本書主要內(nèi)容包括:緒論、隧道工程的勘測設計、隧道主體及附屬建筑結(jié)構(gòu)、隧道圍巖分級及圍巖壓力、隧道支護結(jié)構(gòu)計算、隧道施工方法、隧道設計中的有限元法、隧道施工組織設計、隧道運營管理與養(yǎng)護及典型隧道工程簡介。為課程設計、畢業(yè)設計和工程設計需要,附錄補充了隧道洞門、初期支護和二次襯砌的驗算實例。本書可作為高等院校土木工程專業(yè)及相關專業(yè)隧道工程課程的教材,也可供從事隧道及地下工程設計和施工的專業(yè)技術(shù)人員及科研人員參考。
《隧道工程》2008年初版,至今重印多次。目前,隧道工程的設計理論、施工方法、施工工藝及相關研究等有很大發(fā)展,相關規(guī)范也已做了修正。為了使教材內(nèi)容反映學科的最新成果,更好地滿足教學需要,編寫人員認真聽取了部分老師和學生對本書的反饋意見,針對本書存在的不足,參照最新規(guī)范、技術(shù)規(guī)程、細則以及相關文獻資料,進行了重新編寫和修訂。
本次修訂工作不僅限于用新規(guī)范代替舊規(guī)范,還力圖按教材應有的要求和工程實際要求修改,更加突出課程的基本要求和應用型人才培養(yǎng)的要求?紤]到鐵路建設發(fā)展的快速,特別是高速鐵路的飛速發(fā)展,在第1版以公路隧道為主的基礎上,補充了高速鐵路隧道的相關知識。第2版主要對以下內(nèi)容進行了重新編寫和修訂:增加了我國新建成的特長隧道的介紹,補充了高速鐵路隧道的發(fā)展概況;修正公路隧道建筑限界;補充了高速鐵路隧道洞門形式、底部結(jié)構(gòu)及附屬建筑設施,修改了通風照明的大部分內(nèi)容;補充了隧道支護體系的形成過程及計算模式,增加了初期支護的剪切滑移法驗算、洞門的驗算;補充了隧道施工方法及其選擇因素。為了滿足課程設計、畢業(yè)設計以及工程設計科研的需要,附錄補充了隧道洞門、初期支護和二次襯砌的設計驗算實例。
第2版在內(nèi)容安排上遵循了第1版的基本框架結(jié)構(gòu),全書仍為10章:第1章由湖南科技大學陳秋南、安永林、李松重新編寫和修訂,第2章由湖南科技大學陳秋南、李松重新編寫和修訂,第3章由長沙理工大學徐澤沛和湖南科技大學安永林重新編寫和修訂,第4章由陳秋南、李松和貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院周訓華重新編寫和修訂,第5章由貴州大學包太和湖南科技大學安永林重新編寫和修訂,第6章由安永林和長沙理工大學徐澤沛重新編寫和修訂,第7章由貴州大學胡興重新編寫和修訂,第8章由陳秋南、李松重新編寫和修訂,第9章由貴州大學王小敏重新編寫和修訂,第10章由徐澤沛重新編寫和修訂,附錄中隧道洞門、初期支護和二次襯砌的設計驗算實例由安永林補充,湖南科技大學黃勝平等參與了部分章節(jié)的編寫和修訂,全書由湖南科技大學陳秋南和安永林統(tǒng)稿。
本書在重新編寫和修訂過程中,參考了部分國內(nèi)外已有專著、文章、規(guī)范、細則等的成果,部分圖片來源于網(wǎng)絡和隧道科研現(xiàn)場,在此向作者及相關人士表示感謝;部分學校的老師對本書的修改提出了寶貴的意見,在此也一并表示感謝。
限于編者水平,修訂過程中的疏漏之處在所難免,敬請各位同仁、專家以及讀者提出寶貴的意見和建議,以便本書在下一次修訂時完善。
編者
本書是根據(jù)教育部土木工程專業(yè)的課程設置指導意見及JTGD70—2004《公路隧道設計規(guī)范》、JTGD20—2006《公路路線設計規(guī)范》,并結(jié)合編寫人員多年的教學和實踐經(jīng)驗編寫而成,是普通高等院校土木工程專業(yè)的專業(yè)課教材。本書系統(tǒng)地介紹了隧道勘測選址、線路和縱橫斷面設計、隧道主體及附屬建筑結(jié)構(gòu)的形式、隧道圍巖分級、襯砌結(jié)構(gòu)的種類和計算方法、隧道的施工方法等基礎知識和基本理論。
在本書編寫過程中,除強調(diào)反映本學科的傳統(tǒng)知識外,力求反映國內(nèi)外隧道工程設計理論和方法的發(fā)展水平,如對隧道施工的數(shù)值分析方法、新奧法和典型隧道的設計和施工工藝等做了簡單的介紹,同時力求做到編寫內(nèi)容比較全面,既能滿足普通高等院校的教學要求,又能供從事隧道及地下工程設計和施工的專業(yè)技術(shù)人員及科研人員自學和參考。
