《土木工程概论》课件-第8讲 机场、隧道及港口工程-

1、土木工程概论第8讲隧道、机场及港口工程1 机场工程3 港口工程2 隧道工程4 交通工程掠影第5章 交通土建工程土木工程概论第5章 交通土建工程【教学要求】了解隧道工程的种类、特点及基本构造；了解机场工程的特点和组成；了解港口工程的特点组成。【教学重点】隧道工程的种类、特点及基本构造。【教学难点】隧道工程的特点及基本构造。土木工程概论1 隧道工程4.1 隧道概述 概念：是修筑在岩体、土体或水底，两端有出入口的，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。包括交通运输方面的铁路、道路、水（海）底隧道和各种水工隧道等。第8讲 机场、隧道及港口工程共65张 第1张土木工程概论1.1 隧道概述特点 是交通运输

2、线路穿越天然障碍的有效方法。 穿越的地质条件复杂多变，工程定位、设计、施工方法要随时作相应调整。 施工作业面窄，劳力设备受到限制，工业化、机械化施工要求高。 造价昂贵。20世纪50年代，人们才总结出各种类型隧道工程规划、设计和施工的基本原理，在土木工程中逐渐形成了一个独立的工程领域。共65张 第2张土木工程概论1.1 隧道概述 发展简况 世界第一座交通隧道是公元前21802160年在巴比伦城中幼发拉底河下修筑的人行通道。 我国古代（公元前8世纪前3世纪）建造有深达40m以上的铜矿矿井（竖井和斜井） 19世纪20年代蒸汽机的出现以及铁路和炼钢工业的发展，促进了隧道工程的发展。18261830年英

3、国在利物浦硬岩中修建了两座最早的铁路隧道。台湾狮球岭隧道全长261m，1890年建成，是中国最早的铁路隧道，现已成为台湾基隆的旅游景点。共65张 第3张土木工程概论 隧道结构 洞身：隧道结构的主体部分。 衬砌：承受地层压力，维持岩体稳定，阻止坑道周围地层变形的永久性支撑物。它由拱圈、边墙、托梁和仰拱组成。 洞门：位于隧道出入口处，用来保护洞口土体和边坡稳定，排除仰坡流下的水。由翼墙、端墙及背部的排水系统所组成。小团山隧道金字山隧道1.1 隧道概述共65张 第4张土木工程概论1 隧道工程1.2 公路隧道按隧道所处的位置分为山岭道路隧道、水底道路隧道、城市路隧道。道路隧道要尽量设计成直线，隧道内纵

4、坡不宜大于3.5%，也不应小于0.3%。道路隧道要有较完善的通风、照明、防灾等附属设施。纽约林肯隧道万松岭隧道共65张 第5张土木工程概论 公路隧道的建筑限界及断面形状公路建筑限界公路隧道横断面净空公路隧道的各种主要断面形状共65张 第6张1.2 公路隧道土木工程概论 公路隧道通风公路隧道空气污染的主要原因是汽车排出的废气，公路隧道要有较完善的通风、照明、防灾等附属设施。通风方式的种类：通风方式纵向方式半横向式横向式混合式射流式风道式和喷嘴式竖井式1.2 公路隧道不设置专门通风设备，利用存在于洞口间的自然压力差或汽车行驶时活塞作用产生的交通风力，达到通风目的。自然通风机械通风 自然通风：共65

5、张 第7张土木工程概论射流式风机射流式竖井式 纵向式通风：1.2 公路隧道 半横向式通风 横向式通风共65张 第8张土木工程概论秦岭终南山公路隧道西康高速穿越秦岭的隧道，全长18.02km，规模世界第1、长度亚洲第1，隧道横断面高5m、宽10.5m，双车道各宽3.75m。上、下行隧道间每750m设紧急停车带一处。2004年12月13全线贯通。1.2 公路隧道共65张 第9张土木工程概论1.2 公路隧道共65张 第10张土木工程概论1 隧道工程1.3 铁路隧道 组成由洞口路堑（或引道）、洞门、洞身衬砌结构和隧道内外附属构筑物（道床、避车洞、水沟、照明、设置电气化设备的洞室等）组成。朔黄铁路龙宫隧

