地下與巖土工程實(shí)習(xí)報(bào)告-Vin.docx

地下與巖土工程實(shí)習(xí)報(bào)告土木1011 俞奇凡 10232053前言從事各種隧道和地下工程的規(guī)劃、勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)的應(yīng)用科學(xué)和工程技術(shù)。土木工程的分支。隧道及地下工程也指在巖體或土層中修建的通道和地下建筑物，包括鐵路、道路、運(yùn)河隧道，地下鐵道，水底隧道，工業(yè)和民用的市政、防空、采礦、儲(chǔ)存和生產(chǎn)等用途的地下工程，各種國(guó)防坑道，水利發(fā)電工程的地下發(fā)電廠和各種地下水工隧洞等。在帶隊(duì)老師的帶領(lǐng)下，我們于10月22號(hào)到地鐵十號(hào)線的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，領(lǐng)略隧道巖土工程的震人心魄的魅力，并學(xué)習(xí)隧道的一些基本知識(shí)。一 實(shí)習(xí)時(shí)間 2011年10月22日二 實(shí)習(xí)地點(diǎn) 北京市四號(hào)線及十號(hào)線施工現(xiàn)場(chǎng)三 實(shí)習(xí)目的 通過(guò)本次實(shí)習(xí)可以幫助我們對(duì)地下與巖土工程有一個(gè)感性的基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)，為將來(lái)的專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。四 背景資料地下工程，廣義上來(lái)講，是指建造在地下（巖體或土體中）的所有建筑物，但是一般把礦井和礦山巷道等地下構(gòu)筑物排除，單指建造在地下的工業(yè)、交通、民用和軍事建筑物；隧道，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，只是地下工程的一大類(lèi)，但因其在地下工程中占有絕對(duì)多的數(shù)量和特殊的重要性，往往將其與地下工程并列而稱(chēng)為隧道與地下工程。隧道與地下工程因其建造于地下，不同于地面結(jié)構(gòu)，由支護(hù)結(jié)構(gòu)以外的巖體或土體（稱(chēng)作圍巖）、支護(hù)結(jié)構(gòu)以及支護(hù)結(jié)構(gòu)（襯砌）所圍成的空間組成。由于地質(zhì)條件以及周?chē)ㄖh(huán)境的多樣性和復(fù)雜性，需要采用的施工方法和建造工藝也有多種，故隧道與地下工程的結(jié)構(gòu)形式和施工方法多樣。五 實(shí)習(xí)內(nèi)容10.22日，清早，在老師的帶領(lǐng)下，經(jīng)過(guò)一個(gè)小時(shí)的車(chē)程來(lái)到了四號(hào)線站點(diǎn)施工現(xiàn)場(chǎng)。 老師詳細(xì)的介紹了，講解了這方面的知識(shí)。一、隧道工程的沿革與發(fā)展（一）發(fā)展目標(biāo)：20世紀(jì)：高層建筑；21世紀(jì)：地下空間美國(guó)“未來(lái)學(xué)家”雜志社預(yù)測(cè)21世紀(jì)將有1/3的人口生活于地下。在我國(guó)，地下空間的開(kāi)發(fā)利用始于60 年代，主要是地鐵與人防工程，65年修建北京地鐵；70年代修建了大量的人防工程，經(jīng)改造利用，成了地下商業(yè)街、地下工廠、倉(cāng)庫(kù)和招待所，較好地發(fā)揮了經(jīng)濟(jì)效益。(二) 歷史發(fā)展國(guó)際上：（1）古代：公元前1802160年前后，在古巴比倫城幼發(fā)拉底河下修筑的人行隧道，是迄今已知的最早用于交通的隧道，為磚砌構(gòu)構(gòu)造物。（2）現(xiàn)代：現(xiàn)代隧道開(kāi)挖技術(shù)的產(chǎn)生是在火藥的發(fā)明和19世紀(jì)的產(chǎn)業(yè)革命后出現(xiàn)的，尤其是鐵路的出現(xiàn)對(duì)交通隧道起到了很大的推動(dòng)作用。（3）目前世界上最長(zhǎng)的交通隧道：山嶺鐵路隧道:日本的大清水隧；交通隧道:日本的青函隧道，英法海峽隧道；公路隧道:瑞士的圣哥達(dá)隧道。國(guó)內(nèi)：（1）古代：1、春秋時(shí)代左傳就有“隧而相見(jiàn)”的記載2、三國(guó)時(shí)期的“官度之戰(zhàn)”，曹操掘地道3、封建時(shí)期各個(gè)朝代的帝王墳?zāi)沽陮嬀拊诘叵拢?）