隧道与地下工程详解
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。
《隧道与地下工程》课件
03
暗挖法
暗挖法是指在地下进行开挖的施工方法，适用于城市地区和地质条件复
杂的情况。该方法对周围环境影响较小，但施工难度较大，需要采取相
应的安全措施。
地下工程施工方法
地下工程施工方法
地下工程施工方法包括矿山法、新奥法等，需要根据工程的具体情况和要求进行选择。
矿山法
矿山法是一种传统的地下工程施工方法，适用于地质条件复杂、围岩稳定性差的情况。该 方法采用爆破方式开挖，施工速度快，但会对围岩造成较大扰动，需要进行支护和加固。
合理利用施工材料和资源，推行循环利用，降低能耗和资源消耗 。
隧道与地下工程安全事故预防措施
1 2 3
安全风险评估
对隧道与地下工程施工过程中可能存在的安全风 险进行评估，制定相应的预防措施。
应急预案制定
制定科学合理的应急预案，配备必要的应急救援 设备和人员，确保在发生事故时能够迅速响应和 处置。
安全监管与事故处理
隧道与地下工程分类
交通隧道
等交 通方式的隧道。
用于输送水资源的隧道 。
用于输送气体、液体等 物质的管道。
包括地下商场、地下车 库等。
隧道与地下工程发展历程
古代
主要依靠人力挖掘，主要用于军事和 水利工程。
近代
现代
随着科技的发展，隧道与地下工程建 设技术不断提高，应用范围不断扩大 。
照明设备布置
根据照明需求和作业环境 合理布置照明设备，如灯 具的悬挂高度、角度等。
04
隧道与地下工程安全与环保
隧道与地下工程施工安全
施工安全制度
建立完善的施工安全制度，确保施工过程中的安全操作规程得到 有效执行。
安全培训与教育
定期对施工人员进行安全培训和教育，提高员工的安全意识和操作 技能。
隧道及地下建筑工程
隧道及地下建筑工程地下建筑工程是现代城市建设的重要组成部分，隧道作为其中的重要工程之一，扮演着连接各个城市区域、减缓交通压力、提升城市功能的重要角色。
本文将从隧道工程的定义、分类及建设过程三个方面展开，探讨隧道及地下建筑工程的相关知识。
一、隧道工程的定义隧道工程是指在地下或水下，为满足交通、通讯、水利、能源等需求而在地下开挖的通道。
隧道的功能包括交通隧道、水利隧道、排水隧道、地铁隧道等，不同类型的隧道工程在设计和施工等方面有所差异。
二、隧道工程的分类1. 交通隧道交通隧道是指为解决道路交通瓶颈、缓解城市拥堵等问题而建设的隧道工程。
交通隧道可以分为公路隧道和铁路隧道两大类。
公路隧道主要应用于城市道路或高速公路，用于缩短行驶距离，提高交通效率；铁路隧道主要应用于城市轨道交通或铁路线路，用于提高交通运输能力。
2. 水利隧道水利隧道是指为解决水资源调配、水利工程建设等问题而建设的隧道工程。
水利隧道的作用主要是引水、供水和排水，用于将水资源从一个地区输送到另一个需要水资源的地区。
3. 排水隧道排水隧道是指为解决城市排水问题而建设的隧道工程。
排水隧道通常位于城市地下，用于收集、排放雨水和污水，保证城市排水系统的正常运行。
4. 地铁隧道地铁隧道是指用于城市轨道交通的隧道工程。
随着城市人口的增加和交通压力的加大，地铁隧道作为城市交通的主要组成部分，扮演着重要角色。
地铁隧道建设涉及到地铁线路、车站、联络通道等多个方面。
三、隧道工程的建设过程隧道工程的建设过程繁琐而复杂，通常分为规划设计、勘察与测绘、施工和运营四个阶段。
1. 规划设计阶段规划设计阶段是隧道工程建设的起始阶段，需要确定隧道的用途、线路走向、施工方案等。
在这个阶段中，工程师会根据地质勘察数据，结合城市规划，制定出一套完整的隧道工程建设方案。
2. 勘察与测绘阶段勘察与测绘阶段是为了解地质地貌情况，确定隧道的具体路线，同时对地下岩层、地下水文及其他地质条件进行详细调查。
隧道与地下工程
水电站地下厂房
地下人防工程示意
(2) 建设环境复杂，考虑原因众多。地下建筑因为特殊旳 建筑方式，往往需经通风、采光、防潮、排水等处理。
(3) 不可预见原因多，风险高，地质条件、地下水状态等 对隧道与地下工程旳设计和施工影响较大，事故发生率高。 地下工程施工时经常造成地表沉降或者隆起引起地面开裂， 引起附近建筑开裂或者倾斜，严重时可造成建筑倒塌。
(3) 施工作业面窄，可能容纳旳劳动力和机械设备都受到限 制，对工业化、机械化施工要求高；
(4) 造价昂贵。
从隧道所处旳地质条件来分，能够分为土质隧道和岩石隧道；
从埋置旳深度来分，能够分为浅埋隧道和深埋隧道；从隧道
所处旳位置来分，能够分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。
比较常用旳还是按照它旳用途来分，能够分为交通隧道、市
6.1 隧道与地下工程概述
6.1.1 隧道与地下工程简介
