土木工程概论7隧道工程及地下工程课件

隧道工程的支护设计
初期支护
初期支护是隧道工程中重要的 安全措施之一，其主要作用是 加固和稳定隧道围岩，防止围
岩变形和破坏。
二次支护
二次支护是在初期支护的基础上进 行的加强支护，其主要作用是提高 隧道的整体稳定性和承载能力。
支护材料
隧道工程的支护材料应具备强度高、 耐久性好、施工方便等特点，常用 的支护材料包括钢筋、混凝土、钢 拱架、喷射混凝土等。
衬砌漏水
衬砌漏水是隧道常见的病害之一。为了防治这种病害，应选择防水性能好的材料， 如防水混凝土等，并加强施工质量控制。
衬砌开裂
衬砌开裂可能是由于结构设计不合理、施工不当或材料质量问题引起的。为了防 止这种病害，应优化结构设计、加强施工监控和选用高质量的材料。
07
隧道及地下工程实例分析
某市地铁一号线的建设概况
隧道及地下工程质量检测方法
外观检测
对隧道的外观尺寸、形状等进行检查，以确 保符合设计要求。
强度检测
通过无损检测方法，如超声波检测、射线检 测等，对隧道结构强度进行评估。
刚度检测
通过现场加载试验，检测隧道结构的变形和 位移，以评估其刚度。
耐久性检测
对隧道结构材料进行化学成分分析、腐蚀试 验等，以评估其耐久性。
地下工程的施工方案设计
施工方法
地下工程的施工方法包括明挖法、暗挖法、盾构法等。设计时应根据工程条件、地质勘察 和环境因素等选择合适的施工方法。
施工顺序
地下工程的施工顺序对工程的进度和质量有很大的影响。设计时应合理安排施工顺序，确 保施工的安全和顺利进行。
施工组织
地下工程的施工组织包括人力、材料、设备等方面的安排。设计时应根据工程需要制定详 细的施工组织计划，确保施工的协调和有序进行。
土木工程概论-隧道 工程及地下工程 课 件
目 录
• 隧道工程概述 • 隧道工程设计 • 地下工程概述 • 地下工程设计 • 隧道及地下工程施工技术 • 隧道及地下工程质量检测与维护 • 隧道及地下工程实例分析
contents
01
隧道工程概述
隧道工程的定义与特点
隧道工程的定义
隧道工程是指在地层中修建地下洞室的工程，它涉及到 地质勘察、设计、施工、维护等多个环节。
06
4. 技术复杂性
隧道工程涉及多个学科领域，包括地质勘察、结构设计、 施工工艺等，技术要求较高。
隧道工程的历史与发展
隧道工程的历史 隧道工程起源于古代水利工程和矿业工程，最早的隧道可 以追溯到公元前1000年左右的中国古代水利工程。
隧道工程的发展 随着工程技术的发展和城市化进程的加快，隧道工程得到 了越来越广泛的应用。现代隧道工程的特点是大型化、复 杂化、综合化和环保化。
地下水处理
在地下工程施工中，地下水的存在会 对施工产生严重影响，因此必须采取 有效措施进行处理。
通风与照明
隧道及地下工程中，通风和照明是保 证施工安全和施工质量的重要因素。
施工监测与控制
对施工过程进行实时监测和控制，及 时发现和解决施工中出现的问题，确 保施工质量和安全。
06
隧道及地下工程质量检测 与维护
地下工程设计应尽量减少对环境的影响， 包括减少土地占用、降低环境污染和噪声 等。设计时应注意与周围环境的协调，保 护生态平衡。
地下工程设计应根据使用功能进行规划， 满足交通、水利、电力、通信等领域的需 要。设计时应根据不同的功能需求，选择 合适的结构形式和施工工艺。
地下工程的支护设计
01
支护类型
地下工程的支护类型包括锚杆支护、喷射混凝土支护、钢支撑支护等。
隧道及地下工程维护保养的重要性
确保结构安全
定期维护保养可以及时发现并处理结构缺陷和潜在的安全隐患， 确保结构安全。
延长工程寿命
通过定期保养和修复，可以延长隧道及地下工程的寿命，减少过 早的损坏和维修成本。
提高通行效率
良好的维护保养可以提高隧道的通行效率，减少因拥堵和事故而 造成的交通延误。
隧道及地下工程常见的病害及防治措施
隧道工程的分类与结构形式
3. 电力隧道
用于电力线路铺设的隧道。
4. 通信隧道
用于通信线路铺设的隧道。
5. 其他专用隧道
如灌溉、排污、通风等专用隧道。
隧道工程的结构形式
根据地质条件和用途不同，隧道工程的结构形式也不同。 常见的结构形式有圆形、马蹄形、矩形等断面形式，以及 复合式等结构形式。
02
隧道工程设计
04
地下工程设计
地下工程设计的基本原则
安全原则
经济性原则
环境保护原则
功能性原则
地下工程设计应首先考虑安全，包括结构 安全、施工安全和使用安全。设计时应充 分考虑可能出现的风险和隐患，采取相应 的防护措施。
地下工程设计应注重经济效益，选择合适 的材料、设备和工艺，降低施工成本和运 营维护费用。同时，应考虑工程的可扩展 性和可维护性。
隧道工程的未来趋势 未来隧道工程将更加注重环境保护和可持续发展，采用新 型材料和绿色技术，提高隧道的安全性和耐久性。
隧道工程的分类与结构形式
01
02
03
隧道工程的分类
