隧道工程

本書依託我國近年來在鐵路、公路及地鐵等隧道和地下工程中所取得的建設成果和實踐經驗，按照隧道工程全生命週期中的勘察、規劃（選線）、結構設計、施工、運營養護的實施順序，系統地介紹了隧道工程的相關基本概念、基礎理論、勘察與選線、設計方法、施工技術、運營維護技術的要點。本書的知識體系以山嶺隧道工程為主，同時包含城市隧道工程、水下隧道工程的技術特點和內容，並適當展現新理論、新技術、新方法在隧道工程中的應用和發展情況，為學生將來從事與隧道工程相關的技術工作奠定基礎。

本書可作為高等學校土木工程專業中地下工程、鐵道工程、道路工程專業方向，以及城市地下空間工程、道路橋樑與渡河工程等特設專業的教材，也可供從事隧道工程設計、施工、研究工作的工程技術人員參考。

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前言

第1章緒論

1.1隧道的概念及分類

1.1.1隧道的概念

1.1.2隧道的分類

1.2隧道工程的歷史與發展

1.2.1世界隧道工程的歷史與發展

1.2.2我國隧道工程的歷史與成就

1.3隧道工程的前景及發展趨勢

1.3.1隧道工程的前景

1.3.2隧道工程的發展趨勢

思考題與習題

第2章隧道工程地質勘察

2.1隧道勘察

2.1.1基本要求

2.1.2勘察方法

2.1.3勘察內容

2.2隧道超前地質預報

2.2.1超前地質預報概述

2.2.2超前地質預報方法

2.2.3綜合超前地質預報方法

2.3巖體的基本工程性質

2.3.1巖體的初始應力場

2.3.2巖體的構造力學性質

2.4隧道圍巖分級

2.4.1國內外典型的圍巖分級方法

2.4.2我國鐵路隧道圍巖分級方法

思考題與習題

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第3章隧道選線設計

3.1隧道位置的選擇

3.1.1越嶺線上隧道位置的選擇

3.1.2河谷線上隧道位置的選擇

3.1.3地質構造的影響

3.1.4不良和特殊地質條件的影響

3.2隧道洞口位置的選擇

3.3隧道平、縱斷面線形設計

3.3.1隧道平面線形設計

3.3.2隧道縱斷面線形設計

3.3.3隧道小淨距設計

思考題與習題

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第4章隧道結構構造

4.1隧道限界與淨空

4.1.1隧道限界

4.1.2隧道淨空及襯砌內輪廓

4.1.3曲線隧道淨空加寬

4.2隧道支護結構構造

4.2.1整體式襯砌

4.2.2噴錨襯砌

4.2.3複合式襯砌

4.2.4裝配式襯砌

4.3隧道洞門與明洞

4.3.1洞門

4.3.2明洞

4.4隧道附屬構築物及輔助坑道

4.4.1避車洞

4.4.2緊急停車帶

4.4.3橫通道

4.4.4設備洞室

4.4.5溝槽

4.4.6輔助坑道

思考題與習題

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第5章隧道結構設計理論與方法

5.1隧道結構設計理論與方法的發展

5.1.1隧道結構設計的基本理念

5.1.2隧道結構設計理論的發展歷程

5.1.3隧道結構設計的基本方法

5.2隧道施工力學原理

5.2.1隧道開挖後的圍巖應力狀態

5.2.2隧道支護後的圍巖應力狀態

5.3隧道結構設計的荷載-結構法

5.3.1作用分類及組合

5.3.2圍巖壓力及其取值方法

5.3.3荷載作用模式及計算方法

5.3.4襯砌結構的驗算方法

5.4隧道結構設計的地層-結構法

5.4.1分析方法與流程

5.4.2計算模型建立方法

5.4.3圍巖本構模型及破壞準則

5.4.4隧道開挖及支護過程模擬

5.4.5計算結果評價指標及方法

5.5隧道結構設計的收斂-約束法

5.5.1收斂-約束法的基本原理

5.5.2圍巖特徵曲線的確定方法

5.5.3支護特徵曲線的確定方法

5.6隧道結構設計的信息反饋法

5.6.1變異信息的觀察

5.6.2量測信息的反饋

5.6.3支護參數的修正

5.7隧道結構的抗震設計方法

5.7.1抗震設計的主要內容

5.7.2抗震設計的主要方法

思考題與習題

第6章隧道施工方法

6.1隧道施工方法概述

6.1.1施工方法分類

6.1.2施工方法選擇

6.2鑽爆法技術原理

6.2.1傳統礦山法

6.2.2新奧法

6.2.3淺埋暗挖法

6.2.4新意法

6.2.5挪威法

6.3隧道開挖方法

6.3.1開挖方法分類

6.3.2全斷面法

6.3.3台階法

6.3.4分部開挖法

6.3.5其他開挖法

思考題與習題

