隧道與地下工程認識實習報告

1、實習目的: 1、初步了解隧道及地下工程專業(yè)背景方向的知識構(gòu)成2、了解隧道及地下工程系統(tǒng)的基本建筑與結(jié)構(gòu).3、初步認識隧道相關(guān)知識體系.4、鍛煉學生分析問題和解決生產(chǎn)實際問題的能力。實習時間：201 1年10月23日三、實習地點:1、地鐵六號線呼家樓站施工現(xiàn)場四、實習過程:乘車至地鐵六號線呼家樓站施匚現(xiàn)場，參觀地鐵站外部結(jié)構(gòu)，后進入呼家樓站地下隧道施 工現(xiàn)場參觀講解.了解地鐵施匚知識。五、隧道與地下工程相關(guān)專業(yè)知識：隧道與地下工程山支護結(jié)構(gòu)（襯砌）以外的圉巖、支護結(jié)構(gòu)（襯砌）和襯砌圉成的內(nèi)部空間成。1、隧道隧道為地下通道的一種，也是最常運用的一種.設(shè)訃給交通或其他用途使用，通常用來穿山 越嶺,

2、若施做于地面下稱作地下隧道。 隧道大部分的功能，為提供行人、腳踏車 （自行車）、一般道路交通、 機動車、鐵路交通、或運河使用，而部份隧道只運送水、石油或其他特定服務(wù)，包括軍事及商業(yè)物流等。隧道的種類繁多，按照存在的環(huán)境（所處的地質(zhì)條件），埋置的深度、修建的場所、長度和用途將E道劃分為多種類型.按存在的環(huán)境（所處的地質(zhì)條件）分類士質(zhì)隧道：在士層中修建的隧道；石質(zhì)隧道：在巖體中修建的隧道。.按埋置的深度分類淺埋隧道：埋置深度淺的隧道，一般指埋深（地面到隧道拱頂?shù)木嚯x）小于 2倍坍落拱高度的 隧 道；深埋隧道：埋置深度大的隧道，一般指埋深（地面到隧道拱頂?shù)木嚯x）大于 2倍坍落拱高度 的隧 道。3o按

3、修建的場所分類山嶺隧道：在山體中修建的隧道；城市隧道：在城市地面以下士層或巖體中修建的隧道；水底隧道：為了跨越江河湖泊和海峽等修建的隧道.4.按長度分類特長隧道：全長在10, OOOm以上的隧道；長隧道：全長3000m以上至10, 000m的隧道；中長隧道：全長5 0 0m以上至3000m的隧道；短隧道：全長500m及以下的隧道。5。按用途分類鐵路隧道：在鐵路線上修建的隧道；公路隧道：在公路線上修建的隧道；地下鐵道：為解決大城市交通擁擠問題，在城市地下修建的快速、大運M用電力牽引的軌道交通。航運隧道：當運河需要跨越分水嶺時，為克服高程障礙、縮短航運距離和改善航運條件而修建的隧道；人行地道：在城

4、市鬧市區(qū)供行人從地下穿越地面道路而修建的隧道；水工隧道：它是水利樞紐的一個重要組成部分，包括：（1）引水隧道：水電站為將水引入發(fā)電機組而修建的隧道；(2 )尾水隧道：為把發(fā)電機排出的廢水送出去而修建的隧道;(3)導流隧道或泄洪隧道：水利工程中，為疏導水流或補充溢洪道流M超限后的泄洪作用而修建的隧道；(4)排沙隧道：為沖刷水庫中淤積的泥沙，把泥沙級帶送出水庫而修建的隧道；市政隧道：城市中為安置各種不同市政設(shè)施而修建的地下孔道.包括：(1)給水隧道：為容納城市自來水管道而修建的地下孔道；(2)污水隧道：為排除城市生產(chǎn)、生活污水而修建的地下孔道。(3)管路隧道：城市中為容納煤氣、暖氣、熱水等管道而修

5、建的地下孔道；(4)線路隧道：城市中為容納輸送電力的電線以及通訊的電線而修建的地下孔道，也有將以 上四種隧道合建成一個大隧道，稱之為“共同溝” .2、地下工程地下工程是指深入地面以下為開發(fā)利用地下空間資源所建造的地下士木工程.它包括 地下房屋和地下構(gòu)筑物，地下鐵道，公路隧道、水下隧道、地下共同溝和過街地下通道等。地下工程是以地下洞室圉巖作為建筑物的結(jié)構(gòu)工程。地下洞室圍巖是一種受過工程開挖擾動的巖體，它乂處于工程地質(zhì)環(huán)境中，所以地下工程有其自身的特點 .與地面工程相比，地下工程 有以下兒個 不同點：(1)地面工程是以大地為基礎(chǔ)， 依靠地基承載；而地下工程是以巖體作為基礎(chǔ)， 依靠圍巖 承載。地面工

