中南大学《隧道工程》第十章秦岭铁路隧道工程案例
秦岭隧道群.doc
秦岭隧道群西汉高速公路从秦岭腹地穿堂而过，桥隧相连占全线的66%，多集中在户县至洋县间这140多公里的秦岭山区，特别是秦岭Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号隧道组成的17多公里的隧道群，是西汉高速的一个亮点，我在秦岭隧道管理中心工作一段时间后，更加领略到隧道群的风采与韵味。
隧道工程特点据说当年在讨论穿越秦岭主峰掘隧的方案时，，在这里完全可以建设一个超过号称世界第一特长隧道的终南山大隧道的，但高速人放弃了，选择了修隧道群的方案，三座隧道间各有一段抬头望天的空间，用意是让司乘人员不致有视觉的疲劳。
当然分成三个隧道，无疑也加快了工程进度，确保了工程质量，节约了成本。
在隧道群施工中，Ⅰ、Ⅱ号隧道要各打一口通风斜井。
高速人为了环保却决定从下往上打，这样不用在山上修施工便道，也不用考虑石渣的堆放场地，更不用破坏山上的植被。
结果从下往上打井，打出的石渣在隧道内就地加工，成了衬砌隧道的石料。
一举多得，这是何等的智慧。
地理环境及周边风景隧道群如一条长廊从秦岭主峰下穿越。
洞中的风景也是别样的，辉煌的灯光映照在贴着米黄色瓷砖上，洞顶的风机旋转不停，应急通讯与监控设施装备精良。
我曾多次在这洞中检查各种设施，也曾爬上山顶察看通风口的完好。
更感到西汉高速公路穿越苍茫秦岭的不易，建设者遇谷架桥，逢山掘隧的艰辛，这期间付出了多少的汗水与智慧呀！秦岭隧道群穿越了中国地理的南北分界线，可谓一洞穿南北。
在秦岭一号隧道的北口时，还是北方的天，北方的水，北方的人和北方的植物。
而只需经过十多分钟到达秦岭三号隧道的南口时，你看见的便是南方的天空与花草，就连当地的民众也操着四川口音了。
短短18多公里的穿越，南北两景观。
高速人创造的奇迹，确实让人叹为观止。
读记录西汉高速公路建设的《龙脉天路》，著名作家莫伸写到：只有站在历史和现实的双重角度，只有那些置身其中而又脱于其外的人们，才能够真正掂量出这条道路的分量、价值和内涵，品味出它的艰难和它的不朽！穿越秦岭隧道群后就到了秦岭服务区，这里的地名叫七亩坪，大型石雕《华夏龙脉》伫立在此，讲述着历史上跨越，翻越秦岭的不易。
中南大学10级土木工程隧道工程实习报告
中南大学10级土木工程隧道工程实习报告实习地点：龙洞隧道和李家冲隧道实习目的：了解隧道的基本构造以及它的用处实习时间：9月4号和9月5号实习内容：今天是实习的第一天，我们坐车来到了龙洞隧道和李家冲隧道参观。
参观隧道的时候我们每个人都戴了安全帽。
虽然我们都见过安全帽，但是自己亲自戴安全帽的经历还真没有过。
我们在参观龙洞隧道的时候，刚进去的时候。
伸手不见五指。
里面真的好黑，脚下的路都看不清，只能感觉到脚下都是石头之类的东西。
在黑暗中老师给我们讲解了一些关于隧道的基本知识。
我在老师讲解和查询资料中了解到了：长湘高速龙洞隧道位于湖南省长沙市岳麓区莲花镇龙洞村，为双洞六车道分离式隧道，左洞长655米，右洞长618米。
龙洞隧道开挖轮廓最大高度12.31米，最大宽度为18.63米，最大开挖面积174.6平方米。
该隧道是湖南京港澳高速复线长湘高速路段的控制性工程，总投资1.12亿元，2009年10月正式开工建设，2010年12月31日贯通。
隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆通行的建筑物。
根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。
为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。
这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。
龙洞隧道区属剥蚀丘陵地貌，地形切割强烈，起伏变化较大，地面高程变化在95米到235米之间，高差50米到130米，隧道洞身最大埋深116.9米。
隧道洞身围岩以变质砂岩为主，中厚层状，洞口段浅埋，主要为粉质粘土和碎石土。
左洞出口段严重偏压。
左右洞隧道多次穿越破碎带，地质条件复杂。
所以这对施工早成了很大的难度，因此这对于施工以及研究人员都提出了很高的要求。
隧道采取零仰坡进、出洞，隧道口的植被保留原样，没有任何破坏，隧道洞顶截水沟采用绿色GP沟，用植被替代水泥，保障周围生态环境。
引汉济渭工程秦岭隧洞TBM试验段
引汉济渭工程秦岭隧洞TBM试验段（岭南）工程概况
引汉济渭工程秦岭隧洞TBM试验段（岭南）工程（以下称岭南TBM试验段）由TBM后配套安装洞（73.4m）、TBM主机安装洞（50m）、TBM步进洞（186.6m）、TBM始发洞（25m）、TBM检修洞（30m）和TBM掘进施工段（5084.994＋13625m）组成。
其中TBM后配套安装洞、TBM主机安装洞、TBM步进洞、TBM始发洞、TBM检修洞采用钻爆法施工，现浇混凝土衬砌。
4号支洞主要解决中间TBM长段落施工通风、出渣等问题。
