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1、公路隧道工程公路隧道工程第一章 绪论一、隧道的基本概念及工程概述一、隧道的基本概念及工程概述为达到各种不同的使用目的，在山体内或地面下修建的建筑物，统称之为“地下工程”。在地下工程的广泛范围中，用以保持地下空间作为运输孔道的，称之为“隧道”。京珠高速公路洋碰隧道徽杭高速公路三阳隧道北碚隧道二、隧道的种类及其作用二、隧道的种类及其作用（一）交通隧道交通线上的隧道（交通隧道）是隧道中为数最多的一种。它的作用是提供交通运输和人行的通道，以满足交通线路畅通的要求，一般包括有以下几种：铁路隧道、公路隧道、水底隧道、地下铁道、航运隧道和人行地道。（二）水工隧道水工隧道是水利工程和水力发电枢纽的一个重要组成
2、部分。水工隧道包括以下几种：饮水隧道、排水隧道、导流隧道或泄洪隧道，排沙隧道。（三）市政隧道城市中，为安置各种不同市政设施的地下孔道。市政隧道有：给水隧道、污水隧道、管路隧道、线路隧道、人防隧道。（四）矿山隧道在矿山开采中，常设一些为采矿服务的隧道，从山体以外通向矿床，并将开采到的矿石运输出来。其中有：运输巷道、给水隧道、通风隧道。公路隧道公路隧道1.1.公路隧道按其长度可分为四类，如表所示。公路隧道按其长度可分为四类，如表所示。表表1.0.1 1.0.1 公路隧道长度分类公路隧道长度分类 注：隧道长度系指两端洞门墙墙面与路面的交线同路线中线交点间的距离。注：隧道长度系指两端洞门墙墙面与路面的
3、交线同路线中线交点间的距离。近近近近1515年来，我国公路隧道发生了很大变化。一方面，建设年来，我国公路隧道发生了很大变化。一方面，建设年来，我国公路隧道发生了很大变化。一方面，建设年来，我国公路隧道发生了很大变化。一方面，建设规模增大，到规模增大，到规模增大，到规模增大，到20022002年底，建成隧道年底，建成隧道年底，建成隧道年底，建成隧道19721972座，总里程座，总里程座，总里程座，总里程835km835km，从，从，从，从9797年至今，公路隧道每年增长年至今，公路隧道每年增长年至今，公路隧道每年增长年至今，公路隧道每年增长100100余公里，隧道长度由过去的余公里，隧道长度由过
4、去的余公里，隧道长度由过去的余公里，隧道长度由过去的3 3公里特长隧道发展到现在的公里特长隧道发展到现在的公里特长隧道发展到现在的公里特长隧道发展到现在的7 7、8 8公里甚至公里甚至公里甚至公里甚至1818公里的超特长隧道，公里的超特长隧道，公里的超特长隧道，公里的超特长隧道，同时，公路隧道断面也呈现多样化（图同时，公路隧道断面也呈现多样化（图同时，公路隧道断面也呈现多样化（图同时，公路隧道断面也呈现多样化（图1 1）；）；）；）；二车道二车道 A=65m2 高宽比高宽比=0.67 三车道三车道 A=96m2 高宽比高宽比=0.54 四车道四车道 A=136m2 高宽比高宽比=0.48图图1
5、 公路隧道公路隧道 标准断面标准断面全国已建成公路隧道全国已建成公路隧道年份年份数量（座）数量（座）总长（米）总长（米）1997年年9572709391998年年10963400801999年年12174067472000年年16846277252001年年17827045802002年年1972835144长长3000m以上的公路隧道以上的公路隧道另一方面，建设技术显著提高，另一方面，建设技术显著提高，另一方面，建设技术显著提高，另一方面，建设技术显著提高，依托于青海大坂山隧道的高海拔隧道防冻防水技术，依托于青海大坂山隧道的高海拔隧道防冻防水技术，依托于青海大坂山隧道的高海拔隧道防冻防水技术
