隧道工程 铁道工程方向PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 隧道工程的基本概念 2

1.2 隧道的种类与功能 2

1.2.1 交通隧道 2

1.2.2 水工隧道 3

1.2.3 市政隧道 3

1.2.4 矿山隧道 4

1.3 隧道工程的发展概况 4

1.3.1 世界隧道工程的发展概况 4

1.3.2 我国隧道工程的发展概况 6

1.3.3 隧道工程的未来发展趋势 8

知识归纳 9

独立思考 9

参考文献 9

2 隧道工程勘测设计 11

2.1 隧道工程勘测 12

2.1.1 自然地理概况调查 12

2.1.2 地质调查 13

2.1.3 环境调查 14

2.1.4 气象调查 14

2.2 隧道位置的选择 15

2.2.1 隧道方案之间及其与其他方案的比较 15

2.2.2 越岭线上隧道位置的选择 16

2.2.3 河谷线隧道位置的选择 18

2.2.4 按地质条件选择隧道位置 20

2.3 隧道洞口位置的选定 23

2.3.1 “早进晚出”的原则 23

2.3.2 对地形和地质条件的考虑 24

2.4 隧道线路设计 24

2.4.1 隧道线路平面设计 25

2.4.2 隧道线路纵断面设计 25

知识归纳 27

独立思考 28

参考文献 28

3 隧道主体建筑结构 29

3.1 隧道建筑限界与净空 30

3.1.1 概述 30

3.1.2 曲线隧道的净空加宽 31

3.2 隧道衬砌断面设计 34

3.2.1 断面设计的基本内容和流程 34

3.2.2 铁路隧道衬砌断面设计 35

3.2.3 公路隧道衬砌断面设计 35

3.2.4 衬砌截面厚度 35

3.3 隧道洞身支护结构 36

3.3.1 隧道断面形状 36

3.3.2 洞身衬砌的结构类型 36

3.3.3 衬砌材料 40

3.4 隧道洞门结构 41

3.4.1 洞门的作用 41

3.4.2 洞门的形式 41

3.5 明洞结构 43

3.5.1 拱式明洞 44

3.5.2 棚式明洞 45

知识归纳 47

独立思考 47

参考文献 47

4 隧道附属建筑 48

4.1 铁路隧道附属建筑 49

4.1.1 避车洞 49

4.1.2 电力及通信设施 51

4.1.3 运营通风设施 51

4.2 公路隧道附属建筑 53

4.2.1 安全管理设施 53

4.2.2 紧急避难设施 55

4.2.3 运营通风设施 55

4.2.4 运营照明设施 58

4.2.5 其他及救援设施 60

4.3 隧道防排水设施 61

4.3.1 治水原则与措施 61

4.3.2 隧道内的排水建筑物 62

4.3.3 电缆槽与其他设施预留槽 63

知识归纳 63

独立思考 63

参考文献 63

5 围岩分级及围岩压力 65

5.1 隧道围岩的概念与工程性质 66

5.1.1 隧道围岩的概念 66

5.1.2 围岩的工程性质 66

5.2 围岩的稳定性 68

5.2.1 研究围岩稳定性的意义 68

5.2.2 影响围岩稳定性的因素 68

5.2.3 隧道围岩失稳破坏形式 71

5.3 围岩分级 72

5.3.1 围岩分级的意义 72

5.3.2 围岩分级的方法 72

5.3.3 我国隧道围岩分级的方法 75

5.4 围岩压力 81

5.4.1 围岩压力的概念与类型 81

5.4.2 影响围岩压力的因素 82

5.4.3 围岩松动压力的形成 82

5.4.4 围岩松动压力的确定方法 82

5.4.5 围岩压力的现场量测 90

知识归纳 92

独立思考 92

参考文献 92

6 隧道衬砌结构的计算 93

6.1 隧道工程的受力特点及隧道结构体系的计算模型 94

6.1.1 隧道工程的受力特点 94

6.1.2 隧道结构体系的计算模型 94

6.2 结构力学方法 96

6.2.1 概述 96

6.2.2 隧道衬砌结构计算的矩阵位移法 98

6.2.3 衬砌截面强度检算 105

6.3 岩体力学方法 107