本書由湖南科技大學陳秋南任主編,貴州大學包太、長沙理工大學徐澤沛任副主編。編寫分工:湖南科技大學陳秋南編寫第1、2、8章;貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院周訓華編寫第4章;貴州大學包太編寫第5章;長沙理工大學徐澤沛編寫第3、6、10章;貴州大學胡興編寫第7章;貴州大學王小敏編寫第9章;湖南科技大學黃勝平、周國華等參與了部分章節(jié)的編寫和校稿。
本書由陳秋南統(tǒng)稿,重慶大學博士生導師張永興教授審閱了本書,提出了許多寶貴的意見和建議,在此謹表謝意。
本書在編寫過程中得到了重慶大學靳小光博士后、王桂林博士以及其他許多兄弟院校、科研院所的老師以及公路、鐵路設計和施工單位的關心與支持,提出了許多寶貴意見,同時也參考了國內(nèi)外許多前輩和同行的著作,在此表示誠摯的謝意。
由于編者水平有限,書中難免有不足和錯誤之處,敬請讀者批評指正。
編者
第2版前言
第1版前言
第1章 緒論1
1.1 隧道工程的基本概念1
1.2 隧道的分類及其作用1
1.3 隧道工程的發(fā)展趨勢7
1.4 我國高速鐵路隧道發(fā)展概況8
思考題9
第2章 隧道工程的勘測設計10
2.1 隧道的工程調(diào)查10
2.2 隧道位置選擇15
2.3 隧道線路設計21
2.4 隧道橫斷面設計25
2.5 隧道勘測設計文件的內(nèi)容和組成31
思考題33
第3章 隧道主體及附屬建筑結(jié)構(gòu)34
3.1 隧道襯砌材料與構(gòu)造34
3.2 隧道洞身襯砌結(jié)構(gòu)36
3.3 隧道洞門結(jié)構(gòu)39
3.4 隧道明洞結(jié)構(gòu)42
3.5 隧道附屬建筑設施45
3.6 隧道防排水設施65
3.7 高速鐵路隧道底部結(jié)構(gòu)及附屬建筑設施71
思考題73
第4章 隧道圍巖分級及圍巖壓力74
4.1 巖石的地質(zhì)特征74
4.2 巖石的物理、力學性質(zhì)77
Ⅵ
4.3 隧道圍巖分級85
4.4 圍巖壓力計算92
思考題98
第5章 隧道支護結(jié)構(gòu)計算99
5.1 隧道支護體系的形成過程及計算模式99
5.2 隧道施工過程的力學特性101
5.3 隧道襯砌受力計算107
5.4 半襯砌結(jié)構(gòu)計算111
5.5 直墻式襯砌結(jié)構(gòu)計算116
5.6 曲墻式襯砌結(jié)構(gòu)計算121
5.7 初期支護的剪切滑移法驗算126
5.8 襯砌截面強度驗算130
5.9 隧道洞門驗算131
思考題136
第6章 隧道施工方法137
6.1 隧道施工特點及施工方法137
6.2 傳統(tǒng)礦山法140
6.3 新奧法142
6.4 新奧法的施工技術(shù)148
6.5 洞口段及明洞施工方法156
6.6 輔助施工方法158
6.7 特殊地質(zhì)地段的施工方法162
6.8 鉆爆開挖和裝渣運輸173
6.9 隧道支護施工181
6.10 隧道掘進機施工186
6.11 隧道施工現(xiàn)場監(jiān)控量測191
思考題202
第7章 隧道工程設計中的有限元方法203
7.1 概述203
7.2 有限元法基礎205
7.3 隧道圍巖彈塑性有限元分析210
7.4 工程實例分析215
思考題220
第8章 隧道施工組織設計221
8.1 隧道施工組織設計的準備工作221
8.2 隧道施工組織設計222
8.3 隧道施工進度計劃225
8.4 隧道施工組織設計文件組成231
思考題231
第9章 隧道運營管理與養(yǎng)護232
9.1 隧道運營管理與養(yǎng)護的意義232
9.2 隧道養(yǎng)護的一般規(guī)定235
9.3 公路隧道運營階段交通監(jiān)控與管理245
思考題247
第10章 典型隧道工程簡介248
10.1 概述248
10.2 連拱隧道249
10.3 小凈距隧道253
10.4 長大隧道257
思考題264
附錄265
附錄1 隧道洞門設計驗算實例265
附錄2 隧道初期支護設計驗算實例269
附錄3 隧道二次襯砌設計驗算實例271
參考文獻278