地下与岩土工程实习报告-Vin.docx

地下与岩土工程实习报告土木1011 俞奇凡 10232053前言从事各种隧道和地下工程的规划、勘测、设计、施工和养护的应用科学和工程技术。土木工程的分支。隧道及地下工程也指在岩体或土层中修建的通道和地下建筑物，包括铁路、道路、运河隧道，地下铁道，水底隧道，工业和民用的市政、防空、采矿、储存和生产等用途的地下工程，各种国防坑道，水利发电工程的地下发电厂和各种地下水工隧洞等。在带队老师的带领下，我们于10月22号到地铁十号线的施工现场进行参观学习，领略隧道岩土工程的震人心魄的魅力，并学习隧道的一些基本知识。一 实习时间 2011年10月22日二 实习地点 北京市四号线及十号线施工现场三 实习目的 通过本次实习可以帮助我们对地下与岩土工程有一个感性的基础的认识，为将来的专业课程的学习打下良好基础。四 背景资料地下工程，广义上来讲，是指建造在地下（岩体或土体中）的所有建筑物，但是一般把矿井和矿山巷道等地下构筑物排除，单指建造在地下的工业、交通、民用和军事建筑物；隧道，严格来说，只是地下工程的一大类，但因其在地下工程中占有绝对多的数量和特殊的重要性，往往将其与地下工程并列而称为隧道与地下工程。隧道与地下工程因其建造于地下，不同于地面结构，由支护结构以外的岩体或土体（称作围岩）、支护结构以及支护结构（衬砌）所围成的空间组成。由于地质条件以及周围建筑环境的多样性和复杂性，需要采用的施工方法和建造工艺也有多种，故隧道与地下工程的结构形式和施工方法多样。五 实习内容10.22日，清早，在老师的带领下，经过一个小时的车程来到了四号线站点施工现场。 老师详细的介绍了，讲解了这方面的知识。一、隧道工程的沿革与发展（一）发展目标：20世纪：高层建筑；21世纪：地下空间美国“未来学家”杂志社预测21世纪将有1/3的人口生活于地下。在我国，地下空间的开发利用始于60 年代，主要是地铁与人防工程，65年修建北京地铁；70年代修建了大量的人防工程，经改造利用，成了地下商业街、地下工厂、仓库和招待所，较好地发挥了经济效益。(二) 历史发展国际上：（1）古代：公元前1802160年前后，在古巴比伦城幼发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，为砖砌构构造物。（2）现代：现代隧道开挖技术的产生是在火药的发明和19世纪的产业革命后出现的，尤其是铁路的出现对交通隧道起到了很大的推动作用。（3）目前世界上最长的交通隧道：山岭铁路隧道:日本的大清水隧；交通隧道:日本的青函隧道，英法海峡隧道；公路隧道:瑞士的圣哥达隧道。国内：（1）古代：1、春秋时代左传就有“隧而相见”的记载2、三国时期的“官度之战”，曹操掘地道3、封建时期各个朝代的帝王坟墓陵寝均修在地下（2）近代：1、最早的隧道是：台湾的狮球岭隧道2、完全由中国人自行设计和修建的隧道是詹天佑负责设计的八达岭隧道。 （3）现代：1、已建成的最长铁路隧道：秦岭隧道；2已建成的最长公路隧道：秦岭终南山隧道。(三) 技术发展国际上隧道工程的长度标志着一个国家发展的水平，如日本的三代清水隧道，穿越海拔2000m的谷川山脉；其他的有：日本南朝鲜拟建海底隧道；意大利连接西西里岛的海底隧道正在建设之中，它们可望在本世纪实现。国内（1）铁路隧道的建造：至2000年底，我国运营铁路隧道已有6880多座，总延长为3700Km。（2）公路隧道的建造：改革开放以后随着高等级公路的修建，隧道才越来越长。近十多年来，公路隧道的建造也取得了迅猛发展，每年几乎都有十座以上的隧道建成 。目前我国已建成400余座公路隧道，总长度已超过100km。（3）水底隧道的建造：近年来，跨海隧道开始得到大力发展，目前在建的有厦门海底隧道，规划中的有山东胶州湾海底隧道，上海崇明岛海底隧道，琼州海峡隧道，台湾海峡隧道。4）在隧道设计与理论分析计算方面：衬砌结构的设计与计算采用了与电子计算机技术配套的数值计算方法，如有限元、边界元、离散元等。