隧道专业认知实习报告

隧道方向认知实习报告隧道修建及与地质关系基本认知姓名：谢天班级：土木1104学号：11231095目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、前言 3—二I匕且 O\o"CurrentDocument"二、背景 3\o"CurrentDocument"三、隧道简介 4\o"CurrentDocument"（一）隧道概念与构成 4隧道常用支护类型：喷射混凝土支护、锚杆、金属网、钢拱架 4\o"CurrentDocument"（二）隧道分类 4\o"CurrentDocument"（三）隧道工程 5\o"CurrentDocument"（四）隧道主要技术指标 5（五）地质对隧道的影响 6\o"CurrentDocument"1.地质勘探与隧道选线 6\o"CurrentDocument"2.围岩稳定性 7（六）隧道修建方法 7\o"CurrentDocument"1.矿山法施工 7\o"CurrentDocument"2.新奥法施工 9\o"CurrentDocument"四、实习路线 11\o"CurrentDocument"（一）古北口潮河关二号隧道 11\o"CurrentDocument"（二）古北口废弃隧道 11（三）轨道减振与控制实验室 12\o"CurrentDocument"1.影响因素 12\o"CurrentDocument"2.改善措施 12\o"CurrentDocument"五、结论及建议 13隧道修建及与地质关系基本认知隧道修建及与地质关系基本认知【摘要】通过认识实习，初步了解不同功能结构设计的基本要求和设计方法。对隧道工程的功能、材料、结构和施工技术形成基本理念，认识隧道建设与地质的关系。建立起初步的工程意识，激发对隧道工程专业后续课程的求知欲，为学习专业基础课和专业课奠定感性认识基础。通过在现场的实际感受和认识，培养自己的实践能力、责任感、社会交往能力以及团队协作的精神。【关键词】隧道实习基础知识【正文】一、前言隧道是交通线上的重要组成部分，是国家重要的基础设施；快速畅通的交通网是经济发展的前提，低等级公路已不适应高速经济发展的需要；紧迫性目前我国高速公路相对较少，与我国人口、经济发展相比，太少。社会经济发展，交通必先行。目前我国隧道数量大难度大造价高对围岩的性质还只能从定性的角度去衡量工程应用中偏离较大，计算模型的选用和计算理论好不完全符合实际，施工技术水平和管理方法还较落后。二、背景近十余年来，我国随着高等级公路和高速公路建设的兴起，公路隧道的建设速度也很快。至今已建成的公路隧道450多座，总长超过120公里。其中长度在1公里以上的有80座，超过4公里的有4座。;在水工建设方面，已建和在建的水工隧洞超过400条，总长约400公里。其中二滩水电站的导流洞长1100米、宽23米、高7.5米，是目前我国建造断面最大的水工隧洞。由于水工隧洞断面通常较小，而且多为圆形，因此采用隧道掘进机修建了多条隧洞。三、隧道简介（一）隧道概念与构成隧道是埋置于地层内的一种地下建筑物。隧道可分为山岭隧道、水底隧道和地下隧道等。隧道的结构包括主体建筑物和附属设备两部分。主体建筑物由洞身和洞门组成，附属设备包括避车洞、消防设施、应急通讯和防排水设施，长大隧道还有专门的通风和照明设备。高速铁路隧道内不设置供养护维修人员待避的洞室，但应考虑设置存放维修工具和其他业务部门需要的专用洞室。安全空间应设置在距线路中心处3.0m以外，单线隧道在救援通道一侧设置，多线隧道在双侧设置。安全空间的高度不应小于2.2m，宽度不应小于0.8m。救援通道设置在安全空间一侧，距线路中心不应小于2.3m。救援通道的宽度不宜小于1.5m，高度不应小于2.2m。高速铁路长度大于50m的隧道，应在洞内设置余长电缆腔，并应与专用洞室结合设置。余长电缆腔沿隧道两侧交错布置，每侧间距宜为500m。长度500-1000m的隧道，可只在其中部设置一处。长度500m以上的隧道应设置作业照明设置，长度5km及以上的隧道还应设置应急照明。高速铁路长隧道及特长隧道应结合辅助坑道情况设置紧急出口，紧急出口上方应设标示牌和紧急照明设施。紧急出口通道的设置应符合相关规定。隧道常用支护类型：喷射混凝土支护、锚杆、金属网、钢拱架（二）隧道分类隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。1.按照隧道所处的地质条件分类：分为土质隧道和石质隧道。2•按照隧道的长度分类：分为短隧道（铁路隧道规定：LW500m；公路隧道规定：LW250m）、中长隧道（铁路隧道规定：500<LW3000m；公路隧道规定：250<L<1000m）、长隧道（铁路隧道规定：3000<LW10000m；公路隧道规定1000WLW3000m）和特长隧道（铁路隧道规定：L>10000m；公路隧道规定：L>3000m）。