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绪论1、掌握隧道的概念及分类2、熟悉隧道的结构构造3、熟悉隧道设计应遵循的国家规范、规定与要求4、了解隧道工程优点、施工方法、发展简史及发展前景隧道的概念及作用1、概念（1）用作地下通道的工程建筑物。（2）1970年世界经济合作与发展组织从技术方面将隧道定义为：以任何方式修建，最终使用于地表面以下的条形建筑物，其空洞内部净空断面在2m2以上者均为隧道。隧道的概念及作用2、分类（1）按地层划分：岩石隧道（山岭隧道），软土隧道（2）按施工方法分：矿山法（钻爆法）、明挖法、盾构法、沉埋法、掘进机法等（3）按埋置深度分：深埋隧道、浅埋隧道、超浅埋隧道。三种埋置深度隧道的设计和施工方法有很大区别。通常深埋隧道荷载按塌落拱计算，浅埋隧道按全土柱重量计算，超浅埋隧道则按全土柱加地面动、静换算荷载计算。隧道的概念及作用（3）按断面形状分：圆形、马蹄形、矩形隧道、直墙拱顶隧道等（4）按断面面积分（国际隧道协会）：特大断面（100m2以上）、大断面（50～100m2）、中等断面（10～50m2），小断面（3～10m2），极小断面（3m2以下）（5）按车道数分：单车道、双车道、多车道（6）按其长度分（设计规范）：特长隧道（大于3000m）、长隧道（1000～3000m）、中隧道（500～1000m）、短隧道（小于500m）隧道的概念及作用（7）按隧道的用途进行分类交通隧道（公路隧道、铁路隧道、水底隧道、地下铁道、航运隧道、航运隧道、人行隧道），水工隧道（引水隧道、尾水隧道、泄洪隧道等）、市政隧道（给水隧道、污水隧道、管路隧道、线路隧道、人防隧道）、矿山隧道隧道的概念及作用3、地下工程结构（隧道）与地面结构的区别与联系（1）结构构造（2）结构计算（设计）：荷载（3）施工：方法、工作环境（4）勘测设计隧道的概念及作用（1）结构构造隧道:主体构造物（洞身衬砌、洞门）与附属构造物(通风、照明、防排水、安全设备等)（2）结构计算：力学模型的简化、荷载的计算、围岩与衬砌的相互作用。梁桥与隧道设计的对比（3）施工：方法；施工环境（隧道施工空间有限、光线暗、劳动条件差）（4）勘测设计：地质调查和水文地质调查隧道的概念及作用4、隧道的作用（1）缩短行车里程、提高交通效率（基本目的）（2）从根本免除落石、坍方、雪崩等危害（3）减少对植被的破坏，保护生态环境（4）在城市，节约土地，构成立体交叉，解决交叉路口的拥挤堵塞（5）在江河、海峡、港湾地区，可不影响水运（6）增加隐蔽性，提高防护能力、不受气候影响隧道的概念及作用5、隧道各结构构造的作用保证隧道岩体的稳定性，保证行车安全（1）洞身衬砌：承受围岩压力、结构自重及其他荷载，防止围岩风化、崩塌和洞内的防水、防潮隧道的概念及作用（2）洞门：防止洞口塌方落石，保持仰坡和边坡的稳定性（3）通风、照明、防排水、安全设备：确保行车安全、舒适6、隧道衬砌的设计和施工（1）设计：荷载复杂、衬砌与围岩的相互作用（2）施工方法隧道的概念及作用（3）公路隧道设计时应遵循的国家规范、规定与要求A、《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)B、《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)C、《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)D、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)E、《工程岩体分级标准》(GB50218-94)隧道的概念及作用F、《地下工程防水技术规范》(GB50108－2001)G、《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)H、《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ026.1-1999)I、《公路隧道交通工程设计规范》(JTG/TD71-2004)J、遵循能充分发挥隧道功能、安全且经济地建设隧道的基本原则。