1、 HYPERLINK 第一講：2學(xué)時(shí)0緒論論巖土工程程的工作作方法：勘察測試分析（計(jì)算）論證方案制定（設(shè)計(jì)）方案實(shí)施（施工）施工監(jiān)測0.11 概述地下工工程的含含義與基基本特征征地下工程程是一個(gè)個(gè)較為廣廣闊的范范疇。它它泛指修修建在地地面以下下巖層或或土層中中的各種種工程空空間與設(shè)設(shè)施，是是地層中中所建工工程的總總稱，通通常包括括礦山井井巷工程程、城市市地鐵隧隧道工程程、水工工隧洞工工程、交交通山嶺嶺隧道工工程、水水電地下下硐室工工程、地地下空間間工程、軍事國國防工程程、建筑筑基坑工工程等。它具有如如下特征征：處于一定厚度的巖（土）層的覆蓋下1）具有有良好的的防護(hù)性性能，可可免遭或或減輕包包括

2、核武武器在內(nèi)內(nèi)的空襲襲、炮轟轟、爆破破、火災(zāi)災(zāi)等人為為災(zāi)害，能較好好地抵御御地震、颶風(fēng)等等自然災(zāi)災(zāi)害；地層具有良好的熱穩(wěn)定性、密閉性2）對于于要求恒恒溫、恒恒濕、超超凈的生生產(chǎn)或生生活用建建筑非常常適宜，尤其對對低溫或或高溫狀狀態(tài)下儲(chǔ)儲(chǔ)存物資資效果更更為顯著著。2 地下下空間應(yīng)應(yīng)用歷史史地下工程程是隨著著社會(huì)的的進(jìn)步而而興起并并不斷發(fā)發(fā)展的。從16世世紀(jì)以后后，由于于炸藥的的發(fā)明和和應(yīng)用，以及鑿鑿巖機(jī)械械的出現(xiàn)現(xiàn)，大大大加速了了地下工工程的發(fā)發(fā)展。19世紀(jì)紀(jì)在美國國修建了了世界上上第一座座長約112kmm的鐵路路隧道；18633年倫敦敦建成第一條條城市地地下鐵道道；18711年穿越越阿爾卑卑斯

3、山，連接法法、意的的全長12.8kmm的公路路隧道開開通。3地下建建筑工程程建設(shè)發(fā)發(fā)展前景景鐵路、公路隧隧道建設(shè)設(shè)地下海海底隧道道城市地地鐵隧道道城市地地下市政政建設(shè)水利、水電地地下工程程國防建建設(shè)工程程油庫、核廢料料庫深部礦礦產(chǎn)資源源開采0.22 地下下建筑的類型及及特點(diǎn)1地下建建筑分類類隨著國民民經(jīng)濟(jì)的的發(fā)展，地下工工程的范范圍越來來越廣泛泛，其分分類也越越來越復(fù)復(fù)雜。按領(lǐng)域分分，有礦礦山、交交通、水水電、軍軍事、建建筑、市市政等；按用途分分，有交交通、采采掘、防防御、貯貯存、工工業(yè)、商商業(yè)、農(nóng)農(nóng)業(yè)、居居住、旅旅游、娛娛樂、物物流等；按空間位位置分，有水平平式、傾傾斜式和和垂直式式；按斷面

4、形形狀分，曲線型型斷面、半曲線線型斷面面和直線線型斷面面；h/bk 土層k=2.5 巖層k=12同時(shí)滿足h(22.5)h0h0為壓力拱計(jì)算高度按所處地地質(zhì)條件件分，巖巖體地下下洞石室室和土體體地下洞洞室；按埋藏深深度分，有深埋埋式和淺淺埋式。盡管分類類方法繁繁多，但但從施工工角度來來看，最最主要的的是所處處位置的的介質(zhì)、空間位位置和斷面形狀狀，因?yàn)闉樗鼈冎敝苯記Q定定著施工工方案與與方法、施工工工藝與設(shè)設(shè)備的選選擇。在巖石中中開鑿的的工程，圍巖比比較穩(wěn)定定，支護(hù)護(hù)比較容容易，開開挖較為為困難，需用爆爆破法或或巖石掘掘進(jìn)機(jī)法法破巖；在土中中則相反反，支護(hù)護(hù)困難破破巖易，可用人人工或機(jī)機(jī)器開挖挖（如