3•按照国际隧道协会（ITA）定义的隧道的横断面积的大小划分标准分类：分为极小断面隧道（2〜3mJ、小断面隧道（3〜10mJ、中等断面隧道（10〜50mJ、大断面隧道（50〜100mJ和特大断面隧道（大于100m2）o4•按照隧道所在的位置分类：分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。5•按照隧道埋置的深度分类：分为浅埋隧道和深埋隧道。6•按照隧道的用途分类：分为交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿山隧道。（三） 隧道工程道路隧道的建设过程主要为隧道规划、勘测、设计、贯通控制测量和施工等工作。隧道勘测：为确定隧道位置、施工方法和支护、衬砌类型等技术方案，对隧道地处范围内的地形、地质状况，以及对地下水的分布和水量等水文情况要进行勘测。在隧道勘测和开挖过程中，须了解围岩的类别。隧道设计：包括隧道选线、纵断面设计、横断面设计、辅助坑道设计、洞门设计、开挖方法和衬砌类型的选择等。（四） 隧道主要技术指标主要技术指标有隧道限界、隧道净空、衬砌的组成（如复合式衬砌）以及衬砌材料、衬砌厚度等。隧道限界指为保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间限界。隧道净空是指隧道内轮廓线所包围的空间，包括公路隧道建筑限界、通风及其它功能所需的断面积。断面形状和大小应根据结构设计力求得到最经济值。净空所包括的其它断面中，有通风机或通风管道、照明灯具及其它设备、监控设备和运行管理设备、电缆沟或电缆桥架、防灾设备等断面，以及富裕量和施工允许误差等。隧道衬砌分为(1)整体式模筑砼衬砌;(2)拼装式衬砌;(3)锚喷衬砌;(4)复合式衬砌;(5)明洞衬砌.混凝土衬砌台车是隧道施工过程中二次衬砌不可或缺的非标产品,主要有简易衬砌台车、全液压自动行走衬砌台车和网架式衬砌台车。全液压衬砌台车又可分为边顶拱式、全圆针梁式、底模针梁式、全圆穿行式等。在水工隧道和桥梁施工中还普遍用到提升滑模、顶升滑模和翻模等。全圆式衬砌台车常用于水工隧道施工中,不允许隧道有砼施工纵向接缝,在水工隧道跨度较大时一般使用全圆穿行式;边顶拱式衬砌台车应用最为普遍,常用于公路、铁路隧道及地下洞室的砼二次衬砌施工。本文着重介绍山岭隧道施工中常用砼衬砌台车的设计与使用。地质对隧道的影响1.地质勘探与隧道选线隧道一般建筑在褶皱的翼部，避开断层、不良地质等。滑坡：由于隧道洞身不应在滑坡、错落体内穿过，如必须通过此类地段时，应使洞身埋置在错落体或滑动面以下一定深度的稳固地层中，因此，需重点查明滑坡滑动面位置、产状，才能为设计确定隧洞位置提供依据。膨胀岩：多见于粘土岩、页岩、泥质砂岩；伊利石含量大于20%。重点研究膨胀性岩的分布产状、膨胀潜势，分析评价其对隧道工程安全和稳定性的影响。断裂构造及断层破碎带：重点研究大型断裂构造是否为活动断裂，如为活动断裂应避开。隧道还应尽量避开断层破碎带，特别是含水丰富的破碎带，必须穿越时，隧道应与之垂直或大角度斜交通过，并应提醒设计施工方做好支护及排截水措施，预防出现坍塌、避免富水破碎带出现突水涌泥现象造成安全事故。高初始应力：岩体初始应力对隧道围岩的稳定性有较大影响，特别是高初始应力的存在。高初始应力会导致隧道洞壁岩体在开挖过程中时有饼化、岩爆等不良现象的发生，造成隧道成洞性差。高初始应力主要存在于埋深大、构造作用强烈的隧道。因此，对于深埋隧道应通过地应力测试结果按公路隧道设计规范判定是否存在高初始应力地段。偏压问题：主要出现在埋深较浅的隧道。根据隧道走向与地形等高线相交情况判定，如隧道傍山而设，走向与地形等高线平行或小角度斜交，隧道外侧洞壁较薄，将出现偏压问题。偏压会降低围岩稳定性。高地温：地温高低与埋深有关，随埋深增大而递增。因此高地温主要出现在深埋隧道。对于深埋隧道应研究地温随埋深升温情况以及是否出现高地温现象。岩溶：应重点查明洞身不同地段的岩溶发育程度和分布规律、岩溶洞穴的形态规模、含水特性、岩溶水富水程度、补给排泄条件。分析评价隧道场地的适宜性、隧道围岩的稳定性、岩溶水对隧道安全和稳定性的影响及在施工和营运时产生的危害。放射性：主要针对花岗岩等岩浆岩类地区及存在放射性物质地区的隧道。有毒有害气体：应查明有毒有害气体的含量、压力、性质，并判断其对隧道施工、营运的影响。2.围岩稳定性在工程建设中，开挖洞室周围一定工程范围内的岩体称为围岩，其稳定性对于工程的安全具有重要意义。常见的破坏形式如下：(1)脆性围岩的破坏形式有弯折内鼓、张裂塌落、劈裂剥落、剪切滑移及岩爆等。(2)塑性围岩的破坏形式有塑性挤出、膨胀内鼓、溯流涌出和重力坍塌等。隧道修建方法1.矿山法施工矿山法指的是用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法，是一种传统的施工方法。它的基本原理是，隧道开挖后受爆破影响，造成岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能坍落。基于这种松弛荷载理论依据，其施工方法是按分部顺序采取分割式一块一块的开挖，并要求边挖边撑以求