6、程的重點，主要是對受力比較明了的基礎(chǔ)進行加固，設(shè)訃較為簡單。而地下工程面對的是十分復雜的巖體結(jié)構(gòu)，有許多不確定的因素 .(2)地面工程以建筑材料為主體，材料強度是關(guān)鍵；地下工程以支護為主體，圍巖穩(wěn)定是關(guān)鍵.地面工程材料多以鋼材、混凝士為主，具材料特性容易把握，而地下工程需要圉巖穩(wěn)定來保證工程的安全。圍巖受巖體的力學特性、工程地質(zhì)環(huán)境(斷層、裂隙、層間錯動、軟弱夾層、地下水、地應(yīng)力等)和工程因素(洞室體型、尺寸、布局、施工開挖等)的影響，在很多情況下不能保證自身的穩(wěn)定，往往需采用錨固支護措施來加強圉巖的穩(wěn)定。圉巖所處的地質(zhì)環(huán)境不同，具破 壞的機理也不同，所采用的錨固支護方式也就不同。由于地下工程

7、錨固支護機理的研究，U前還 處在探索之中，所以錨固支護的設(shè)計基本還是采用經(jīng)驗和工程類比。因此地下工程的設(shè)計難度較大，要使地下工程的設(shè)計象地面工程一樣做到安全經(jīng)濟、合理M化，還需進行大M的研究和艱苦的努力。 地面工程是澆筑漿砌而成，施工方便；而地下工程是開挖鉆爆而成，施工復雜澆筑漿砌是一種成熟較為完善的施工工藝。地下工程開挖鉆爆施工是近兒十年來隨著地下工程的興起而發(fā)展起來的一種施工工藝.巖體是一種非線性介質(zhì)，具有不可逆性 .巖體的開挖過程，就是巖體應(yīng)力的釋放過程.不同的開挖方式，導致圉巖的應(yīng)力重分布規(guī)律不同，圍巖的穩(wěn)定特性也就不同。由于巖體本身的復雜性，對于不同巖體結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用不同的開挖方式，以

8、盡可能減少圍巖的應(yīng)力擾動，用最小的支護代價保證圍巖穩(wěn)定，是地下工程施工開挖的復雜性所在。地下工程的分類按照功能、存在的環(huán)境、建造方式、施工方法和修建的場所可將地下工程劃分為多種類型。.按功能分類工業(yè)地下工程：建造于地下的各種工業(yè)工程，包括各類地下工廠、車間、電站等；交通地下工程：建造于地下的各類交通工程,包括各種鐵路和公路隧道、水底交通隧道、城市 地 下鐵道、人行通道等；民用地下工程：建造于地下的各種民用工程，包括地下商業(yè)街、地下商場、地下車庫、影劇院、展覽館、餐廳、體育館，以及一些其它公共建筑、人民防空工程等倉儲地下工程：建造于地下的各種倉儲工程，包括各種地下儲藏庫如油庫、液化氣庫、熱庫、冷

9、庫、檔案庫、物質(zhì)庫、放射性廢物庫等；公用和服務(wù)性地下工程：建造于地下的公用和服務(wù)性地下工程，包括地下自來水廠、污水處 理 站、給排水管道、熱力和電力管線、煤氣管道、通訊電纜管道等；軍用地下工程：建造于地下的各種軍用工程，包括各種野戰(zhàn)工事、指揮所、人員和武器掩 蔽 所、軍火和物質(zhì)庫等.按存在的環(huán)境分類巖石中的地下工程：建造于巖體中的地下工程； 士體中的地下工程：建造于士體中的地下工程.按建造方式分類單建式地下工程：獨立建造在地下巖體或士體中，在地面以上沒有其它建筑物；附建式地下工程：與地面建筑場一起修建的地下工程，主要指各種地面建筑的地下室部分。.按施工方法分類明挖地下工程：明挖法施工的地下工程

