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第一章 绪论1

1.1 隧道工程的基本概念1

1.2 隧道的分类1

1.3 隧道工程的发展与现状5

1.3.1 世界隧道工程的发展简介5

1.3.2 我国隧道工程的发展简介6

1.3.3 我国在隧道工程领域取得的成就7

1.3.4 我国隧道工程发展的前景8

1.3.5 隧道工程未来发展趋势9

第二章 隧道勘测设计基本知识11

2.1 隧道工程调查11

2.2 隧道围岩分级及其应用17

2.2.1 岩石、岩体及围岩的基本概念17

2.2.2 围岩稳定性的主要影响因素及与围岩分级的关系19

2.2.3 分级指标及其应用23

2.2.4 隧道围岩分级方法28

2.3 隧道位置的选择40

2.3.1 隧道方案之间及其与其他方案的比较41

2.3.2 隧道洞身位置的选择42

2.3.3 隧道洞口位置的选择48

2.4 隧道线路设计51

2.4.1 隧道线路平面设计51

2.4.2 隧道线路纵断面设计55

2.4.3 隧道线路接线58

2.5 隧道横断面设计59

2.5.1 隧道净空与限界59

2.5.2 隧道横断面设计64

2.6 隧道的勘测设计原则及勘测设计文件69

2.6.1 公路隧道设计的原则和要求69

2.6.2 公路隧道勘测设计文件的主要内容70

本章小结71

习题72

第三章 隧道主体建筑构造73

3.1 隧道洞身支护结构73

3.1.1 现代支护结构原理及对支护结构的基本要求73

3.1.2 支护结构的类型75

3.2 洞门82

3.2.1 隧道洞门的作用82

3.2.2 常见洞门形式和适用条件83

3.3 明洞86

本章小结88

习题89

第四章 隧道附属建筑90

4.1 铁路隧道附属建筑90

4.1.1 避车洞90

4.1.2 隧道运营通风设施92

4.1.3 电力及通信设施95

4.2 公路隧道附属建筑96

4.2.1 公路隧道路面96

4.2.2 紧急避难设施98

4.2.3 安全管理设施98

4.2.4 运营通风设施100

4.2.5 运营照明设施113

4.3 隧道防水设施116

4.3.1 隧道防排水原则116

4.3.2 隧道防水设施117

4.3.3 隧道排水设施118

本章小结121

习题121

第五章 隧道结构设计与计算方法122

5.1 围岩的初始应力场122

5.1.1 围岩初始应力场的组成122

5.1.2 初始应力场的变化规律122

5.1.3 选用初始应力值的原则和经验125

5.2 开挖洞室围岩应力场的弹塑性分析126

5.2.1 洞室开挖后围岩应力的弹性分析126

5.2.2 洞室开挖后围岩应力及变形的弹塑性分析128

5.3 隧道结构的设计原则与设计内容138

5.3.1 围岩与支护结构的相互作用机理138

5.3.2 支护结构的基本要求142

5.3.3 地下结构的设计内容145

5.4 围岩压力146

5.4.1 围岩压力的分类146

5.4.2 确定围岩松动压力的方法148

5.5 隧道结构体系设计与计算方法157

5.5.1 隧道结构体系的计算模型157

5.5.2 结构力学方法160

5.5.3 岩体力学方法181

5.5.4 信息反馈方法182

5.5.5 以围岩分级为基础的经验设计方法186

本章小结188

习题188

第六章 矿山法隧道施工189

6.1 隧道施工的基本方法189

6.1.1 传统矿山法190

6.1.2 新奥法192

6.2 隧道开挖作业195

6.2.1 隧道基本开挖方法195

6.2.2 隧道开挖基本要求和掘进201

6.2.3 隧道开挖的钻爆作业203

6.3 出渣与运输224

6.3.1 装渣224

6.3.2 运输227

6.3.3 卸渣230

6.4 初期支护230

6.4.1 锚杆施工230

6.4.2 喷射混凝土施工235

6.4.3 隧道钢架制作与安设243

6.5 隧道施工辅助方法245

6.5.1 超前锚杆246

6.5.2 管棚加强支护247

6.5.3 超前小导管注浆248

6.5.4 超前深孔帷幕注浆250

6.6 浅埋暗挖法施工252

6.6.1 浅埋暗挖法概述252

6.6.2 浅埋暗挖法施工的技术特点253

6.6.3 浅埋暗挖法的开挖与支护技术254

6.6.4 控制沉陷变形和防坍256

6.7 洞口及明洞施工257

6.7.1 洞口施工257

6.7.2 明洞施工259

6.8 防水层及二次衬砌施工261

6.8.1 防水层的铺设261

6.8.2 二次衬砌的施工265

6.9 隧道施工辅助作业272

6.9.1 压缩空气供应272

6.9.2 施工供水与防排水275

6.9.3 供电及照明283

6.9.4 施工通风与防尘288

6.10 隧道监控与量测299

6.10.1 监控量测的目的299

6.10.2 监控量测的内容和方法300

6.10.3 监控量测数据应用303

本章小结304

习题305

第七章 盾构法施工306

7.1 盾构法概述306

7.2 盾构的分类与构造307

7.2.1 盾构机的分类307

7.2.2 盾构机的主要构造312

7.3 盾构施工的准备工作314

7.3.1 盾构竖井的修建314

7.3.2 盾构拼装的检查315

7.3.3 盾构施工地面辅助设施的准备317

7.4 盾构的推进319

7.5 盾构管片拼装320

7.5.1 管片拼装320

7.5.2 衬砌防水321

7.5.3 衬砌背后注浆326

本章小结326

习题326

第八章 沉管法施工327

8.1 沉管法概述327

8.2 干坞修筑和管段预制329

8.2.1 干坞修筑329

8.2.2 管段预制332

8.3 基槽开挖和航道疏浚336

8.3.1 基槽开挖336