隧道与地下工程是指从事多种隧道与地下工程旳规划、设 计、施工和运营养护旳一门应用科学和工程技术，是土木工 程专业旳一种分支；也能够指岩体或土层中修筑旳各类通道 和地下构筑物，涉及地铁、地下商场等。
修建地下工程时，一般在 地层内挖出具有一定几何形 状旳“坑道”，如矩形、圆 形等，因为土层开挖后，应 力释放，轻易变形、坍塌， 所以除了在极为稳定旳岩层 中以外，大多情况下都要在 坑道周围进行支护。
地下构造工程中旳支护构造一般
采用衬砌，衬砌指旳是为预防围
岩变形或坍塌，沿隧道洞身周围
用钢筋混凝土等材料修建旳永久
性支护构造。衬砌旳形状和尺寸，
应能使构造旳受力状态最为合理，
既不挥霍又能满足要求。
衬砌构造。材 料为钢筋混凝 土或砖、石。
隧道与地下工程有许多分类措施，能够按其使用功能、周围介 质、设计施工措施、建筑材料和断面构造形式分类，也有按其主 要程度、防护等级、抗震等级分，其详细分类见表6.1。
《隧道与地下工程》课件
地下工程的分类与应用
交通隧道
用于连接城市、山区和水域的隧道工程， 提供便捷的交通通道。
地下储存
用于储存天然气、石油、水和其他重要资 源的地下储存设施。
地下煤矿
用于开采煤矿资源，并确保矿工的安全和 矿山运营的效率。
地铁与轻轨
提供城市交通的便利和解决拥堵问题的工 程项目。
隧道工程的特点与分类
1 地质复杂性
地下地质条件的多样性对隧道工程构成了挑战。
2 特定的设计要求
根据隧道用途的不同，设计需考虑通行安全、通风、照明等因素。
3 隧道分类
按照使用目的和施工方法的不同，隧道可以分为道路隧道、铁路隧道、水利隧道等。
地下工程设计与施工流程
1
工程可行性研究
通过技术和经济分析评估地下工程的可行性。
2
设计阶段
根据需求进行初步设计和详细设计，并制定施工方案。
如地震、地面塌陷和地下水涌入，可能对地下工程造成损害。
2 施工事故
不当的操作和安全措施不到位可能导致工人伤亡或设备损坏。
3 工程质量监督
确保地下工程的设计和施工符合标准和规范，提高工程质量。
地下工程的发展与展望
随着人们对地下空间需求的增加以及技术的不断创新，地下工程将继续在城 市发展和资源利用等方面发挥重要作用。
3
施工准备
准备施工场地，采购材料和设ห้องสมุดไป่ตู้，并制定施工计划。
地下工程中的技术与设备
隧道掘进机
用于在地下挖掘隧道的大型 机械设备，提高施工效率。
隧道通风系统
隧道监测系统
确保隧道内新鲜空气流通， 减少有害气体和灰尘的积聚。
用于监测隧道结构的安全性 和稳定性，提前识别潜在风 险。
建设工程中的地下工程与隧道建设
建设工程中的地下工程与隧道建设地下工程与隧道建设在现代城市建设中起着重要的作用。
随着城市化进程的不断加速，地下空间的利用成为一种必然趋势。
本文将从地下工程与隧道建设的重要性、应用领域、设计和施工要点以及未来发展方向等方面进行论述。
一、地下工程与隧道建设的重要性地下工程与隧道建设在城市建设中扮演着重要的角色。
首先，地下工程可以充分利用城市空间，解决城市面临的用地紧张问题。
例如，地下停车场可以有效缓解城市交通压力，提高道路通行能力。
其次，地下工程可以减轻地上施工对城市生活的干扰，保持城市的正常运行。
此外，地下工程还可以为城市提供各种公用设施，如供水、供电、供气、供暖等，满足城市居民的各种需求。
二、地下工程与隧道建设的应用领域地下工程与隧道建设广泛应用于各个领域。
在道路交通领域，地下隧道可以将不同区域连接起来，减少交通拥堵。
在城市绿化领域，地下绿化带可以增加城市绿地面积，改善城市环境。
在水利工程领域，地下水库可以调节水资源，防止水灾。
在市政设施领域，地下管网可以进行雨水、污水、供水、供电、供气等管道的敷设，提供各种城市服务。
在地铁建设领域，地下隧道可以为城市提供高效快捷的交通方式，缓解城市交通压力。
三、地下工程与隧道建设的设计和施工要点地下工程与隧道建设需要注意以下设计和施工要点。
首先，需要进行充分的前期调研，包括地质勘察、水文地质等，以确定地下工程的可行性和安全性。
其次，设计时要考虑工程的稳定性和承载能力，选用适当的地下结构和支护方式。
再次，施工过程中要重视安全问题，采取必要的防护措施，确保人员和设备的安全。
同时，对于地下水的处理和排水也需要做好相应的规划和施工。
最后，在施工完成后，要进行工程质量的检测和监控，确保地下工程的安全和可持续使用。
四、地下工程与隧道建设的未来发展方向地下工程与隧道建设在未来将继续发展壮大。
随着城市的不断扩张，地下空间的利用将得到更加充分和广泛的应用。
未来地下工程的发展方向包括：进一步完善地下交通网络，提高城市交通的便捷性和效率；加强地下水资源的保护和管理，提高水资源的利用效率；开展地下能源开发利用，提供可持续发展的能源支持；推动地下绿化和城市农业的发展，提高城市生态环境质量；加强地下工程的安全管理和风险控制，确保地下工程的安全运行。
地下与隧道工程技术专业介绍
