《隧道工程》課程學(xué)習(xí)指南

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1.學(xué)習(xí)本課程的目的與意義

我國是一個多山或丘陵地帶國家。因為隧道在縮短線路長度、穿越不良地質(zhì)地段、提高道路的牢靠性和平安性以及在國防意義上的隱蔽性等優(yōu)點(diǎn)，在將來的幾十年內(nèi)，中國在高速鐵路、高速馬路以及城市地下鐵道的建設(shè)中必將涉及大量的隧道工程問題。因此，仔細(xì)把握好《隧道工程》的基礎(chǔ)理論與技術(shù)學(xué)問，對于能否成為從事隧道工程領(lǐng)域內(nèi)高素養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)

隧道工程是一門緊密結(jié)合工程實(shí)際的課程，涉及多個學(xué)科領(lǐng)域的交錯。在學(xué)習(xí)之前，需要同學(xué)把握土力學(xué)、巖石力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等相關(guān)課程學(xué)問。課程內(nèi)容的學(xué)問結(jié)構(gòu)主要由隧道工程勘測、隧道建造結(jié)構(gòu)、隧道工程地質(zhì)（圍巖）、隧道力學(xué)、隧道施工、高速鐵路隧道和施工管理七大模塊，和課程設(shè)計模塊組成，如下圖1所示。通過工程勘測，確定隧道經(jīng)過地段的地質(zhì)圍巖條件，由此確定隧道的結(jié)構(gòu)形式、施工辦法和養(yǎng)護(hù)管理手段，而隧道力學(xué)則提供了理論基礎(chǔ)。各模塊又可細(xì)分為若干子模塊，如圖2與圖3所示。此外實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容可作為一個單獨(dú)的模塊，以鞏固課內(nèi)所學(xué)學(xué)問，提高學(xué)習(xí)者的實(shí)踐能力。

圖2隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)容基本模塊圖3隧道施工內(nèi)容基本模塊

3.主要學(xué)問點(diǎn)

各學(xué)問點(diǎn)模塊挨次如下：

模塊①：隧道工程的基本概念與功能；隧道工程的特點(diǎn)與歷史進(jìn)展。隧道工程地質(zhì)調(diào)查的辦法與內(nèi)容；隧道位置與線路的關(guān)系及挑選辦法、洞口位置合理選定以及隧道線路設(shè)計。

模塊②：隧道限界與凈空的關(guān)系、隧道襯砌斷面設(shè)計、隧道洞身支護(hù)結(jié)構(gòu)、洞門結(jié)構(gòu)及明洞結(jié)構(gòu)。介紹鐵路與馬路隧道的各種附屬建造物、隧道防排水設(shè)施的類型與設(shè)置。

模塊③：隧道圍巖的概念、圍巖的工程性質(zhì)及圍巖的穩(wěn)定性；圍巖分級辦法；圍巖壓力與隧道結(jié)構(gòu)的關(guān)系及圍巖壓力確實(shí)定辦法。

模塊④：隧道結(jié)構(gòu)體系的計算模型、結(jié)構(gòu)力學(xué)辦法與巖體力學(xué)辦法的適用性及處理特點(diǎn)；隧道洞門結(jié)構(gòu)計算、隧道抗震計算。

模塊⑤：新奧法施工辦法、洞口段與明洞施工辦法、輔助施工措施及特別地質(zhì)地段隧道施工；與礦山法施工相配套的隧道施工工藝，如鉆爆開挖、出碴與運(yùn)輸、支護(hù)與襯砌施工技術(shù)、襯砌結(jié)構(gòu)的防水；隧道輔助作業(yè)的內(nèi)容；新奧法的施工工藝、新奧法監(jiān)控量測的手段與數(shù)據(jù)處理。隧道掘進(jìn)機(jī)的特點(diǎn)、類型、構(gòu)造與適應(yīng)條件、施工工藝流程；與掘進(jìn)機(jī)配套的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型、適應(yīng)條件及施作。

隧道課程設(shè)計

圖1隧道工程課程內(nèi)容學(xué)問模塊

隧道工程地質(zhì)

隧道建造結(jié)構(gòu)

高速鐵路隧道

養(yǎng)護(hù)管理

隧道導(dǎo)論隧道施工

隧道力學(xué)

模塊⑥：介紹國內(nèi)外高速鐵路隧道進(jìn)展概況；敘述高速鐵路隧道橫斷面設(shè)計的工程特點(diǎn)；研究高速鐵路隧道的空氣動力知識題及削減空氣動力效應(yīng)的工程對策。

模塊⑦：隧道施工的預(yù)備工作、施工場地布置、進(jìn)度方案支配，對施工過程舉行科學(xué)管理的方式。

模塊⑧：通過完成一座短鐵路或馬路隧道的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計的訓(xùn)練，使同學(xué)進(jìn)一步加深對隧道工程學(xué)科學(xué)問的綜合理解和系統(tǒng)消化，了解本專業(yè)設(shè)計的基本程序和思路，具備從事隧道工程實(shí)踐的初步能力，并領(lǐng)悟隧道工程設(shè)計所應(yīng)考慮問題的全面性和綜合性。主要內(nèi)容包括:隧道洞口位置比選設(shè)計、繪制隧道洞口邊、仰坡開挖線、隧道支護(hù)參數(shù)及襯砌類型設(shè)計與計算、施工辦法設(shè)計、編制簡要設(shè)計說明書等。