6、，依托于青海大坂山隧道的高海拔隧道防冻防水技术，依托于川藏公路二郎山隧道的高地应力处治技术，依托于川藏公路二郎山隧道的高地应力处治技术，依托于川藏公路二郎山隧道的高地应力处治技术，依托于川藏公路二郎山隧道的高地应力处治技术，依托于重庆真武山隧道、深圳大梅沙隧道的大跨度扁平隧道依托于重庆真武山隧道、深圳大梅沙隧道的大跨度扁平隧道依托于重庆真武山隧道、深圳大梅沙隧道的大跨度扁平隧道依托于重庆真武山隧道、深圳大梅沙隧道的大跨度扁平隧道设计施工技术，设计施工技术，设计施工技术，设计施工技术，依托于福建京福高速公路隧道群的连拱隧道、小净距隧道设依托于福建京福高速公路隧道群的连拱隧道、小净距隧道设依托于福
7、建京福高速公路隧道群的连拱隧道、小净距隧道设依托于福建京福高速公路隧道群的连拱隧道、小净距隧道设计施工技术，计施工技术，计施工技术，计施工技术，依托于浙江大溪岭隧道、猫狸岭隧道、景山隧道的竖井送排依托于浙江大溪岭隧道、猫狸岭隧道、景山隧道的竖井送排依托于浙江大溪岭隧道、猫狸岭隧道、景山隧道的竖井送排依托于浙江大溪岭隧道、猫狸岭隧道、景山隧道的竖井送排式纵向组合通风技术、逆光照明技术、总线监控技术等，式纵向组合通风技术、逆光照明技术、总线监控技术等，式纵向组合通风技术、逆光照明技术、总线监控技术等，式纵向组合通风技术、逆光照明技术、总线监控技术等，围岩监测非确定性反分析技术，公路隧道防灾技术，围
8、岩监测非确定性反分析技术，公路隧道防灾技术，围岩监测非确定性反分析技术，公路隧道防灾技术，围岩监测非确定性反分析技术，公路隧道防灾技术，这些研究成果强有力地支撑了公路隧道建设。这些研究成果强有力地支撑了公路隧道建设。这些研究成果强有力地支撑了公路隧道建设。这些研究成果强有力地支撑了公路隧道建设。新奥法新奥法l新奥法新奥法 NATM(New Austrian Tunneling Method)NATM(New Austrian Tunneling Method)新奥法是应用岩体力学的理论，以维护和利新奥法是应用岩体力学的理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝用围岩的自承能力为
9、基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时地进行支护，控制围岩土为主要支护手段，及时地进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道和并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。地下工程设计施工的方法和原则。由由由由于于于于岩岩岩岩土土土土材材材材料料料料物物物物理理理理特特特特性性性性和和和和力力力力学学学学特特特特性性性性非非非非常常常常复复复复杂杂杂杂，要要要要想想想想用用用用解解解解析析析析手手手手段段段段预预预预测测测测隧隧隧隧道道道道等等等等地地地地下
10、下下下结结结结构构构构物物物物的的的的力力力力学学学学动动动动态态态态，就就就就必必必必须须须须建建建建立立立立精精精精度度度度很很很很高高高高的的的的本本本本构构构构关关关关系系系系式式式式。然然然然而而而而，本本本本构构构构关关关关系系系系式式式式越越越越复复复复杂杂杂杂，所所所所含含含含的的的的力力力力学学学学参参参参数数数数越越越越多多多多，这这这这些些些些参参参参数数数数不不不不管管管管是是是是采采采采用用用用室室室室内内内内试试试试验验验验还还还还是是是是现现现现场场场场测测测测试试试试都都都都是是是是非非非非常常常常困困困困难难难难的的的的。由由由由于于于于岩岩岩岩土土土土的的的
