地下隧道与工程认知实习报告---北交大.doc

地下隧道与工程认知实习报告 正文内容概要*实习时间及形式*实习目的*实习项目简介*具体的实习内容及配图*认知实习的感悟及总结1.实习时间及形式：实习时间：2014年12月14日实习形式：由相关专业老师带领进行参观实习。内容：在老师带领下上午参观了妙峰山隧道，下午参观了交大隧道与地下工程实验中心。2.实习目的及任务：1.实际观察了妙峰山的两处隧道，听老师讲解了隧道的工程问题及选线，初步认识并了解了隧道及地下工程的结构；2.通过自己实地的观察和拍照以及老师的讲解，了解了相关专业的知识，对于隧道及地下工程方向有了初步的认知和了解。3. 在以往的理论知识的基础上，使学习基础更加扎实；也为后来的相关专业课程的学习做铺垫，同时培养了解决问题的能力。3.学习项目简介、具体的学习内容A.妙峰山隧道妙峰山的这两条隧道都较小，较简单的隧道。这是山岭隧道，是岩石构成的。通过爆炸开挖的方法，也就是钻爆法依据断面要求凿出一个洞来。这里的围岩较为稳定，所以不需要做支护。如果围岩不好，需要做初期支护，也叫初次衬砌。初次衬砌完可做二次衬砌。则可保证最基本的使用时间达到100年。所以支护和围岩的稳定性有较大的关系。老师详解的相关专业概念1.隧道方面研究的内容隧道与地下工程方向并不是研究的是隧道钢筋混凝土本身。而是隧道周围的岩体和土体。与桥梁工程不同的是它们研究的是其本身的结构，隧道与地下工程方向研究的是地层，所以与工程地质息息相关。2.围岩指的是隧道周围的一圈岩体或者土地。它是有一定的范围的。在隧道未开挖之前，地层可以保证自身的结构稳定，除非发生火山，地震或者一系列的山体运动。开挖隧道是在稳定的地层上进行了扰动。对地层的扰动势必会造成其相应的位移或者地层变化。被扰动的一圈地层被叫做围岩。被扰动之外地层的不叫做围岩。而隧道工程主要研究的就是围岩。从设计到施工，运营维护都是为了保护围岩的稳定性。另外，衬砌结构也是为了维护围岩的稳定性。围岩的稳定性讲的是第一不能坍塌；第二不能有过大的位移。3.隧道选线的原则这两条隧道选在了山坡处或者说紧靠着山坡。而山旁边有一条河。这种地质构造叫做河谷线。这种情况应该选在靠近山的内侧。有一个原则叫做“宁里勿外”。即宁可选在里面也不要选在外面。这两条隧道的修建是在1975年以前，那个时候并没有这个原则。而现在这种情况是不允许的。必须遵循宁里勿外原则。选在山体的内侧而不是山坡处是因为山体的内侧围岩稳定性较好，靠近山坡处的围岩的稳定性较差。下雨时有时会发上地质灾害，比如泥石流，山体崩塌都会影响到隧道。比如使隧道堵塞，或者掩埋隧道。所以现在修建的隧道都是庞大的隧道，而不是这短小的隧道。4.两条隧道稳定的原因这两条隧道是没有衬砌的，没有钢筋混凝土。只是毛洞。隧道开挖势必会在围岩周围引起巨大的压力。压力是有隧道的自重引起的，是向着隧道的方向的。一般来说会用混凝土来承载向下的压力。而这两条隧道围岩自身产生的压力是由其自身来解决。这个在地下工程中是非常重要的。高层建筑中所有的荷载都是外荷载，而它的解决也是依靠外部来解决。而隧道结构或者说是地下结构不是这样的。地下结构中最主要的荷载来自于围岩。在这里围岩既是荷载的提供者，又是荷载的承担者。所以没有必要做一个人工的混凝土层。前提是隧道里是没有水的。