近代：1、最早的隧道是：臺(tái)灣的獅球嶺隧道2、完全由中國(guó)人自行設(shè)計(jì)和修建的隧道是詹天佑負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的八達(dá)嶺隧道。 （3）現(xiàn)代：1、已建成的最長(zhǎng)鐵路隧道：秦嶺隧道；2已建成的最長(zhǎng)公路隧道：秦嶺終南山隧道。(三) 技術(shù)發(fā)展國(guó)際上隧道工程的長(zhǎng)度標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家發(fā)展的水平，如日本的三代清水隧道，穿越海拔2000m的谷川山脈；其他的有：日本南朝鮮擬建海底隧道；意大利連接西西里島的海底隧道正在建設(shè)之中，它們可望在本世紀(jì)實(shí)現(xiàn)。國(guó)內(nèi)（1）鐵路隧道的建造：至2000年底，我國(guó)運(yùn)營(yíng)鐵路隧道已有6880多座，總延長(zhǎng)為3700Km。（2）公路隧道的建造：改革開(kāi)放以后隨著高等級(jí)公路的修建，隧道才越來(lái)越長(zhǎng)。近十多年來(lái)，公路隧道的建造也取得了迅猛發(fā)展，每年幾乎都有十座以上的隧道建成 。目前我國(guó)已建成400余座公路隧道，總長(zhǎng)度已超過(guò)100km。（3）水底隧道的建造：近年來(lái)，跨海隧道開(kāi)始得到大力發(fā)展，目前在建的有廈門(mén)海底隧道，規(guī)劃中的有山東膠州灣海底隧道，上海崇明島海底隧道，瓊州海峽隧道，臺(tái)灣海峽隧道。4）在隧道設(shè)計(jì)與理論分析計(jì)算方面：襯砌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算采用了與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)配套的數(shù)值計(jì)算方法，如有限元、邊界元、離散元等。普遍采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，從而節(jié)省了大量勞力和時(shí)間。二、隧道工程的功能與特點(diǎn)（一）隧道工程的功能：1.克服高程障礙；2.裁彎取自；3.避開(kāi)不良地質(zhì)地段；4.避開(kāi)其他重要建筑或工程等。（二）隧道工程的特點(diǎn) 線路在穿越天然高程或平面障礙時(shí)修建地下通道，是克服障礙的有效方法。能夠分擔(dān)地面交通和人流的負(fù)荷，節(jié)約城市用地。承受爆炸荷載和地震荷載的能力比地面結(jié)構(gòu)強(qiáng)，許多國(guó)防、民防工程及抗震和各類(lèi)防護(hù)工程都可采用。地下建筑物內(nèi)部的氣溫和濕度比較穩(wěn)定，節(jié)能，可作為各類(lèi)貯庫(kù)和冷藏庫(kù)。造價(jià)昂貴，只有在論證它有充分的戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益時(shí)才宜興建。施工期限長(zhǎng)，施工作業(yè)面較窄，可容納的勞力和機(jī)械都受限制。但由于工業(yè)化施工和機(jī)械性能的提高，這種情況正在改善。穿越地層的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，遇到的意外情況比較多，工程的定位、設(shè)計(jì)和施工方法都必須隨時(shí)作相應(yīng)的調(diào)整，要求有關(guān)規(guī)劃、勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和使用管理部門(mén)密切配合。三、隧道工程的種類(lèi)（一）地下工程的分類(lèi)按照功能、存在的環(huán)境、建造方式、施工方法和修建的場(chǎng)所可將地下工程劃分為多種類(lèi)型。l按功能分類(lèi)工業(yè)地下工程：建造于地下的各種工業(yè)工程，包括各類(lèi)地下工廠、車(chē)間、電站等；交通地下工程：建造于地下的各類(lèi)交通工程，包括各種鐵路和公路隧道、水底交通隧道、城市地下鐵道、人行通道等； 民用地下工程：建造于地下的各種民用工程，包括地下商業(yè)街、地下商場(chǎng)、地下車(chē)庫(kù)、影劇院、展覽館、餐廳、體育館，以及一些其它公共建筑、人民防空工程等。 