10、；蓋挖地下工程：蓋挖法施工的地下工程；暗挖地下工程：暗挖法施工的地下工程。5。按修建的場所分類城市地下工程：在城市地面以下士層或巖體中修建的地下工程;山區(qū)地下工程：在山區(qū)地面下修建的地下工程。隧道與地下工程的施工方法明挖法明挖法的關(guān)鍵工序是：降低地下水位，邊坡支護，士方開挖，結(jié)構(gòu)施工及防水工程等。其中邊坡支護是確保安全施工的關(guān)鍵技術(shù).主要有：放坡開挖技術(shù)。適用于地面開闊和地下地質(zhì)條件較好的情況 .基坑應(yīng)自上而下分層、分段依次開挖，隨挖隨刷邊坡，必要時采用水泥粘士護坡。型鋼支護技術(shù)一般使用單排工字鋼或鋼板樁，基坑較深時可采用雙排樁，山拉桿或連梁連結(jié)共同受，也可采用多層鋼橫撐支護或單層、多層錨桿與

11、型鋼共同形成支護結(jié)構(gòu)。連續(xù)墻支護技術(shù)。一般采用鋼絲繩和液壓抓斗成槽，也可采用多頭鉆和切削輪式設(shè)備成槽。連續(xù)墻不僅能承受較大載荷，同時具有隔水效果，適用于軟士和松散含水地層?；炷抗嘧吨ёo技術(shù)。一般有人工挖孔或機械鉆孔兩種方式 .鉆孔中灌注普通混凝士和水下混凝士成樁 .支護 可采用雙 排樁加混凝士連梁，還可用樁加橫撐或錨桿形成受力體系。士釘墻支護技術(shù)。在原位士體中用機械鉆孔或洛陽鏟人工成孔，加入較密間距排列的鋼筋或鋼管，外注水泥砂漿或注漿，并噴射混凝士，使士體、鋼筋、噴射混凝士板面結(jié)合成士釘支護體系錨桿(索)支護技術(shù)。在孔內(nèi)放入鋼筋或鋼索后注漿，達到強度后與樁墻進行拉錨，并加預應(yīng)力錨固后共同受

12、力，適用于高邊坡及受載大的場所.混凝士和鋼結(jié)構(gòu)支撐支護方法。依據(jù)設(shè)計計算在不同開挖位置上灌注混凝士內(nèi)支撐體系和安裝鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐體系，與灌注樁或連續(xù)墻形成一個框架支護體系，承受側(cè)向士壓力，內(nèi)支撐體系在做結(jié)構(gòu)時要拆除。適用于高層建筑物密集區(qū)和軟弱淤泥地層.暗挖法隧道及地下建筑工程施工時，須先開挖出相應(yīng)的空間，然后在其中修筑襯砌 .施工方法 的選擇， 應(yīng)以地質(zhì)、地形及環(huán)境條件以及埋置深度為主要依據(jù)，其中對施工方法有決定性影響的是埋置深度。當埋深超過一定限度后，明挖法不再適用，而要改用暗挖法，即不挖開地面，采用在地下挖洞的方式施工。礦山法和盾構(gòu)法等均屬暗挖法。隧道及地下工程施工時有下列特點：受工程地質(zhì)

13、和水文地質(zhì)條件的影響較大；工作條件差、工作面少而狹窄、工作環(huán)境差；暗挖法施工對地面影響較小，但埋置較淺時可能導致地面沉陷；有大M廢士、碎石須妥善處理。隧道及地下工程的施工方法最初是采用礦山開拓巷道的方法，故稱為礦山法，此法應(yīng)用范圍很廣。I 9世紀，為修筑水底隧道，創(chuàng)制了盾構(gòu)，經(jīng)】00多年的改進，盾構(gòu)法成為在松軟地層中常用的方法之一。為避免在水下施工，19世紀末乂出現(xiàn)了沉管法，此法主要工序在地面上進行，優(yōu)點顯著，應(yīng)用日益廣泛。在敷設(shè)管道或設(shè)置地道時，為了不影響地面房屋和其他工程設(shè)施，用千斤頂將預制的管段或箱涵配合挖士向前頂進，這就是頂管法。用這種方法穿過街道、路堤等障礙物是很有效的.用沉井法（見

14、地下工程沉井法施工）修筑地下建筑，具有占地面積小、挖士M少、施工方 便、對 周圉設(shè)施影響較小等優(yōu)點。近年來，已發(fā)展成一種在軟士地層中修筑地下工業(yè)建筑物的方法.城市中用明挖法施工，打設(shè)板樁時會產(chǎn)生很大噪聲和振動，因此發(fā)明了減輕公害的地下連續(xù)墻法。它用專門機械開挖深槽，應(yīng)用觸變泥漿護壁，然后在槽中灌筑水下混凝士，以形成地下連續(xù)墻來擋士，或作為地下結(jié)構(gòu)的一部分.此法的優(yōu)點是產(chǎn)生的噪聲和振動都很小。地下工程的開挖工作很繁重，施工機械化要求特別迫切 .隨著機械制造及冶煉技術(shù)的進 步，2 0 世紀50年代制造出用硬合金刀具宜接破巖的隧洞掘進機，實現(xiàn)了開挖工作的綜合機械化，因此獲得一定程度的推廣。隨著巖體力

