隧道工程基础知识(整理)教程

隧道工程施工技术一、隧道工程基础知识1、隧道组成(1)种类：隧道通常指用作地下通道的工程建筑物，一般可分为两大类，一类是修建在岩层中的，称为岩石隧道；一类是修建在土层中的，称为软土隧道。

岩石隧道修建在山体中的较多，故又称山岭隧道；软土隧道常常修建在水底和城市立交，故称为水底隧道和城市道路隧道。

埋置较浅的隧道，一般采用明挖法施工，埋置较深的隧道则多采用暗挖法施工。

用作地下通道的有道路隧道、水底隧道、城市道路隧道、地下铁道、铁路隧道和航运隧道等。

(2)组成：隧道是地下工程建筑物，为保持坑道岩体的稳定，保证行车安全，通常需要修建主体建筑物和附属建筑物。

前者包括洞身衬砌和洞门，后者包括通风、照明、防排水、安全设备等。

洞身衬砌的作用是承受围岩压力，结构自重及其他荷载，防止围岩风化，崩塌和洞内的防水、防潮等。

洞门的主要作用是防止洞口坍方落石、保持仰坡和边坡的稳定。

通风照明、防排水、安全设备等的作用是确保行车安全、舒适。

2、围岩分类(1)道路隧道是道路穿越山岭修建的工程结构物，它与周围的岩(土)体(一般简称为围岩)有密切关系，相互影响、相互作用。

不同的围岩在修建隧道时会有不同的地质现象会表现出不同的稳定性。

为满足工程设计、施工等的需要，对于各种不同的具体要求，例如爆破、支护、挖掘、编制定额等，把与这些不同的要求相应的地质条件归类，这就是围岩分类。

(2)分类中主要考虑下述三个分类指标：1)坑道围岩的结构特征和完整状态，即围岩被各种结构面切割的破碎程度及其组合状态；2)岩石的物理力学性质，即坑道围岩的岩石强度、物理、水理性质，在分类中主要是岩石单轴饱和极限强度较有意义，以＝30作为软、硬岩的分界指标，<5的岩(土)体属于半岩质，或略具有结构强度的土体；3)地下水的影响。

分类中采用了“遇水降级”的经验处理方法，即视围岩性质、地下水性质及大小、流通条件、浸润情，况等考虑，将围岩类别适当降级，一般情况按降1级考虑。

1B414000 隧道工程一、内容提要：1B414010 隧道围岩分级与隧道构造1B414011 隧道围岩分级一、公路隧道围岩分级二、围岩级别的判定方法1.隧道围岩分级的综合评判方法宜采用两步分级，并按以下顺序进行：（1）根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标，综合进行初步分级。

3.围岩详细定级时，如遇下列情况之一，应对岩体基本质量指标进行修正：（1）有地下水；（2）围岩稳定性受软弱结构面影响，且由一组起控制作用；（3）存在高初始应力。

1B414012 公路隧道的构造隧道结构构造一、洞门类型及构造1.洞门类型：为了保护岩（土）体的稳定和使车辆不受崩塌、落石等威胁，确保行车安全，应该根据实际情况，选择恰当的洞门形式，修筑洞门，并对边、仰坡进行适宜的护坡。

洞门类型有：端墙式洞门、翼墙式洞门、环框式洞门、柱式洞门、台阶式洞门、削竹式洞门、遮光式洞门等。

环框式（洞口石质坚硬稳定，地形陡峻无排水要求）端墙式（地形开阔，石质较稳定的地区）翼墙式（洞口地质较差，山体纵向推力较大）柱式洞门2.洞门构造：（1 1.5m，防止仰坡土石掉落到路面上，危及安全。

洞门端墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外围的高度不应小于1.0m，以免落石破坏拱圈。

洞门墙顶应高出仰坡坡脚0.5m以上，以防水流溢出墙顶，防止掉落土石弹出。

（2）洞门墙应根据实际需要设置伸缩缝、沉降缝和泄水孔。

二、明洞类型及构造1.明洞类型：洞顶覆盖层较薄，难以用暗挖法建隧道时，隧道洞口或路堑地段受塌方、落石、泥石流、雪害等危害时，道路之间或道路与铁路之间形成立体交叉，但又不宜做立交桥时，通常应设置明洞。

