1、结构工程系结构工程系李之达李之达TEL；18971326260E-mial：Tunnel EngineeringTunnel Engineering7/11/20231学习本课程的目的学习本课程的目的：（1 1）要求掌握有关公路隧道的勘查、设计、）要求掌握有关公路隧道的勘查、设计、构造原理和有关计算方法；构造原理和有关计算方法；（2 2）理解公路隧道围岩稳定性的影响因素）理解公路隧道围岩稳定性的影响因素及其与施工方法的关系；及其与施工方法的关系；（3 3）了解公路隧道工程施工组织管理。）了解公路隧道工程施工组织管理。7/11/20232F 什么是岩土？什么是隧道？什么是岩土？什么是隧道？F 隧
2、道在交通建设中有哪些作用？隧道在交通建设中有哪些作用？F 隧道有哪些特点？隧道有哪些特点？F 为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？F 隧道工程包括哪些内容？隧道工程包括哪些内容？F 如何学好隧道工程？如何学好隧道工程？第一章第一章 绪绪 论论7/11/20233大气圈大气圈水圈水圈岩石圈岩石圈生物圈生物圈风化物风化物土壤圈土壤圈地下水地下水什么是岩土？什么是岩土？土壤是岩石圈、大气圈、水土壤是岩石圈、大气圈、水圈和生物圈综合作用形成的圈和生物圈综合作用形成的产物。其上界通常是绿色植产物。其上界通常是绿色植物层顶，下界达植物根分布物层顶，下界达植物根分布层。其垂直范围，恰好是岩层。其垂直
3、范围，恰好是岩石圈的上层、大气圈的下层、石圈的上层、大气圈的下层、水圈及生物圈相互接触的地水圈及生物圈相互接触的地方，是生物生命及人类生产方，是生物生命及人类生产活动最集中的地方。活动最集中的地方。7/11/20234隧道隧道(tunnel)的定义的定义 通常指用作地下通道的工程建筑物。通常指用作地下通道的工程建筑物。19701970年，年，OECD(OECD(世界经济合作与发展组织世界经济合作与发展组织)隧道会隧道会议从技术方面给隧道定义：以任何方式修建，最终议从技术方面给隧道定义：以任何方式修建，最终使用于地表以下的条形建筑物，其内部空洞净空断使用于地表以下的条形建筑物，其内部空洞净空断面
4、在面在2m2m2 2以上者均为隧道。以上者均为隧道。什么是隧道？什么是隧道？7/11/20235上海崇明越江隧道工程方案设计上海崇明越江隧道工程方案设计用作地下通道的工程建筑物用作地下通道的工程建筑物什么是隧道？什么是隧道？7/11/20236用作地下通道的工程建筑物用作地下通道的工程建筑物什么是隧道？什么是隧道？7/11/20237隧道的分类及其作用1、按用途分（常用分类方法）(1)交通隧道：提供运输的孔道和通道，主要有：铁路隧道、公路隧道（road tunnel）、水底隧道、地下铁道、人行地道。什么是隧道？什么是隧道？7/11/20238什么是隧道？什么是隧道？7/11/20239什么是隧
5、道？什么是隧道？7/11/202310什么是隧道？什么是隧道？7/11/202311什么是隧道？什么是隧道？7/11/202312什么是隧道？什么是隧道？7/11/202313什么是隧道？什么是隧道？7/11/202314什么是隧道？什么是隧道？7/11/202315重重庆庆临临江江门门车车站站什么是隧道？什么是隧道？7/11/202316北京复兴门车站什么是隧道？什么是隧道？7/11/202317 (2)(2)水工隧道：是水利工程和水利发电枢纽的一个重要水工隧道：是水利工程和水利发电枢纽的一个重要组成部分。主要包括：组成部分。主要包括：引水隧道：把水引入水电站发电机组产生动力资源。引水隧道：
6、把水引入水电站发电机组产生动力资源。尾水隧道：把发电机组排出的废水送出去的隧道。尾水隧道：把发电机组排出的废水送出去的隧道。导流隧道（泄洪隧道）：疏导水流导流隧道（泄洪隧道）：疏导水流 排沙隧道：用于冲刷水库中淤积的泥沙而修建的隧道排沙隧道：用于冲刷水库中淤积的泥沙而修建的隧道什么是隧道？什么是隧道？7/11/202318二滩电站的大坝：高二滩电站的大坝：高240240米米7/11/202319二滩电站的引水隧道二滩电站的引水隧道7/11/202320二滩电站的尾水隧道二滩电站的尾水隧道什么是隧道？什么是隧道？7/11/202321什么是隧道？什么是隧道？7/11/202322水工隧道水工隧道