地下与隧道工程技术专业介绍大家好，今天咱们聊聊一个神秘而又充满挑战的领域——地下与隧道工程技术。
你是否曾经在地铁站看到工人们忙碌的身影，或者在大桥下发现了那些看似无底的深坑？这些神奇的工程背后，就是地下与隧道工程技术的“大显身手”了。
1. 地下与隧道工程的基本概念首先，咱们得弄清楚地下与隧道工程是什么。
简单来说，它就是在地下或者通过隧道进行的各种工程建设。
你可以把它想象成建造地底下的大迷宫，或者说是“地球的地下城”。
这个专业包括了很多内容，比如说地下空间的开发、隧道的建设、地铁的挖掘、还有那些神秘的地下管线。
无论是修建一条大动脉，还是搞个小小的地下停车场，这些工程都离不开它。
1.1 地下工程的魅力地下工程最大的魅力就在于它的隐秘性和复杂性。
普通人或许不太能感受到地下世界的复杂，但工程师们却是对每一寸土壤都如数家珍。
地下工程不仅仅是挖掘，更是对地质的精细“体检”。
想象一下，地下工程师们就像是在为地下世界做“健康检查”，每一处细节都得小心翼翼。
如果地下工程有个“脾气”，那一定是“捉摸不定”的，时而平稳，时而突发惊喜——当然，这种“惊喜”往往会给工程师带来不少挑战。
1.2 隧道工程的挑战说到隧道工程，咱们就得聊聊“挖掘”的那点事儿。
隧道挖掘可不是简单的“开山劈石”，它需要高超的技术和经验。
比如说，你在地面上看不到的那些工程师，实际上是在为隧道的稳定性、空气流通、排水系统等问题苦心孤诣。
隧道工程不仅要考虑工程本身，还得处理好与周边环境的关系，避免“打破沙锅问到底”的局面。
每个隧道都像是一位“地下探险家”，无论是软土还是硬岩，都得应对自如。
2. 工程中的技术和设备地下与隧道工程的成功离不开技术和设备的支持。
首先得提到的是“盾构机”，这个大家伙可是地下工程中的“明星”。
盾构机就像是一位巨型的“挖掘机”，它的任务是像一个无敌的“钢铁巨兽”一样，切开地层，为我们挖掘出一个个干净整洁的隧道。
而且，这种机器不仅功能强大，还得具备高度的灵活性，以应对地质条件的变化。
施工方案中的地下工程与隧道施工
施工方案中的地下工程与隧道施工地下工程与隧道施工是施工方案中一个重要且复杂的部分，它关系到工程的安全性、可行性和效率。
本文将从地下工程和隧道施工两个方面进行探讨，旨在深入了解施工方案中这一重要环节。
一、地下工程地下工程是指建筑工程中埋设于地下的部分，包括地下隧道、地下室、地下管线等。
地下工程的施工对于整个工程的可行性和稳定性具有关键性作用。
1.地下工程的分析与设计在施工方案中，地下工程的分析与设计是首要工作。
通过对地质勘察数据的分析，结合工程要求，确定合适的方案和施工方法。
在设计地下工程时，应充分考虑土壤的情况、地下水位的变化以及设计和施工的要求等因素，确保工程的安全可行。
2.地下工程的施工方法地下工程施工方法的选择与设计密切相关。
常用的地下工程施工方法包括开挖法、盾构法、切削法等。
在实际施工中，需根据地质条件、工程规模和工期等因素，选择合适的施工方法，并采取相应的技术措施，确保施工的顺利进行。
3.地下工程的施工过程地下工程的施工过程通常包括开挖、支护和回填三个阶段。
开挖阶段是指地下工程的实际挖掘过程，支护阶段是为了保证地下工程的稳定性和安全性，回填阶段是为了填补开挖的洞口，保持地表的平整。
二、隧道施工隧道施工是一种在地下开挖或凿岩的工程，通常用于交通运输、地下通道、水利工程等领域。
隧道施工的关键是保证施工的安全性和质量。
1.隧道施工方法隧道施工方法包括爆破法、掘进机法、盾构法等。
在选择施工方法时，需根据地质勘察数据、隧道长度和隧道直径等方面进行综合考虑，并与设计要求相匹配，确保施工的顺利进行。
2.隧道支护与防水隧道支护是为了保证隧道的稳定性和安全性，常用的隧道支护方法包括衬砌法、拱圈法、钢支撑法等。
此外，隧道施工还需要进行防水处理，以保证隧道内部的干燥和防止地下水渗漏。
3.隧道施工安全措施隧道施工过程中，安全措施是至关重要的。
施工方案中应包含详细的安全措施，如防止火灾和爆破事故、确保通风和排水系统正常运行、保证施工人员的安全等。
地下工程与隧道
地下工程与隧道引言地下工程与隧道是现代城市建设中不可或缺的一部分。
随着人口的增长和城市建设的不断推进，地下空间被越来越多地用于交通、供电、排水、地铁等各种设施的建设。
地下工程与隧道的建设对于城市的可持续发展和生活质量的提升具有重要意义。
本文将介绍地下工程与隧道的概念、分类及其在城市建设中的应用。
地下工程与隧道的概念与分类地下工程的概念地下工程是指利用地下空间进行各种工程建设的一种方式。
与传统的地面建设相比，地下工程具有一定的难度和复杂性。
地下工程的建设需要充分考虑地下环境、地下水位、地下岩石等因素，以确保工程的安全性和稳定性。
隧道的概念与分类隧道是地下工程中的一种常见形式，它是一种人工开凿的地下通道，用于连接两个地点。
