本書按照最新的鐵路及公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范及施工規(guī)范要求編寫,內(nèi)容編排上考慮了職業(yè)教育情境式教學(xué)的要求,共編排14個(gè)學(xué)習(xí)情境,重點(diǎn)講述了隧道構(gòu)造及圍巖分級、隧道施工方法、隧道施工組織及隧道監(jiān)控量測技術(shù),力求使學(xué)生全面掌握隧道施工的相關(guān)知識,并在未來的工作崗位中能合理運(yùn)用和拓展創(chuàng)新。為便于自學(xué),每個(gè)部分均對學(xué)習(xí)情境進(jìn)行了描述,明確了學(xué)生需要達(dá)到的知識和能力目標(biāo),并通過案例引入的方法加深學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解。
本書配套有豐富的線上學(xué)習(xí)資源,包括工程案例、視頻、專業(yè)文獻(xiàn)及規(guī)范等,并開發(fā)了在線開放課程《隧道工程施工》供讀者網(wǎng)上學(xué)習(xí)。
本書可作為高職高專城市軌道交通工程技術(shù)、道路與鐵道工程技術(shù)等專業(yè)的教材,也可供相關(guān)建筑工人及技術(shù)人員參考。
學(xué)習(xí)情境1 隧道工程認(rèn)知1
1.1 隧道工程概念及分類 1
1.1.1 隧道工程與地下工程的關(guān)系 1
1.1.2 隧道及隧道工程概念 3
1.1.3 隧道工程特點(diǎn) 3
1.1.4 隧道分類 4
1.2 隧道工程發(fā)展及前景 5
1.2.1 隧道工程發(fā)展及現(xiàn)狀 5
1.2.2 隧道發(fā)展前景 6
思考題 9
學(xué)習(xí)情境2 隧道工程地質(zhì)環(huán)境及圍巖分級10
2.1 隧道工程地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與勘測內(nèi)容及要求 10
2.1.1 隧道工程地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與勘測內(nèi)容 10
2.1.2 初測、定測階段勘測要求 12
2.2 地質(zhì)超前預(yù)報(bào) 13
2.2.1 地質(zhì)超前預(yù)報(bào)內(nèi)容 13
2.2.2 地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法 13
2.2.3 地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法的應(yīng)用原則 16
2.3 隧道工程地質(zhì)環(huán)境 16
2.3.1 地層特性 16
2.3.2 地應(yīng)力狀態(tài) 20
2.3.3 地應(yīng)力的測量方法 26
2.4 隧道圍巖穩(wěn)定性及圍巖分級 34
2.4.1 隧道圍巖穩(wěn)定性及影響因素 34
2.4.2 圍巖分級 36
思考題 44
學(xué)習(xí)情境3 隧道構(gòu)造認(rèn)知45
3.1 洞門類型及構(gòu)造認(rèn)知 45
3.1.1 隧道洞門概念及作用 45
3.1.2 隧道洞門形式 46
3.1.3 隧道洞門構(gòu)造設(shè)計(jì)及施工要求 48
3.2 明洞類型及構(gòu)造認(rèn)知 49
3.2.1 明洞概念及適用條件 49
3.2.2 明洞類型 49
3.2.3 明洞構(gòu)造要求 52
3.3 洞身初期支護(hù)構(gòu)造認(rèn)知 53
3.3.1 初期支護(hù)的基本概念及特點(diǎn) 53
3.3.2 錨桿認(rèn)知 53
3.3.3 鋼架認(rèn)知 57
3.3.4 鋼筋網(wǎng)認(rèn)知 59
3.3.5 噴射混凝土認(rèn)知 60
3.3.6 聯(lián)合支護(hù)的構(gòu)造要求 62
3.4 洞身二次襯砌構(gòu)造認(rèn)知 62
3.4.1 二次襯砌與初期支護(hù)的關(guān)系 62
3.4.2 二次襯砌構(gòu)造 63
3.5 隧道防排水設(shè)施認(rèn)知 64
3.5.1 隧道防排水概念 64
3.5.2 隧道“防水”體系 65
3.5.3 隧道“排水”體系 69
3.5.4 隧道“截水”體系 73
3.5.5 隧道“堵水”體系 74