7、什么是隧道？什么是隧道？7/11/202323 (3)(3)市政隧道：是城市中为安置各种不同市政设市政隧道：是城市中为安置各种不同市政设施的地下孔道。主要有：给水隧道、污水隧道、施的地下孔道。主要有：给水隧道、污水隧道、管路隧道、线路隧道、人防隧道。管路隧道、线路隧道、人防隧道。(例如：综合管网、海底设施隧道等例如：综合管网、海底设施隧道等)(4)(4)矿山隧道：其作用主要是为采矿服务的。矿山隧道：其作用主要是为采矿服务的。主要有：运输巷道、给水隧道、通风隧道。主要有：运输巷道、给水隧道、通风隧道。什么是隧道？什么是隧道？7/11/202324地下电缆隧洞地下电缆隧洞什么是隧道？什么是隧道？7
8、/11/202325某人防工程平时作出租车侯客厅某人防工程平时作出租车侯客厅什么是隧道？什么是隧道？7/11/202326杭州市八杭州市八0 0三地下粮库三地下粮库什么是隧道？什么是隧道？7/11/202327利用人防工程改建的射击靶场利用人防工程改建的射击靶场什么是隧道？什么是隧道？7/11/202328 (4)(4)矿山隧道：其作用主要是为采矿服矿山隧道：其作用主要是为采矿服务的。主要有：运输巷道、给水隧道、通务的。主要有：运输巷道、给水隧道、通风隧道。风隧道。什么是隧道？什么是隧道？7/11/202329隧洞开挖图隧洞开挖图什么是隧道？什么是隧道？7/11/2023302 2、按隧道、按
9、隧道长度长度分（公路隧道规范）：分（公路隧道规范）：(1)(1)特长隧道：特长隧道：L3000 mL3000 m (2)(2)长长 隧隧 道：道：3000 m L1000 m3000 m L1000 m (3)(3)中长隧道：中长隧道：1000 m L500 m1000 m L500 m (4)(4)短短 隧隧 道：道：L500 mL500 m什么是隧道？什么是隧道？7/11/2023313 3、按断面、按断面面积面积分：分：(1)(1)特大断面隧道：断面积在特大断面隧道：断面积在100m100m2 2 以上以上 (2)(2)大断面大断面 隧隧 道：断面积在道：断面积在50100m50100m
10、2 2 之间之间 (3)(3)中等断面隧道：断面积在中等断面隧道：断面积在2050m2050m2 2 之间之间 (4)(4)小断小断 面面 隧道：断面积隧道：断面积20 m20 m2 2 以下以下 什么是隧道？什么是隧道？7/11/202332什么是隧道？什么是隧道？4、按隧道所处的地理位置地理位置划分：山岭隧道(mountain tunnel)水底隧道(subaqueous tunnel)城市隧道(underground tunnel)7/11/2023335、按截面形状可分为：、按截面形状可分为：圆形截面圆形截面(图图a)a)；椭圆形截面椭圆形截面(图图b)b)；马蹄形截面马蹄形截面(图图
11、c c、d)d)；矩形截面矩形截面(图图e e、f)f)；双孔隧道双孔隧道(图图6g)6g)，孪生隧道孪生隧道(图图h)h)；双层隧道双层隧道(图图i)i)。7/11/2023346、按施工方法分隧道施隧道施工方法工方法山岭隧道山岭隧道（mountain tunnel）浅埋及浅埋及软土软土隧道隧道水底隧道水底隧道矿山法矿山法 掘进机法掘进机法（TBM）传统矿山法传统矿山法新奥法（新奥法（NATM）明挖法（明挖法（cut and cover)地下连续墙法地下连续墙法浅埋暗挖法浅埋暗挖法盾构法（盾构法（shield)沉埋法沉埋法(immersion tube)盾构法盾构法7/11/202335 本
12、课程以公路隧道中的山岭公本课程以公路隧道中的山岭公路隧道为主进行教学路隧道为主进行教学 7/11/202336F 什么是岩土？什么是隧道？什么是岩土？什么是隧道？F 隧道在交通建设中有哪些作用？隧道在交通建设中有哪些作用？F 隧道有哪些特点？隧道有哪些特点？F 为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？F 隧道工程包括哪些内容？隧道工程包括哪些内容？F 如何学好隧道工程？如何学好隧道工程？第一章第一章 绪绪 论论7/11/202337隧道在交通建设隧道在交通建设中有哪些作用？中有哪些作用？隧道是交通线上的重要组成部分，是国家重要的基础设施；重要性重要性 7/11/202338隧道在交通建设中
