隧道工程教学大纲

隧道工程教学大纲课程中文名称：隧道工程课程英文名称：TunnelingEngineering课程编号：K1143学分：2.5学时：40（其中：讲课学时：32实验学时：0实践学时：8）先修课程：《材料力学》、《土木工程材料》、《土力学与基础工程》、《弹性力学》、《道路勘测设计》、《路基路面工程》适用专业：土木工程课程类别：专业方向拓展课程/选修使用教材：彭立敏、施成华主编.《隧道工程》（第二版），中南大学出版社，2017开课单位：土木与建筑学院一、课程性质《隧道工程》是土木工程专业选修课。通过课程学习，掌握隧道工程学科领域内的专业理论与工程应用基础知识，为今后胜任各类隧道工程的设计、施工、管理以及科学研究等工作打下基础。二、课程目标课程总体目标：本课程旨在通过隧道设计与施工的理论、方法与相关知识的学习以及隧道工程专业工程师爱岗敬业、攻坚克难、勇于创新等基本素质的培养，使学生掌握隧道工程的基本设计理论、计算方法和施工技术，建立对隧道工程的系统认识，成为隧道工程的合格建设者。课程目标及支撑的毕业要求具体如下：课程目标1：掌握隧道工程的基本设计理论、计算方法和施工技术；课程目标2：了解隧道工程知识体系及学科发展动态前沿，能将所学知识综合运用；课程目标3：能初步将隧道工程围岩与支护受力问题抽象成物理力学模型并进行计算分析。课程目标对毕业要求的支撑关系课程目标支撑毕业要求毕业要求指标点支撑毕业要求指标点权重11.工程知识：掌握本领域专业知识体系，对土木工程核心知识有深刻的认识，能够解决土木工程中的结构分析设计、结构校核、结构加固及其他相关复杂工程问题。1.1具备扎实的土木工程专业所必需的数学、力学和工程结构等方面的基本理论和基本知识。无21.2掌握本专业领域知识体系，对土木工程核心知识有深刻的认识。无32.问题分析：毕业生能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理对土木工程中的各类复杂问题进行深入分析，并通过查阅文献进行对比研究，从而获得与研究目的有关的结论与资料，进一步做出正确的分析方法与技术路线。2.3能从土木工程复杂问题中，利用专业基本原理来分析问题和研究问题，并获得有效结论。无三、教学内容及要求第一章绪论1.教学内容：讲述隧道工程的基本概念；介绍隧道工程的特点与历史发展；对本课程的学习特点与课程主要内容作概括性的简介。2.重、难点：隧道工程的基本概念与功能。3.考核要点：隧道工程的基本概念。4.教学方法：课堂讲授。5.作业安排：隧道工程未来发展体现在哪些方面。第二章：隧道工程勘察设计1.教学内容：讲述隧道工程地质调查的方法与内容；对隧道位置与线路的关系及选择方法、洞口位置合理选定以及隧道线路设计的内容作全面的介绍。2.重、难点：隧道工程勘察的重要性、隧道洞口位置的选定。3.考核要点：隧道工程勘察方法的选择、实施的方法，以及勘察成果的分析。4.教学方法：课堂讲授。5.作业安排：隧道工程勘察的基本内容；隧道洞口位置选择的原则与目的。第三章：隧道主体建筑结构1.教学内容：讲述隧道限界与净空的关系；讲述隧道衬砌断面设计、隧道洞身支护结构、洞门结构及明洞结构等结构方面的内容。2.重、难点：隧道限界与净空、隧道洞身支护结构、隧道洞门结构。3.考核要点：不同隧道结构的适用条件及其比较。4.教学方法：课堂讲授。5.作业安排：不同隧道结构的适用条件及其比较。第四章：隧道附属建筑1.