3.6 隧道超前預(yù)支護(hù)類型及構(gòu)造認(rèn)知 74
3.6.1 超前錨桿概念及構(gòu)造 74
3.6.2 超前小導(dǎo)管概念及構(gòu)造 75
3.6.3 管棚概念及構(gòu)造 76
思考題 79
學(xué)習(xí)情境4 隧道洞口施工80
4.1 洞口截排水工程施工 81
4.2 邊仰坡開挖及防護(hù) 81
4.3 套拱施工 82
4.4 施作超前管棚 85
思考題 87
學(xué)習(xí)情境5 隧道明洞施工88
5.1 明洞土石方開挖及坡面防護(hù) 89
5.2 明洞襯砌施工 89
5.3 明洞回填 90
思考題 91
學(xué)習(xí)情境6 選擇隧道掘進(jìn)方法92
6.1 隧道掘進(jìn)方法及選擇 92
6.1.1 隧道掘進(jìn)方法概念及類型 92
6.1.2 隧道掘進(jìn)方法選擇 95
6.2 隧道施工方法及選擇 97
6.2.1 傳統(tǒng)礦山法 97
6.2.2 新奧法 100
6.2.3 隧道施工方法的選擇 107
思考題 108
學(xué)習(xí)情境7 隧道鉆爆法設(shè)計(jì)及施工109
7.1 炸藥化學(xué)變化及爆破破巖作用機(jī)理 110
7.1.1 炸藥化學(xué)變化 110
7.1.2 爆破破巖作用機(jī)理 110
7.2 選擇爆破器材 112
7.2.1 炸藥性能指標(biāo) 112
7.2.2 隧道工程中常見的炸藥類型 113
7.2.3 裝藥結(jié)構(gòu)形式 115
7.3 選擇起爆器材及起爆方法 116
7.3.1 常見起爆方法及起爆器材 117
7.3.2 起爆方法選擇原則 121
7.3.3 起爆網(wǎng)絡(luò)選擇及布置 121
7.4 布置炮眼 125
7.4.1 炮眼種類及作用 125
7.4.2 選擇掏槽形式 127
7.4.3 炮眼的布置原則和方法 130
7.4.4 炮眼布置的幾種常見方式 130
7.5 隧道爆破參數(shù)設(shè)計(jì) 131
7.5.1 炮眼直徑設(shè)計(jì) 131
7.5.2 炮眼數(shù)量設(shè)計(jì) 131
7.5.3 炮眼深度設(shè)計(jì) 133
7.5.4 裝藥量設(shè)計(jì) 133
7.6 周邊眼控制爆破設(shè)計(jì) 133
7.6.1 控制爆破方式及異同點(diǎn) 133
7.6.2 光面爆破參數(shù)設(shè)計(jì)及技術(shù)措施 134
7.6.3 預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計(jì) 135
7.7 常見鑿巖機(jī)具及選型 136
7.7.1 鑿巖機(jī)及選型 136
7.7.2 空壓機(jī)選型及設(shè)計(jì) 137
7.8 鉆爆施工 139
7.8.1 鉆爆施工過程 139
7.8.2 盲炮的預(yù)防與處理 141
思考題 143
學(xué)習(xí)情境8 裝碴及運(yùn)輸144
8.1 選擇裝碴運(yùn)輸作業(yè)形式 144
8.2 選擇裝碴運(yùn)輸機(jī)具 145
8.3 計(jì)算裝碴量及裝碴效率 148
8.4 軌道布置及運(yùn)輸組織 148
思考題 150
學(xué)習(xí)情境9 施作初期支護(hù)151
9.1 架設(shè)鋼架 151
9.2 掛鋼筋網(wǎng) 153
9.3 施作錨桿 154
9.4 噴射混凝土 157
9.4.1 噴射混凝土類型 157
9.4.2 濕噴工藝 157
9.4.3 干噴工藝 160
思考題 162
學(xué)習(xí)情境10 隧道防排水施工163
10.1 施工準(zhǔn)備 164
10.2 排水盲管施工 165
10.2.1 環(huán)向排水半管施工 166
10.2.2 縱向排水管施工 166
10.2.3 橫向排水管施工 166
10.2.4 排水管安裝質(zhì)量檢查 167
10.3 防水板施工 167
10.3.1 鋪設(shè)前的準(zhǔn)備 167
10.3.2 臺(tái)車就位 168
10.3.3 鋪設(shè)土工布 168
10.3.4 鋪設(shè)防水板 169
10.3.5 固定防水板 169
10.3.6 防水板焊接 169
10.3.7 施工注意事項(xiàng) 170
10.3.8 質(zhì)量檢查 170
10.4 施工縫、變形縫防水施工 171
10.4.1 外貼式止水帶施工 171