6.3.1 解析法 107

6.3.2 数值分析方法 112

6.3.3 特征曲线法 115

6.3.4 剪切滑移破坏法 115

6.4 隧道抗震计算 117

6.4.1 隧道抗震计算方法发展概况 117

6.4.2 隧道抗震设计的有关规定 118

6.4.3 地震系数法 119

知识归纳 120

独立思考 121

参考文献 121

7 隧道施工方法 122

7.1 概述 123

7.1.1 隧道工程的特点 123

7.1.2 隧道施工方法及其选择 123

7.2 矿山法施工的基本方法 124

7.2.1 全断面法 125

7.2.2 台阶法 126

7.2.3 分部开挖法 130

7.2.4 矿山法施工中可能出现的问题及其对策 133

7.3 洞口段与明洞施工 134

7.3.1 洞口段的概念 134

7.3.2 进洞施工方法 135

7.3.3 明洞施工方法 136

7.4 隧道辅助施工措施 136

7.4.1 超前锚杆 136

7.4.2 管棚 137

7.4.3 超前小导管注浆 138

7.4.4 钢背板插板法与预衬砌法 139

7.4.5 预注浆加固地层 140

7.4.6 地表锚喷预加固 142

7.5 特殊地质地段的隧道施工 142

7.5.1 膨胀土围岩 143

7.5.2 黄土 144

7.5.3 溶洞 145

7.5.4 岩爆 147

7.5.5 高地温 148

7.5.6 瓦斯地层 149

7.6 隧道施工过程发生坍方的处理 152

7.6.1 发生坍方的原因 152

7.6.2 预防坍方的施工措施 153

7.6.3 隧道坍方的处理措施 153

知识归纳 154

独立思考 154

参考文献 154

8 隧道矿山法施工基本作业 156

8.1 钻爆开挖 157

8.1.1 爆破破岩作用机理及有关概念 157

8.1.2 钻孔机具 158

8.1.3 爆破材料 159

8.1.4 隧道内常用的爆破方法 162

8.1.5 隧道爆破开挖中的超挖与欠挖问题 169

8.2 出碴与运输 172

8.2.1 装碴 173

8.2.2 运输 174

8.2.3 卸碴 175

8.3 隧道支护技术 176

8.3.1 概述 176

8.3.2 临时支护 176

8.3.3 初期支护 177

8.3.4 二次衬砌 187

8.4 衬砌结构的防排水技术 190

8.4.1 防水技术 190

8.4.2 排水技术 195

知识归纳 196

独立思考 197

参考文献 197

9 隧道施工辅助作业 198

9.1 隧道施工的辅助坑道 199

9.1.1 横洞 199

9.1.2 平行导坑 200

9.1.3 斜井 201

9.1.4 竖井 202

9.2 施工通风与防尘 203

9.2.1 施工通风的目的及有关规定 203

9.2.2 通风方式 204

9.2.3 通风设计 205

9.2.4 防尘 208

9.3 压缩空气的供应 210

9.3.1 供风量的计算 210

9.3.2 空压机站 211

9.3.3 高压风管管径的选择 211

9.3.4 高压风管管路铺设要求 212

9.4 施工供水与防排水 212

9.4.1 施工供水 212

9.4.2 施工防排水 213

9.5 供电与照明 215

9.5.1 隧道施工供电 215

9.5.2 隧道施工照明 216

知识归纳 217

独立思考 218

参考文献 218

10 新奥法与新意法 219

10.1 新奥法概述 220

10.1.1 名称由来与产生的历史背景 220

10.1.2 新奥法的基本概念 220

10.1.3 新奥法原理的要点 220

10.1.4 新奥法的施工程序与基本原则 221

10.2 隧道施工过程中围岩与支护结构的相互作用 221

10.2.1 围岩特性曲线的建立 221

10.2.2 支护结构的补给曲线——支护特性曲线 224

10.2.3 围岩与支护结构平衡状态的建立 225