6、道共65张 第11张土木工程概论共65张 第12张兰新铁路乌鞘岭隧道长20.05km，是中国最长的铁路隧道。2006年8月23日开通隧道内的线路可用向坡或双向坡1.3 铁路隧道土木工程概论衡广复线大瑶山隧道长14.295km，是目前国内最长的双线电气化隧道，在世界铁路隧道中列第十位。1989年12月建成通车。1.3 铁路隧道共65张 第13张土木工程概论四臂液压凿岩台车穿越高压富水断层地段1.3 铁路隧道共65张 第14张土木工程概论秦岭隧道全长18456m，最大埋深1600m，是当时我国洞身最长、埋置最深、围岩特硬并首次采用全断面、大直径TBM施工、工程规模最大的隧道。2000年8月18日开

7、通运营 。1.3 铁路隧道共65张 第15张土木工程概论4.3 铁路隧道大瑶山一号隧道2008年6月16日，武广客运专线大瑶山一号隧道胜利贯通。隧道全长10081m，开挖断面为150m2，是全线最长的山岭隧道。共65张 第16张土木工程概论4.4 水底隧道铁路或公路遇到水面障碍物时，除可修建桥梁通过外，修建底隧道可能是最佳方案。尤其在水面宽、航运繁忙，通过巨型船只较多，不宜建造高桥和长引桥的情况下。4 隧道工程上海外环越江隧道武汉过江隧道共65张 第17张土木工程概论4.4 水底隧道武汉过江隧道示意图江底隧道布置示意图水底隧道一般分水底段和河岸段，后者又有暗埋、敞开及出口部分。共65张 第18

8、张土木工程概论通车典礼隧道内景隧道入口4.4 水底隧道共65张 第19张土木工程概论4.5 海底隧道目前，全世界已建成和计划建设的海底隧道有20多条，主要分布在日本、美国、西欧、中国的香港等地区。从工程规模和现代化程度上看，当今世界最有代表性的跨海隧道工程，莫过于英法隧道和日本青函隧道。4 隧道工程日本东京湾隧道日本青函隧道共65张 第20张土木工程概论英法隧道横贯多佛尔海峡，把英伦三岛与欧洲大陆连接起来。隧道由两股火车隧道和一股工作隧道构成，全长53km，海底部分37km，从伦敦到巴黎仅需要3h，穿越英吉利海峡仅需要20min。该隧道已于1995年建成通车。英法海底隧道断面构造示意图4.5

9、海底隧道共65张 第21张土木工程概论厦门翔安海底隧道外景全长9km，海底隧道5.95km，是中国第一条海底隧道，也是第一条由国内自行设计的海底隧道，2005年8月9日正式动工建设，计划于2009年底建成通车。共65张 第22张4.5 海底隧道土木工程概论广州白云机场鸟瞰图2 机场工程机场是飞机起飞、着陆、运行、停放、维修和实施飞行保障等活动的场所。机场工程则是指规划、设计和建造各项设施的统称。机场工程的内容包括：机场规划设计、场道工程、导航工程、通讯工程、空中交通控制、气象工程、旅客航站楼及指挥楼工程等。机场可分为国际机场、干线机场和支线机场。第8讲 机场、隧道及港口工程共65张 第23张第

10、一要素第二要素代号飞机基准飞行场地长度(m)代号翼展(m)主要起落架外轮外侧间距(m)1800A154.528001200B15244.56312001800C2436694 1800D3652914E5265914土木工程概论2 机场工程 民航机场的飞行区等级为使机场各种设施的技术要求与运行的飞机性能相适应，按照飞机起飞着陆性能和飞机主要尺寸规定飞行区等级。如波音757-200飞机需要的飞行区等级为4D，民航飞行区分级见下表：共65张 第24张土木工程概论跑道跑道是专供飞机起飞和降落时滑跑之用。是机场上最重要的工程设施。跑道布置是确定跑道的条数及方位，称为构形。分为单条跑道、多条跑道、开口V