11、的非非非非连连连连续续续续介介介介质质质质特特特特性性性性，即即即即使使使使通通通通过过过过一一一一些些些些较较较较先先先先进进进进的的的的手手手手段段段段能能能能测测测测得得得得这这这这些些些些参参参参数数数数，其其其其解解解解析析析析结结结结果果果果与与与与实实实实际际际际状状状状态态态态往往往往往往往往也也也也有有有有较较较较大大大大差差差差异异异异。显显显显然然然然，将将将将通通通通常常常常的的的的结构分析方法应用于地下岩土结构工程是不宜的。结构分析方法应用于地下岩土结构工程是不宜的。结构分析方法应用于地下岩土结构工程是不宜的。结构分析方法应用于地下岩土结构工程是不宜的。所所所所幸幸幸
12、幸的的的的是是是是，像像像像隧隧隧隧道道道道这这这这样样样样的的的的地地地地下下下下工工工工程程程程，开开开开挖挖挖挖面面面面前前前前方方方方虽虽虽虽是是是是未未未未知知知知的的的的，但但但但同同同同时时时时也也也也是是是是可可可可再再再再设设设设计计计计的的的的，这这这这就就就就给给给给我我我我们们们们客客客客观观观观地地地地评评评评价价价价围围围围岩岩岩岩特特特特性性性性及及及及预预预预测测测测开开开开挖挖挖挖面面面面前前前前方方方方力力力力学学学学动动动动态态态态提提提提供供供供了了了了机机机机会会会会，并并并并进进进进而而而而对对对对隧隧隧隧道道道道结结结结构构构构进进进进行行行行重重
13、重重新新新新设设设设计计计计使使使使之之之之更更更更符符符符合合合合实实实实际际际际情情情情况况况况成成成成为可能。即，为可能。即，为可能。即，为可能。即，通通通通过过过过施施施施工工工工现现现现场场场场开开开开挖挖挖挖过过过过程程程程中中中中不不不不断断断断地地地地对对对对围围围围岩岩岩岩变变变变形形形形进进进进行行行行量量量量测测测测，然然然然后后后后以以以以这这这这些些些些位位位位移移移移量量量量测测测测信信信信息息息息为为为为依依依依据据据据，反反反反演演演演计计计计算算算算围围围围岩岩岩岩物物物物理理理理力力力力学学学学参参参参数数数数，在在在在此此此此基基基基础础础础上上上上重重重
14、重新新新新评评评评价价价价隧隧隧隧道道道道结结结结构构构构的的的的事事事事前前前前设设设设计计计计（预预预预设设设设计计计计），确确确确定定定定更更更更符符符符合合合合围围围围岩岩岩岩动动动动态态态态的的的的支支支支护护护护参参参参数数数数。将将将将此此此此过过过过程程程程称称称称为为为为动动动动态态态态设设设设计计计计或或或或信信信信息息息息化化化化设设设设计计计计，由由由由于于于于该该该该工工工工作作作作是是是是在在在在施施施施工工工工过过过过程中完成的，又称它为现场临床诊断式设计与施工。程中完成的，又称它为现场临床诊断式设计与施工。程中完成的，又称它为现场临床诊断式设计与施工。程中完成的
15、，又称它为现场临床诊断式设计与施工。隧道隧道隧道隧道围岩稳定分析及处治措施的技术路线围岩稳定分析及处治措施的技术路线围岩稳定分析及处治措施的技术路线围岩稳定分析及处治措施的技术路线数据曲线数据曲线数据曲线数据曲线数据处理数据处理数据处理数据处理245671测线布设测线布设测线布设测线布设3第二章 围岩 按按按按国国国国家家家家标标标标准准准准工工工工程程程程岩岩岩岩体体体体分分分分级级级级标标标标准准准准规规规规定定定定，2004200420042004版版版版新新新新规规规规范范范范将将将将原原原原规规规规范范范范的的的的“围围围围岩岩岩岩分分分分类类类类”改改改改为为为为围围围围岩岩岩岩分