5、挖挖掘機(jī)、盾構(gòu)機(jī)機(jī)），必必要時(shí)還還要采取取特殊的的施工法法，如降降水、凍凍結(jié)、注注漿等；在水中中修建隧隧道則需需用沉管管法。在在立井（又叫豎豎井）、斜井、平洞中中施工，盡管支支護(hù)方式式類似，但所用用設(shè)備及及其設(shè)備備的布置置則有較較大差別別。在洞洞道式和和廳房式式分類中中，洞道道式是指指長度較較大、徑徑向尺寸寸相對較較小的地地下工程程；廳房房式又叫叫硐室式式（也有有的稱硐硐室），是指長長度相對對較短、徑向尺尺寸較大大的地下下工程。兩者在在支護(hù)上上有不同同的要求求，在開開挖方式式的選擇擇上有一一定差異異，如廳廳房式工工程無法法使用掘掘進(jìn)機(jī)施施工。這里需要要說明的的是，對對于洞道道式工程程，不同同的

6、行業(yè)業(yè)領(lǐng)域有有不同的的稱謂。公路及及鐵路部部門稱之之為隧道道，在礦礦山中稱稱為巷道道，水利利水電部部門稱之之為隧洞洞，而軍軍事部門門則稱之之為坑道道或地道道，在市市政工程程中又叫叫通道或或地道。隧道通通常是指指修筑在在地下或或山體內(nèi)內(nèi)部，兩兩端有出出入口，供車輛輛、行人人等直接接通行的的交通工工程。隧隧道由于于要通過過車輛，斷面一一般比較較大。巷巷道通常常是指為為采掘地地下礦物物而修建建的地下下空間結(jié)結(jié)構(gòu)體，包括各各種用途途的巷道道，有時(shí)時(shí)也泛指指硐室。礦山巷巷道一般般埋藏較較深，斷斷面較小小，主要要用以運(yùn)運(yùn)輸、行行人和通通風(fēng)。隧隧洞是水水力發(fā)電電工程、城市市市政方面面用于引引水、排排水、通通

7、風(fēng)等的的地下工工程，兩兩端有出出口，斷斷面一般般比較小小。通道道、地道道和坑道道的長度度和斷面面都相對對較小，有單出出口或多多出口，多用于于行人和和儲(chǔ)物。2地下建建筑工程程特點(diǎn)2.1工工程受力力特點(diǎn)不不同2.2工工程材料料特性不不確定（空間、時(shí)間上上的不確確定性）2.3工工程荷載載的不確確定性2.4破破壞模式式的不確確定性2.5地地下工程程設(shè)計(jì)施施工信息息的不充充分性與與模糊性性0.33 地下下建筑工工程建設(shè)設(shè)基本程程序及原原則地下建筑筑工程建建設(shè)，要要經(jīng)過可可行性研研究、設(shè)設(shè)計(jì)、施施工等階階段。其中設(shè)計(jì)計(jì)采用三三階段設(shè)設(shè)計(jì)，即即：初步設(shè)設(shè)計(jì)及總總概算；技術(shù)設(shè)設(shè)計(jì)及修修正總概概算；施工設(shè)設(shè)計(jì)及

8、施施工圖預(yù)預(yù)算。地下建筑筑工程應(yīng)應(yīng)遵循如如下基本本原則：要遵循循基本建建設(shè)程序序所謂建筑筑工程基基本建設(shè)設(shè)程序是是指基本本建設(shè)項(xiàng)項(xiàng)目從決決策、可可行性研研究、設(shè)設(shè)計(jì)、施施工到竣竣工驗(yàn)收收整個(gè)上上作過程程中的各各個(gè)階段段及其先先后次序序，科學(xué)學(xué)的基本本建設(shè)程程序是基基本建設(shè)過程及及其規(guī)律律性的反反映。要搞好好調(diào)查研研究，取取得必要要的資料料必要的資資料，特別是是工程地地質(zhì)、水文資資料和工程技技術(shù)經(jīng)濟(jì)濟(jì)論證報(bào)報(bào)告，是可行行性研究究和設(shè)計(jì)計(jì)、施工工的依據(jù)據(jù)，是保保證設(shè)計(jì)計(jì)和施工工質(zhì)量的的重要條條件。在在進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)和施施工之前前，應(yīng)根根據(jù)不同同設(shè)計(jì)階階段和施施工準(zhǔn)備備的任務(wù)務(wù)、目的的和要求求，針對對不