4号支洞长1601m（平距），斜长1713.43m,坡长38%。
岭南TBM施工段采用一台Φ8.02m敞开式硬岩掘进机施工,支洞固定皮带机+主洞连续皮带机出渣，模筑衬砌段采用全圆穿行式模板台车衬砌。
TBM通过3号支洞运至组装洞室，在洞内组装并完成调试后向出口方向掘进。
3号工区及4号工区弃渣分别弃于蒲河河谷滩地的凉水井渣场与柴家关渣场；预制场利用钻爆法施工弃渣渣顶设置。
本标段施工总体筹划为：利用3号支洞采用钻爆法完成安装洞、步进洞及始发洞施工，同时采用钻爆法施工4号支洞及检修洞；TBM从3号支洞运入安装洞，完成组装、调试，第一阶段TBM掘进至4号洞底的检修洞检修，通风、排水、出渣、进料通过3号支洞完成；然后二次始发，第二阶段TBM掘进至与岭北段相接的拆卸洞，通风、排水、出渣通过4号支洞完成，进料通过3号支洞；TBM拆卸后，由3号支洞运出。
西康铁路秦岭隧道位于陕西省境内长安县和柞水县的交界处
西康铁路秦岭隧道位于陕西省境内长安县和柞水县的交界处，由两条基本平行的、长度均为18.456km的单线铁路隧道组成，线间距30m，最大埋深1600m。
其中，I线隧道用两台直径8.8m的敞开式硬岩掘进机辅以钻爆法开挖，初期支护的喷混凝土用干喷或湿喷混凝土支护，二次衬砌用模筑混凝土衬砌，部分地段用湿喷钢纤维混凝土或素混凝土衬砌，于2000年8月建成；II线隧道先期开挖的（II线）平导于1999年3月8日贯通，现正进行扩挖衬砌成洞隧道围岩以混合花岗岩和混合片麻岩为主，占全隧道的80%以上，局部分布有黑云母片岩、角闪石片岩残留体和闪长岩、霏细岩、伟晶岩、长英岩等岩脉，岩石抗压强度一般为200～240Mpa，最高达356Mpa；隧道通过大小断层53条，皆为压性逆断层，最大的断层在隧道中的出露长度达330m；地下水不很发育，仅局部地段有渗水、滴水或股状流水。
隧道施工中的主要地质灾害是围岩岩爆、坍方和涌水。
隧道围岩按铁路隧道围岩分类主要为IV～VI类，断层和裂隙发育地段为II、III类。
根据设计，在I线隧道的V类围岩地段采用厚5cm（个别地段8cm）C30级湿喷钢纤维混凝土衬砌；VI类围岩地段采用厚5cm C20级湿喷素混凝土衬砌；V、VI类围岩中的岩爆发育地段及II～IV 类围岩地段采用复合式衬砌，二次衬砌采用厚度为25～40cm C20级模筑混凝土衬砌西康铁路秦岭特长隧道掘进机施工段的圆形断面模筑衬砌采用QLCT-14型隧道圆形钢模台车。
钢模台车主要由台车、大模板、抗浮机构以及液压动力系统组成，通过液压操纵系统可进行立模、拆模和变径作业。
台车可以自行，也可以与模板一起实现模板平移或穿行作业。
圆形钢模台车与混凝土灌注设备配套，可实现隧道掘进机施工段衬砌作业机械化，提高作业效率，减轻劳动强度，提高衬砌质量和衬砌速度岭隧道出口端掘进机开挖段中铁十八局组织两个施工队采用两台大钢模台车带五套模板（其中直径Ф8m的4套，直径Ф8.5m的1套），12台混凝土搅拌运输车，4台混凝土输送泵，从99年11月至2000年6月对隧道圆形断面进行模筑衬砌。
中南大学隧道工程课后习题答案
中南大学隧道工程课后习题答案【隧道按使用功能分类时有哪些交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道交通山岭隧道的主要功能及特点功能：既可使路线顺直，避免许多无谓的展线，缩短路线，又可以减小坡度，使运营条件得以改善，从而提高牵引定数，多拉快跑。
特点 1.克服高程障碍 2.裁弯取直(缩短路线)3.避开不良地质地段 4. 避开其他重要建造或者工程等第一章【克服地形条件带来的高程障碍：绕行方案路堑隧道【山岭隧道：越岭隧道河谷傍山隧道【地质条件选隧道位置： 1.地质构造 2.岩体强度 3.水文地质条件 4. 不良地质【越岭隧道选择位置时要考虑的主要因素是什么？(1)垭口位置的选定：从地形上考虑，隧道宜选在山体比较狭隘的鞍部即垭口附近的底部通过，因为垭口处的山体相对较薄，隧道的穿越长度较短，有利于降低工程投资，但地质条件对垭口位置影响也较大，应优先选择地质相对较好的垭口。
(2)隧道高程的确定：综合考虑工程造价和运营效率等要素对隧道进行比选，给出最佳方案。
【选择洞口位置时应遵循的原则是什么？其工程意义是什么？原则：早进晚出。
工程意义：在决定洞口位置时，为了施工及运营的安全，宁可早一点进洞，晚一点出洞，虽然使隧道长了些，但却较安全可靠。
应把握好合理的边、仰坡的坡率、和刷坡高度的衡量尺度，科学合理的选择洞口位置。
【能否解释隧道纵坡的形式、合用条件及限制坡度？纵坡的形式：单坡和人字坡。
合用条件：(1)单坡。
多用于路线的紧坡地段或者是展线的地区及河谷隧道中，可以争取高程。
(2)人字坡。
多用于越岭隧道、大长隧道，特别是越岭隧道。
限制坡度：对于车辆的行驶，路线的坡度以平坡最好，既不要冲坡也不要带制动行驶，产生的废气至少，这对于封闭的隧道是最有利的，为满足排水需要，最小坡度不宜小于3‰，普通情况下，最大坡度不宜大于 3﹪。