安全，所以支撑复杂，木料耗用多。随着喷锚支护的出现，使分部数目得以减少，并进而发展成新奥法。按衬砌施工顺序，可分为先拱后墙法及先墙后拱法两大类。后者又可按分部情况细分为漏斗棚架法、台阶法、全断面法和上下导坑先墙后拱法。这种施工方法，因其工作面小，不能使用大型的凿岩钻孔设备和装卸运输工具，故施工进度慢，建设周期长，机械化程度低，耗用劳力多，难以适应公路建设工期的需要。矿山法的常用方法有：台阶法、CD工法（跨度大）、CRD工法、双侧壁导坑法、联拱隧道中洞法。木构件支撑的耐久性差，对坑道形状的适应性差，支撑撤换既麻烦又不安全，且对围岩有所扰动，因此，目前已很少使用。钢构件支撑具有较好的耐久性和对坑道形状的适应性等优点，施工中可以不撤换，也更安全。国内隧道界将以钢构件作为临时支撑的矿山法称为“背板法”。钢木构件支撑类似于地上的“荷载一结构”人学体系。它作为一种维持坑道稳定的措施．是很直观和奏效的，也容易被施工人员理解和掌握。因此这种方法常被应用于不便采用喷锚支护的隧道。由于衬砌的设计工作状态与实际工作状态不一致，以及临时支撑存在的—些缺陷等在一定程度上限制了它的发展和应用。矿山法的基本理论依据是，隧道开挖后受爆破影响，造成围岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能坍落。鉴于这种松弛荷载理论依据，其施工方法是采取分割式按分部顺序一块一块的开挖，并妥求边挖边撑以策安全，所以支撑复杂，材料消耗多。由于这种施工方法，因其工作面小，不能使用大型的凿岩钻孔设备和装卸运输工具，故施工进度慢，建设周期长，机械化程度低，耗用劳力多。矿山法施工的隧道为单层衬砌，先对拱顶施工，再完成其余衬砌，这种方法我国在1985年停止使用，而是转向新奥法施工。以下是几种矿山法施工类型，数字为开挖顺序：图1.先拱后烤注8为*轼姿肆疏食堆•::灶主图1.先拱后烤注8为*轼姿肆疏食堆•::灶主图丘蘑菇形法iA图3台阶法iA图3台阶法a正台阶b反台阶2.新奥法施工新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称，新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹教授于50年代提出的，它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起，作为主要支护手段的一种施工方法，经过一些国家的许多实践和理论研究，于60年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速发展，已成为现代隧道工程新技术标志之一。六十年代NATM被介绍到我国，七十年代末八十年代初得到迅速发展。至今，可以说在所有重点难点的地下工程中都离不开NATM•新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。新奥法施工特点：及时性、封闭性、粘结性（喷锚支护同围岩能全面粘结，这种粘结作用可以产生三种作用：联锁作用、复和作用、增加作用）、柔性。新奥法与传统施工方法的区别：传统方法认为巷道围岩是一种荷载，应用厚壁混凝土加以支护松动围岩。而新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构（以喷射混凝土、锚杆为主要手段）并使围岩与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破坏。施工顺序可以概括为：开挖—一次支护—二次支护。开挖作业的内容依次包括：钻孔、装药、爆破、通风、出渣等。开挖作业与一次支护作业同时交叉进行，为保护围岩的自身支撑能力，第一次支护工作应尽快进行。第一次支护作业包括：一次喷射混凝土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土在巷道开挖后，应尽快地喷一层薄层混凝土（3-5mm），为争取时间在较松散的围岩掘进中第一次支护作业是在开挖的渣堆上进行的，待把未被渣堆覆盖的开挖面的一次喷射混凝土完成后再出渣。按一定系统布置锚杆，加固深度围岩，在围岩内形成承载拱，由喷层、锚杆及岩面承载拱构成外拱，起临时支护作用，同时又是永久支护的一部分。复喷后应达到设计厚度（一般为10-15mm），并要求将锚杆、金属网、钢拱架等覆裹在喷射混凝土内。