9、同用用途的地地下建筑筑工程的的特點(diǎn)，確定應(yīng)應(yīng)搜集資資料的內(nèi)內(nèi)容和范范圍，力力求做到到搜集資資料齊全全、準(zhǔn)確確，滿足足設(shè)計(jì)和施工工要求。要認(rèn)真真貫徹執(zhí)執(zhí)行國家家有關(guān)的的方針政政策設(shè)計(jì)的基基本任務(wù)務(wù)是要做做出能體體現(xiàn)同家家有關(guān)方方針、政政策，切切合實(shí)際際，安全全適用，技術(shù)先先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效效益好的的設(shè)計(jì)。因此，設(shè)計(jì)和和施工要要遵守國國家的法法律、法法規(guī)，認(rèn)認(rèn)真貫徹徹執(zhí)行國國家經(jīng)濟(jì)濟(jì)建設(shè)的的各項(xiàng)有有關(guān)方針針政策，如征用用土地必必須授中華人人民共和和國土地地法的的要求，少占良田，充分利利用荒地地；選用用材料和和施工時(shí)時(shí)必須滿滿足中中華人民民共和國國環(huán)境保保護(hù)法的要求求，保護(hù)護(hù)生態(tài)環(huán)環(huán)境，防止自自然環(huán)境境的

10、破壞壞和污染染。必須遵遵守有關(guān)關(guān)規(guī)范和和規(guī)程設(shè)計(jì)內(nèi)容容和深度度要滿足足有關(guān)規(guī)規(guī)定的要要求，內(nèi)內(nèi)容要簡簡明扼要要，突出出重點(diǎn)；圖件，附表要要清晰齊齊全。不論是哪哪一類地地下工程程，其設(shè)設(shè)計(jì)的基基本目標(biāo)標(biāo)均須充充分利用用圍巖的的自承能能力，在在施工過過程中盡盡量減少少對圍巖巖的破壞壞。對地地質(zhì)變化化較大的的工程，選用的的施工方方法要有有較大的的適應(yīng)性性，對方方案的技技術(shù)問題題，要通通過技術(shù)術(shù)和經(jīng)濟(jì)濟(jì)比較分分析，使使確定的的方案符符合國家家當(dāng)前技技術(shù)經(jīng)濟(jì)濟(jì)政策，要在技技術(shù)上可可靠和先先進(jìn)的基基礎(chǔ)上，能達(dá)到到最大的的經(jīng)濟(jì)效效果。0.44 地下下工程施施工技術(shù)術(shù)簡述地下工程程施工技技術(shù)是以以在地層層中構(gòu)

11、筑筑建筑物物為目的的，研究究解決地地下工程程修建中中的技術(shù)術(shù)方案和和措施，地下工工程在各各種地質(zhì)質(zhì)條件下下的施工工方法、手段、工藝和和工程實(shí)實(shí)施中的的技術(shù)、計(jì)劃、質(zhì)量量、經(jīng)濟(jì)濟(jì)和安全全管理措措施。地下工程程基本作作業(yè)主要要包括開開挖、支護(hù)和村砌三大大技術(shù)。地下建筑筑工程組組成地 下 建 筑 工 程洞室開挖挖工程洞室支護(hù)護(hù)工程洞內(nèi)建筑筑及防排排水工程程專業(yè)設(shè)備備安裝工工程洞口及配配套工程程地下工程程開挖方方法明 挖 法基坑敞口口開挖礦山法法（鉆爆爆法）暗 挖 法基坑支擋擋開挖掘進(jìn)機(jī)機(jī)（TMMB）法法地下連續(xù)續(xù)墻盾構(gòu)法法蓋挖法頂頂進(jìn)法沉管法支護(hù)技術(shù)術(shù)是為了了地下工工程開挖挖的安全全，一般般分為臨臨