普遍采用计算机辅助设计，从而节省了大量劳力和时间。二、隧道工程的功能与特点（一）隧道工程的功能：1.克服高程障碍；2.裁弯取自；3.避开不良地质地段；4.避开其他重要建筑或工程等。（二）隧道工程的特点 线路在穿越天然高程或平面障碍时修建地下通道，是克服障碍的有效方法。能够分担地面交通和人流的负荷，节约城市用地。承受爆炸荷载和地震荷载的能力比地面结构强，许多国防、民防工程及抗震和各类防护工程都可采用。地下建筑物内部的气温和湿度比较稳定，节能，可作为各类贮库和冷藏库。造价昂贵，只有在论证它有充分的战术、技术和经济效益时才宜兴建。施工期限长，施工作业面较窄，可容纳的劳力和机械都受限制。但由于工业化施工和机械性能的提高，这种情况正在改善。穿越地层的地质条件复杂多变，遇到的意外情况比较多，工程的定位、设计和施工方法都必须随时作相应的调整，要求有关规划、勘测、设计、施工和使用管理部门密切配合。三、隧道工程的种类（一）地下工程的分类按照功能、存在的环境、建造方式、施工方法和修建的场所可将地下工程划分为多种类型。l按功能分类工业地下工程：建造于地下的各种工业工程，包括各类地下工厂、车间、电站等；交通地下工程：建造于地下的各类交通工程，包括各种铁路和公路隧道、水底交通隧道、城市地下铁道、人行通道等； 民用地下工程：建造于地下的各种民用工程，包括地下商业街、地下商场、地下车库、影剧院、展览馆、餐厅、体育馆，以及一些其它公共建筑、人民防空工程等。 仓储地下工程：建造于地下的各种仓储工程，包括各种地下储藏库如油库、液化气库、热库、冷库、档案库、物质库、放射性废物库等； 公用和服务性地下工程：建造于地下的公用和服务性地下工程，包括地下自来水厂、污水处理站、给排水管道、热力和电力管线、煤气管道、通讯电缆管道等； 军用地下工程：建造于地下的各种军用工程，包括各种野战工事、指挥所、人员和武器掩蔽所、军火和物质库等。2按存在的环境分类岩石中的地下工程：建造于岩体中的地下工程；土体中的地下工程：建造于土体中的地下工程。3按建造方式分类 单建式地下工程：独立建造在地下岩体或土体中，在地面以上没有其它建筑物； 附建式地下工程：与地面建筑场一起修建的地下工程，主要指各种地面建筑的地下室部分。4按施工方法分类明挖地下工程：明挖法施工的地下工程；盖挖地下工程：盖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按修建的场所分类 城市地下工程：在城市地面以下土层或岩体中修建的地下工程； 山区地下工程：在山区地面下修建的地下工程。（二）隧道工程的分类 隧道的种类繁多，按照存在的环境（所处的地质条件），埋置的深度、修建的场所、长度和用途将隧道划分为多种类型。1按存在的环境（所处的地质条件）分类土质隧道：在土层中修建的隧道；石质隧道：在岩体中修建的隧道。2按埋置的深度分类浅埋隧道：埋置深度浅的隧道，一般指埋深（地面到隧道拱顶的距离）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（地面到隧道拱顶的距离）大于2倍坍落拱高度的隧道。3按修建的场所分类山岭隧道：在山体中修建的隧道；城市隧道：在城市地面以下土层或岩体中修建的隧道；水底隧道：为了跨越江河湖泊和海峡等修建的隧道。4按长度分类特长隧道：全长在10，000m以上的隧道； 长隧道：全长 3000m以上至 10，000m的隧道；中长隧道：全长500m以上至3000m的隧道；短隧道：全长 500m及以下的隧道。5按用途分类铁路隧道：在铁路线上修建的隧道； 公路隧道：在公路线上修建的隧道； 地下铁道：为解决大城市交通拥挤问题，在城市地下修建的快速、大运量用电力牵引的轨道交通。