明洞主要分为两大类，即拱式明洞和棚式明洞。

2.明洞构造：（1）拱式明洞。

拱式明洞主要由顶拱和内外边墙组成混凝土或钢筋混凝土结构，整体性较好，能承受较大的垂直压力和侧压力。

内外墙基础相对位移对内力影响较大，所以对地基要求较高，尤其外墙基础必须稳固。

隧道工程施工基本知识（参照西南交大关宝树的《隧道工程施工要点集》章节编写）一.隧道工程支护1.坑道稳定性稳定状态分类①.坑道充分稳定：指由于岩体强度高（R >60MPa）、完整（裂隙间距>1.0m）、不易松弛（如坚硬的花岗岩、石灰岩等），开挖坑道后在长时间内有足够的自稳能力和自支护能力。

在种状态下无需任何人工支护而能维持稳定，无坍塌、偶尔有掉块。

在特殊情况下会出现岩爆现象。

②.坑道稳定：指由于在大块状结构的岩体及整体状的中硬岩(R >30MPa)中会爆破、岩块结合松弛而产生局部掉快，但不会坍塌，坑道稳定具有一定的自支护能力。

在种状态下层间结合差的平缓岩层，顶板可能弯曲、断裂此时应采取局部支护。

③.坑道暂时稳定：指由于在具有碎（石）块（石）状结构的围岩中，开挖坑道后常常呈现不同程度的坍塌现象，坍塌后坑道常呈拱形，处于暂时稳定状态。

暂时稳定时间有常有短，在外界（如爆破、支撑顶替、回填不及时等）和内部（如地下水等）的影响下，会丧失稳定，必须采取人工支护措施。

④.坑道不稳定：指由于在块石土、堆积土等围岩中，坑道在不支护条件下难以开挖，随挖随塌，处于不稳定状态。

围岩无自支护能力或自支护时间极短，此时应采取可靠的人工支护措施。

2.坑道支护定义围岩自支护——指围岩自身具有的支护能力。

人工支护——通过加固的方法来提高围岩的自支护能力或控制自支护能力的降低。

3.坑道支护分类自支护小导管注浆超前支护管棚坑道支护锁脚锚杆一次支护围岩注浆钢支撑人工支护初期支护锚杆喷射混凝土二次支护（衬砌）4. 人工支护作用初期支护的作用是为了保证施工安全，减少坑道围岩的松弛，及时控制地压的发展，控制围岩自支护能力的降低。

充分利用围岩自身的自支护能力二次衬砌的作用是为了维护坑道的正常和耐久性的基本结构。

5.人工支护类型（级别）①.饰面支护（保护支护）：机理：在利用围岩的自支护能力的基础上采取的一般保护措施。

适用：坑道充分稳定目的：封闭岩面，防止围岩风化、掉块。

隧道工程基础知识(一)第二讲隧道工程基础知识（一）主讲人张俊儒讲师洞门与明洞（二）明洞明洞一般修筑在隧道的进出口处，当遇到地质差且洞顶覆盖层较薄，用暗挖法难以进洞时，或洞口路堑边坡上有落石而危及行车安全时，均需要修建明洞。

它是隧道洞口或线路上起防护作用的重要建筑物，在铁路线上使用的较多。

明洞的结构类型常因地形、地质和危害程度的不同，有多种形式，采用最多的为拱式明洞和棚式明洞两种。

洞门与明洞（二）明洞地质差且洞顶覆盖层较薄，用暗挖法难以进洞时洞门与明洞（二）明洞（1）拱式明洞拱式明洞由拱圈、边墙和仰拱或铺底组成，它的内轮廓与隧道相一致，但结构厚度要比隧道大。

路堑式对称型路堑式偏压型洞门与明洞（二）明洞（1）拱式明洞半路堑式偏压型半路堑式单压型洞门与明洞（二）明洞（2）棚式明洞有些傍山隧道，地形的自然横坡比较陡，外侧没有足够的场地设置外墙及基础或确保其稳定，这时采用另一种建筑物―棚式明洞。

