2浅埋段设计 337

25.3偏压段设计 340

25.4结语 344

本讲参考文献 344

第26讲 超大跨度隧道结构设计 345

26.1隧道跨度的分类及超大跨度隧道定义 345

26.2超大跨度隧道设计的特点、难点 347

26.3超大跨度隧道支护体系设计 348

26.4超大跨度隧道开挖工法设计 357

26.5超大跨隧道围岩及支护结构变形控制标准 358

26.6结语 359

本讲参考文献 360

第27讲 近接隧道设计 361

27.1近接隧道的特点 361

27.2近接隧道的受力特性 363

27.3近接隧道设计与施工 367

27.4近接隧道的围岩加固技术 369

27.5结语 372

本讲参考文献 372

第28讲 隧道结构抗震设计 373

28.1地震对隧道结构的影响 373

28.2抗震设计的主要原则及内容 374

28.3隧道地震力计算方法 375

28.4洞口段及断层带设计 378

28.5结语 381

本讲参考文献 382

第四篇 防排水设计 385

第29讲 围岩渗透性与隧道地下水控制 385

29.1岩石渗流场理论简介 385

29.2地下水类型及岩土的渗透性 387

29.3地下水与隧道的相互影响 392

29.4隧道防排水设计原则 395

29.5隧道结构水压力分析 396

本讲参考文献 400

第30讲 围岩注浆堵水和加固设计 401

30.1注浆机理 401

30.2隧道注浆设计 402

30.3注浆材料与注浆设备 409

30.4注浆效果检查评定 411

30.5注浆施工过程中常易出现的问题及对策 412

本讲参考文献 414

第31讲 防水设计 415

31.1隧道防水设计标准 415

31.2隧道防水设计分类 417

31.3地表及围岩防水设计 419

31.4隧道结构防水设计 421

31.5附属结构防水措施 429

31.6隧道常用防水材料 430

31.7隧道防水存在的问题及展望 432

本讲参考文献 433

第32讲 排水设计 434

32.1隧道排水系统分类 434

32.2洞口及地表排水设计 435

32.3隧道洞身排水设计 438

32.4施工期降水（排水）设计 445

32.5隧道排水管材与配件 448

32.6隧道排水存在问题及展望 449

本讲参考文献 450

第五篇 特殊岩土与不良地质隧道设计 453

第33讲 黄土隧道 453

33.1黄土分布及基本特征 453

33.2黄土隧道建设易出现的问题 454

33.3黄土隧道围岩分级 455

33.4黄土隧道设计施工主要内容及关键技术 456

33.5黄土隧道修建技术展望 463

本讲参考文献 464

第34讲 风积沙隧道 465

34.1我国风积沙的分布及特征 465

34.2风积沙的特性 466

34.3风积沙隧道围岩压力 467

34.4风积沙隧道设计要点 468

34.5施工技术要点 470

本讲参考文献 470

第35讲 寒区隧道 471

35.1寒区隧道特点及分类 471

35.2寒区隧道抗冻设计 474

35.3寒区隧道防寒排水系统施工工艺 483

35.4寒区隧道存在问题及展望 486

本讲参考文献 486

第36讲 多年冻土隧道 488

36.1概述 488

36.2多年冻土隧道技术难题 488

36.3多年冻土隧道设计关键技术 489

36.4多年冻土隧道工程实例 494

36.5结语 498

本讲参考文献 498

第37讲 岩溶隧道 499

37.1岩溶隧道概述 499

37.2岩溶隧道的灾害类型 500

37.3岩溶隧道的勘察、选线及设计原则 502

37.4岩溶处理及结构设计 504

37.5岩溶隧道防灾减灾设计 505

37.6岩溶隧道典型工程实例 508

37.7岩溶隧道修建技术展望 512

本讲参考文献 512

第38讲 岩爆防治 513

38.1岩爆发生机理及影响因素 513

38.2岩爆分级 514

38.3岩爆的预测预报 516

38.4岩爆对策 520

38.5结语 522

本讲参考文献 522

第39讲 挤压性围岩隧道 524

39.1概述 524

39.2挤压性围岩隧道变形分级 526

39.3挤压性围岩隧道变形控制技术 528

39.4挤压性围岩隧道工程实例 531

39.5挤压性隧道修建技术展望 532

本讲参考文献 532

第40讲 采空区隧道 533

40.1采空区工程特征、勘察及稳定性评价 533

