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