对于铁路而言，不同的线路等级有不同的限坡，隧道内路线的最大允许坡度应在明线最大限制坡度上乘以一个折减系数。
中南大学 隧道工程实习报告
隧道工程实习报告实习，即在实践中学习。
对于土木工程这个实践性很强的专业学科，必须到实际中学习，才能够提高自己的工作和学习能力。
这次隧道工程的实习，通0.。
过到实际的隧道中去并且通过讲座的方式对隧道工程的基础知识进行专业讲解，初步掌握学习对隧道公路及其施工的基本初步入门知识，为以后的土木工程专业学习打下一定的基础，从而不至于在以后的专业学习中茫茫然而不知所措。
因此这次隧道工程的实习具有一定的必要性和重要性。
这次实习，时间为九月4号到九月5号两天，通过第一天老进行一次实习讲座对隧道工程及其相关知识进行专业式讲解，最后第二天老师带领学生到并且沿途根据实际见闻讲授有关的专业知识的方法，使学生对隧道工程有更加深刻形象的初步了解。
在此，本人对于这次实习内容作简要的说明。
首先9月4号上午，我们参与了一场关于隧道工程基础知识的专业讲座，旨在使学生们掌握隧道的概念及隧道工程的专业功能特点等等。
以下对讲座内容进行概述总结。
讲座主要围绕六个点展开。
首先是关于什么是隧道。
隧道是一种修建在地下的工程建筑物。
是修建在地下、两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道(在保留上部地层的前提下开挖出能够提供某种用途的地下空间)。
然后是关于隧道的发展历史。
先讲国外的发展历史：1.古代：公元前180～2160年前后，在古巴比伦城幼发拉底河下修筑的人行隧道，是迄今已知的最早用于交通的隧道，为砖砌构构造物，长190m。
古罗马时代(公元前后)，利用棚架支护和卷扬提升方法，开挖了数量较多的军用隧道和水工隧道，开挖方法是火烧开挖面，烧热后急速波冷水使岩石开裂……。
2.现代：现代隧道开挖技术的产生是在火药的发明和19世纪的产业革命后出现的，尤其是铁路的出现对交通隧道起到了很大的推动作用。
火药的改进和钻眼工具的创制，促使隧道修建技术显著提高，其中比较有影响的是1898年建成了穿越阿尔卑斯山的辛普郎隧道。
第一次应用了TNT炸药（硝化甘油）和凿岩机。
(建筑工程管理)秦岭Ⅰ线隧道仰拱预制块施工技术
（建筑工程管理）秦岭Ⅰ线隧道仰拱预制块施工技术秦岭Ⅰ线隧道仰拱预制块施工技术总结杨书江（中铁隧道局壹处南京盾构经理部）摘要：文章介绍了秦岭Ⅰ线隧道仰拱预制块的施工生产，对仰拱块的安装标准、安装方向的控制进行了初步探讨，供类似工程施工参考。
关键词：仰拱块蒸汽养生预制安装防水１引言西康铁路秦岭Ⅰ线隧道全长18.452km，是目前国内最长的铁路隧道，是铁路系统首次引进全断面隧道掘进机（TBM）进行机械化施工的隧道，树立了我国铁路隧道修建史上的第四座里程碑。
隧道设计为直径8.8m的圆形断面，底部安装钢筋混凝土仰拱预制块以支承施工轨线。
仰拱块是整体道床的基础，成为隧道后期衬砌结构的壹部分。
２仰拱预制块设计概况仰拱预制块长度按TBM壹个掘进行程1.8m设计。
顶面宽度3.88m，满足施工期间铺设四轨双线（轨距900mm，线路中心距2.08m）施工轨道的要求。
仰拱块上预留中心排水沟、泄水孔、注浆孔、起吊杆、道钉螺栓孔、承轨槽及安装止水带的凹槽等。
仰拱块设计为俩种形式：普通式仰拱块，混凝土数量为4.42m3，钢筋525.4kg，适用于Ⅳ～Ⅵ类围岩不设钢拱架的地段；底部开槽式仰拱块，混凝土数量为4.31m3，钢筋498.45kg，适用于Ⅱ、Ⅲ类围岩设钢拱架的地段。
每块仰拱块重约12t，采用400号钢筋混凝土现场预制。
仰拱预制块设计图见图壹。
３仰拱预制块的生产仰拱预制块的生产在预制工厂内采用流水线作业方式进行。
首先清洗模具，喷涂脱模剂，安放钢筋骨架及各种预埋件；将生产好的混凝土运至固定式模具旁，利用16t桥吊起吊料斗灌注混凝土，附着式振捣器振捣成形；常温静置预养后，盖好养生罩，利用暖气片加热养生，在养生过程中不断补充蒸汽；养护后脱模起吊仰拱块且做好编号工作；室内继续养生3d后运往室外存放场翻转存放；同期养生试块28d抗压强度达到38Mpa后运往洞内使用。
仰拱预制厂设计生产能力每天17块。
3.1生产工艺的确定通过对引黄入晋万家寨水利工程管片生产的现场考察，参考有关技术资料，针对秦岭隧道仰拱预制块大、厚、重的结构特点，选择模具固定、暖气片加热养生方式，在养生过程中补充蒸汽，以保证混凝土养生所需的温度和湿度。
中南大学《隧道工程》第十章引大入秦引水隧道工程案例
5.TBM施工费用浅析
⑴ TBM主机配套设施及估算价格
TBM要发挥快速、高效的性能，必须配套使用。“引大工程” 所采用的直径5.53 m的双护盾 TBM主机600万美元，按当时 （1990年）汇率折合人民币2700万元，后配套设备1000万元， 辅助配套设施3500万元，合计约7200万元。
一台国外名牌TBM主机对中硬岩一般寿命可掘进40-50公里。而 往往有些工程施工洞长只有10多或20多公里，工程竣工经过计算折 旧后，其剩余价值尚很大，这剩余价值应计入成本。投标时，考虑 了此剩余价值就能编写出合理的竞争报价。但投标商必须有一定的 经济实力，能支付TBM的初期费用，还能承担剩余价值可能积压的 风险。