40.2采空区隧道选线及设计原则 536

40.3采空区处治技术 537

40.4采空区工程实例 540

本讲参考文献 543

第41讲 膨胀性围岩隧道 545

41.1膨胀性围岩的概念 545

41.2膨胀性围岩的类型和特性 546

41.3膨胀性围岩的判别 547

41.4膨胀性围岩隧道的设计 549

41.5施工原则 552

41.6膨胀岩隧道案例分析与展望 553

本讲参考文献 556

第42讲 瓦斯隧道 557

42.1瓦斯隧道工程特点和分级 557

42.2瓦斯隧道设计要点 560

42.3瓦斯隧道施工要点及制度管理 565

42.4典型案例 568

本讲参考文献 572

第六篇 特殊工法设计 577

第43讲 冻结法设计 577

43.1冻结法原理及发展 577

43.2冻结法设计原则 578

43.3冻结法系统设计 578

43.4工程实例 582

本讲参考文献 587

第44讲 微振爆破设计 588

44.1隧道爆破降振技术研究现状 588

44.2目前存在的问题 589

44.3隧道微振爆破定义 589

44.4爆破振动控制标准 590

44.5微振爆破设计方法 593

44.6振动监测和评价方法 595

44.7工程实例 596

本讲参考文献 597

第45讲 悬臂掘进机铣挖法设计 598

45.1悬臂掘进机铣挖法特点及适用条件 598

45.2铣挖法施工设备选型 599

45.3铣挖法开挖方案 600

45.4铣挖法施工设计实例 604

45.5结语 606

本讲参考文献 606

第七篇 其他设计 609

第46讲 辅助坑道 609

46.1辅助坑道的发展和现状 609

46.2辅助坑道的分类 611

46.3辅助坑道的设计 612

46.4工程实例 614

46.5结语 618

本讲参考文献 619

第47讲 缺陷整治设计 620

47.1设计原则 620

47.2典型缺陷整治设计方案 621

47.3结语 625

本讲参考文献 625

第48讲 超前地质预报 626

48.1超前地质预报的主要内容与常用方法 626

48.2超前地质预报设计 628

48.3超前地质预报设计工程实例 631

48.4超前地质预报技术发展及展望 634

本讲参考文献 634

第49讲 监控量测 635

49.1监控量测设计内容 635

49.2监控量测数据分析及信息反馈 645

49.3监控量测新技术 647

49.4结语 650

本讲参考文献 650

第50讲 铁路隧道运营通风 651

50.1铁路隧道运营通风发展概况 651

50.2隧道内卫生标准 652

50.3铁路隧道运营通风设计 653

50.4结语 663

本讲参考文献 664

第51讲 铁路隧道防灾疏散救援工程设计 665

51.1隧道防灾疏散救援应对策略 665

51.2疏散救援工程规划 666

51.3疏散救援工程设计 668

51.4防灾疏散救援预案 675

51.5防灾疏散救援技术的研究方向 678

本讲参考文献 678

第八篇 工程设计实例 681

第52讲 关角隧道 681

52.1工程概况 681

52.2隧道总体设计 683

52.3高压岩溶裂隙水处理技术 685

52.4高海拔缺氧条件下施工保障技术 688

52.5运营通风和防灾救援设计 694

52.6结语 698

本讲参考文献 698

第53讲 高黎贡山隧道 700

53.1工程简况 700

53.2隧道总体设计 702

53.3隧道结构设计 704

53.4高地温防治设计 707

53.5隧道防灾疏散设计 715

53.6结语 715

本讲参考文献 716

第54讲 狮子洋隧道 717

54.1狮子洋隧道概况 717

54.2隧道总体设计 718

54.3隧道工程设计 721

54.4盾构地中对接设计 724

54.5气动效应与缓解措施设计 725

54.6结语 727

本讲参考文献 727

第55讲 西秦岭隧道 729

55.1工程概况 729

55.2方案研究 730

55.3隧道设计 733

55.4 TBM施工情况 737

55.5结语 740

本讲参考文献 741

第56讲 港珠澳大桥沉管隧道设计 742

56.1工程概况 742

56.2设计总体思想 743

56.3总体设计方案 744

56.4主要创新技术 751

56.5设计建成效果 752

56.6结语 752