倉(cāng)儲(chǔ)地下工程：建造于地下的各種倉(cāng)儲(chǔ)工程，包括各種地下儲(chǔ)藏庫(kù)如油庫(kù)、液化氣庫(kù)、熱庫(kù)、冷庫(kù)、檔案庫(kù)、物質(zhì)庫(kù)、放射性廢物庫(kù)等； 公用和服務(wù)性地下工程：建造于地下的公用和服務(wù)性地下工程，包括地下自來(lái)水廠、污水處理站、給排水管道、熱力和電力管線、煤氣管道、通訊電纜管道等； 軍用地下工程：建造于地下的各種軍用工程，包括各種野戰(zhàn)工事、指揮所、人員和武器掩蔽所、軍火和物質(zhì)庫(kù)等。2按存在的環(huán)境分類(lèi)巖石中的地下工程：建造于巖體中的地下工程；土體中的地下工程：建造于土體中的地下工程。3按建造方式分類(lèi) 單建式地下工程：獨(dú)立建造在地下巖體或土體中，在地面以上沒(méi)有其它建筑物； 附建式地下工程：與地面建筑場(chǎng)一起修建的地下工程，主要指各種地面建筑的地下室部分。4按施工方法分類(lèi)明挖地下工程：明挖法施工的地下工程；蓋挖地下工程：蓋挖法施工的地下工程；暗挖地下工程：暗挖法施工的地下工程。5按修建的場(chǎng)所分類(lèi) 城市地下工程：在城市地面以下土層或巖體中修建的地下工程； 山區(qū)地下工程：在山區(qū)地面下修建的地下工程。（二）隧道工程的分類(lèi) 隧道的種類(lèi)繁多，按照存在的環(huán)境（所處的地質(zhì)條件），埋置的深度、修建的場(chǎng)所、長(zhǎng)度和用途將隧道劃分為多種類(lèi)型。1按存在的環(huán)境（所處的地質(zhì)條件）分類(lèi)土質(zhì)隧道：在土層中修建的隧道；石質(zhì)隧道：在巖體中修建的隧道。2按埋置的深度分類(lèi)淺埋隧道：埋置深度淺的隧道，一般指埋深（地面到隧道拱頂?shù)木嚯x）小于2倍坍落拱高度的隧道；深埋隧道：埋置深度大的隧道，一般指埋深（地面到隧道拱頂?shù)木嚯x）大于2倍坍落拱高度的隧道。3按修建的場(chǎng)所分類(lèi)山嶺隧道：在山體中修建的隧道；城市隧道：在城市地面以下土層或巖體中修建的隧道；水底隧道：為了跨越江河湖泊和海峽等修建的隧道。4按長(zhǎng)度分類(lèi)特長(zhǎng)隧道：全長(zhǎng)在10，000m以上的隧道； 長(zhǎng)隧道：全長(zhǎng) 3000m以上至 10，000m的隧道；中長(zhǎng)隧道：全長(zhǎng)500m以上至3000m的隧道；短隧道：全長(zhǎng) 500m及以下的隧道。5按用途分類(lèi)鐵路隧道：在鐵路線上修建的隧道； 公路隧道：在公路線上修建的隧道； 地下鐵道：為解決大城市交通擁擠問(wèn)題，在城市地下修建的快速、大運(yùn)量用電力牽引的軌道交通。航運(yùn)隧道：當(dāng)運(yùn)河需要跨越分水嶺時(shí)，為克服高程障礙、縮短航運(yùn)距離和改善航運(yùn)條件而修建的隧道； 人行地道：在城市鬧市區(qū)供行人從地下穿越地面道路而修建的隧道；水工隧道：它是水利樞紐的一個(gè)重要組成部分，包括： （l）引水隧道：水電站為將水引入發(fā)電機(jī)組而修建的隧道；（2）尾水隧道：為把發(fā)電機(jī)排出的廢水送出去而修建的隧道；（3）導(dǎo)流隧道或泄洪隧道：水利工程中，為疏導(dǎo)水流或補(bǔ)充溢洪道流 量超限后的泄洪作用而修建的隧道；（4）排沙隧道：為沖刷水庫(kù)中淤積的泥沙，把泥沙級(jí)帶送出水庫(kù)而修 建的隧道； 市政隧道：城市中為安置各種不同市政設(shè)施而修建的地下孔道。包括： （1）給水隧道：為容納城市自來(lái)水管道而修建的地下孔道； （2）污水隧道：為排除城市生產(chǎn)、生活污水而修建的地下孔道。（3）管路隧道：城市中為容納煤氣、暖氣、熱水等管道而修建的地 下孔道；（4）線路隧道：城市中為容納輸送電力的電線以及通訊的電線而修 建的地下孔道，也有將以上四種隧道合建成一個(gè)大隧道，稱(chēng)之為“共同溝”。五隧道的施工方法隧道開(kāi)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(kāi)挖斷面大小、位置分，有分部開(kāi)挖法和全斷面開(kāi)挖法。在石質(zhì)巖層中采用鉆爆法最為廣泛，采用掘進(jìn)機(jī)直接開(kāi)挖也逐漸推廣。在松軟地質(zhì)中采用盾構(gòu)法開(kāi)挖較多。因而隧道按施工方法又可分為:鉆爆法隧道;明挖法隧道;機(jī)械法隧道；掘進(jìn)機(jī)法和盾構(gòu)法;沉埋法隧道。 1鉆爆法在隧道巖面上鉆眼，并裝填炸藥爆破，用全斷面開(kāi)挖或分部開(kāi)挖等將隧道開(kāi)挖成型的施工方法。