《隧 道 工 程》
引大入秦引水隧道 工程案例
中南大学隧道与地下工程系
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引大入秦引水隧道工程案例
主要内容： ➢工程概况 ➢隧洞工程结构设计 ➢工程建设管理 ➢TBM在工程中取得的成效与影响 ➢TBM施工费用浅析
2
1.工程概况
引大入秦工程是将大通河水引入兰州北面秦王 川的一项大型跨流域调水灌溉工程，总干渠全长 86.9 km，其中隧洞33座，共长75.11km。
5.TBM施工费用浅析
⑵TBM与钻爆法的费用比较
③对比结果分析 上述结果初看有点出人意外，实际却在情理之中。从“引大工程” 和某工程实例中可看出，钻爆法在短隧道（5000m以下施工中，若 使用机械多且配套，属正规施工队伍，工期又有限制，则隧道造价 高，反之则低。 长隧道若用钻爆法施工，由于受到工期制约，势必要增开l条或几 条支洞以增加工作面，风、水、电、路、通讯等临建工程也随之增 加，机械．设备、人员等不可避免地增多，其结果就是加大了投入， 抬高了工程费用。
5.TBM施工费用浅析
中南大学隧道工程课程设计
铁路山岭隧道课程设计指示书. 隧道教研室.（注：可供公路隧道设计者参考，基本方法一样。
）一、原始资料（一）地质及水文地质条件沙口坳隧道穿越地段岩层为石灰岩，地下水不发育。
其地貌为一丘陵区，海拔约为150米。
（详细地质资料示于隧道地质纵断面图中）。
（二）线路条件本隧道系I级干线改造工程，单线电力（或非电力）牵引，远期最高行车速度为160 公里/小时,外轨最大超高值为15厘米,线路上部构造为次重型，碎石道床,内轨顶面标高与路基面标高之间的高差为△ =70厘米，线路坡度及平、纵面见附图，洞门外路堑底宽度约为11米，洞口附近内轨顶面标高：进口：52.00米出口:50.00米（三）施工条件具有一般常用的施工机具及设备, 交通方便, 原材料供应正常, 工期不受控制。
附：（1） 1:500的洞口附近地形平面图二张；（2）隧道地质纵断面图（附有纵断面总布置图）一张。
二、设计任务及要求（一）确定隧道进、出口洞门位置，定出隧道长度；（二）在1:500的地形平面图上绘制隧道进口、出口边坡及仰坡开挖线；（三）确定洞身支护结构类型及相应长度，并绘制W类围岩地段复合式衬砌横断面图一张（比例1 :50）；（四）布置避车洞位置；（五）按所给定的地质资料及技术条件选择适当的施工方法，并绘制施工方案横断面分块图及纵断面工序展开图；（六）将设计选定的有关数据分别填入隧道纵断面总布置图的相应栏中，并写出设计说明书一份。
三、应完成的设计文件所有的图纸均应按工程制图要求绘制，应有图框和图标。
最后交出设计文件及图纸如下：（一）标明了洞门位置及边、仰坡开挖线的1:500洞口附近地形平面图两张，图名为“沙口坳隧道进口洞门位置布置图”和“沙口坳隧道出口洞门位置布置图”；（二）参照标准图绘制的1:50衬砌横断面图一张，图名为“W类围岩衬砌结构图”；（三）隧道纵断面总布置图一张，图名为“沙口坳隧道纵断面布置图”；（四）设计说明书一份，主要内容有：1. 原始资料①地质及水文地质条件；②线路条件；③施工条件等。
东秦岭隧道平导快速施工技术 免费
东秦岭隧道平导快速施工技术1 引言西（西安）南（南京）线东秦岭隧道位于陕西蓝田、商州交界处，为双线隧道，全长12268米。
平导作为正洞的辅助导坑，出口段全长6129米，纵坡与正洞一致，设计为11‰的下坡，隧道最大埋深为580米。
DK107+523－DK103+881为大断面平导，衬砌内净空为：净高6.15m，净宽4.8m；DK103+881－DK101+392为小断面平导，衬砌内净空为：净高4.5m，净宽4m。
平导支护类型：Ⅰ－Ⅱ类围岩采用模筑衬砌，Ⅲ－Ⅴ类围岩采用喷锚衬砌。
东秦岭隧道通过地层主要为片麻岩夹片岩、片岩、板岩夹砾岩、白云岩、灰岩夹千枚岩、大理岩、千枚岩等，出口段断裂构造和褶皱构造极为发育，共穿越6条断层，其中F6大断层破碎带398m，地质条件极差。
东秦岭隧道平导出口段自2000年3月1日开工后，始终保持快速施工，于2001年11月22日提前七个月施工至分界里程，平均月掘进292m，其中最高日循环8个，最高日进尺25.1m，最高月进尺406.1m，2001年5、6、7、8四个月连续月掘进均突破400m。
均为全国最高纪录。
总结东秦岭隧道平导快速施工经验，东秦岭隧道平导快速施工技术要点主要有：2 机械配套机械配套应遵循以下原则：施工机械与施工方法配套；机具选型上要考虑质量可靠、适用、高效、经济、维修方便；组合配套时要考虑设备外形尺寸与隧道断面相适应，各机械之间外形尺寸要适应，配套设备之间生产能力要匹配；充分考虑国产化。
2.1钻孔设备在选择钻孔设备上不必一味追求机械的先进化，不分条件地使用353E三臂液压凿岩台车或门架式液压凿岩台车，应当结合现实国情，讲求适用。
