本书是应用型本科及高职高专规划教材。主要内容有:隧道构造、围岩分级和围岩压力、隧道位置选择及其断面设计、隧道施工方法、运营隧道养护与维修等。本教材充分吸纳过去教材的精髓,去掉过时的技术,将新技术、新方法和新工艺引入教材中,内容编排更合理,可作为专科和本科生教材使用,也可供工程技术人员参考。
前 言
随着我国基础建设事业的迅猛发展,公路和铁路交通建设也得到了飞速发展,隧道作为公路和铁路线上的重要建筑物,无论是隧道修建长度、断面大小,还是施工技术都发生了巨大变化。目前,我国的隧道修建总长度居于世界第一位,我国已成为世界上隧道数量最多、施工难度最大、发展最快的国家。在这样的发展背景下,我国隧道施工技术水平已接近国际先进水平,且其中部分技术已达到国际领先水平。本书结合工程应用型本科和高等职业技术教育侧重实践性和实用性特点,为满足培养工程技术应用型人才要求而编写。
本书按最新公路和铁路隧道设计规范和施工规范要求编写,内容系统整合了公路和铁路隧道的有关知识点,完全满足交通土建类专业课程的教学要求。本书力求简明,突出实践性和实用性,在充分吸收和继承同类教材经典内容基础上,比较全面、系统地介绍了隧道构造、隧道设计和施工方面的基本知识,广泛吸取了国内外施工现场的新技术、新方法、新材料、新工艺。在教学工程中应根据各专业特点和授课对象将教学内容做适当调整,并结合隧道工程技术发展前沿,结合一定的工程实例组织教学。本书既可作为应用型本科和高职高专交通土建类隧道工程教学用书,也可供隧道施工技术人员学习参考。
本书由王海彦、骆宪龙、付迎春任主编,由高少强任主审。参加编写工作的有:杨石柱(绪论),周太平、陈宇(第一章),习淑娟(第二章),骆宪龙(第三章和第九章),王海彦(第四章和第五章),杨治东(第六章),付迎春(第七章),林宝龙(第八章)。其中,周太平是四川管理职业学院的教师,陈宇是铁道第三勘察设计院的设计师,其他人员均为石家庄铁路职业技术学院教师。
在本书的编写过程中得到了国内同行和参编人员的大力支持,特别是得到了西南交通大学仇文革教授的悉心指导,郑文华、李日华、王素康等同志对书稿文字进行了校核,在此表示诚挚的谢意。由于编者水平有限,不当之处还望各位同行和读者批评指正。
编 者
2016年6月
王海彦,石家庄铁路职业技术学院教师,教授。承担教学课程:隧道课程;科研方向:隧道及地下工程结构耐久性及其维修加固技术。奖励情况:“隧道围岩喷射混凝土单层衬砌关键技术”项目获得2014年河北省科技进步三等奖。
绪 论 1
第一章 围岩分级与围岩压力 7
第一节 围岩分级 7
第二节 围岩压力及成拱作用 14
第三节 深埋隧道围岩压力的计算方法 17
第四节 浅埋隧道围岩压力的计算方法 23
复习思考题 29
第二章 山岭隧道结构构造 31
第一节 隧道衬砌 31
第二节 洞门与明洞 35
第三节 附属建筑物 41
第四节 高速铁路隧道空气动力学问题及工程措施 58
复习思考题 63
第三章 隧道位置选择及其断面设计 64
第一节 隧道位置的选择 64
第二节 隧道洞口位置的选择 69
第三节 隧道平面设计 71
第四节 隧道纵断面设计 73
第五节 隧道横断面设计 76
第六节 高速铁路隧道单双洞方案选择 92
复习思考题 93
第四章 山岭隧道常规施工方法 94
第一节 概 述 94
第二节 新奥法的基本内容和要求 97
第三节 新奥法的基本原理 99
第四节 新奥法施工的基本方法 102
第五节 增加隧道工作面的方法 109
复习思考题 116
第五章 山岭隧道常规施工技术 117
第一节 钻眼爆破的基本知识 117
第二节 钻爆设计及其施工技术 133
第三节 装渣运输 153
第四节 隧道辅助施工方法 172
第五节 初期支护施工技术 183
第六节 二次衬砌施工技术 206
第七节 防水层施工技术 212
第八节 监控量测技术 217
复习思考题 228
第六章 浅埋隧道施工方法 229
第一节 明挖法施工 229
第二节 地下连续墙施工 232
第三节 盖挖法施工 242
第四节 顶推法施工 246
第五节 洞口及明洞施工 248
复习思考题 253
第七章 隧道其他施工方法 254
第一节 全断面掘进机施工方法 254
第二节 沉埋法施工 265
第三节 盾构法施工 283
复习思考题 300
第八章 隧道施工辅助作业 301
第一节 压缩空气的供应 301
第二节 隧道施工通风与防尘 306
第三节 施工供水与排水 317
第四节 施工供电与照明 321
复习思考题 327
第九章 隧道养护维修与病害整治 328
第一节 运营隧道养护维修 328
第二节 隧道水害与其防治 331
第三节 隧道衬砌裂损与其防治 335
第四节 隧道冻害与其防治 338
第五节 隧道衬砌侵蚀与其防治 341
复习思考题 344
参考文献 345
装渣运输作业按其采用的装渣运输机具和设备的不同可分为三类。
第一类是有轨装渣—有轨运输。即在坑道内靠近工作面一段用轨行式装渣机将石渣装在车辆内,编列成组,再用牵引机车沿着轨道运至洞外卸渣场,如图5-3-1所示。它是传统的装渣运输形式,污染小,不受隧道长短、断面大小的限制。但各工种相互间干扰大,机械效率低,掘进速度较慢。此外挖枕木槽延误时间较长,不挖则轨面抬高,装渣机铲车上浮,引起隧底爬高。挖枕木槽,对硬岩难挖,对软岩易超挖,如有整体道床,是不允许超挖的。