根据用途、规模、地质条 件等因素，隧道工程可以 分为以下几类
1. 交通隧道
包括公路、铁路、水下等 交通方式的隧道。
2. 给排水隧道
用于城市供水、排水等给 排水工程的隧道。
隧道工程设计的基本原则
安全性原则
隧道工程设计应首先考虑 安全性，确保隧道在使用 过程中能够承受各种自然 和人为因素的影响。
经济性原则
隧道工程设计应考虑经济 性，即在满足安全性和功 能性的前提下，尽量降低 工程造价。
环保性原则
隧道工程设计应注重环保 性，减少对周围环境和生 态的破坏，实现可持续发展。
某市地铁一号线的建设效果评估及后续展望
建设效果评估
经过多年的努力，某市地铁一号线已经顺利建成并投入运营，极大地提高了市民的出行效率，缓解了城市交通拥 堵问题。
后续展望
随着城市的发展，某市地铁一号线未来还将继续延伸，同时还将加强与其他线路的连接，形成更加完善的城市轨 道交通网络。
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隧道工程的施工方案设计
施工方法
隧道工程的施工方法应根据工程 地质条件、围岩类型、埋深等因 素进行选择，常用的施工方法包 括钻爆法、盾构法、沉管法等。
施工顺序
隧道工程的施工顺序应根据工程 实际情况进行安排，一般按照由 近及远、由易到难的顺序进行施
工。
施工机械
隧道工程施工需要使用各种机械， 包括钻孔机械、爆破机械、运输 机械等，施工机械的选择应根据 工程特点和实际情况进行。
在地铁建设中，需要解决的技术难点 包括地质勘察、隧道挖掘、支护结构 设计、地下水处理等方面。
针对地质条件复杂的问题，采用了先 进的盾构机设备进行挖掘，同时加强 地质勘察工作，确保隧道施工的安全 进行；针对其他技术难点，采用了多 种技术手段进行解决，如支护结构设 计采用了新型的初支+二衬的结构形 式，地下水处理采用了降水+止水相 结合的方法。
近代地下工程
近代地下工程发展于铁路、公路等交通事业，如 地铁、地下隧道等。
现代地下工程
现代地下工程广泛应用于城市基础设施、防灾减 灾等领域，如地下水库、地下综合管廊等。
地下工程的分类与结构隧 道等类型。
结构形式
地下工程的结构形式包括圆形、矩形、拱形等断面形式，以 及明挖法、暗挖法等施工方法。
05
隧道及地下工程施工技术
隧道及地下工程施工的基本原 则
安全第一
在隧道及地下工程施工中，必须将安全放在首位，包括施工人员 的安全和周边环境的安全。
质量为本
施工过程中应严格控制质量，确保工程满足设计要求和使用寿命。
环境保护
应尽量减少施工对周边环境的影响，包括噪音、扬尘、水土流失等。
隧道及地下工程施工的常用方法
设计时应根据地质条件、围岩等级和结构类型等因素选择合适的支护类
型。
02
支护参数
支护参数包括锚杆长度、直径、间距，喷射混凝土的厚度、强度，钢支
撑的尺寸、间距等。设计时应根据工程需要进行优化设计，确定合理的
支护参数。
03
支护施工
支护施工应按照设计要求进行，确保施工质量。设计时应考虑施工的可
操作性，提供详细的施工图纸和技术指导。
工程规模 某市地铁一号线的总长度约为30公里，共设有24 个地铁站。
工程背景 为了缓解城市交通拥堵问题，提高市民出行效率， 某市政府决定修建地铁一号线。
工程投资 整个地铁一号线的投资约为100亿元。
某市地铁一号线的建设技术难点及解决方案
地质条件复杂
技术难点
解决方案
由于某市地处丘陵地带，地质条件复 杂，给地铁建设带来了很大的挑战。
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明挖法 适用于浅埋和地表条件较好的情况，通过开挖暴露出地下空间， 然后进行结构施工。
暗挖法 适用于埋深较大或地表条件复杂的情况，通过非开挖方式施工， 避免对地表造成破坏。
盾构法 使用盾构机进行施工，能够快速、准确地完成隧道及地下工程 的施工。
隧道及地下工程施工中的关键技术问题
土方开挖与支撑
在开挖过程中，必须对开挖面进行支 撑，防止土方坍塌，同时要确保支撑 的稳定性和可靠性。
01
1. 地下作业
隧道工程是在地下进行的，受地质条件和环境影响较大， 因此需要充分考虑地质勘察和施工安全。
03
3. 高风险性
隧道工程涉及到复杂的地质条件和环境因素，存在较高 的安全风险。
05
02
隧道工程的特点
隧道工程具有以下特点
04
2. 隐蔽性
地下洞室通常被覆盖在地下，一旦出现质量问题难以发 现，因此隧道工程的质量控制十分重要。
03
地下工程概述
地下工程的定义与特点
定义
地下工程是指以岩石、土壤为介质，通过勘察、设计、施工等过程，建造地下 空间或地下通道的工程。
特点
地下工程具有隐蔽性、复杂性和不确定性，需要综合考虑地质、环境、结构、 材料等多方面因素。
地下工程的历史与发展
古代地下工程
古代地下工程起源于人类对地下资源的利用，如 矿井、地下仓库等。