由于国内劳动力多且价格低廉，由一般运输车改装成的自制台车配备多台YT－28风枪与353E 三臂液压凿岩台车或门架式液压凿岩台车相比具有以下优点：钻孔时间与液压台车相差无几；车身短，掌子面铺轨与钻孔可同是进行，缩短了每排炮的循环时间；车身短，所需避车洞小，减少了开挖方量；自重轻，对路面质量要求较低，维修整道费用降低；手持风枪钻孔在超欠挖上比钻孔液压台车小，降低了砼用量。
中南大学隧道工程课件0(绪论)
绪论
0.2 隧道工程的特点
0.2.2 缺点
3.施工作业环境和条件较差 因为隧道建筑是地下作业，工作面狭小，光线暗、空 气潮湿、劳动条件差，因此，发展机械化施工是改善工人 劳动条件、提高劳动生产率的唯一途径。
第二十六页，共60页。
绪论
0.1 隧道工程的基本概念与功能
0.2 隧道工程的特点 0.3 隧道工程的发展 0.4 隧道工程课程的特点与主要内容
第二十七页，共60页。
绪论： 0.3 隧道工程的发展
0.3.1 历史发展
1.国际上
（1）古代
◆公元前180～2160年，在古巴比伦城幼发拉底河下修筑的人行隧
道，是迄今已知的最早用于交通的隧道，长190m。
◆古罗马时代(公元前后)，利用棚架支护和卷扬提升方法，开挖了
数量较多的军用隧道和水工隧道，开挖方法是火烧开挖面，烧热后急 速波冷水使岩石开裂……。
◆ 绕避大型水利枢纽工程等
第十八页，共60页。
绪论
第十九页，共60页。
绪论
第二十页，共60页。
绪论
第二十一页，共60页。
绪论
0.1 隧道工程的基本概念与功能
0.2 隧道工程的特点 0.3 隧道工程的发展 0.4 隧道工程课程的特点与主要内容
第二十二页，共60页。
绪论
0.2 隧道工程的特点
0.2.1 优点
第二十八页，共60页。
绪论：0.3 隧道工程的发展 0.3.1 历史发展
1.国际上 （2）现代
◆ 现代隧道开挖技术是在火药的发明和19世纪产业革命后出现的，
尤其铁路的出现对隧道起到了很大的推动作用；
◆ 采用现代技术修建的第一座用蒸汽机车牵引的隧道是 1826～1830年在英国利物浦至曼彻斯特的铁路线上，长1190m。
(完整word版)中南大学 隧道工程答案
中南大学网络教育课程考试《隧道工程》试题(本试题页不上交．．．．．．．)注意事项：1.答卷可采取打印或手写方式在A4打印纸上完成。
如果手写，必须字迹工整，以便老师批阅；2.6月2日18：00之前交学习中心；3.下载《标准答卷模版》。
试题一：柳州市桐油山连拱隧道，施工至 K2 + 312～K2 + 332 地段，遇到一大型溶槽（图1），沿隧道纵向宽约 20 m ，呈北东～南西方向斜交隧道轴线。
溶槽段隧道埋深约 20 m ，属浅埋地段，在地表有 1.5 m 左右的人工回填渣，其下为粘土夹碎石，碎石含量为 20%～40%，粘土结构细腻，软～可塑状，属明显的溶槽充填物质，且充填密实，承载力为 150～180 KPa ，钻探至隧底以下20m 仍未见底，确定隧道通过溶槽的具体工程措施（说明选定方案的理由，）。
（25分）图1试题二：长沙天际岭隧道单洞开挖跨度达17m 以上（图2），隧道位于长沙市植物园下面，围岩软弱（Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩），隧道最大埋深仅40m ，为保护地表的珍稀树种，要求严格控制地表沉降，确定其合理施工方法和必要的辅助施工措施（说明选定方案的理由，画出纵横向施工工序图）。
（25分）图2 隧道中线试题三：岳阳市金鹗隧道进口段设计为半明半暗结构形式（图3），围岩条件为Ⅴ级，确定其合理施工方法和必要的辅助施工措施（说明选定方案的理由，画出纵横向施工工序图）。
（25分）图3试题四：某隧道由于岩层节理发育明显，在隧道施工过程中出现坍方事故，具体如图4所示，坍方高度约18m，确定其具体处理方法。
（说明选定方案的理由）。
（25分）图4中南大学网络教育课程考试《隧道工程》答卷本人承诺：本试卷确为本人独立完成，若有违反愿意接受处理。
签名：______________学号：____________________专业：__________________学习中心：_________________第一题答案：一、穿越溶槽方式主要有堵填或架梁跨越等。
秦岭隧道施工方案
蓝田至商州高速公路LS-C1合同段秦岭隧道施工方案蓝商高速公路LS-C1标项目部二OO六年四月三日目录第一章：编制说明第二章：工程概述第三章：施工进度计划及主要技术指标第四章：施工机械配备第五章：主要工程项目的施工方案和施工方法第六章：施工组织及劳动力安排第七章：施工平面布置图第八章：确保工程质量的技术组织措施第九章：确保安全生产的技术组织措施第十章：确保文明施工的技术组织措施第十一章 :确保环境保护的技术组织措施第一章：编制说明1．1 编制依据1．1．1 蓝商高速公路施工图纸；1．1．2 现行的设计、施工、验收的规范、标准及有关文件；1．1．3 对施工现场的调查资料。