12、時(shí)支護(hù)護(hù)和永久支支護(hù)兩類；形式上上有木支支撐、鋼鋼支撐，格柵支支撐、錨錨桿、噴噴混凝上上和它們們的組合合等。襯砌技術(shù)術(shù)有現(xiàn)澆混混凝土和和預(yù)制混混凝土兩兩類。地下工程程輔助作作業(yè)是配配合基本本作業(yè)必必需的環(huán)環(huán)節(jié)，包包括風(fēng)水水電的設(shè)設(shè)計(jì)、安安裝和供供給，施施工場地地的規(guī)劃劃和布置置，出渣運(yùn)運(yùn)輸?shù)挠?jì)計(jì)劃和設(shè)設(shè)備的配配置等。環(huán)境監(jiān)控控主要研研究解決決地下工工程施工工過程中中的安全全和對周圍圍環(huán)境的的影響，如開挖挖洞室的的位移過過大引起起圍巖塌塌方、支支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)位移過過大引起起結(jié)構(gòu)失失穩(wěn)或者者侵限、地面沉沉陷過大大對環(huán)境境的影響響、地下下水的控控制等；采用的的手段主主要是對對施工的的過程進(jìn)進(jìn)行量測測監(jiān)控

13、，發(fā)現(xiàn)異異常情況況，及時(shí)時(shí)采取加加固措施施(輔助施施工手段段)和更改改施工方方法。施工管理理是通過過有效的的管理來來保證工工程的質(zhì)質(zhì)量和工期，應(yīng)應(yīng)用科學(xué)學(xué)合理和和符合地地下工程程施工特特點(diǎn)的方方法，規(guī)規(guī)劃組織織施工設(shè)設(shè)計(jì)，對對各施工工中的各各環(huán)節(jié)進(jìn)進(jìn)行科學(xué)學(xué)的技術(shù)術(shù)、計(jì)劃、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)和安全的管管理，達(dá)達(dá)到高質(zhì)質(zhì)量，高效效益的目目的。0.55 地下下工程施施工技術(shù)術(shù)的發(fā)展展我國最長長的鐵路路隧道太行山山隧道太行山隧道是目前我國最長的山嶺隧道，為雙洞單線，穿過海拔為1311米的太行山山脈主峰越宵山，最大埋深445米，兩線間距35米，下行線全長27839米，上行線全長27848米，2007年底已經(jīng)全

14、線貫通。太行山隧道地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，極易發(fā)生坍塌和大變形。在建設(shè)過程中，建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工各個(gè)單位優(yōu)化施工組織，采用鉆爆法施工，全隧設(shè)進(jìn)口1個(gè)、斜井9個(gè)、出口1個(gè)共11處施工通道、24個(gè)工作面同時(shí)展開施工。同時(shí)，加大科技攻關(guān)力度，成立科技攻關(guān)組，幾次組織全國隧道專家圍繞8個(gè)重點(diǎn)課題進(jìn)行現(xiàn)場掛牌攻關(guān)，為我國特長大隧道建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。我國最長長的公路路隧道秦嶺終終南山隧隧道秦嶺終南山公路隧道單洞長18.02公里 雙洞共長36.04公里 15分鐘即可穿越，西安到柞水由3小時(shí)縮短為40分鐘。2007年1月20日通車。至20005年年底底，我國大大陸上已已建成的的鐵路隧隧道有75388座，總延長43144公里；公路隧道19770余座，總長度度近10000公里。鐵路隧隧道和公公路隧道道分別約約以每年年300公里和150公里的的建設(shè)速速度。在不良地地質(zhì)條件件下修建建隧道方方面，已已經(jīng)積累累豐富的的工程經(jīng)經(jīng)驗(yàn)和科科技成果果，取得得了主動(dòng)動(dòng)權(quán)。地下工程程開挖技技術(shù)方面面，在城城市明挖挖地下工工程修建建中，形形成了適適應(yīng)各種種條件下下的基坑坑敞口開開挖、支支擋開挖挖、地下下連續(xù)墻墻、