根据其用途和特点，隧道可以分为道路隧道、铁路隧道、水利隧道、矿山隧道等多种类型。
不同类型的隧道在设计和施工过程中有着不同的要求和技术。
地下工程与隧道在城市建设中的应用交通隧道交通隧道是指用于道路和铁路交通的隧道。
随着城市交通量的增大，道路和铁路的拥堵问题日益突出。
交通隧道的建设可以有效缓解交通压力，提高交通运输的效率。
例如，地铁隧道可以帮助人们快速、方便地在城市中移动，减少了交通拥堵和空气污染。
水利隧道水利隧道是指为了输送水资源而建设的隧道。
随着城市用水量的增加和水资源的稀缺性，水利隧道的需求逐渐增加。
水利隧道可以将水源从远处引入城市，解决了城市水资源不足的问题，促进了城市的可持续发展。
排水隧道排水隧道是指用于排放污水和雨水的隧道。
城市排水系统的建设是保障城市环境卫生的重要一环。
排水隧道的建设可以有效地将污水和雨水排放到指定的地点，减少了城市水域污染和水浸的风险。
其他地下工程除了交通隧道、水利隧道和排水隧道，地下工程还包括电力隧道、电信隧道、地下商业空间等。
这些地下工程的建设可以提供供电设施、通信网络和商业场所，为城市居民生活提供便利和舒适。
地下工程与隧道的挑战与解决方案地下工程与隧道的建设面临着一系列的挑战，例如地下环境的复杂性、地质条件不确定性等。
地下工程与隧道
地下工程与隧道地下工程与隧道是现代城市化进程中不可或缺的一部分。
随着城市人口的增长和土地资源的有限，地下空间的开发和利用变得越来越重要。
地下工程和隧道作为解决城市交通、基础设施以及公共服务需求的一种手段，具有重要的经济、社会和环境效益。
本文将从地下工程和隧道的定义、功能、设计和建设等方面进行探讨。
首先，地下工程是指建设在地下的各种工程项目，包括地下交通、地下管道、地下矿山等。
隧道是地下工程的一种类型，通常用于解决交通运输中的地形障碍。
地下工程与隧道不仅可以提供高效的交通系统，还可以保护地上的环境和历史遗产，提高土地资源的利用率。
地下工程和隧道具有多种功能。
首先，地下交通系统可以分散地上交通压力，改善城市交通拥堵问题。
例如，地铁系统可以满足大量人口的出行需求，减少车辆数量，降低交通事故和尾气排放。
其次，地下管道可以供应城市的水、电、燃气等基础设施，保障日常生活的正常运行。
另外，地下矿山可以开采地下矿产资源，满足社会对能源和材料的需求。
在地下工程和隧道的设计和建设过程中，需要考虑多个因素。
首先，地下工程和隧道的结构要具备足够的承载力和稳定性，以抵御地下水压力、地震和地质运动的影响。
其次，设计人员需要考虑地下工程和隧道的通风、照明和防火系统，确保安全和舒适的使用环境。
另外，地下工程和隧道的施工还需要采取合理的施工方法，避免对周围环境和土壤的影响。
在地下工程和隧道建设方面，近年来出现了许多创新的技术和材料。
例如，隧道掘进机的广泛应用大大提高了隧道的施工效率和质量。
此外，地下空间的利用也越来越多样化，如地下购物中心、地下停车场、地下公园等。
这些创新使地下工程和隧道的建设更加灵活多样。
然而，地下工程和隧道建设也面临一些挑战和风险。
首先，地下工程和隧道的施工难度较大，需要高度的技术和专业知识。
其次，地下工程和隧道的建设成本较高，需要充足的投资和资金支持。
此外，设计和建设过程中需要充分考虑环保和可持续性因素，避免对地下水、土地和生态环境造成不可逆转的影响。
隧道与地下工程
沉管法是将预制好的管段沉入地下的一种施工方法，适用于河流、湖泊等水域 。该方法需要在管段沉入前进行充分的准备工作，包括地基处理、管道预制等 。沉管法施工速度快，对周围环境影响较小。
矿山法
总结词
利用岩石的承载能力和稳定性，适用于岩石地层。
详细描述
矿山法是一种利用岩石的承载能力和稳定性的施工方法，适用于岩石地层。该方 法需要在隧道或地下工程周围进行支护和加固，以确保施工安全。矿山法对施工 人员技能要求较高，施工速度较慢。
顶管法应用案例
总结词
顶管法是一种非开挖的管道施工方法，具有施工影响小、管道埋深大等优点。
详细描述
顶管法是通过在地面上开挖工作坑，将需要铺设的管道一端放入工作坑内，再用顶推设备将管道顶入土层中，达 到设计深度后进行固定或连接。这种方法适用于各种管径的管道铺设，尤其适用于城市道路下或建筑物下方的管 道施工。著名的上海浦东国际机场污水管道工程就是采用顶管法施工。
地下连续墙法应用案例
总结词
地下连续墙法是一种通过在地面上构筑混凝土墙体来 形成隧道的方法，具有施工影响小、墙体刚度大等优 点。
详细描述
地下连续墙法是通过在地面上钻孔、注浆、浇筑混凝土 等方式，形成一道道连续的混凝土墙体，再将这些墙体 连接起来形成所需的隧道结构。这种方法适用于城市中 心等建筑物密集区域的隧道建设，可以减少对周围环境 的影响。著名的上海地铁二号线陆家嘴站就是采用地下 连续墙法施工。
续发展。
隧道与地下工程的历史与发展
古代隧道与地下工程