15、學的發(fā)展，在結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗的基礎(chǔ)上 ，20世紀中葉創(chuàng)造了新奧法。此法的 主旨是盡 M利用圍巖的自承能力，用噴錨支護控制圍巖的變形及應(yīng)力重分布，使達到新的平 衡。這樣就把支護 和圍巖組成一整體結(jié)構(gòu)，而其中的主要承載部分是圍巖。此法是在軟弱圍巖中施工的有效方法。蓋挖法當?shù)叵鹿こ堂髯鰰r需要穿越公路、建筑等障礙物而采取的新型工程施工方法。蓋挖法是山地面向下開挖至一定深度后， 將頂部封閉，其余的下部工程在封閉的頂蓋下 進行施工。 主體結(jié)構(gòu)可以順作，也可以逆作。在城市繁忙地帶修建地鐵車站時，往往占用道路，影響交通當?shù)罔F車站設(shè)在主干道上，而交通不能中斷，且需要確保一定交通流M要求時，可選用蓋挖法。根據(jù)工程實際

16、惜況具體乂可分為以下兒種方法：1、蓋挖順作法蓋挖順作法是在地表作業(yè)完成擋士結(jié)構(gòu)后， 以定型的預制標準覆蕭結(jié)構(gòu) （包括縱、橫梁 和路面板） 置于擋士結(jié)構(gòu)上維持交通，往下反復進行開挖和加設(shè)橫撐，宜至設(shè)計標高。依序山下而上，施工主體結(jié)構(gòu)和防水措施，回填士并恢復管線路或埋設(shè)新的管線路。最后，視需要拆除擋上結(jié)構(gòu)外露部分并恢復道路。在道路交通不能長期中斷的情況下修建車站主體時，可考慮采用蓋挖順作法。工程實例：深圳地鐵一期工程華強路站位于深圳市最繁華的深南中路與華強路交義口西側(cè)，深南中路行車道下.該地區(qū)市政道路密集，車流M大，最高車流M達3 8 65輛/h.車站 主體為單柱雙層雙跨結(jié)構(gòu)，車站全長224。3

17、m,標準斷面寬18。9 m,基坑深約1 8。9 m,西端盾構(gòu)并處寬22.5 m,基坑深約1 & 7 m。南側(cè)綠地內(nèi)東西端各布置一個風道。主體結(jié)構(gòu)施工工期為2年，其中圍護結(jié)構(gòu)及臨時路面施工期為7個月。為保證深南中路在地鐵站施工期間的正常行車，該路段主體結(jié)構(gòu)施工采用蓋挖順作法施工方案。2、蓋挖逆作法蓋挖逆作法是先在地表面向下做基坑的維護結(jié)構(gòu)和中間樁柱，和蓋挖順作法一樣，基坑維護結(jié)構(gòu)多采用地下連續(xù)墻或帷幕樁，中間支撐多利用主體結(jié)構(gòu)本身的中間立柱以降低工程造價。隨后即可開挖表層士體至主體結(jié)構(gòu)頂板地面標高，利用未開挖的士體作為士模澆筑頂板。頂板可以作為一道強有力的橫撐，以防止維護結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)變形，待回填

18、士后將道路復原，恢復交通.以后的工作都是在頂板覆蓋下進行，即自上而下逐層開挖并建造主體結(jié)構(gòu)宜至底板。如果開挖面積較大、覆士較淺、周圉沿線建筑物過于靠近，為盡M防止因開挖基坑而引起臨近建筑物的沉陷，或需及早恢復路面交通，但乂缺乏定型覆蓋結(jié)構(gòu)，常采用蓋 挖逆作法施工。工程實例：南京地鐵南北線一期工程的區(qū)間隧道在地 質(zhì)條件和周圍環(huán)境允 許的情況下，以造價、工期、安全為目標，經(jīng)過分析、比較，選擇了全線區(qū)間施 工方法。其 中，三山街站，位于秦淮河古河道部位，位于粉士、粉細砂、淤泥質(zhì)粘士士層中。因為是第1個車站，乂位于十字路口，因此采用地下連續(xù)墻作圍護結(jié)構(gòu).除人口結(jié)構(gòu)采用順作法外，其余均為蓋挖逆作法。3、蓋挖半逆作法蓋挖半逆作法與逆作法的區(qū)別僅在