11、形跑道和交叉跑道四种。共65张 第25张2 机场工程土木工程概论决定机场跑道长度的因素有：机型、最大起飞全重、气候、机场海拔高程、风速、跑道坡度等。跑道长度取决于起飞距离、加速停止距离、着陆距离等条件。国产新舟60涡桨支线飞机在天津滨海国际机场首航共65张 第26张2 机场工程土木工程概论机场除跑道外，还有跑道起飞我国民航机场的跑道通常用水泥砼筑成，也有用沥青砼筑成。跑道按其作用可分为主要跑道、辅助跑道和起飞跑道。降落道肩、停止道、净空道等起辅助作用的道路设施。滑行韩亚航空公司的波音767-38E型客机降落触地瞬间共65张 第27张2 机场工程土木工程概论机场道面的使用要求为保证飞机起降安全，

12、机场道路应满足下列要求：强度道面的整体结构应有对变形的抵抗能力和抗弯、抗压及抗磨耗的能力；平坦度道面应坚实平整，否则会使飞机受振引起疲劳破损，旅客不适，增加道路受载；粗糙度保证飞机着陆后能在跑道范围内刹车停止的需要；横坡保证道面排水的主要措施；稳定性在使用年限内具有足够的强度和刚度，并不受燃油等溶剂侵蚀，具有耐高速气流的稳定性；洁净无砂、石等松散物。共65张 第28张2 机场工程土木工程概论 滑行道及停机坪滑行道是供飞机从一处安全便捷地滑行至另一处的通道。北京机场滑行东桥停机坪是供飞机停放、上下旅客、完成起飞前准备和到达后各项作业用。共65张 第29张2 机场工程土木工程概论 航站楼航站楼供旅

13、客完成从地面到空中或从空中到地面转换交通之用，是机场的主要建筑。浦东国际机场夜景长沙黄花机场共65张 第30张2 机场工程土木工程概论3 港口工程概念：港口是具有水陆联运设备和条件的，有一定面积的水和陆域，供船舶出入和停泊、货物和旅客集散并变换运输方式的场地，它为船舶提供安全停靠、进行作业的设施，并为船舶提供补给、修理等技术服务和生活服务。港口工程是兴建港口所需的各项工程设施和工程技术的总称，包括港址选择、规划设计和各项工程的修建。港口工程是土木工程中的一个分支，在我国港口工程已成为与土木工程关系密切的相对独立分支。天津港共65张 第31张第8讲 机场、隧道及港口工程土木工程概论5.1 港口的

14、分类海岸港 按所在位置分 河口港内河港 按用途分商港军港渔港工业港避风港 按成因分天然港人工港海岸港上海洋山深水港河口港上海黄浦港内河港湖北宜昌港5 港口工程共65张 第32张土木工程概论杂货码头矿石木材煤炭物客运码头工作船码头工程维修基地导航标志铁路装卸线露天堆场铁路分区调车场仓库客运站港口管理局警卫室海港的组成入口5.2 港口的组成油料码头共65张 第33张5 港口工程土木工程概论 水域：供船舶航行、运转、锚泊和停泊装卸之用，要求有适当的深度和面积，水流平缓，水面稳静。水域包括进港航道、港地、锚地、防波堤等。港口水域可分为港外水域和港内水域，港外水域包括进港航道和港外锚地；港内水域港内航道