10.3 新奥法的监控量测 226

10.3.1 监控量测的目的 226

10.3.2 监控量测的基本要求、内容和方法 227

10.3.3 监控量测数据的处理、分析与应用 231

10.4 新意法简介 234

10.4.1 新意法的基本理论 234

10.4.2 新意法隧道设计施工的主要程序 235

10.4.3 新意法与新奥法的比较 236

知识归纳 239

独立思考 239

参考文献 239

11 隧道掘进机施工 240

11.1 概述 241

11.1.1 掘进机的施工特点 241

11.1.2 国内外应用概况 242

11.2 全断面掘进机的类型与构造 242

11.2.1 全断面掘进机的类型与主体结构 242

11.2.2 全断面掘进机的掘进系统 246

11.2.3 全断面掘进机的后部配套设备 247

11.3 掘进机施工 248

11.3.1 掘进机破岩机理 248

11.3.2 掘进作业 249

11.3.3 掘进机的操作控制与管理 250

11.4 与掘进机施工配套的支护形式 252

11.4.1 管片式衬砌 252

11.4.2 复合式衬砌 252

知识归纳 254

独立思考 255

参考文献 255

12 高速铁路隧道工程 256

12.1 国内外高速铁路隧道发展概况 257

12.2 高速铁路隧道中的空气动力学问题 259

12.2.1 主要空气动力学效应 259

12.2.2 瞬变压力 259

12.2.3 微气压波 260

12.2.4 高速列车在隧道内的运行阻力 261

12.3 高速铁路隧道的横断面 261

12.3.1 堵塞比的概念 261

12.3.2 隧道横断面 262

12.3.3 隧道衬砌 263

12.3.4 国外高速铁路隧道横断面实例 263

12.4 减小隧道空气动力学效应的工程对策 265

12.4.1 扩大隧道横断面和减小堵塞比 265

12.4.2 设置洞口缓冲结构 265

12.4.3 设置通风竖井 268

12.4.4 修建平行辅助隧道 268

12.4.5 其他措施 269

12.5 高速铁路隧道的防灾救援 269

12.5.1 隧道防灾救援设计的基本原则 269

12.5.2 隧道防火救灾的系统设计 269

知识归纳 271

独立思考 272

参考文献 272

13 隧道施工组织与管理 273

13.1 施工准备 274

13.1.1 技术准备工作的内容 274

13.1.2 现场基本条件及物资准备 274

13.2 施工组织设计 275

13.2.1 施工组织设计的内容 275

13.2.2 编制施工组织设计的依据与程序 276

13.3 施工场地布置 276

13.3.1 弃碴场地及卸碴道路的布置 277

13.3.2 大宗材料的堆放场地和料库的布置 277

13.3.3 生产房屋和生产设施的布置 277

13.3.4 生活房屋的布置 277

13.4 施工进度计划 278

13.4.1 流水作业原理 278

13.4.2 施工进度计划的表现形式 279

13.4.3 施工进度计划的编制 282

13.5 隧道施工风险管理简介 285

13.5.1 基本概念 285

13.5.2 风险管理的基本原则与准则 286

13.5.3 隧道施工阶段的风险管理 287

知识归纳 290

独立思考 290

参考文献 291

14 隧道运营管理与养护维修 292

14.1 隧道运营管理与养护维修的意义 293

14.2 运营隧道检测技术与评估 294

14.2.1 运营隧道的常见病害 294

14.2.2 运营隧道检测的内容 294

14.2.3 运营隧道检测技术 295

14.2.4 运营隧道评估 298

14.3 隧道的养护与维修 300

14.3.1 隧道的检查 300

14.3.2 裂损衬砌结构的稳定性分析 301

14.3.3 衬砌裂损原因分析 303

14.3.4 隧道的养护与维修 304

知识归纳 309

独立思考 310

参考文献 310