教学内容：介绍铁路隧道与公路隧道的各种附属建筑物；介绍隧道防排水设施的类型与设置。2.重、难点：隧道防排水设施的设计。3.考核要点：隧道防排水设施的设计思路与方法的选用。4.教学方法：课堂讲授。5.作业安排：隧道工程治水原则与措施。第五章：围岩分级与围岩压力1.教学内容：讲述隧道围岩的概念、围岩的工程性质及围岩的稳定性；讲述围岩分级的工程目的及分级方法；讲述围岩压力与隧道结构的关系及围岩压力的确定方法。2.重、难点：隧道围岩的稳定性、围岩分级、围岩压力。3.考核要点：围岩的稳定性分析，围岩围压的计算与分析，隧道结构与围压的力学关系。4.教学方法：课堂讲授、实践。5.作业安排：围岩压力计算方法的差异及适用条件。第六章：隧道衬砌结构计算1.教学内容：讲述隧道结构体系的计算模型，讨论结构力学方法与岩体力学方法的适用性及处理特点；讲述隧道抗震计算。2.重、难点：隧道结构体系的计算模型。3.考核要点：隧道结构的计算分析与工程运用。4.教学方法：课堂讲授、实践。5.作业安排：隧道结构体系的计算模型与各自特点。第七章：隧道施工方法1.教学内容：讲述属于矿山法范畴的施工方法，如新奥法施工方法、传统矿山法、洞口段施工方法、明洞施工方法、辅助施工措施及特殊地质地段隧道施工。2.重、难点：隧道结构的施工方法。3.考核要点：不同隧道结构施工方法的比较。4.教学方法：课堂讲授、实践。5.作业安排：隧道结构的施工方法第八章：隧道矿山法施工基本作业1.教学内容：讲述与矿山法施工相配套的隧道施工工艺，如钻爆开挖、出碴与运输、支护技术、模筑混凝土衬砌施工、衬砌结构的防水。2.重、难点：隧道钻爆施工的流程。3.考核要点：隧道钻爆施工的操作步骤与注意事项。4.教学方法：课堂讲授、实践。5.作业安排：隧道钻爆施工的操作步骤与注意事项。第九章：隧道施工辅助作业1.教学内容：讲述辅助导坑的工程特点、类型与应用；介绍施工通风与防尘、压缩空气供应、施工供水与排水、施工照明与供电。2.重、难点：各种辅助导坑与辅助作业在隧道工程中的作用3.考核要点：各种辅助导坑与辅助作业的分类与实用4.教学方法：课堂讲授、实践。5.作业安排：辅助导坑的作用、形式、适用条件。第十章：新奥法与新意法1.教学内容：讲述新奥法的概念、新奥法隧道施工过程的力学分析；讲述新奥法的施工技术与工艺；讲述新奥法监控量测的重要性、量测的手段与数据处理。介绍新意法的基本理论、设计施工主要程序等。2.重、难点：新奥法原理、施工程序与基本原则、辅助施工措施、支护技术、新奥法的监控量测。3.考核要点：新奥法的施工过程与施工工艺。4.教学方法：课堂讲授、实践。5.作业安排：新奥法的施工过程与施工工艺。第十一章：隧道掘进机施工1.教学内容：介绍国内外隧道掘进机发展概况；全断面掘进机的类型与构造；掘进机的施工流程；与掘进机施工配套的支护形式。2.重、难点：掘进机的施工流程与支护形式。3.考核要点：掘进机的支护形式。4.教学方法：课堂讲授。5.作业安排：掘进机的支护形式。第十二章：高速铁路隧道工程1.教学内容：介绍国内外高速铁路隧道发展概况；讲述高速铁路隧道横断面设计的工程特点；讨论高速铁路隧道的空气动力学问题及减缓空气动力效应的工程对策。2.重、难点：高速铁路隧道的空气动力学问题、减缓隧道空气动力效应的工程对策。3.考核要点：减缓隧道空气动力效应的工程对策。4.教学方法：课堂讲授。5.作业安排：减缓隧道空气动力效应的技术措施。