现代隧道与地下工程
古代的隧道与地下工程主要用于军事 、交通和水利等方面，如秦始皇陵、 古罗马时代的道路等。
现代隧道与地下工程建设技术更加先 进，规模更大，如中国高铁网络、大 型水利工程等。
工程师地下工程与隧道工程
工程师地下工程与隧道工程地下工程和隧道工程是现代城市和基础设施建设的重要组成部分。
作为工程师，要承担起设计、建造和管理这些项目的责任。
本文将探讨地下工程和隧道工程的特点、挑战和解决方案。
一、地下工程的特点地下工程包括地下结构、地下管网和地下交通系统等项目。
与传统的地上工程相比，地下工程具有以下几个特点：1. 空间有限：地下工程受限于地下空间，需要合理规划和设计以充分利用有限的空间。
2. 地质条件复杂：地下工程通常需要在各种地质条件下进行建设，包括软土、岩石等，需要通过地质勘察和评估来减少可能出现的风险。
3. 地下水问题：地下水是地下工程中常见的问题之一，对地下结构的建设和维护都提出了较高的要求。
二、隧道工程的特点隧道工程是地下工程的一种重要形式，也是工程师经常接触到的项目之一。
隧道工程具有以下特点：1. 土壤和地质条件：隧道工程需要经过各种土壤和地质条件，如软土、岩石等，施工过程中需要进行相应的处理和支护。
2. 施工方法与技术：隧道工程施工需要采用适当的方法和技术，如盾构、钻孔、爆破等，以满足设计和安全要求。
3. 环境保护：隧道工程施工过程中需要注意环境保护，减少对周围环境的影响，并合理利用资源。
三、地下工程与隧道工程的挑战地下工程和隧道工程面临着许多挑战，如：1. 施工风险：地下工程存在土质条件变化、地下水涌入等风险，需要合理评估和控制，以确保工程的可靠性和安全性。
2. 运行维护：地下工程和隧道工程的运行维护需要耐久可靠的结构设计和合理的维护计划，以延长使用寿命和确保安全运营。
3. 异常事件应对：地下工程和隧道工程可能面临自然灾害、事故等异常事件，需要建立应急预案和响应机制。
四、解决方案为了克服地下工程和隧道工程的挑战，工程师可以采取以下解决方案：1. 充分勘察和评估：在项目开始前进行充分的地质勘察和评估，以准确了解地下环境及其特点，为后续设计和施工提供依据。
2. 科学设计：根据勘察结果和工程要求，进行科学合理的设计，包括结构设计、材料选择等，以提高工程的可靠性和安全性。
建设工程中的地下工程与隧道设计
建设工程中的地下工程与隧道设计随着城市建设的不断发展，地下工程和隧道设计在建设工程中扮演着重要的角色。
本文将针对建设工程中的地下工程与隧道设计进行探讨，旨在深入了解其意义和影响。
一、地下工程在建设工程中的地位和作用地下工程是指在地下进行的各类工程活动，包括地下建筑、地下隧道、地下管线等。
地下工程在建设工程中具有以下重要作用：1.节省土地资源：地下工程的建设可以充分利用地下空间，节约了宝贵的地面土地资源。
2.保护环境：地下工程可以减轻地表环境承载力，减少土地开发对自然生态环境的破坏。
3.提高施工效率：地下工程具有独立的施工环境，不会受到天气等因素的限制，因此施工效率更高。
4.增加城市功能：地下工程可以提供更多的城市功能空间，如地下停车场、地下商场等，为城市发展注入新的活力。
二、地下工程设计的关键要素1.地质勘探：地下工程设计前需要进行详细的地质勘探，以了解地下岩土条件、地下水情况等，为后续的设计提供依据。
2.结构设计：地下工程的结构设计需要充分考虑地下环境和承载能力，确保其稳定性和安全性。
3.通风与照明：地下工程设计要考虑通风与照明等基础设施，以保障工作人员的生产条件和安全。
4.排水与防水：地下工程设计中必须考虑排水与防水措施，以避免地下水的渗透和影响工程正常运行。
三、隧道设计在建设工程中的应用隧道设计是地下工程中的重要组成部分，广泛应用于公路、铁路、地铁等建设项目中。
隧道设计的关键要素包括：1.地质条件：隧道设计需要充分了解地下地质条件，包括地层岩土物理力学性质、地下水情况等，以确保隧道的稳定性。
2.隧道断面和纵向坡度：隧道设计需要合理确定隧道的断面形状和纵向坡度，以满足通行要求和舒适性。
3.支护结构：隧道设计要考虑支护结构的选择和布置，以保证隧道在施工和使用过程中的稳定性。
4.通风与安全：隧道设计中必须考虑通风与排烟系统，以及灭火系统等安全设施，确保隧道内的空气质量和人员安全。
四、地下工程与隧道设计的案例分析1.上海地铁建设：上海地铁作为国内最大的城市轨道交通网络之一，其中包括大量的地下隧道工程。
隧道与地下工程
隧道与地下工程地下隧道是隧道中的一种，是指埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。
隧道可分为交通隧道，水工隧道，市政隧道，矿山隧道。
隧道及地下工程是从事研究和建造各种隧道及地下工程的规划、勘测、设计、施工和养护的一门应用科学和工程技术，是土木工程的一个分支。