16、分分分级级级级。分分分分级级级级方方方方法法法法与与与与国国国国家家家家标标标标准准准准一一一一致致致致，采采采采用用用用工工工工程程程程岩岩岩岩体体体体分分分分级级级级标标标标准准准准规规规规定定定定的的的的方方方方法法法法、级级级级别别别别和和和和顺顺顺顺序序序序，即即即即岩岩岩岩石石石石隧隧隧隧道道道道围围围围岩岩岩岩稳稳稳稳定定定定性性性性等等等等级级级级由由由由好好好好至至至至坏坏坏坏分分分分为为为为级级级级、级级级级、级级级级、级级级级和和和和级级级级。考考考考虑虑虑虑到到到到土土土土体体体体中中中中隧隧隧隧道的围岩分级，将松软的土体围岩定为道的围岩分级，将松软的土体围岩定为道的围
17、岩分级，将松软的土体围岩定为道的围岩分级，将松软的土体围岩定为级。级。级。级。一一 围岩分级基本依据围岩分级基本依据 由由由由于于于于岩岩岩岩体体体体性性性性质质质质和和和和赋赋赋赋存存存存条条条条件件件件十十十十分分分分复复复复杂杂杂杂，分分分分级级级级时时时时仅仅仅仅用用用用少少少少数数数数参参参参数数数数和和和和某某某某个个个个数数数数学学学学公公公公式式式式难难难难以以以以全全全全面面面面准准准准确确确确地地地地概概概概括括括括所所所所有有有有情情情情况况况况，而而而而且且且且参参参参数数数数测测测测试试试试数数数数量量量量有有有有限限限限，数数数数据据据据的的的的代代代代表表表表性性
18、性性和和和和抽抽抽抽样样样样的的的的代代代代表表表表性性性性均均均均存存存存在在在在一一一一定定定定的的的的局局局局限限限限，实实实实施施施施时时时时难难难难度度度度较较较较大大大大。因因因因此此此此新新新新规规规规范范范范采采采采用用用用定定定定性性性性划划划划分分分分和和和和定定定定量量量量相相相相结结结结合合合合的的的的综综综综合合合合评评评评判判判判方方方方法法法法，两两两两者者者者可可可可以以以以互互互互相相相相校核和检验，以提高分级的可靠性。校核和检验，以提高分级的可靠性。校核和检验，以提高分级的可靠性。校核和检验，以提高分级的可靠性。二二 围岩分级方法围岩分级方法l（一）（一）隧
19、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 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（BQ），综合进行初步分级。2 2 对围岩进行详细定级时，应在岩体基本质量分级基础上，考虑修正因素的影响修正岩体基本质量指标值。3 3 按修正后的岩体基本质量指标BQ，结合岩体的定性特征综合评判，确定围岩的详细分级。l（二）（二）围岩分级中岩石坚硬程度、岩体完整程度两个基本因素的定性划分和定量指标及其对应关系，应符合下列规定：1 1 岩石坚硬程度可按表表定性划分。表3.6.2-1 岩石坚硬程度的定性划分l（四）（四）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（BQ）进行修正：1 1 有地下水；2 2 围岩稳定性受软弱结构面影响，且由一组起控制作用；3 3 存在高初始应力。围岩基本质量指标修正值BQ，可按式（）计算：BQ=BQ-100（K1+K2+K3）（）式中：BQ围岩基本质量指标修正值；BQ围岩基本质量指标；K1地下水影响修正系数；K2主要软弱结构面产状影响修正系数；K3初始应力状态影响修正系数。K1、K2、K3值，可分别按规范附录A中表、表、表确定。围岩极高及高初始应力状态的评估，可按规范附录A中表规定进行。三三 公路隧道公路隧道围岩分级围岩分级详细阅读