棚式明洞常见的结构形式：盖板式刚架式悬臂式洞门与明洞（二）明洞（2）棚式明洞钢架式明洞盖板式明洞附属建筑物为了使隧道正常使用，保证列车安全运营，除主体建筑物外，还必须修筑一些附属建筑物。

其中包括：防排水设施，电力及通信信号的安放设施等。

附属建筑物隧道的永久性防排水是通过防排水工程措施实现的。

经过理论和实践经验的总结，提出了“截、防、堵、排结合，因地制宜，综合治理”的原则。

（一）防排水设施附属建筑物截：截断地表水和地下水流入隧道的通道，洞口地表设天沟等截水沟以及地表陷穴等整治；防：防止地下水从衬砌背后渗入隧道内，充分利用混凝土自防水能力，以及在衬砌与支护之间设置的防水层；（一）防排水设施附属建筑物堵：向支护背后压注水泥砂浆，用以充填支护与围岩间的空隙，以堵住地下水的通道，并使支护与围岩形成整体，改善支护受力条件；排：将地下水排入隧道内，再经由洞内排水沟（排水沟及盲沟）排走。

（一）防排水设施附属建筑物（一）防排水设施附属建筑物1）避车洞当列车通过隧道时，为了保证洞内行人、维修人员及维修设备小车、料具的安全，在隧道两侧边墙上交错均匀修建的人员躲避及放置车辆、料具的洞室叫避车洞。

隧道工程施工基础知识讲解赵源林各位同仁下午好，感谢局给我们这次机会，让我们一起系统的学习隧道施工基础知识。

下面由我给各位介绍，有不对之处欢迎指正，以帮助我在今后工作中提高。

见天我主要介绍以下几个方面：概念、新奥法力学基础、围岩的工程性质、隧道施工方法、隧道辅助施工工法、不良地质隧道施工、隧道施工临时工程、体会。

当然，隧道系统性内容较多（如未介绍的地质学、爆破学、监控量测等），需要各位在施工中不断积累、总结、提升P1.隧道施工基础P2.第一部分概念P3.隧道基本概念地下工程一修筑于地下的建筑结构物称为地下结构。

为建设这些地下结构所进行的工程，通称为地下工程。

隧道一保持地下空间作为交通、水工通道的地下工程，称为隧道。

隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。

隧道可分为交通隧道，水工隧道，市政隧道，矿山隧道。

优点：1、可直线穿越障碍物；2、与障碍物间无冲突并节约土地，输送速度快，输送能力大。

缺点：1、与其它工程相比，隧道工程属于最难人工建筑物之一。

影响因素多，隧道受地质、水文状态等多方面的影响；2、难以保证计算准确性，与其它结构不同，没有精确计算隧道力学的方法，计算结果的准确性受力学模型的限制；3、施工难度大，可发生如塌方、地下涌水、突泥、瓦斯等多种意外情况；4、造价高、波动大，在不同地质条件下，造价的波动大约为5倍，有时可达9〜10倍。