10.4.2 中埋式止水帶施工 171
10.4.3 止水帶施工控制要點(diǎn) 172
10.4.4 止水帶施工控制 172
10.4.5 遇水膨脹橡膠止水條施工 173
思考題 173
學(xué)習(xí)情境11 施作二次襯砌174
11.1 施工要求及注意事項(xiàng) 175
11.2 選擇模板類型 176
11.2.1 常見二次襯砌模板類型 176
11.2.2 整體移動(dòng)式模板臺(tái)車的施工工藝 177
11.3 鋼筋工程施工 178
11.3.1 襯砌鋼筋定位及安裝 178
11.3.2 襯砌鋼筋連接 178
11.3.3 襯砌鋼筋施工要求 179
11.3.4 襯砌鋼筋質(zhì)量檢查及驗(yàn)收 179
11.4 混凝土工程施工 180
11.5 施作仰拱 181
11.5.1 仰拱的作用及施工要求 181
11.5.2 仰拱施工工藝及質(zhì)量控制 182
11.6 施作拱墻 184
11.6.1 拱墻施工工藝 184
11.6.2 混凝土缺陷處理 185
11.6.3 質(zhì)量檢查方法 185
11.6.4 二次襯砌背后脫空防治 187
思考題 188
學(xué)習(xí)情境12 隧道施工通風(fēng)189
12.1 隧道通風(fēng)必要性認(rèn)識 189
12.1.1 隧道施工通風(fēng)的作用 189
12.1.2 隧道施工作業(yè)有害物質(zhì) 190
12.1.3 隧道施工環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 191
12.2 隧道通風(fēng)主要方式及選擇 191
12.2.1 風(fēng)管通風(fēng) 192
12.2.2 巷道通風(fēng) 193
12.2.3 通風(fēng)方式的選擇 193
12.3 隧道通風(fēng)設(shè)備 194
12.3.1 風(fēng)機(jī)類型及選擇 194
12.3.2 風(fēng)管類型及選擇 194
12.3.3 風(fēng)機(jī)及風(fēng)管布置 195
12.4 隧道施工通風(fēng)計(jì)算 195
12.4.1 風(fēng)量計(jì)算 195
12.4.2 風(fēng)壓計(jì)算 198
12.5 隧道通風(fēng)管理 198
12.5.1 通風(fēng)管理項(xiàng)目 198
12.5.2 通風(fēng)應(yīng)急處理 198
思考題 199
學(xué)習(xí)情境13 隧道施工監(jiān)控量測200
13.1 監(jiān)控量測目的及意義 200
13.1.1 監(jiān)控量測概念 200
13.1.2 監(jiān)控量測的必要性 201
13.1.3 隧道監(jiān)控量測的目的 201
13.2 隧道施工監(jiān)控量測總體要求及方案制訂 202
13.2.1 隧道施工監(jiān)控量測總體要求 202
13.2.2 隧道施工監(jiān)控量測方案制訂 202
13.3 隧道施工監(jiān)控量測項(xiàng)目及方法 203
13.3.1 隧道施工監(jiān)控量測項(xiàng)目 203
13.3.2 隧道施工監(jiān)控量測內(nèi)容和方法 204
13.4 隧道施工量測數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用 209
13.4.1 隧道施工監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理 209
13.4.2 隧道施工監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的應(yīng)用 210
思考題 212
學(xué)習(xí)情境14 隧道輔助坑道施工213
14.1 隧道輔助坑道設(shè)置的意義及要求 213
14.2 隧道輔助坑道類型及特點(diǎn) 214
14.2.1 橫洞 214
14.2.2 平行導(dǎo)坑 215
14.2.3 斜井 216
14.2.4 豎井 216
14.3 隧道輔助坑道施工 217
14.3.1 橫洞施工 217
14.3.2 平行導(dǎo)坑施工 218
14.3.3 斜井施工 218
14.3.4 豎井施工 219
思考題 220
參考文獻(xiàn) 221
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