4.應(yīng)具備的基礎(chǔ)理論與專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)問

學(xué)習(xí)本課程之前，應(yīng)先把握高等數(shù)學(xué)（微積分、線性代數(shù)、概率論）、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程制圖、工程測量、工程地質(zhì)、土木工程材料、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、流體力學(xué)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程等土木工程的基礎(chǔ)理論與專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)問，在學(xué)習(xí)本課程的同時，建議還應(yīng)修讀鐵路與道路選線設(shè)計等相關(guān)課程。

5.總體學(xué)習(xí)指導(dǎo)

（1）對于本課程的教程，至少需要學(xué)習(xí)2-3遍，而且應(yīng)當(dāng)是看視頻教程和做思量與練習(xí)題相結(jié)合；

（2）首先建議完整地看完前十二章的教學(xué)錄像和演示文稿[PPT]的講解，對每章的學(xué)問點(diǎn)和能力點(diǎn)有一個總體熟悉；

（3）結(jié)合每章教程最后提供的思量題和練習(xí)題，總結(jié)自己從第1遍學(xué)習(xí)過程中獵取了哪些學(xué)問？看看自己是否能夠做出完整和精確?????的答案，還有哪些還未徹低理解和不夠清楚的學(xué)問；

（4）按照自己對第一遍學(xué)習(xí)后的總結(jié)和思量，重點(diǎn)針對各章的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容舉行本教程的第2遍學(xué)習(xí)，力爭解決在完成思量和練習(xí)題中還存在疑問和不足；

（5）對還不簡單理解、消化和把握的難點(diǎn)學(xué)問，舉行第3遍以上的反復(fù)細(xì)讀。并通過在線復(fù)習(xí)測試試題，來自測學(xué)習(xí)效果。

（6）學(xué)習(xí)完本教程的前8個學(xué)問模塊后，應(yīng)參照第十三章隧道課程設(shè)計的基本目標(biāo)，根據(jù)指導(dǎo)書的指導(dǎo)，自立完整地完成課程設(shè)計所要求的設(shè)計內(nèi)容。在設(shè)計過程中，如存在疑難之處，同樣可參照上述5個步驟解決。

6.各學(xué)問模塊的學(xué)習(xí)指導(dǎo)

（1）隧道導(dǎo)論模塊中的工程勘察部分

該模塊主要為普通介紹性的內(nèi)容，同學(xué)基本上能夠通過自學(xué)讀懂，再通過課程資源提供的幾個經(jīng)典的工程案例，結(jié)合完成該部分思量題和作業(yè)來鞏固消化。

（2）隧道建造結(jié)構(gòu)模塊

因為該課程中有無數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖，而無數(shù)同學(xué)可能沒有接觸過工程實(shí)際，對隧道結(jié)構(gòu)十分陌生，幾乎沒有任何熟悉，本課程資源已事先將這些構(gòu)造圖反映在多媒體中課件中，因此學(xué)習(xí)中應(yīng)通過課程資源所提供多媒體課件，加深記憶，提高學(xué)習(xí)效果。

（3）隧道工程地質(zhì)模塊

該模塊內(nèi)容是囫圇隧道工程的基礎(chǔ)，一些基本的概念可能是初次接觸，部分概念在從前學(xué)習(xí)的工程地質(zhì)及巖石力學(xué)課程中有所涉及，應(yīng)該通過引導(dǎo)同學(xué)在回顧相應(yīng)的學(xué)問點(diǎn)的基礎(chǔ)上，了解新的學(xué)問點(diǎn)的概念，然后把握隧道工程圍巖分析等相應(yīng)的學(xué)問點(diǎn)。本模塊的學(xué)習(xí)必需通過反復(fù)閱讀所提供的教學(xué)錄像和演示文稿來加深理解和消化。

（4）隧道力學(xué)模塊

首先可以通過對從前學(xué)習(xí)的土力學(xué)、巖石力學(xué)等學(xué)問的回顧，引入隧道力學(xué)模型的概念，然后通過對不同分析辦法的對照，了解各種辦法的優(yōu)缺點(diǎn)，把握隧道力學(xué)模型的分析和建立。本模塊同樣必需通過反復(fù)閱讀所提供的教學(xué)錄像和演示文稿來充分理解把握。

（5）隧道施工模塊

本模塊是本課程最重要和學(xué)問點(diǎn)最多的模塊，新概念和需要把握的學(xué)問點(diǎn)較多。通過與傳統(tǒng)礦山法的對照，重點(diǎn)敘述新奧法施工的特點(diǎn)，把握新奧法施工的原則。然后敘述掘進(jìn)機(jī)、明挖等施工辦法，對照幾種施工辦法的各種特點(diǎn)及適用范圍，讓同學(xué)對隧道施工工法比選有一定的概念。本模塊的學(xué)習(xí)必需通過反復(fù)閱讀所提供的教學(xué)錄像和演示文稿再通過課程資源提供的幾個經(jīng)典的工程案例，來加深理解和消化。

（6）高速鐵路隧道模塊

屬于學(xué)科和工程領(lǐng)域內(nèi)的新技術(shù)進(jìn)展，需通過反復(fù)閱讀所提供資源中的教學(xué)錄像和演示文稿來充分理解，并引導(dǎo)同學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)等公共資源自己查找本模塊的最新發(fā)展和相關(guān)學(xué)問。

（7）管