隧道的概念及作用K、隧道主体结构必须按永久性建筑设计，具有规定的强度、稳定性和耐久性，建成的隧道应能适应长期运营的需要，方便维修作业。主体结构物：洞门、支护衬砌、各附属风道、风井、洞室、防排水设施、路面板及隧底填充等。耐久性：一般指所使用的建筑材料具有必要的抗渗性、抗冻性和抗侵蚀性。L、加强隧道支护衬砌、防排水、路面等主体结构设计与通风、照明、供配电、消防、交通监控等隧道的概念及作用营运设施设计之间的协调，形成合理的综合设计。M、隧道土建设计应体现动态设计与信息化施工的思想，制定地质观察和监控量测的总体方案；地质条件复杂的隧道，应制定地质预测方案，以及时评判设计的合理性，调整支护参数和施工方案。通过动态设计使支护结构适应于围岩实际情况，更加安全、经济。本构关系，力学参数、岩土的非连续性动态（信息化）设计：在施工现场开挖过程中不隧道的概念及作用断地对围岩变形进行量测，然后以这些位移量测信息为依据，反算围岩物理力学参数，在此基础上重新评价隧道结构的事前设计（预设计），确定更符合围岩动态的支护参数。地质超前预报N、隧道设计应贯彻国家有关技术经济政策，积极慎重地采用新技术、新材料、新设备、新工艺。新奥法：以充分发挥山体围岩自撑能力为基本原理，以锚喷支护及复合式衬砌为主要特征。隧道的概念及作用O、隧道设计必须符合国家有关土地管理、环境保护、水土保持等法规要求。应注意节约用地，保护农田水利设施，尽量保护原有植被，妥善处理弃渣和污水。生态平衡、保护环境本教材的主要内容1、道路隧道的勘测设计原则、内容和要领2、结构构造、运营通风和运营照明3、道路隧道的经济分析4、荷载计算5、常用衬砌的设计与计算6、主要施工方法7、运营管理与养护隧道工程的发展简况1、隧道产生和发展的4个时代（1）原始时代：公元前3000年的新石器时代，防御自然威胁，工具：兽骨和石器，地层较好，无需支撑（2）远古时代：从公元前3000年到5世纪，生活和军事防御，明挖法，砖砌（3）中世纪时代：5世纪到14世纪，建造技术发展缓慢，矿石开采（4）近代和现代：16世纪产业革命开始，黑火药隧道工程发展简况黄色炸药，瑞典人诺贝尔2、我国最早用于交通的隧道“石门”隧道，公元66年，供马车和行人通行的3、世界上最早的隧道公元前2200年，巴比伦国王为连接宫殿和神殿而在幼发拉底河下修建的行人隧道，砖砌构造物隧道工程的发展简况3、隧道工程的发展趋势（1）两个新的领域，宇宙空间与地下空间。（2）地下空间开发与利用的优势技术比较成熟，可持续发展的客观要求，城市综合症的解决（3）21世纪是地下空间大开发利用的年代（4）发达国家的规划：日本：10个日本；美国：21世纪1/3人口要居住在地下隧道工程的发展简况4、隧道工程施工方法的发展简况（1）古代“火焚法”，石器，铁锤和钢钎（2）钻爆法：炸药，凿岩机（3）机械开挖方法：盾构法（盾构机、软土地层），掘进机法（中硬岩石地层，秦岭隧道，是国内外用TBM施工的第3座长隧道）隧道工程的发展简况4、隧道工程相关理论的研究进展（1）地压力：开始于14世纪，随着采矿和隧道工程的发展，地层压力理论也在相应的发展。两个研究方向：松散体理论（把地层视为松散构造，普式理论），弹塑性理论（把地层视为连续介质）（2）岩石力学的发展陈宗基，1958，首次把岩石力学作为一门边缘学科来发展。用力学的观念，以地质为基础来解决隧道工程的发展简况工程实践问题，首次运用流变理论来研究岩石的流变特性，指出即使在坚硬岩石中修建地下洞室，也要考虑流变对长期稳定性的影响。（3）新奥法新奥地利隧道施工方法（NewAustrianTunnelingMethod，NATM），奥地利拉布西维兹教授等在长期从事隧道工程的实践中，从岩石力学的观念出发而提出的一种合理的施工方法。以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要支护方法，理论、量测和经验相结合。隧道工程的发展简况并不单纯是一种施工方法，更不能认为喷锚支护就是新奥法，新奥法应该是修建隧道的指导原则和积极思路。我国隧道工程的发展前景1、我国是一个多山的国家。75％左右的国土是山地，地形起伏较大2、交通建设的高速发展3、建设重点向西部和偏远山区发展