导坑一隧道修建首先在地下开挖出一个洞穴并延伸成为一个长形的孔道，称之为导坑。

如平行导坑、超前导坑、泄水洞等。

衬砌一在坑道周围修建的支护结构。

包括初期支护和二次衬砌。

初期支护一般有喷射混凝土、喷射混凝土加锚杆、喷射混凝土锚杆与钢架联合支护等形式；二次衬砌一般是混凝土或钢筋混凝土结构。

洞门一在隧道两端外露部分为保护洞口和排放流水所修建的挡土墙式结构。

端墙式、斜截式。

隧道附属建筑物一避车洞、防排水设备、通风系统等。

隧道施工一施工方法、施工技术和施工管理的总称。

*第一部分基础知识*了解：公路隧道的类型、结构组成和特点；隧道围岩的分级与工程特性。

*熟悉：公路隧道常见的质量问题；隧道设计、施工、通风照明等相关技术规范。

*掌握：公路隧道工程质量检测的内容；公路隧道的质量检验评定标准及竣（交）工验收相关规定。

*一．公路隧道的类型*1．隧道按其所处的位置不同分可为山岭隧道、水下隧道(河底和海底)以及城市隧道等。

*2．按其横断面形状分为圆形、椭圆形、马蹄形、眼镜形(孪生型)等。

*3．按其用途可分为交通隧道(包括公路隧道、铁路隧道、城市地铁、人行隧道等)和运输隧道(包括输水隧道、输气隧道、输液隧道等)。

*4．公路隧道按其长度的不同又分为四类，如表4-1-1所示。

*公路隧道按长度分类表表4-1-1*隧道分类(m)*特长隧道长隧道中隧道短隧道L﹥3000 3000≥L1000 1000≥L500 L≤500**隧道按跨度分类*小跨度中跨度大跨度超大跨度*B＜9 9≤B＜14 14≤B＜18 B≥18*二．公路隧道的工程组成*隧道按其构造分为主体建筑和附属建筑物两大部分。

*１．隧道主体建筑物隧道主体建筑物包括洞口和洞身。

*１）洞口*洞口工程是隧道出入口部分的建筑物，包括洞门、洞口通风及排水设施、边、仰坡支挡构造物和引道等。

*洞口应修建洞门，并应尽量与隧道轴线正交。

隧道洞门有翼墙式、端墙式、柱式、环框式、遮光或遮阳式等不同形式。

公路隧道一般采用翼墙式。

*２）洞身*洞身是隧道工程的主要组成部分，按其所处地形、地质条件及施工方法的不同，分为隧道洞身、明洞洞身和棚洞洞身。

*（１）隧道洞身*根据路线设计标高与地形地质情况，当有足够厚的覆盖层时，设计成由暗挖的岩土空间经衬砌而成隧道洞身。

*根据地质条件的不同，隧道衬砌按功能分为承载衬砌、构造衬砌和装饰衬砌；按组成可分为整体式衬砌和复合式衬砌；就使用材料而言，有喷射混凝土、锚杆、钢筋网或铁丝网、模注混凝土、石料及混凝土预制块衬砌等。

*（２）明洞洞身*明洞是指采用明挖的方法施工的隧道。

第一章绪论一隧道分类0 隧道：以任何方式修建，最终使用于地表下面的条形建筑物，空洞内部净空断面在2m⒉以上者均为隧道。

1 按岩层分为：岩石隧道（软岩，硬岩）、土质隧道。

2 按隧道长度分为：特长隧3000；长隧道1000-3000; 中长隧道500-1000；短隧道500；3 按断面面积分为：特大断面隧道100大断面50-100中等断面10-50小断面3-10极小3 第二章隧道的勘察1 隧道勘察的方法，主要有：收集与研究既有资料、调查与测绘、勘探、实验与长期观察。

2 调查与测绘是工程地质勘察的主要方法3 勘探按岩石的物理性质可采用挖探、钻探、地球物理勘探。

挖探主要为：坑探和槽探。

4 工程地质调查主要有：直接观察和访问当地群众第三章隧道总体设计1 越岭隧道平面位置的选择：平面位置选择是指隧道穿越分水岭的不同高程及不同方向的垭口选择，着重考虑以下因素 :A 路线总方向上的垭口B 地质条件C 隧道长度D 两侧展线难易程度E 工程量大小以及路桥隧总体线形2 哑口位置选择应考虑：A 优先考虑在路线总方向上或其附近的低垭口，此时垭口在两侧具有良好展线的横坡时，一般越岭隧道最短。

B 虽远离路线总方向，但垭口两侧具有良好的展线条件，又不损失越岭高程的垭口。

C 隧道一般选在分水岭垭口两边河谷标高差不多，并且两边河谷平面位置接近处。

D 工程地质和水文地质条件良好的垭口。

3、越岭隧道高程的选择：考虑运营条件的改善和通航能力的提高，宜采用低高程方案，但必须进行地形、地质、施工、运营、经济技术等多种因素综合比较来确定最优隧道高程。

3不良地质条件主要：有滑坡，崩坍，松散堆积，泥石流，岩溶及含盐，含煤，地下水发育不良地质隧道的施工注意事项：1）施工前对工程地质和水文地质资料详细分析，深入调查，制定相应施工方案和措施，备注材料，组织设计，使工程优质、安全、高效。

2）特殊地质地段隧道施工，以先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进为指导原则。