北京交通大學隧道實習報告

北京交通大學——土木工程隧道實習認知班級：土木1305姓名：馬煒學號：13231120單位：北交大土建學院時間：2014年12月16日目錄第一部分：前言……………3第二部分：專論…………3隧道簡介……………3基礎知識……………3斜河澗山嶺隧道……5交大地下隧道………5第三部分：結(jié)束語………6第一部分：前言實習目的繼上一次的橋梁實習之后，作為大土木的一員，我們又進行了隧道實習。我們于周日早晨乘車去了斜河澗這個實習地點，下午又去了交大里的地下隧道。其實斜河澗上一次橋梁實習我們就去過，所以令我們感興趣的是交大內(nèi)的地下隧道。通過了解隧道工程中的常見結(jié)構及其構造特點等，使同學們對隧道的挖掘、建設和維護等，有比較全面的感性認識。并對我們專業(yè)所涉及的范圍和主要內(nèi)容能有所了解，以便為以后課程的學習打下基礎。通過本次實習，開闊視野，增長知識，拓寬我們的知識面，了解隧道工程那個相關方面的知識。建立起對隧道工程感性的認識，激發(fā)對后續(xù)課程學習的興趣。第三部分:專論隧道簡介隧道是修建在地下或水下或者在山體中，鋪設鐵路或修筑公路供機動車輛通行的建筑物。根據(jù)其所在位置可分為山嶺隧道、水下隧道和城市隧道三大類。為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱為山嶺隧道；為穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱為水下隧道；為適應鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱為城市隧道。這三類隧道中修建最多的是山嶺隧道。基礎知識隧道勘測為確定隧道位置、施工方法和支護、襯砌類型等技術方案，對隧道地處范圍內(nèi)的地形、地質(zhì)狀況，以及對地下水的分布和水量等水文情況要進行勘測。在隧道勘測和開挖過程中，須了解圍巖的類別。圍巖是隧道開挖后對隧道穩(wěn)定性有影響的周邊巖體。圍巖分類是依次表明周圍巖石的綜合強度。中國在1975年制定的鐵路隧道工程技術規(guī)范中將圍巖分為6類。關于巖石分類70年代以前常用泰沙基及普氏等巖石分類方法。70年代以后在國際上應用較廣并為國際巖石力學學會推薦的為巴頓等各種分級系統(tǒng)。此外，還有日本以彈性波速為主的分類法。圍巖的類別的確定，為隧道工程設計合理和施工順利提供了依據(jù)。隧道設計包括隧道選線、縱斷面設計、橫斷面設計、輔助坑道設計等。選線根據(jù)線路標準、地形、地質(zhì)等條件選定隧道位置和長度。選線應作多種方案的比較。長隧道要考慮輔助坑道和運營通風的設置。洞口位置的選擇要依據(jù)地質(zhì)情況?？紤]邊坡和仰坡的穩(wěn)定，避免塌方?？v斷面設計沿隧道中線的縱向坡度要服從線路設計的限制坡度。因隧道內(nèi)濕度大，輪軌間粘著系數(shù)減小，列車空氣阻力增大，因此在較長隧道內(nèi)縱向坡度應加以折減。縱坡形狀以單坡和人字坡居多，單坡有利于爭取高程，人字坡便于施工排水和出碴。為利于排水，最小縱坡一般為2‰～3‰。橫斷面設計隧道橫斷面即襯砌內(nèi)輪廓，是根據(jù)不侵入隧道建筑限界而制定的。中國隧道建筑限界分為蒸汽及內(nèi)燃機車牽引區(qū)段、電力機車牽引區(qū)段兩種，這兩種又各分為單線斷面和雙線斷面。