隧道工程第1章

隧道工程结构工程系李之达TEL-mial：zhidali@163.comTunnelEngineering10/31/20231学习本课程的目的：（1）要求掌握有关公路隧道的勘查、设计、构造原理和有关计算方法；（2）理解公路隧道围岩稳定性的影响因素及其与施工方法的关系；（3）了解公路隧道工程施工组织管理。10/31/20232什么是岩土？什么是隧道？隧道在交通建设中有哪些作用？隧道有哪些特点？为什么要学习隧道工程？隧道工程包括哪些内容？如何学好隧道工程？第一章绪论10/31/20233大气圈水圈岩石圈生物圈风化物土壤圈地下水什么是岩土？土壤是岩石圈、大气圈、水圈和生物圈综合作用形成的产物。其上界通常是绿色植物层顶，下界达植物根分布层。其垂直范围，恰好是岩石圈的上层、大气圈的下层、水圈及生物圈相互接触的地方，是生物生命及人类生产活动最集中的地方。10/31/20234隧道(tunnel)的定义

通常指用作地下通道的工程建筑物。

1970年，OECD(世界经济合作与发展组织)隧道会议从技术方面给隧道定义：以任何方式修建，最终使用于地表以下的条形建筑物，其内部空洞净空断面在2m2以上者均为隧道。什么是隧道？10/31/20235上海崇明越江隧道工程方案设计用作地下通道的工程建筑物什么是隧道？10/31/20236用作地下通道的工程建筑物什么是隧道？10/31/20237隧道的分类及其作用1、按用途分（常用分类方法）

(1)交通隧道：提供运输的孔道和通道，主要有：铁路隧道、公路隧道（roadtunnel）、水底隧道、地下铁道、人行地道。

什么是隧道？武汉理工大学道桥系10/31/20238什么是隧道？10/31/20239什么是隧道？10/31/202310什么是隧道？10/31/202311什么是隧道？10/31/202312什么是隧道？10/31/202313什么是隧道？10/31/202314什么是隧道？武汉理工大学道桥系10/31/202315重庆临江门车站什么是隧道？10/31/202316北京复兴门车站什么是隧道？10/31/202317

(2)水工隧道：是水利工程和水利发电枢纽的一个重要组成部分。主要包括：引水隧道：把水引入水电站发电机组产生动力资源。

尾水隧道：把发电机组排出的废水送出去的隧道。导流隧道（泄洪隧道）：疏导水流排沙隧道：用于冲刷水库中淤积的泥沙而修建的隧道什么是隧道？10/31/202318二滩电站的大坝：高240米武汉理工大学道桥系10/31/202319二滩电站的引水隧道10/31/202320二滩电站的尾水隧道什么是隧道？10/31/202321什么是隧道？10/31/202322水工隧道什么是隧道？武汉理工大学道桥系10/31/202323

(3)市政隧道：是城市中为安置各种不同市政设施的地下孔道。主要有：给水隧道、污水隧道、管路隧道、线路隧道、人防隧道。

(例如：综合管网、海底设施隧道等)(4)矿山隧道：其作用主要是为采矿服务的。主要有：运输巷道、给水隧道、通风隧道。什么是隧道？10/31/202324地下电缆隧洞什么是隧道？武汉理工大学道桥系10/31/202325某人防工程平时作出租车侯客厅什么是隧道？10/31/202326杭州市八0三地下粮库什么是隧道？10/31/202327利用人防工程改建的射击靶场什么是隧道？10/31/202328

(4)矿山隧道：其作用主要是为采矿服务的。主要有：运输巷道、给水隧道、通风隧道。什么是隧道？10/31/202329隧洞开挖图什么是隧道？武汉理工大学道桥系10/31/2023302、按隧道长度分（公路隧道规范）：

(1)特长隧道：L>3000m(2)长隧道：3000m≥L>1000m(3)中长隧道：1000m≥L>500m(4)短隧道：L≤500m什么是隧道？10/31/2023313、按断面面积分：

(1)特大断面隧道：断面积在100m2以上

(2)大断面隧道：断面积在50~100m2之间

(3)中等断面隧道：断面积在20~50m2之间

(4)小断面隧道：断面积20m2以下

什么是隧道？武汉理工大学道桥系10/31/202332什么是隧道？4、按隧道所处的地理位置划分：山岭隧道(mountaintunnel)

水底隧道(subaqueoustunnel)

城市隧道(undergroundtunnel)武汉理工大学道桥系10/31/202333武汉理工大学道桥系5、按截面形状可分为：圆形截面(图a)；椭圆形截面(图b)；马蹄形截面(图c、d)；矩形截面(图e、f)；双孔隧道(图6g)，孪生隧道(图h)；双层隧道(图i)。10/31/202334武汉理工大学道桥系6、按施工方法分隧道施工方法山岭隧道（mountaintunnel）浅埋及软土隧道水底隧道矿山法掘进机法（TBM）传统矿山法新奥法（NATM）明挖法（cutandcover)地下连续墙法浅埋暗挖法盾构法（shield)沉埋法(immersiontube)盾构法10/31/202335