完成第一次支护的时间非常重要，一般情况应在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内完成。目前的施工经验是松散围岩应在爆破后三小时内完成，主要由施工条件决定。在地质条件非常差的破碎带或膨胀性地层（如风华花岗岩）中开挖巷道，为了延长围岩的自稳时间，为了给一次支护争取时间，安全的作业，需要在开挖工作面的前方围岩进行超前支护（预支护），然后再开挖。在安装锚杆的同时，在围岩和支护中埋设仪器或测点，进行围岩位移和应力的现场测量：依据测量得到的信息来了解围岩的动态，以及支护抗力与围岩的相适应程度。一次支护后，在围岩变形趋于稳定时，进行第二次支护和封底，即永久性的支护（或是补喷射混凝土，或是浇注混凝土内拱），起到提高安全度和整个支护承载能力增强的作用，而此支护时机可以由监测结果得到。对于底板不稳，底鼓变形严重，必然牵动侧墙及顶部支护不稳，所以应尽快封底，形成封闭式的支护，以谋求围岩的稳定。新奥法适用范围：具有较长自稳时间的中等岩体；弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩；强风化的岩石；刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩；坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土;微裂隙的,但很少粘土的岩体;在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石。在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方法相配合：有强烈地压显现的岩体；膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配合）；在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合；在蠕动性岩体中，要与冻结法或预加固法等配合。在下列场合中应用应慎重：大量涌水的岩体；由于涌水会产生流砂现象的围岩；极为破碎，锚杆钻孔、安装都极为困难的岩体；开挖面完全不能自稳的岩体等。新奥法的缺点主要有：实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人员和量测人员都十分熟练，没有这一点就易于发生错误;作业质量都与每一个人的仔细操作有关。开挖暴露出的地质会立即改变其状态，因此要求施工地质人员要亲临现场，以便发现问题；用能控制的施工量测，往往给施工带来不便；干喷射带来的灰尘以及由于易受化学药品的损害必须加强防护，尤其是对眼睛的防护，湿喷虽然可以避免此缺点，但在同样条件下，不如干喷那样有效的支护岩体。四、实习路线一）古北口潮河关二号隧道这个隧道建于1977年，新奥法还没有在我国实施，所以是典型的矿山法修建，内部为直墙式单层衬砌，长1219米。而到了1985年时，全国使用新奥法施工。首先是完成拱顶的开挖与衬砌建筑，然后完成下方，是一个由上自下的施工过程。（二）古北口废弃隧道这个隧道也是矿山法修建，因为在施工还未完成时就发现拱顶出现纵向裂缝而且因为不是非常必要通过此线，所以放弃了这个隧道的修建，重新选线进行工程，以此来节约工程投资。正是因为那时我国实力还不够雄厚，所以线路会选择靠近山坡，这样来缩减隧道长度，建设很多的隧道群。但是山坡处往往地质条件不好，容易出现工程问题，例如这个隧道是在围岩偏压导致剪坏。现在我国选线原则是宁里勿外，修建长隧道，这样隧道质量更好。也是基于我国现在强大的经济实力支撑，能够让我们有余地去追求隧道质量。

这个实验室主要是研究地铁运营时的减振问题，因为北京地铁很多，需要解决该问题，使得地铁不会影响到附近居民的生活。1.影响因素这个实验室主要是研究地铁运营时的减振问题，因为北京地铁很多，需要解决该问题，使得地铁不会影响到附近居民的生活。1.影响因素影响地铁振动的因素很多,包括车辆条件、轨道结构、隧道结构、环境地质条件、建筑物构造等因素,具体因素参数如下:列车:列车主要悬挂刚度及阻尼;轮对、转向架和车体质量;列车运行速度,车轮运行表面条件;轨道:轨道运营表面条件;轨道曲率;轨道质量、刚度和阻尼;钢轨紧固件间隙;隧道:隧道结构尺寸和形状;隧道结构厚度;隧道埋深;地质条件:土壤和岩石类型、密度、剪切系数和损失因子;传播距离;地形条件;建筑物:建筑物类型和结构细节;地板的固有频率;房间尺寸。2.改善措施线路平面设计时的措施：地铁地下线路尽量与地面道路红线及城市主要建筑物平行,避免从建筑物底下穿过,做到线路规划与城市建设发展、改造相结合。尽量少用曲线半径在400m以下的线路,半径过小致使钢轨磨耗大并产生较大的振动和噪声。在正线上若线半径等于或小