航运隧道：当运河需要跨越分水岭时，为克服高程障碍、缩短航运距离和改善航运条件而修建的隧道； 人行地道：在城市闹市区供行人从地下穿越地面道路而修建的隧道；水工隧道：它是水利枢纽的一个重要组成部分，包括： （l）引水隧道：水电站为将水引入发电机组而修建的隧道；（2）尾水隧道：为把发电机排出的废水送出去而修建的隧道；（3）导流隧道或泄洪隧道：水利工程中，为疏导水流或补充溢洪道流 量超限后的泄洪作用而修建的隧道；（4）排沙隧道：为冲刷水库中淤积的泥沙，把泥沙级带送出水库而修 建的隧道； 市政隧道：城市中为安置各种不同市政设施而修建的地下孔道。包括： （1）给水隧道：为容纳城市自来水管道而修建的地下孔道； （2）污水隧道：为排除城市生产、生活污水而修建的地下孔道。（3）管路隧道：城市中为容纳煤气、暖气、热水等管道而修建的地 下孔道；（4）线路隧道：城市中为容纳输送电力的电线以及通讯的电线而修 建的地下孔道，也有将以上四种隧道合建成一个大隧道，称之为“共同沟”。五隧道的施工方法隧道开挖方法分为明挖法和暗挖法。明挖法多用于浅埋隧道或城市铁路隧道，而山岭铁路隧道多用暗挖法。按开挖断面大小、位置分，有分部开挖法和全断面开挖法。在石质岩层中采用钻爆法最为广泛，采用掘进机直接开挖也逐渐推广。在松软地质中采用盾构法开挖较多。因而隧道按施工方法又可分为:钻爆法隧道;明挖法隧道;机械法隧道；掘进机法和盾构法;沉埋法隧道。 1钻爆法在隧道岩面上钻眼，并装填炸药爆破，用全断面开挖或分部开挖等将隧道开挖成型的施工方法。钻爆法开挖作业程序包括钻孔、装药、爆破、通风、支护、装碴、运输等工序。 由钻孔直到出碴完毕称为一个开挖循环。其中最主要的工序为钻孔及出碴，所用时间占全部作业时间比例较大。而钻爆法开挖采用的方法有全断面开挖法和分部开挖法：全断面开挖法：一次开挖成型的方法。 分部开挖法：先用小断面超前开挖导坑,然后,将导坑扩大到半断面或全断面的开挖方法。全断面开挖法和分部开挖法是钻爆法开挖常用的方法，但隧道施工很复杂，时常遇到各种困难情况，如大断层、流沙、膨胀地层、溶洞、大量涌水等，尚需采取相应措施。 2盾构法采用盾构作为施工机具的隧道施工方法。3掘进机法在整个隧道断面上，用连续掘进的联动机施工的方法。 六、隧道结构基本构造及其建设隧道及地下工程一般分为勘测设计和施工两大阶段。勘测设计。隧道位置的选择一般应服从路线走向。由于隧道工程数量、造价、工期控制等因素，隧道位置在选线方案中是经济技术比较的重要组成部分。对不良地质地段的隧道，特别是长大复杂隧道线及全线或局部线路方案的成立与否，必须精心勘测设计。通过对隧道位置所处的地形 、地质、水文等要素的测绘、勘测、测试及综合评定，设计正洞和明洞的长度和结构，决定施工方法，设计辅助坑道、排水系统和附属工程。施工。按设计图纸实施隧道掘进、衬砌和安装作业的过程。施工方法分明挖法和暗挖法。前者多用于浅埋隧道和地下建筑。对于大多数隧道和地下工程，多用暗挖法施工，并按开挖方法和所用机具分为矿山法、盾构法和地下连续墙法 。 此外 ，修筑水底隧道时 ，可用沉管法；穿越铁路、道路、河流或建筑物时，可用顶管法；修建地下的池槽、厂房、仓库和地下井时，还可使用沉井法。（一）基本构造：主体构造物；洞身衬砌；洞门构造物附属构造物：照明，通风设施；排水，消防，通讯设施；（二）建设：1隧道勘测为确定隧道位置、施工方法和支护、衬砌类型等技术方案，对隧道地处范围内的地形、地质状况，以及对地下水的分布和水量等水文情况要进行勘测。2隧道设计包括隧道选线、纵断面设计、横断面设计、辅助坑道设计等。 选线根据线路标准、地形、地质等条件选定隧道位置和长度。纵断面设计沿隧道中线的纵向坡度要服从线路设计的限制坡度。 横断面设计隧道横断面即衬砌内轮廓，是根据不侵入隧道建筑限界而制定的。辅助坑道设计辅助坑道有斜井、竖井、平行导坑及横洞四种。斜井是在中线附近的山上有利地点开凿的斜向正洞的坑道；竖井是由山顶中线附近垂直开挖的坑道，通向正洞；平行导坑是距隧道中线1725米开挖的平行小坑道，以斜向通道与隧道连接，亦可作将来扩建为第二线的导洞；横洞是在傍山隧道靠河谷一侧地形有利之处开辟的小断面坑道。 此外，隧道设计还包括洞门设计，以及开挖方法和衬砌类型的选择等。 3隧道贯通控制测量4中线平面控制