隧道及地下工程基本概况：隧道及地下工程也指在岩体或土层中修建的通道和各种类型的地下建筑物，包括交通运输方面的铁路、道路、运河隧道，以及地下铁道和水底隧道等；工业和民用方面的市政、防空、采矿、储存和生产等用途的地下工程；军用方面的各种国防坑道；水利发电工程方面的地下发电厂房以及其他各种水工隧洞等。
现阶段，隧道与地下工程主要工程类别包括：（1）地下铁道（2）铁路和公路隧道（3）其他地下工程三大类别，基本情况如下：地下铁道由于城市的不断扩大和发展，市内地面运输已经不能满足交通要求，修建地下铁道成为最有效的手段之一。
世界上有80多个城市已修建或正在修建地下铁道，中国北京已修建了40.1公里地铁，天津已建地铁7.2公里，其他大城市正在规划中。
地下铁道的优点是:和其他城市运输类型相比较,其运送能力最大；由于没有平面交叉和采取自动闭塞信号，可以保证通行安全；地铁各列车间的间歇时间可以很短，给旅客以很大方便；噪声小，保护环境条件好。
地下铁道还必须和地面其他运输类型及相应设施彼此配合，才能发挥更好的作用。
近20～30年来，在某些国家的大城市（如日本东京、大阪等地）和地铁相配合还修建了具有相当规模的地下街和地下商场等。
地铁的缺点是：固定运营费用比重较大，只有客流密度很大时才是经济合理的。
铁路和公路隧道中国1949年以来为克服山岭障碍修建了总延长2000多公里的铁路隧道，正在修建中的大瑶山铁路隧道长达14公里。
还修建了许多公路隧道。
较长的有河南省辉陵公路的向阳隧道，长1400米；林石公路的太行隧道,长960米。
铁路和公路常需要跨越江河港口。
为此，需要修建水下的铁路或公路隧道。
建筑施工工艺的隧道与地下工程技术
新型防水材料
新型防水材料如高分子防水卷材、 防水涂料等，能够有效防止渗漏和 侵蚀，提高工程防水性能。
耐火耐爆材料
对于有火灾或爆炸风险的隧道和地 下工程，使用耐火耐爆材料能够提 高工程的安全性能。
隧道与地下工程技术发展趋势
智能化施工
利用BIM技术、传感器技术等实 现施工过程的智能化管理和控制
，提高施工效率和工程质量。
快。
暗挖法
适用于城市或地面建筑物较多 的地区，通过在地下挖掘隧道 ，不干扰地面交通和建筑。
盾构法
利用盾构机械在地层中推进， 通过盾构外壳和管片支护，内 部进行衬砌，适用于大断面隧 道施工。
顶管法
通过顶进设备将预制好的管道 按照设计路线顶入地层，适用 于较长距离、口径较大的管道
施工。
隧道施工机械
挖掘机
地下工程设计
01
02
03
结构设计
根据工程需求和地质条件 ，进行隧道和地下结构的 详细设计，包括横截面、 支撑体系、材料选择等。
排水设计
考虑地下水压力和渗流情 况，设计有效的排水系统 ，以防止水患对工程的影 响。
通风设计
为保障施工安全和人员健 康，设计合理的通风方案 ，确保隧道和地下空间的 空气流通。
用于土方开挖和装载。
通风机
提供隧道施工所需的空气流通。
钻机
用于钻孔和爆破。
衬砌台车
用于隧道内壁衬砌。
隧道施工安全与环境保护
安全措施
制定安全规章制度，配备安全设 施，定期进行安全检查和培训。
环境保护
控制施工噪音、粉尘、废水的排 放，合理利用施工材料和资源， 减少对周围环境的影响。
03 地下工程施工工艺
隧道与地下工程技术具有以下优点：减少地面占用空间、减少地面干扰、提高交 通效率、节约能源等。同时，该技术还可以解决一些地质条件复杂、环境恶劣等 难以解决的问题，为人类创造更加安全、便捷、舒适的生活环境。
工程师地下工程与隧道工程技术
工程师地下工程与隧道工程技术地下工程与隧道工程技术是现代建筑领域中一项重要的专业技术。
工程师在设计和施工过程中需要运用许多先进的技术和方法，以确保地下工程的可延续性和安全性。
本文将探讨地下工程与隧道工程技术的一些关键方面。
一、地下工程的定义和类型地下工程是指在地下进行的一系列施工活动。
它包括地下隧道、地下管网、地下车库等。
地下工程的设计和施工需要考虑地下水位、地质条件、工程目的等因素，以确保工程的安全和持久性。
1.1 地下隧道工程地下隧道工程是地下工程中最常见的一种形式。
它通常用于交通运输（如地铁、高速公路等）、水利工程以及能源输送等方面。
地下隧道的施工需要根据地质条件选择合适的隧道掘进方法，如盾构法、挤压法等。
1.2 地下管网工程地下管网工程包括排水、供水、燃气等管网系统的设计与施工。
地下管网的设计考虑了供需平衡、材料选择、管网布局等因素。
合理的地下管网工程可以提高城市的供水供气供电能力，确保城市正常运行。
二、地下工程的技术要求和挑战地下工程与地面建筑相比，存在一些独特的技术要求和挑战。
工程师需要掌握相应的技术知识和方法，解决以下问题：2.1 地质勘探和灾害预测在进行地下工程之前，需要进行地质勘探来了解地质条件和地下结构。
工程师需要根据地质调查结果制定相应的施工方案，并预测可能的地质灾害风险，以确保工程的安全性。