1．2 编制范围1．2．1 本工程为陕西蓝商高速公路线最长的隧道,秦岭隧道左线长4692M，我方施工长度2595M；右线长度4779M，我方施工长度2590M。
1．3 编制原则1．3．1 安全第一的原则按照技术可靠、措施得力，确保按施工方案组织进行安全施工。
1．3．2 优质高效的原则加强领导、强化管理、优质高效、使用“四新技术”确保创优目标的实现。
1．3．3 方案优化的原则科学组织、合理安排，对关键工序综合比选，在技术可行的前提下择优选择最佳方案。
1．3．4 确保工期的原则编制科学的、合理的、周密的施工方案，安排好工程进度，搞好工序衔接，确保工期目标，满足业主要求。
1．3．5 科学配置的原则根据本工程属特长隧道的特点，选派有隧道施工管理经验的管理人员，选择专业化施工队伍，投入先进的施工设备，确保人、财、物、设备的合理配置。
1．3．6 合理布局的原则合理安排生产及生活场地、节约临时用地、搞好环保、认真实施文明施工。
第二章：工程概述2．1 工程简介本工程属西部大通道陕西蓝田～商州高速公路的一个标段。
本标段全长2.7KM，其中隧道单线长5185M，路基110M，4*3m盖板涵一道；隧道单面纵坡2.055%，最大埋深386M，隧道穿大断面裂带左线105M，右线120M，可能产生二级岩爆区，单线长度2880M，Ⅱ类围岩415m，Ⅲ类围岩1725m，Ⅳ类围岩3045m。
中南大学《隧道工程》铁路山岭隧道课程设计
1.课程设计任务与要求
1.2 课程设计任务 根据提供的一座铁路隧道工程的原始地质资料，
完成以下基本的设计工作： 1.确定隧道进、出口洞门位置，定出隧道长度 2.绘制隧道进口、出口边坡及仰坡开挖线 3.确定洞身支护结构类型及相应长度 4.布置避车洞位置 5.选择适当的施工方法，并绘制施工方案图
4
1.课程设计任务与要求
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2.3 甲式开挖方法
21
2.3 甲式开挖方法
3.基本方法 （1）根据选定的洞门结构型式查得洞门墙顶半 宽Bm及翼墙端点至洞门里程的距离C值； （2）计算
H路基＝H轨顶－Δ H控制＝H路基＋H设计 d＝H设计×m （3）在1：500地形平面图上找出数值为H控制的等 高线；
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2.3 甲式开挖方法
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2.1 隧道洞口位置选定的基本要求
3.隧道洞口边仰坡的允许开挖高度及坡率
见下表
围岩分级
Ⅰ
Ⅱ
硬岩
软岩
Ⅲ
硬岩 软岩
硬岩
Ⅳ
软岩
土质
Ⅴ
Ⅵ
边仰坡坡率
≤0.3 1:0.3～1:0.5 1:0.5～1:0.75 1:0.5～1:0.75 1:0.75～1:1 1:0.75～1:1 1:1～1:1.25 1:1～1:1.25 1:1.25～1:1.5
a K
附图二 乙式开挖
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2.4 乙式开挖方法
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2.4 乙式开挖方法
3.基本方法 （1）根据选定的洞门结构型式找出洞门墙顶半宽度Bm， 仰坡脚至洞门起点的水平距离b 以及仰坡脚至路基面的 垂直距离h顶沟（见图2）； （2）计算
H路基=H轨顶－Δ H控制＝H路基＋H设计 d＝(H设计－h顶沟)×m （3）在1：500地形平面图上找出数据为H控制的等高线；
铁路客运qc课题案例
铁路客运qc课题案例我国目前最长的公路隧道——秦岭终南山隧道陕西秦岭终南山公路隧道是目前排名世界总长度第二的公路隧道，15分钟就可穿越秦岭。
秦岭终南山隧道位于我国西部大通道内蒙古阿荣旗至广西北海国道上西安至柞水段，在青岔至营盘间穿越秦岭，隧道进口位于陕西省长安县石砭峪乡青岔村，出口位于陕西省柞水县营盘镇小峪街村，全长18.4公里，道路等级按高速公路，上下行双洞双车道设计，安全等级一级。
设计行车速度每小时60至80公里，隧道横断面高5米、宽10.5米，双车道各宽3.75米。
上、下行线两条隧道间每750米设紧急停车带一处，停车带有效长度30米，全长40米；每500米设行车横通道一处，横通道净宽4.5米，净高5.97米；每250米设人行横通道一处，断面净宽2米，净高2.5米。
隧道内路面为水泥砼路面。
隧道衬砌除进出口II类围岩地段及悬挂风机地段采用模筑衬砌外，洞身其余地段结合地质条件设计为复合式衬砌。
隧道运营通风设三竖井分段纵向式通风。
监控系统包括：交通监视和控制系统、安全系统、通讯系统、设备管理、收费、计算机控制、中央控制室七个监控系统。
防火系统做到检测、报警的迅速、可靠，一般设置易识别的手动与自动相结合的多通道报警系统，通过消防设施、避难设施等进行消防救援。