襯砌內(nèi)輪廓一般由單心圓或三心圓形成的拱部和直邊墻或曲邊墻所組成。在地質(zhì)松軟地帶另加仰拱。單線隧道軌面以上內(nèi)輪廓面積約為27～32平方米，雙線約為58～67平方米。在曲線地段由于外軌超高車輛傾斜等因素，斷面須適當加大。電氣化鐵路隧道因懸掛接觸網(wǎng)等應提高內(nèi)輪廓高度。中、美、蘇三國所用輪廓尺寸為：單線隧道高度約為6.6～7.0米、寬度約為4.9～5.6米；雙線隧道高度約為7.2～8.0米，寬度約為8.8～10.6米。在雙線鐵路修建兩座單線隧道時,其中線間距離須考慮地層壓力分布的影響,石質(zhì)隧道約為20～25米，土質(zhì)隧道應適當加寬。輔助坑道設計輔助坑道有斜井、豎井、平行導坑及橫洞四種。斜井是在中線附近的山上有利地點開鑿的斜向正洞的坑道。斜井傾角一般在18°～27°之間，采用卷揚機提升。斜井斷面一般為長方形,面積約為8～14平方米。豎井是由山頂中線附近垂直開挖的坑道，通向正洞。其平面位置可在鐵路中線上或在中線的一側(cè)（距中線約20米）。豎井斷面多為圓形，內(nèi)徑約為4.5～6.0米。平行導坑是距隧道中線17～25米開挖的平行小坑道，以斜向通道與隧道連接，亦可作將來擴建為第二線的導洞。中國自1957年修建川黔鐵路涼風埡鐵路隧道采用平行導坑以來,在58座長3公里以上的隧道中約有80%修建了平行導坑。橫洞是在傍山隧道靠河谷一側(cè)地形有利之處開辟的小斷面坑道。此外，隧道設計還包括洞門設計、開挖方法和襯砌類型的選擇等?？刂茰y量隧道測量是為了保證測量的中線和高程在隧道貫通面處的偏差不超出規(guī)定的限值。中線平面控制長隧道以往多用三角網(wǎng)，短隧道多用導線法，借以控制中線的偏差。自50年代以來，中國在1公里以上長度的隧道測量中采用導線法也能控制隧道的貫通誤差。光電測距儀的出現(xiàn)和發(fā)展，解決了量距的困難。山嶺隧道洞外及洞內(nèi)都采用主副閉合導線法，即在主導線上測角并用光電測距儀量距，在副導線上只測角不量距。由主副導線所組成的多邊形，只平差其角度，不平差其長度。這樣主副導線法比三角網(wǎng)法簡單實用，比單一導線法可靠。中國大瑤山雙線隧道即采用主副閉合導線法作為中線平面控制。在隧道進行中線測量以前，就要考慮將來隧道打通后的偏差數(shù)值。根據(jù)隧道的長度和平面形狀，在地形圖上先行布置測點的位置和預計的貫通點，并在平面圖上量出必要的尺寸，再根據(jù)規(guī)范規(guī)定的極限誤差試算出測角和量距的必要精度，然后進行測量。這個過程叫做測量設計或叫做隧道貫通誤差的預計4公里以下的隧道中線貫通極限誤差為±100毫米;4～8公里的隧道中線貫通極限誤差為±150毫米。高程控制短隧道應用普通水平儀，長隧道應用精密水平儀即能保證需要達到的精度。高程貫通極限誤差為±50毫米。隧道開挖開挖方法分為明挖法和暗挖法。明挖法多用于淺埋隧道或城市鐵路隧道，而山嶺鐵路隧道多用暗挖法。按開挖斷面大小、位置分，有分部開挖法和全斷面開挖法。在石質(zhì)巖層中采用鉆爆法最為廣泛，采用掘進機直接開挖也逐漸推廣。在松軟地質(zhì)中采用盾構法開挖較多。發(fā)展趨勢在隧道工程中，噴錨支護有可能取代構件支撐。噴錨支護的主要優(yōu)點是支護及時,安全可靠,并能大量節(jié)約木材和鋼材。