2.2 地下水位控制地下水位对地下工程的施工和使用具有重要影响。
合理设计和管理地下水位能够有效控制地下工程的稳定性和安全性。
工程师需要运用水文地质知识和水文学模型，制定合适的地下水位控制策略。
2.3 施工工艺和设备地下工程的施工工艺和设备也是工程师需要关注的重点。
隧道掘进方法、地下管网的铺设技术等都需要选择合适的设备和工艺来保证施工的高效和质量。
三、地下工程的创新与发展随着科技的进步，地下工程与隧道工程技术也在不断创新和发展。
以下是一些现代化的技术和方法：3.1 隧道掘进机隧道掘进机是一种用于地下隧道掘进的设备。
建筑工程隧道与地下工程
04 隧道与地下工程 的应用场景
城市地铁
地铁是城市交通的重要组成部分，隧道施工是建设地铁的关键环节。通过挖掘隧 道，可以将地铁线路贯穿城市地下，提供便捷、快速的交通方式，缓解城市交通 压力。
地铁隧道通常采用盾构法进行施工，该方法具有对周围环境影响小、施工速度快 、安全可靠等优点。在施工过程中，需要严格控制盾构机的掘进速度、推力、刀 具磨损等参数，确保施工质量和安全。
对空气质量的影响。
减少水土流失
合理规划施工场地，设置临时 排水设施，防止水土流失对周
边环境的影响。
资源循环利用
对施工过程中产生的废水和废 料进行妥善处理，实现资源循 环利用，降低对环境的影响。
施工安全与质量控制
安全教育培训
对施工人员进行安全教育培训，提高 安全意识，掌握必要的安全知识和技 能。
安全检查与隐患排查
VS
水下隧道施工方法主要包括沉管法和 盾构法。沉管法是将预制好的隧道段 沉入水底，然后进行连接、填充等作 业；盾构法是在水底挖掘隧道，同时 构建隧道结构。在水下隧道施工过程 中，需要特别注意防水、抗渗等措施 ，确保隧道运营安全。
05 隧道与地下工程 的未来发展
新材料的应用
高强度混凝土
高效能建筑材料
定期进行安全检查和隐患排查，及时 发现和处理存在的安全隐患。
质量控制措施
建立完善的质量控制体系，对施工过 程进行全面监控，确保工程质量符合 设计要求和相关标准。
质量验收与评估
对完成的工程进行质量验收和评估， 确保工程质量达标，及时处理存在的 问题和缺陷。
03 隧道与地下工程 的建筑材料
混凝土
混凝土是隧道与地下工程中常 用的建筑材料之一，具有抗压 强度高、耐久性好、成本低等 优点。
隧道及地下工程、道路与铁道工程讲解与应用
讲解和应用
• 水底隧道的埋置深度 水底隧道的埋置深度是指隧道在河床
构开挖和钢筋混凝土管片支护。结构上覆 土的深度要求应不小于盾构直径。从技术 和经济观点分析，暗挖施工时，建造两个 单线隧道比建造将双线放在一个大断面的 隧道里的作法合理，因为单线隧道断面利 用率高，且便于施工。
莫斯科早期地下铁道适应备战要求采 用深埋形式，有的路段深达40～50m。伦 敦地铁有的建在30m深左右的粘土层中，利 用其不渗水的特点方便施工。
• 隧道是修筑在地面下的通路或空间，但孔 径太小，属于所谓管道范畴的除外。1970 年经合组织（OECD）的隧道会议对隧道所 下的定义为：以某种用途，在地面下用任 何方法按规定形状和尺寸，修筑的断面积 大于2 的洞室。
隧道及地下工程、道路与铁道工程 讲解和应用
• 当前隧道除仍用于铁路、公路交通和水力 发电、灌溉等水工隧洞外，也用于上下水 道、输电线路等大型管路的通道，另外还 将过去理解为地下通路的隧道概念，扩大 到地下空间的利用方面，包括诸如地下发 电变电所、地下汽车停车场、大型地下车 站、地下街道等适用隧道工程技术的建筑 物。
隧道及地下工程、道路与铁道工程 讲解和应用
• 隧道净空断面的形状，即是衬砌的内轮廓形状。 确定的形状应使衬砌受力合理、围岩稳定。衬砌 的形状可采用圆拱直墙。圆形断面利于承压和盾 构施工。在浅埋、深埋公路隧道采用矩形或近椭 圆形断面。公路隧道的各种主要断面形状如下图 所示。
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施工流程
（1）在盾构法隧道的起 始端和终端各建一个工作 井。 （2）盾构在起始端工作 井内安装就位。 （3）依靠盾构千斤顶推 力将盾构从起始端工作井 的墙壁开孔处推出。
(4)将隧道前端约二环衬砌的外周用盾构壳体支护
，形成外部支撑，在盾壳的掩护下开挖地层及装 配隧道衬砌。
（5）及时地向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移 动和固定衬砌环位置。 （6）盾构进入终端井并被拆除，如施工需要，也 可穿越工作井再向前推进。
3．危害小 施工中噪声、振动引起的公害小．对周围环境没有干扰；隧道穿越河底、 海底及地面建筑群下部时，可完全不影响航道通行和地面建筑正常使用。 4．经济性 适宜在不同颗粒条件下的土层中施工，多车道的隧道可做到分期施工，分 期运营，可减少一次性投资；在松软含水地层中．修筑埋置深度较大的长大隧 道，具有经济、技术、安全等方面的优越性。