终南山隧道2001年1月由国家发展计划委员会批准立项建设，设计工期为67个月，总投资约25亿元人民币。
秦岭终南山隧道重大工程是“十五”期间陕西交通三大标志性工程之一，被誉为“中国第一长隧”的秦岭隧道横穿秦岭山脉，断层、涌水、岩爆、瓦斯爆炸等灾害频发，其中列入铁道部科研攻关项目的就有6大类、24个。
隧道是沟通黄河经济圈与长江经济圈的交通枢纽，也是陕西省规划的“米”字形公路网主骨架西康公路中的重要组成部分，它的建成对促进西部大开发战略的实施和陕西省与周边省市的经济交流具有十分重要的意义。
秦岭终南山特长公路隧道是西安至安康高等级公路的控制性工程，与已建成的我国第一长隧道——西安安康铁路秦岭隧道并行。
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1. 秦岭铁路隧道简介
秦岭隧道横断面图
2. TBM施工方案的选择
修建两座单线隧道，并以先建成I线隧道，再将平导扩建成Ⅱ 线隧道的方案为基础进行分析对比：采用钻爆法施工的工程数 量最少，总投资最低，但施工期最长。采用TBM施工则至少可 提前二年建成I线隧道，在缩短工期方面有明显的优势，因此引 进TBM对缩短工期是有利的。
2825.5 2911.3 2949.3 3196.2 3407.5 3638.2 4018.3 4054.4 4054.4
7740 3481 1700 12115 15670 7465 9190 1310 65026
5120
6145
4920 1720 1230 7510 8675 3265 8752 400 42617
3.TBM机型的确定与主要技术指标
（3）基本技术规格 机器型号TB880E 掘进直径8800 m 外形尺寸22m×8.8m×8.8m 掘进速度(在强度为260 MPa的岩石中掘进)10m／h (在强度为100～120MPa的岩石中掘进)35m／h 刀盘轴承设计寿命 25000 h 刀盘轴承使用寿命≮25000 h 刀盘轴承密封寿命≥25000 h 大齿圈使用寿命 ≥25000 h
4. TBM作业工时利用率分析
⑵提高TBM作业工时利用率的方法 ①减少超载故障 ②刀具更换 ③TBM保养维修及故障处理 ④石碴及材料运输、支护、量测及其它 ⑤对总工时的合理分配 ⑥新技术、新丁艺的推广应用
5. TBM主要故障分析
（1）主要问题 自TBM开始掘进后，在TBM的技术改造、设备维护、故
2. TBM施工方案的选择
(1)从工期分析：用两台TBM施工，I线隧道可早通车24个 月，Ⅱ线隧道均为平导扩大．工期相同。
(2)从外资购置费分析：两台TBM方案比一台增加一倍费 用及后配置设备购置费。
(3)从施工通风条件分析：一台TBM方案是从进口一直掘 进到出口，而平导仍采用钻爆法施工与正洞TBM施工的通风 系统比较复杂，技术难度大。此外，引进两台TBM施工，则 每台TBM可在不需大修的条件下完成9—10km的施工、技 术、经济条件合理，安全性强。
3.TBM机型的确定与主要技术指标
(1) TBM机型的确定 鉴 于 秦 岭 隧 道 将 通 过 大 小 十 几 条 断 层 ( 如 F4 断 层 约 长 t400 ～ 450m) 。 断 层 带 岩 体 破 碎 、 节 理 发 育 ， 所 以 敞 开 式 TBM应具有能及时进行超前探测、注浆、支护、喷锚的功能 而需在后配套上增设一些必要的辅助设备，从而保证TBM能 顺利通过断层等不良地质地段。 由此所选择的敞开式TBM必需具备较大的推力和支撑力以 求在硬岩中具有高切削能力和速度，同时，还必需具备较大 的扭矩，以克服软弱带中的切削阻力。TBM的其他技术特性 和参数都从这两个基本条件出发，进行综合考虑。
2925
2355
1320 225 1105 1650 400
0 180
0 7125
21210
1600
8673 810 350 475 410 350
0 30 12698
60
325
955 480
0 1490 265 325
0 0 3840
10800
13506
12666 5148 2280 14814 12678 13842 22806 2166 99906
1280
375
21066 2189 1555
1998-09 185.7 1915 15215 1325
3470
705
13380 3615 4015
1998-10 2090.5 5595 12635
280
4715
5
15888 2337 1745
1998-11 2209．3 1225
3599
1780 12859
720
7128
3313 14016
4. TBM作业工时利用率分析
秦岭隧道北口TBM的时间利用统计数据表-2
1998-12
1999-01
1999-02 1999-03 1999-04 1999-05 1999-06 1999-07 1999-08 1999-09
合计
2389.3 3725
2614.4 6355
515
30
1710
479 15240
1998-02 75.1
485
1685
3720