第十三、十四章：隧道施工组织与管理、隧道运营管理与养护维修1.教学内容：讲述隧道施工的准备工作、施工场地布置、工班组织、施工进度计划安排，对施工过程进行科学管理的方式。隧道运营的管理技术、检测技术、评估技术和维修技术。2.重、难点：隧道工程的施工组织与施工管理；隧道运营的评估技术。3.考核要点：隧道工程的施工组织；隧道运营的评估技术。4.教学方法：课堂讲授5.作业安排：隧道工程的施工组织设计内容；隧道运营的评估技术。四、学时分配及对课程目标的支撑章节教学内容支撑的课程目标学时分配讲课实验实践一讲述隧道工程的基本概念；介绍隧道工程的特点与历史发展；对本课程的学习特点与课程主要内容作概括性的简介。1、2200二隧道工程地质调查的方法与内容；对隧道位置与线路的关系及选择方法、洞口位置合理选定以及隧道线路设计的内容作全面的介绍。1、2200三隧道限界与净空的关系；讲述隧道衬砌断面设计、隧道洞身支护结构、洞门结构及明洞结构等结构方面的内容。1、2、3200四铁路隧道与公路隧道的各种附属建筑物；介绍隧道防排水设施的类型与设置。1、2200五隧道围岩的概念、围岩的工程性质及围岩的稳定性；讲述围岩分级的工程目的及分级方法；讲述围岩压力与隧道结构的关系及围岩压力的确定方法。1、3401六隧道结构体系的计算模型，讨论结构力学方法与岩体力学方法的适用性及处理特点；讲述隧道抗震计算。1、3401七矿山法范畴的施工方法，新奥法施工方法，传统矿山法；洞口段施工方法、明洞施工方法；辅助施工措施及特殊地质地段隧道施工。1、2301八与矿山法施工相配套的隧道施工工艺，如钻爆开挖、出碴与运输、支护技术、模筑混凝土衬砌施工、衬砌结构的防水。1、2301九辅助导坑的工程特点、类型与应用；介绍施工通风与防尘、压缩空气供应、施工供水与排水、施工照明与供电。1、2202十新奥法的概念、新奥法隧道施工过程的力学分析；讲述新奥法的施工技术与工艺；讲述新奥法监控量测的重要性、量测的手段与数据处理。介绍新意法的基本理论、设计施工主要程序等。1、2、3402十一国内外隧道掘进机发展概况；全断面掘进机的类型与构造；掘进机的施工流程；与掘进机施工配套的支护形式。1、2200十二国内外高速铁路隧道发展概况；讲述高速铁路隧道横断面设计的工程特点；讨论高速铁路隧道的空气动力学问题及减缓空气动力效应的工程对策。1、2、3100十三、十四隧道施工的准备工作、施工场地布置、工班组织、施工进度计划安排，对施工过程进行科学管理的方式。隧道运营的管理技术、检测技术、评估技术和维修技术。1、2100合计328五、考核方式及成绩评定标准1、课程考核方式：考试。2、课程成绩评定标准考核形式课程成绩构成及比例考核细则对应的课程目标1.平时成绩100分，占40%以随机的形式，在每章内容进行中或结束后，随堂测试，主要考核学生课堂的听课效果和课后及时复习消化本章知识的能力，结合平时的随机点名，最后按40%计入课程总成绩。1，2，32.考试100分，占60%课程结束后，通过闭卷或者开卷的形式，进行考试，以卷面成绩的60%计入课程总成绩。考核学生在隧道工程领域的基本知识与技能。1，2，3六、参考书目1.贺永年.隧道工程.中国矿业大学出版社，2002.2.王毅才.HYPERLINK"/textbook/details?uuid=8a83399a-19c626a1-0119-c626a902-0541&objectId=oid:40288182-1e0faac9-011e-0f