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第7章鑽爆法隧道施工技術

7.1鑽爆開挖

7.1.1爆炸基本知識

7.1.2爆破基礎理論

7.1.3掏槽爆破技術

7.1.4隧道鑽爆設計

7.1.5隧道鑽爆施工

7.2出渣及運輸

7.2.1機械設備

7.2.2裝渣

7.2.3運輸

7.2.4卸渣

7.3初期支護

7.3.1噴射混凝土

7.3.2錨杆

7.3.3鋼筋網

7.3.4鋼架

7.4監控量測

7.4.1監控量測設計要點

7.4.2量測方法及數據分析

7.4.3監控量測信息反饋

7.5結構防排水

7.5.1防排水系統

7.5.2排水管溝

7.5.3防水層

7.5.4施工縫和變形縫

7.6二次襯砌

7.6.1仰拱（底板）和填充

7.6.2拱牆襯砌

7.7施工機械配置

思考題與習題

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第8章機械開挖法隧道施工技術

8.1機械開挖法概述

8.2盾構法

8.2.1盾構機種類及構造

8.2.2盾構機選型

8.2.3管片構造及襯砌結構形式

8.2.4盾構機始發與接收

8.2.5土壓平衡盾構機掘進技術

8.2.6泥水平衡盾構機掘進技術

8.3掘進機法（TBM法）

8.3.1TBM種類與選型

8.3.2TBM系統與設備

8.3.3TBM掘進準備與始發

8.3.4TBM掘進與支護

8.3.5TBM到達與拆卸

8.4頂管法

8.4.1頂管法分類與選型

8.4.2頂管施工技術要點

思考題與習題

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第9章明挖法隧道施工技術

9.1基坑開挖法

9.1.1基坑圍護結構選型與施工

9.1.2基坑加固與地下水控制

9.1.3基坑土體開挖方法

9.1.4主體結構修建方式

9.2沉管法

9.2.1沉管法概述

9.2.2管節制作

9.2.3接頭處理

9.2.4基槽開挖與回填覆蓋

9.2.5地基及基礎處理

9.2.6管節安裝

9.2.7銜接段

9.3隧道洞口工程

9.3.1洞口段範圍及特點

9.3.2隧道洞口段施工

9.3.3明洞及洞門施工

思考題與習題

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第10章隧道輔助施工方法

10.1輔助施工方法概述

10.2超前支護

10.2.1作用機理及適用範圍

10.2.2超前錨杆

10.2.3超前小導管

10.2.4超前管棚

10.2.5超前管幕

10.2.6機械預切槽

10.2.7超前水平旋噴樁

10.3超前加固

10.3.1作用機理及措施分類

10.3.2超前玻璃纖維錨杆加固

10.3.3地層凍結加固

10.4注漿加固與堵水

10.4.1注漿擴散機理

10.4.2注漿方案

10.4.3注漿設計

10.4.4注漿施工

10.5施工排水與降水

10.5.1超前排水

10.5.2井點降水

10.6其他輔助施工方法

10.6.1臨時封閉和臨時支撐

10.6.2地表加固

思考題與習題

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第11章隧道施工輔助作業

11.1施工通風與防塵

11.1.1施工通風方式

11.1.2施工通風設計

11.1.3施工防塵措施

11.2壓縮空氣供應

11.2.1空壓機站設置

11.2.2壓風管道設置

11.3施工供水

11.3.1水質要求

11.3.2用水量估算

11.3.3供水設施

11.3.4供水管道

11.4施工供電和照明

11.4.1施工供電

11.4.2施工照明

思考題與習題

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第12章隧道運營與養護

12.1運營通風

12.1.1通風方式介紹

12.1.2通風方式選擇

12.1.3通風設計流程

12.2運營照明

12.2.1照明燈具及其佈置

12.2.2照明區段及亮度要求

12.2.3運營隧道照明計算

12.3防災救援

12.3.1隧道火災煙流特性及控制

12.3.2公路隧道防災救援系統

12.3.3鐵路隧道防災救援系統

12.4隧道結構養護

12.4.1隧道結構檢查與評價

12.4.2隧道結構養護措施

思考題與習題

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附錄隧道工程專業術語

參考文獻