13、有隧道在交通建设中有哪些作用？哪些作用？快速畅通的交通网是经济发展的前提，低等级公路低等级公路已不适应高速经济发展的需要；必要性必要性隧道使公路里程大大缩短隧道使公路里程大大缩短7/11/202339隧道在交通建设中有哪些隧道在交通建设中有哪些作用？作用？目前我国高速公路相对较少，与我国人口、经济发展相比，太少。社会经济发展，交通必先行。紧迫性紧迫性7/11/202340以人为本以人为本7/11/202341桥隧先行桥隧先行数量大数量大难度大难度大造价高造价高7/11/202342 路基边坡稳定性路基边坡稳定性 桥梁安全耐久性桥梁安全耐久性 地下工程安全性地下工程安全性 道路工程道路工程 桥梁
14、工程桥梁工程 隧道工程隧道工程土与结构相互土与结构相互作用特性复杂作用特性复杂交通建设的主要问题交通建设的主要问题7/11/202343F 什么是岩土？什么是隧道？什么是岩土？什么是隧道？F 隧道在交通建设中有哪些作用？隧道在交通建设中有哪些作用？F 隧道有哪些特点？隧道有哪些特点？F 为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？F 隧道工程包括哪些内容？隧道工程包括哪些内容？F 如何学好隧道工程？如何学好隧道工程？第一章第一章 绪绪 论论7/11/202344隧道的力学特点隧道的力学特点 隧道力学隧道力学研究围岩体的强度、变形和渗流特性研究围岩体的强度、变形和渗流特性以及与此有关的工程问题以
15、及与此有关的工程问题连续介质力学连续介质力学的知识的知识岩土力学岩土力学的理论的理论实验规律及工实验规律及工程实践经验程实践经验7/11/202345隧道工程的隧道工程的隐蔽性隐蔽性隧道的特点隧道的特点7/11/202346隧道工程的隧道工程的施工环境差施工环境差隧道的特点隧道的特点7/11/202347隧道工程的隧道工程的大量涌水大量涌水隧道的特点隧道的特点7/11/202348F 什么是岩土？什么是隧道？什么是岩土？什么是隧道？F 隧道在交通建设中有哪些作用？隧道在交通建设中有哪些作用？F 隧道有哪些特点？隧道有哪些特点？F 为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？F 隧道工程包括哪些
16、内容？隧道工程包括哪些内容？F 如何学好隧道工程？如何学好隧道工程？第一章第一章 绪绪 论论7/11/202349隧道的产生与发展是和人类文明历史发展相呼应的。隧道的产生与发展是和人类文明历史发展相呼应的。古代：时间跨越较长。古代：时间跨越较长。人类出现到纪人类出现到纪元前元前3000年年隧道用于抵御自然威胁用兽骨、石器等工具开挖纪元前纪元前3000年到年到5世纪世纪隧道用于生活及军事抵御形成了现代隧道开发技术的基础(明挖法等)5世纪到世纪到14世世纪纪 隧道技术没有显著进步，开始了矿山开采 为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？7/11/202350 近代：从近代：从1616世纪产业革
17、命开始，隧道技世纪产业革命开始，隧道技术得到了较快发展。术得到了较快发展。(1)(1)测量技术的出现，产生了如棚架支撑岩层，卷测量技术的出现，产生了如棚架支撑岩层，卷扬提升土石扬提升土石,两端洞口开挖隧道等等，促进了隧道的发展。两端洞口开挖隧道等等，促进了隧道的发展。(2)(2)火药的发明，促进了隧道开挖掘进技术发展。火药的发明，促进了隧道开挖掘进技术发展。为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？7/11/202351为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？爆破技术的重要性！爆破技术的重要性！7/11/202352 现代：我国公路隧道发展相对较慢。随着高速公路的发展，近几年公路隧道有了