鉆爆法開(kāi)挖作業(yè)程序包括鉆孔、裝藥、爆破、通風(fēng)、支護(hù)、裝碴、運(yùn)輸?shù)裙ば颉?由鉆孔直到出碴完畢稱(chēng)為一個(gè)開(kāi)挖循環(huán)。其中最主要的工序?yàn)殂@孔及出碴，所用時(shí)間占全部作業(yè)時(shí)間比例較大。而鉆爆法開(kāi)挖采用的方法有全斷面開(kāi)挖法和分部開(kāi)挖法：全斷面開(kāi)挖法：一次開(kāi)挖成型的方法。 分部開(kāi)挖法：先用小斷面超前開(kāi)挖導(dǎo)坑,然后,將導(dǎo)坑擴(kuò)大到半斷面或全斷面的開(kāi)挖方法。全斷面開(kāi)挖法和分部開(kāi)挖法是鉆爆法開(kāi)挖常用的方法，但隧道施工很復(fù)雜，時(shí)常遇到各種困難情況，如大斷層、流沙、膨脹地層、溶洞、大量涌水等，尚需采取相應(yīng)措施。 2盾構(gòu)法采用盾構(gòu)作為施工機(jī)具的隧道施工方法。3掘進(jìn)機(jī)法在整個(gè)隧道斷面上，用連續(xù)掘進(jìn)的聯(lián)動(dòng)機(jī)施工的方法。 六、隧道結(jié)構(gòu)基本構(gòu)造及其建設(shè)隧道及地下工程一般分為勘測(cè)設(shè)計(jì)和施工兩大階段?？睖y(cè)設(shè)計(jì)。隧道位置的選擇一般應(yīng)服從路線走向。由于隧道工程數(shù)量、造價(jià)、工期控制等因素，隧道位置在選線方案中是經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較的重要組成部分。對(duì)不良地質(zhì)地段的隧道，特別是長(zhǎng)大復(fù)雜隧道線及全線或局部線路方案的成立與否，必須精心勘測(cè)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)隧道位置所處的地形 、地質(zhì)、水文等要素的測(cè)繪、勘測(cè)、測(cè)試及綜合評(píng)定，設(shè)計(jì)正洞和明洞的長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)，決定施工方法，設(shè)計(jì)輔助坑道、排水系統(tǒng)和附屬工程。施工。按設(shè)計(jì)圖紙實(shí)施隧道掘進(jìn)、襯砌和安裝作業(yè)的過(guò)程。施工方法分明挖法和暗挖法。前者多用于淺埋隧道和地下建筑。對(duì)于大多數(shù)隧道和地下工程，多用暗挖法施工，并按開(kāi)挖方法和所用機(jī)具分為礦山法、盾構(gòu)法和地下連續(xù)墻法 。 此外 ，修筑水底隧道時(shí) ，可用沉管法；穿越鐵路、道路、河流或建筑物時(shí)，可用頂管法；修建地下的池槽、廠房、倉(cāng)庫(kù)和地下井時(shí)，還可使用沉井法。（一）基本構(gòu)造：主體構(gòu)造物；洞身襯砌；洞門(mén)構(gòu)造物附屬構(gòu)造物：照明，通風(fēng)設(shè)施；排水，消防，通訊設(shè)施；（二）建設(shè)：1隧道勘測(cè)為確定隧道位置、施工方法和支護(hù)、襯砌類(lèi)型等技術(shù)方案，對(duì)隧道地處范圍內(nèi)的地形、地質(zhì)狀況，以及對(duì)地下水的分布和水量等水文情況要進(jìn)行勘測(cè)。2隧道設(shè)計(jì)包括隧道選線、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、輔助坑道設(shè)計(jì)等。 選線根據(jù)線路標(biāo)準(zhǔn)、地形、地質(zhì)等條件選定隧道位置和長(zhǎng)度。縱斷面設(shè)計(jì)沿隧道中線的縱向坡度要服從線路設(shè)計(jì)的限制坡度。 橫斷面設(shè)計(jì)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。輔助坑道設(shè)計(jì)輔助坑道有斜井、豎井、平行導(dǎo)坑及橫洞四種。斜井是在中線附近的山上有利地點(diǎn)開(kāi)鑿的斜向正洞的坑道；豎井是由山頂中線附近垂直開(kāi)挖的坑道，通向正洞；平行導(dǎo)坑是距隧道中線1725米開(kāi)挖的平行小坑道，以斜向通道與隧道連接，亦可作將來(lái)擴(kuò)建為第二線的導(dǎo)洞；橫洞是在傍山隧道靠河谷一側(cè)地形有利之處開(kāi)辟的小斷面坑道。 此外，隧道設(shè)計(jì)還包括洞門(mén)設(shè)計(jì)，以及開(kāi)挖方法和襯砌類(lèi)型的選擇等。 3隧道貫通控制測(cè)量4中線平面控制