本课程以公路隧道中的山岭公路隧道为主进行教学10/31/202336什么是岩土？什么是隧道？

隧道在交通建设中有哪些作用？隧道有哪些特点？为什么要学习隧道工程？隧道工程包括哪些内容？如何学好隧道工程？第一章绪论10/31/202337隧道在交通建设中有哪些作用？隧道是交通线上的重要组成部分，是国家重要的基础设施；重要性

10/31/202338隧道在交通建设中有哪些作用？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；必要性隧道使公路里程大大缩短10/31/202339隧道在交通建设中有哪些作用？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。紧迫性10/31/202340以人为本10/31/202341桥隧先行－数量大－难度大－造价高10/31/202342路基边坡稳定性桥梁安全耐久性

地下工程安全性

道路工程

桥梁工程

隧道工程土与结构相互作用特性复杂交通建设的主要问题10/31/202343什么是岩土？什么是隧道？

隧道在交通建设中有哪些作用？

隧道有哪些特点？为什么要学习隧道工程？隧道工程包括哪些内容？如何学好隧道工程？第一章绪论10/31/202344隧道的力学特点

隧道力学研究围岩体的强度、变形和渗流特性以及与此有关的工程问题连续介质力学的知识岩土力学的理论实验规律及工程实践经验10/31/202345隧道工程的隐蔽性隧道的特点10/31/202346隧道工程的施工环境差隧道的特点10/31/202347隧道工程的大量涌水隧道的特点10/31/202348什么是岩土？什么是隧道？

隧道在交通建设中有哪些作用？

隧道有哪些特点？

为什么要学习隧道工程？隧道工程包括哪些内容？如何学好隧道工程？第一章绪论10/31/202349隧道的产生与发展是和人类文明历史发展相呼应的。※古代：时间跨越较长。人类出现到纪元前3000年隧道用于抵御自然威胁用兽骨、石器等工具开挖纪元前3000年到5世纪隧道用于生活及军事抵御形成了现代隧道开发技术的基础(明挖法等)5世纪到14世纪隧道技术没有显著进步，开始了矿山开采为什么要学习隧道工程？10/31/202350※近代：从16世纪产业革命开始，隧道技术得到了较快发展。

(1)测量技术的出现，产生了如棚架支撑岩层，卷扬提升土石,两端洞口开挖隧道等等，促进了隧道的发展。

(2)火药的发明，促进了隧道开挖掘进技术发展。

为什么要学习隧道工程？10/31/202351为什么要学习隧道工程？爆破技术的重要性！10/31/202352※现代：我国公路隧道发展相对较慢。随着高速公路的发展，近几年公路隧道有了较快的发展。

隧道施工技术发生了质的飞跃。人力为主体的施工机械开挖为主体的施工爆破施工(光面爆破)发展发展为什么要学习隧道工程？10/31/202353为什么要学习隧道工程？10/31/202354隧道掘进机TBM为什么要学习隧道工程？10/31/202355问题：支护不力隧道顶部围岩差隧道埋深浅监测不力施工管理差宁夏固原隧道冒顶塌方为什么要学习隧道工程？10/31/202356问题：锚杆支护不力隧道围岩不均匀爆破强度太大施工管理差隧道内塌方湖北五峰县为什么要学习隧道工程？10/31/202357问题：严重影响造价和施工隧道水量勘察不准缺乏超前预报应急方案差施工管理差隧道内大量涌水重庆石柱县为什么要学习隧道工程？10/31/202358问题：严重影响隧道的应力状态隧道结构温度适应性缺乏措施考虑缺乏施工应急措施施工管理差隧道冻融影响鄂西山区为什么要学习隧道工程？10/31/202359隧道结构物

岩土

强度问题变形问题渗流问题冻融问题强度特性变形特性渗流特性温度特性

解决隧道建设和使用中的工程实践问题，这正是我们学习隧道工程的目的。学习隧道工程的目的10/31/202360什么是岩土？什么是隧道？

隧道在交通建设中有哪些作用？

隧道有哪些特点？

为什么要学习隧道工程？

隧道工程包括哪些内容？如何学好隧道工程？第一章绪论10/31/202361第一章绪论第二章隧道的勘察第三章隧道的总体设计位置、走向、大小第四章隧道结构构造第五章隧道围岩分级与围岩压力围岩特性的重要第六章隧道结构计算隧道结构的简化第七章锚喷支护结构设计与施工新奥法理念第八章隧道通风第九章隧道照明第十章隧道施工基本方法隧道的挖法隧道工程的主要内容10/31/202362什么是岩土？什么是隧道？

隧道在交通建设中有哪些作用？

隧道有哪些特点？

为什么要学习隧道工程？

隧道工程包括哪些内容？

如何学好隧道工程？第一章绪论10/31/20