18、较快的发展。隧道施工技术发生了质的飞跃。人力为主体的施工机械开挖为主体的施工爆破施工(光面爆破)发展发展为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？7/11/202353为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？7/11/202354隧道掘进机隧道掘进机TBMTBM为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？7/11/202355问题：支护不力问题：支护不力隧道顶部围岩差隧道顶部围岩差隧道埋深浅隧道埋深浅监测不力监测不力施工管理差施工管理差宁夏固原隧道冒顶塌方为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？7/11/202356问题：锚杆支护不力问题：锚杆支护不力隧道围岩不均匀隧道围岩不均匀爆破
19、强度太大爆破强度太大施工管理差施工管理差隧道内塌方湖北五峰县为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？7/11/202357问题：严重影响造价问题：严重影响造价 和施工和施工隧道水量勘察不准隧道水量勘察不准缺乏超前预报缺乏超前预报应急方案差应急方案差施工管理差施工管理差隧道内大量涌水重庆石柱县为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？7/11/202358问题：严重影响隧道问题：严重影响隧道 的应力状态的应力状态隧道结构温度适应性隧道结构温度适应性缺乏措施考虑缺乏措施考虑缺乏施工应急措施缺乏施工应急措施施工管理差施工管理差隧道冻融影响鄂西山区为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？7/
20、11/202359隧道结构物隧道结构物 岩土 强度强度问题问题 变形问题变形问题 渗流渗流问题问题 冻融问题冻融问题 强度特性强度特性 变形特性变形特性 渗流特性渗流特性 温度特性温度特性 解决隧道建设和使用中的工程实践问题，这解决隧道建设和使用中的工程实践问题，这正是正是我们学习隧道工程的目的。我们学习隧道工程的目的。学习隧道工程的目的学习隧道工程的目的7/11/202360F 什么是岩土？什么是隧道？什么是岩土？什么是隧道？F 隧道在交通建设中有哪些作用？隧道在交通建设中有哪些作用？F 隧道有哪些特点？隧道有哪些特点？F 为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？F 隧道工程包括哪些内容
21、？隧道工程包括哪些内容？F 如何学好隧道工程？如何学好隧道工程？第一章第一章 绪绪 论论7/11/202361第一章第一章 绪绪 论论第二章第二章 隧道的勘察隧道的勘察第三章第三章 隧道的总体设计隧道的总体设计 位置、走向、位置、走向、大小大小第四章第四章 隧道结构构造隧道结构构造 第五章第五章 隧道围岩分级与围岩压力隧道围岩分级与围岩压力 围岩特性的重要围岩特性的重要第六章第六章 隧道结构计算隧道结构计算 隧道结构隧道结构的简化的简化第七章第七章 锚喷支护结构设计与施工锚喷支护结构设计与施工 新奥法理念新奥法理念第八章第八章 隧道通风隧道通风第九章第九章 隧道照明隧道照明第十章第十章 隧道施
22、工基本方法隧道施工基本方法 隧道的挖法隧道的挖法隧道工程的主要内容隧道工程的主要内容7/11/202362F 什么是岩土？什么是隧道？什么是岩土？什么是隧道？F 隧道在交通建设中有哪些作用？隧道在交通建设中有哪些作用？F 隧道有哪些特点？隧道有哪些特点？F 为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？F 隧道工程包括哪些内容？隧道工程包括哪些内容？F 如何学好隧道工程？如何学好隧道工程？第一章第一章 绪绪 论论7/11/202363F 注意岩石和土基本特点：通过与其它材料对比注意岩石和土基本特点：通过与其它材料对比F 注重理论联系实际：通过现场观察和照片注重理论联系实际：通过现场观察和照片F 注重正确学习方法注重正确学习方法 -概念，原理，方法概念，原理，方法 -内容间联系内容间联系 -要记忆，但不能死记要记忆，但不能死记如何学好隧道工程？如何学好隧道工程？7/11/202364F 什么是岩土？什么是隧道？什么是岩土？什么是隧道？F 隧道在交通建设中有哪些作用？隧道在交通建设中有哪些作用？F 隧道有哪些特点？隧道有哪些特点？F 为什么要学习隧道工程？为什么要学习隧道工程？F 隧道工程包括哪些内容？隧道工程包括哪些内容？F 如何学好隧道工程？如何学好隧道工程？第一章第一章 绪绪 论论7/11/202365