125Leabharlann 602796 19959 15810
1998-03 174.4 4580
9205
1940
0
0
5958 16107 5410
1998-04 464.8 3840 11960 2000
1885
190
17424 3981 3360
3.TBM机型的确定与主要技术指标
(2) 关于TBM指标的确定 根据国外TBM在硬岩中掘进资料分析，结合秦岭隧道地质 条件，通过多次专家论证，提出350m/月综合掘进进度，隧 道约27个月贯通。 这个指标的分析依据是：每天有效掘进时间按10h计算(综 合利用率为40%)，则平均1.16m/h的掘进指标。结合工程 具体区段，最困难是隧道中间段的4km，设计按250m/月考 虑，即0.8m/h。其余地段设计按500m/月考虑，即1.7m/h 指标，从国外工程实例看，是可以达到的。
4. TBM作业工时利用率分析
秦岭隧道北口TBM的时间利用统计数据表-1
月份
纯掘进 刀具检 刀具更 维修保 主机维 后配套维 纯掘进 定位
停机
时间（h） 查（min） 换（min） 养（min） 修（min） 修（min） 时间(min) （min） （min）
1998-01 28.5
410
0
1065
5. TBM主要故障分析
（1）主要问题 3）技术人员均为首次接触使用TBM，对TBM管、用、养、
修技术缺乏经验。 4）TBM集机、电、液压等系统于一身，结构复杂，对于
技术、管理、设备等婴求很高，非一般人员所能完成的。 （2）设备故障原因分析
在整个秦岭隧道的施工掘进过程中，TBM因设备故障停机 耽曝了大量的时间。故障原因种类繁多，以下几个图表列举 了隧道南口(出口)端1998年～1999年8月间TBM施工停机原 因的统计分析。
秦岭隧道地质纵断面示意图
1. 秦岭铁路隧道简介
隧道通过地区岩性主要为混合片麻岩、混合花岗岩、含绿 色矿物混合花岗岩；洞身穿过13条断层，其中大的断层有F、 F、F等区域断层。经多种手段测试，施工时有高地应力、岩 爆、地垫、断裂带涌水、围岩失稳等不良地质灾害发生，工 程建设任务十分艰巨。 且Ⅰ线隧道采用掘进机施工，在我国 铁路隧道施工尚属首次，为此进行了20多项科研项目研究， 均取得了不俗的成果。
障排除、设备修理、刀具消耗与更换、刀具的不正常损坏、 不同地质条件下TBM操作参数选择等方面遇到了大量技术难 题。出现这种局面的原因有四点：
1）该型号TBM为WIRTH公司建立以来首次研制，设计和 结构尚不成熟、不完善，在使用过程中其功能也不完善，故 障较多。
2）WIRTH现场技术人员普遍素质有限，尤其对TBM在不 同地质条件下的操作没有经验．我方人员得不到TBM专业司 机的指导。
1998-05 749.5 4750
9480
3970
2005
215
17082 2983 2715
1998-06 1021.6 5020
7230
2630
8525
120
16326 1944 2845
1998-07 1251.6 5135 13705 3160
2430
365
13800 2410 2195
1998-08 1602.7 3535 13255 1385
2. TBM施工方案的选择
基于以上对各施工方案的多种影响因素的综合分 析对比，并吸收多数专家意见，最终形成：秦岭隧道 采用两座单线隧道方案。
I线隧道采用两台直径8.8 m敞开式掘进机由两端 洞口同时施工；
Ⅱ线隧道先期在隧道中线位置上用钻爆法由两端 按平行导坑提前一年施工，待I线隧道主体完工后， 仍用钻爆法将平行导坑扩建成Ⅱ线隧道。
5. TBM主要故障分析
5. TBM主要故障分析
5. TBM主要故障分析
5. TBM主要故障分析
1999年8月秦岭隧道出口TBM施工作业分析
3.TBM机型的确定与主要技术指标
刀具参数见表
刀具布置前视图
刀具布置后视图
TBM及其刀具 （a）刀具实物；（b）TB880E实物
4. TBM作业工时利用率分析
⑴秦岭隧道TBM作业工时情况 TBM的时间利用率是指总作时间中机器有效掘进 所占比例。一般用纯掘进时间占总工作时间的百分 比表示。它在很大程度上反映了施工单位的施工管 理水平， 秦岭隧道北口TBM的时间利用统计情况如下两表：
在混合法施工中，曾经对引进TBM的台数(1台、2台)、 断面直径(8.8m、6.8m、4.5m)做过各种不同方案组合 的比较(如一台Φ8.8m、两台Φ8.8m和一台Φ4.5m、两 台直径6.8m)。
关于Φ4.5m、Φ6 8m的TBM无论其施工平导还是施 工正洞，在施工工序安排、排水、通风等方面均存在一 些较难解决的技术问题。以下是两座单线隧道情况下， 采用混合法施工，引进一台与两台TBM方案做一对比。
鉴于TBM的引进、安装、调试至正式投入施工尚需一定时间 (约1.5～2.0年)，同时考虑减少投资，为充分利用这一段时间， 提出了混合的施工方案,即前期用钻爆法施工以争取工期，待 TBM就位后，再改用TBM施工。这一施工方案综合考虑了工 期要求、造价、施工技术水平等各种因素。