8.3.2 航道疏浚338

8.4 管段浮运、沉放及水下连接339

8.4.1 简述339

8.4.2 管段浮运、沉放的施工力学问题339

8.4.3 管段浮运341

8.4.4 管段沉放343

8.4.5 管段的接头构造与水下连接347

8.5 沉管隧道的基础处理349

8.5.1 刮铺法349

8.5.2 喷砂法350

8.5.3 压注法350

8.5.4 桩基法351

8.5.5 覆土回填352

本章小结353

习题353

第九章 不良和特殊地质地段隧道施工354

9.1 概述354

9.1.1 不良和特殊地质地段354

9.1.2 不良和特殊地质地段隧道施工技术措施355

9.2 膨胀性围岩地段隧道施工356

9.2.1 膨胀岩土的基本特征357

9.2.2 膨胀性围岩隧道设计和施工358

9.3 黄土地段隧道施工361

9.3.1 黄土分类及其对隧道施工的影响361

9.3.2 黄土隧道的施工363

9.4 溶洞地段隧道施工365

9.4.1 溶洞的类型及其对隧道施工的影响365

9.4.2 隧道遇到溶洞时的工程对策365

9.4.3 溶洞地段施工的注意事项367

9.5 瓦斯地层隧道施工367

9.5.1 瓦斯的性质367

9.5.2 瓦斯的燃烧和爆炸性368

9.5.3 瓦斯释放的方式368

9.5.4 瓦斯地层隧道施工368

9.6 岩爆地层隧道施工370

9.6.1 隧道岩爆特点371

9.6.2 岩爆产生的条件371

9.6.3 影响岩爆的因素372

9.6.4 岩爆的防治措施373

9.6.5 岩爆地段隧道施工注意事项374

9.7 冻土地区隧道施工374

9.7.1 冻土及其特性374

9.7.2 冻土对隧道施工的影响375

9.7.3 冻土隧道的施工375

9.7.4 冻土隧道施工的注意事项376

9.8 高地温隧道施工措施377

9.8.1 高地温热源377

9.8.2 高地温地段隧道施工措施378

9.9 隧道施工塌方的处理379

9.9.1 隧道施工塌方379

9.9.2 隧道塌方预测381

9.9.3 预防塌方的措施382

9.9.4 隧道塌方的一般处理措施382

9.9.5 几种主要类型塌方的处理措施384

9.9.6 塌方隧道施工的注意事项388

9.10 富水及流砂地层隧道施工389

9.10.1 流砂地层隧道施工389

9.10.2 涌水地段施工390

本章小结390

习题390

第十章 辅助坑道391

10.1 概述391

10.2 横洞施工391

10.3 斜井施工392

10.3.1 斜井的设置形式392

10.3.2 斜井的施工要点393

10.3.3 斜井运输设备及安全要点393

10.4 竖井施工394

10.4.1 竖井位置的选择394

10.4.2 竖井的断面395

10.4.3 竖井的构造395

10.4.4 竖井的施工要点395

10.5 平行导坑施工396

10.5.1 平行导坑的设置396

10.5.2 平行导坑的施工要点397

本章小结397

习题397

第十一章 隧道超前地质预报398

11.1 隧道超前地质预报技术398

11.1.1 隧道超前地质预报的方法398

11.1.2 隧道超前地质预报主要内容和工作程序404

11.2 TSP地质预报系统406

11.2.1 TSP超前预报系统原理406

11.2.2 TSP203超前预报系统组成407

11.2.3 TSP203超前预报系统的特点408

11.2.4 TSP203超前预报系统操作过程408

11.3 GPR短距离超前地质预报410

11.3.1 GPR地质雷达预报原理411

11.3.2 地质雷达短程跟进地质探测412

11.4 红外探水413

11.4.1 红外探水原理413

11.4.2 隧道洞内红外探测方法414

11.4.3 性能特点416

本章小结418

习题418

第十二章 隧道施工组织与管理419

12.1 施工准备419

12.1.1 技术准备419

12.1.2 物资准备420

12.1.3 人员准备420

12.1.4 施工场地布置421

12.1.5 建立健全各种规章制度422

12.2 隧道施工组织设计422

12.2.1 隧道施工组织设计的内容422

12.2.2 隧道施工组织设计编制依据和原则424

12.2.3 隧道工程施工组织设计实例426

12.3 隧道施工管理与控制455

12.3.1 隧道施工技术管理455

12.3.2 隧道施工计划管理457

12.3.3 隧道施工质量管理458

12.3.4 隧道施工安全管理459

12.3.5 隧道施工经济管理460

12.3.6 隧道施工过程中机械设备管理与控制461

12.3.7 隧道施工过程中材料管理与控制463

12.4 隧道施工风险评估与管理466

12.4.1 简述466

12.4.2 风险管理的基本原理467

12.4.3 隧道工程安全风险的分析方法470

12.4.4 安全风险评估与控制472

本章小结475

习题475

第十三章 隧道运营管理与养护维修476

13.1 公路隧道运营管理系统476

13.1.1 公路隧道运营管理系统的特点476

13.1.2 运营管理系统的组成477

13.2 隧道的防灾480

13.2.1 隧道火灾概率及特点480

13.2.2 隧道交通事故特点481

13.2.3 隧道安全管理481

13.3 隧道的养护与维修482

13.3.1 清洁维护483

13.3.2 结构检查483

13.3.3 隧道保养维修488

13.4 隧道病害处置489

13.5 隧道附属设施养护493

13.5.1 隧道通风493

13.5.2 隧道照明493

13.5.3 监控和消防及消音设施494

本章小结494

习题495

主要参考文献496