歐洲一些國家在較弱地層的大斷面爆破后，采用長錨桿結(jié)合噴混凝土做支護，已獲得成功。中國亦曾在老黃土隧道開挖中使用噴錨支護。自噴錨支護發(fā)展后，對較弱巖層也可進行全斷面開挖，以全斷面開挖取代分部開挖。在巖石地層中采用全斷面開挖及噴混凝土襯砌，其質(zhì)量好壞首先取決于光面爆破。運用新奧法原理，考慮圍巖自身承載能力，可在坑道爆破后盡早采用單噴或噴錨作初期支護，隨即連續(xù)量測位移，判定圍巖基本穩(wěn)定時間，再進行二次支護，這樣可以建成較經(jīng)濟的襯砌結(jié)構?，F(xiàn)代高度競爭的地下采礦與隧道工程要求成本集約，安全開鑿與巖石加固等程序步驟。采礦的機器設備必須安全可靠，并緊密跟隨工業(yè)持續(xù)提高的生產(chǎn)力與飛速發(fā)展的經(jīng)濟步伐。掘進機開挖法正在不斷研究改進，并生產(chǎn)出各種新機械,其應用有廣闊前景。液壓鑿巖機不斷更新完善,使隧道開挖進度大大提高。光電測量儀器和激光導向設備的使用，使長隧道施工精確程度有所提高。目前，航空勘測、遙感技術、物探技術、巖層中應力應變的量測技術、電子計算機技術等的廣泛應用，使隧道勘測設計技術水平也有很大提高。精確爆破技術，水平鉆探技術和預灌漿技術的不斷提高，有可能提高隧道開挖過程的安全性，并能保證隧道工程的質(zhì)量。斜河澗山嶺隧道地理位置：野溪——斜河澗屬于北京門頭溝區(qū)、妙峰山鎮(zhèn)，位于門頭溝區(qū)東北部，東距北京市中心僅30公里。永定河、109國道穿鎮(zhèn)而過，斜河澗位于永定河邊的山上，豐沙鐵路線正好從村子與永定河之間橫穿而過。野溪橋頭有大臺線、豐沙線。斜河澗隧道屬于山嶺隧道。該隧道建在山體的外側(cè)，這種設計方案在現(xiàn)在來說是不允許的。斜河澗地處河谷地帶。河谷地段受地質(zhì)構造和水流沖刷等影響，往往河道彎曲、溝谷發(fā)育，兩岸多臺地和陡峭的山坡，并常伴有崩塌、錯落、巖堆、滑坡、沖刷等不良地質(zhì)現(xiàn)象，地形和地質(zhì)情況均較復雜。高速鐵路的平面位置受線形限制，可移動的幅度不大，但采用隧道還是采用其他工程通過，則應認真做好比選工作。沿河傍山地段若線路采用隧道通過時，隧道位置宜往里靠，修長一些，外側(cè)洞壁要有足夠厚度，避免出現(xiàn)洞壁過薄、偏壓過大；由于線路過于外移，往往會出現(xiàn)短隧道群，且橋隧及支擋建筑物相連。雖做了不少工程，但坍塌落石的威脅仍難以徹底清除，常給運營留下后患，威脅行車安全。因此，高速鐵路以隧道通過時，線路應往里靠，以策安全。（4）交大地下隧道防漏水滲水老師說挖隧道不怕遇到堅硬的東西，如花崗巖。但最怕遇到水，泥沙等柔軟的東西。老師在這里給我們介紹，隧道里面最頭疼的就是水，我們在施工過程中是不允許有水出現(xiàn)的。我們在城市施工的時候，先進行水位降低，然后再進行施工。運營過程中也要避免水的影響。一般的隧道都存在滲水、漏水的現(xiàn)象。我們的隧道可以說已經(jīng)達到了最大的防水程度。隧道實驗室2001年建成，采用的是新奧法施工，用的是雙重襯砌，在建設過程中做了一些施工試驗，建成之后，我們看到二襯的表面一塊一塊兒的混凝土，是模鑄混凝土。塊與塊之間有縫隙，叫做“施工縫”。如果是長的隧道的話，要預留變形縫。第三部分：結(jié)束語我們于下午實習結(jié)束，經(jīng)過了大半天的實習