15、、转头水域、港内锚地和码头前水域或港池。5 港口工程共65张 第34张土木工程概论 陆域：供旅客集散、货物装卸、货物堆存和转载之用，要求有适当的高程、岸线长度和纵深。岸边建有码头，岸上设港口仓库、堆场、港区铁路和道路，并配有装卸和运输机械，以及其它各种辅助设施和生活设施。上海港外高桥港区四、五期工程共65张 第35张5 港口工程土木工程概论5.3 港口水工构筑物港口水工构筑物是港口的重要组成部分，包括码头、防波堤、护岸、船台、滑道、船坞等。 码头：供船舶系靠、装卸货物或上下旅客的建筑物的总称。 码头的布置方式：有顺岸式、突岸式和挖入式三种。码头前沿与自然岸线大体平行，优点是陆域宽阔、疏运方便、

16、工程量小顺岸式码头布置的四种方案5 港口工程共65张 第36张土木工程概论突堤式码头布置的二种方案码头前沿线与自然岸线间有较大角度，优点是在一定水域内有较多泊位，缺点是宽度有限，库场面积较小，作业不方便港池由人工开挖形成，在大型河港及河口港中较常见采用挖入式港池布置的唐山港共65张 第37张5 港口工程土木工程概论 码头的型式：按其前沿的横断面外形有直立式、斜坡式、半直立式和半斜坡式等。直立式适用于岸边有较大的水深半直立式适用于高水位时间较长而低水位时间较短的情况斜坡式适用于水位变化较大的情况半斜坡式适用于枯水时间较长而高水位时间较短的情况5 港口工程共65张 第38张土木工程概论 码头的结构

17、形式：重力式、板桩式、高桩式、混合式等。重力式码头依靠自重（包括结构自重和结构范围内的填料重量）来抵抗滑动和倾覆。5 港口工程青岛港前湾20万吨矿石码头沉箱重力式结构共65张 第39张土木工程概论板桩式码头5 港口工程天津中心渔港游艇码头直立式板桩结构依靠打入土中的板桩来挡土，由于板桩较薄又承受较大的土压力，只适用水深10m以下的码头。京唐港14#、15#码头全遮帘板桩结构共65张 第40张土木工程概论5 港口工程高桩码头由上部结构和桩基两部分组成，适用于软土地基曹妃甸25万t 矿石码头高桩码头共65张 第41张土木工程概论混合式码头1下部为重力墩，上部为梁板式结构，码头前沿为板桩结构5 港口

18、工程曹妃甸30万吨级原油码头桩基墩式结构 由1座工作平台、2座靠船墩和6座系缆墩组成由基础板、立板、水平拉杆及锚碇结构组成混合式码头2共65张 第42张土木工程概论 防波堤为港口提供掩护条件，阻止波浪和漂沙进入港内，保持港内水面的平稳和所需的水深，兼有防沙、防冰的作用。防波堤的平面布置共65张 第43张5 港口工程土木工程概论防波堤的类型共65张 第44张土木工程概论 护岸建筑 直接护岸建筑：即利用护坡和护岸墙等加固天然岸边，抵抗侵蚀。直接护岸建筑有斜面式护坡、直立式护岸墙，混合式护岸也被经常采用。斜面式护坡5 港口工程共65张 第45张土木工程概论直立式护岸墙5 港口工程共65张 第46张土木工程概论5 港口工程烟台港西港池顺岸码头四脚块护岸工程护坡和护岸墙的混合结构共65张 第47张土木工程概论 间接护岸建筑：利用在沿岸建筑的丁坝或潜堤，促使岸滩前发生淤积，以形成稳定的新岸坡。 潜堤：潜堤位置布置在波浪的破碎水深以内而临近于破碎水深之处，大致与岸线平行，堤顶高程应在平均水位以下，并将堤的顶面作成斜坡状。修建潜堤不仅是削减波浪的冲击和反射，也是一种积极的护岸措施。5 港口工程共65张 第48张土木工程概论 丁坝：自岸边向外伸出，对斜向朝着岸坡行进的波浪和与岸平行的沿岸流都具有阻碍作用，同时也阻碍了泥沙的沿岸运动，使泥沙落淤在丁坝之间，使滩地增高，原有岸地就更为稳固。