盾构是通过软弱含水层，特别是 江河底、海底以及城市中心区修 建隧道的一种机械，是一种集开 挖、支护、推进、衬砌等多种作 业一体
盾构机的分类及构造
盾构法
盾构法施工流程和技术要求
盾构法优缺点
盾构分类及构造
盾构机主要由9大部分组成，他们分别是盾体、刀盘驱动、
双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统 和辅助设备。
中国盾构发展现状
当前，中国已经成为世界最大的盾构机市场，我国盾构机市场需 求旺盛。据有关专家预计，随着我国城市轨道交通的发展，各类 盾构掘进机未来潜在市场将有200亿元以上的产值。 我国盾构机的市场有以下几个特点： 1.地铁建设高潮将至。在 国内，目前地铁已经开工的共23个城市，国务院批准的有33个城 市，国内地铁盾构机由中心城市向四周辐射，到2015年将进入地 铁发展的高潮。 2.范围不断扩大。盾构机使用范围从城市轨道交 通向市政地下管道发展，包括污水管道、电力管道、上下水、煤 气燃气管道、城市共同沟。 3.盾构机品种多样化。从单一的地铁 盾构发展到多品种，包括土压平衡盾构、泥水盾构、开敞式盾构、 以及其他异形（双圆、三圆、矩形、马蹄形等）盾构。 4.已经从 国内市场向国际市场发展。
盾构施工法的优点
1．安全性 盾构施工方法属于暗挖施工，具有良好的隐蔽性，不受地面交通、河 道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，能较经济合理地保证隧道安全 施工，可在盾构支护下安全地进行开挖、衬砌等。 2．高效率 盾构的推进、出土、拼装衬砌等可全部机械化、自动化作业，施工劳 动强度较低，而掘进速度比较快。
国产盾构机
我国的盾构机技术在 过去的几十年里发展 迅速，与国外先进技 术的差距在不断缩小， 相信在未来，国产盾 构机必将成为国内乃 至国外盾构市场的主 流机型，为隧道工程பைடு நூலகம்的发展创造更好的条 件。
3．适用性受限 当工程对象规模较小时，工程造价相对较高，如对于 短于750m的隧道，有统计资料显示，被认为是不经济的； 对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时，施工因难较大 (对水底隧道当覆盖土太浅时施工反而不太安全)；盾构一 次掘进的长度有限，国内、外的施工实绩分别为l400m和 2500m左右。面且技目前的水平，盾构直径难以做到过大， 一般认为：直径D≥12m时为超大型盾构，世界最大直径为 14.14m。 4．地表变形不易控制 用盾构法施工时，在隧道上方一定范围内，尤其是饱 和含水松软土层很难防止地表沉陷，而且拼装衬砌时对整 体防水技术要求很高。
2018/11/25
刀盘
刀盘是一个带有多个进料槽 的切削盘体，位于盾构机的 最前部，刀盘直径6．28m ，也是盾构机上直径最大的 部分，刀盘上可根据被切削 土质的软硬而选择安装硬岩 刀具或软土刀具，刀盘的外 侧还装有一把超挖刀，盾构 机在转向掘进时，可操作超 挖刀油缸使超挖刀沿刀盘的 径向方向向外伸出，从而扩 大开挖直径，这样易于实现 盾构机的转向。法兰板的后 部安装有一个回转接头，其 作用是向刀盘的面板上输入 泡沫或膨润土及向超挖刀液 压油缸输送液压油。
盾构施工法的缺点
1．重复利用率低 盾构是一种价格较昂贵，针对性很强的专用施工机 械，对每一座采用盾构法施工的隧道，均应根据工程地质、 水文地质条件、衬砌结构断面尺寸的大小进行专门制造、运 送、拼装与拆卸等，且设备较复杂。因此，一般不能随便将 其他隧道施工用的盾构重复使用。 2．施工复杂 盾构施工需要有气压供应设备、人工并点降水、衬 砌管片预制、衬砌结构的防水设施及施工堵漏、隧道内的运 输、施工测量、场地布置、拼装与拆卸工作并等施工技术的 密切配合才能顺利施工；且用气压法施工时，会遇到压 缩空气泄出倔压病等问题。
技术要求
盾构法的施工技术方案和施工细节对围岩条件的依赖性， 较之其他方法尤甚，这就要求事先对沿线的工程地质和水 文地质条件做细致的勘探工作，井要根据围岩的复杂程度 做好各种应变的准备。 盾构施工需要有气压供应设备、人工井点降水、衬砌管片 预制、衬砌结构的防水设施及施工堵漏、隧道内的运输、 施工测量、场地布置、拼装与拆卸工作并等施工技术的密 切配合才能顺利施工；且用气压法施工时，会遇到压 缩空气泄出倔压病等问题。
浅谈隧道开挖方法之盾构法
盾构法
盾构法施工是以盾构 (Shield)作为施工机械 在地面下以暗挖修筑隧 道的一种施工方法。盾 构是一种钢制的活动防 护装置或活动支撑，既 能支撑地层压力，又能 作为活动钢制圆形或半 圆形装置在地层中推进 。化的大型暗挖隧道施 工机械，主要用于软弱 、复杂地层的隧道施工 。