如果有水，就应该做混凝土的防水层。5.两条隧道稳定时间长的原因隧道稳定时间长短取决于其周围的地质构造。2号隧道有一个非常清晰的倾斜角度。它的倾斜的角度是垂直于山坡的。如果是平行于山坡的话，它的稳定性就会很差。垂直于山坡的话，稳定性会非常好。1号隧道是周围的岩石是分层的。是上下叠加成形的。其稳定性也是很好的。像这种不用做衬砌的隧道是非常少的。绝大多数的隧道都是需要做衬砌的。知识补充：6.铁路隧道衬砌结构铁路隧道衬砌按建造材料可分为砖隧道衬砌、料石隧道衬砌、混凝土隧道衬砌等；按隧道埋深可分为深埋隧道衬砌、浅埋隧道衬砌；按隧道围岩性质可分为石质隧道衬砌系列、土质隧道衬砌系列；按衬砌结构可分为直边墙式隧道衬砌、曲边墙式隧道衬砌、曲边墙加仰拱隧道衬砌等；按隧道内列车股道数可分为单线隧道衬砌、双线隧道衬砌、多线隧道衬砌；按建造方法可分为拼装式隧道衬砌、混凝土就地灌筑隧道衬砌、喷锚支护隧道衬砌等。沿开挖的铁路隧道壁面建造的，用以防止围岩变形和地层塌方，以及阻挡地下水渗漏的构筑物。对于围岩坚硬完整而又无渗漏水的铁路隧道，也可不作衬砌，但一般需在壁面上喷浆或喷混凝土，以防止岩石风化剥落。7.向斜和背斜褶皱构造中褶曲的基本形态之一，与“向斜”相对。背斜外形上一般是向上突出的弯曲。岩层自中心向外倾斜，核心部分是老岩层，两翼是新岩层（这一点是其与向斜的根本区别）。地形特点：背斜顶部受张力作用，岩性脆弱，易被侵蚀，在外力作用下形成谷地。向斜与背斜的情况相反，底部岩性坚硬，不易侵蚀，易接受沉积。背斜在外力作用下反而成谷，向斜在外力作用下反而成山，这种情况称为“地形倒置”，是外力作用的典型体现。强烈碰撞和水平挤压，使沉积岩发生弯曲而形成褶皱，常形成高大的褶皱山脉。褶皱有两种基本形态，中间向下凹陷的叫向斜，中间向上隆起的叫背斜。 背斜常是良好的储油、气构造。背斜处适合建隧道。背斜向斜煤、石油等是由千万年的地质演化形成的，与岩层的新老关系密切。有些含有油气的沉积岩层，由于受到巨大压力而发生变形，石油都跑到背斜里去了，形成富集区。所以背斜构造往往是储藏石油的“仓库”，在石油地质学上叫“储油构造”。通常，由于天然气密度最小，处在背斜构造的顶部，石油处在中间，下部则是水。寻找油气资源就是要先找这种地方。向斜地形特点：从形态上看，向斜一般是岩层向下弯曲。因此，从地形的原始形态看，向斜往往会成为谷地。但是，由于向斜槽部受到挤压，物质坚实不易被侵蚀，经长期侵蚀后反而可能成为山岭，相应的背斜却会因岩石拉张易被侵蚀而形成山谷。因此，我们应该根据岩层新老关系来确定一个褶皱是背斜还是向斜，而不能单凭地表形态来判断。B. 交大隧道与地下工程实验中心。老师详解的相关专业概念1.城市地下隧道城市地下隧道包括地铁、地下公路隧道，地下市政的管线隧道包括雨水、污水光纤等等。地下市政的管线是小型的隧道，地铁隧道相对来讲比较大一些。此外还有地下商场，地下的街道隧道。城市地下隧道的未来发展空间非常巨大。2.复合式衬砌结构该隧道结构是由混凝土构成的。即叫做衬砌。隧道衬砌结构分为三层。里面叫做内层或者二衬。内衬或者说是二衬的外面是防水层。防水层外面是初衬或者一称。施工过程中，在开挖之后，马上进行初衬的建造。初衬施工采用的是喷射混凝土，不是传统意义上的过程例如浇筑养护等。而是将混凝土搅拌好之后放入喷枪内，通过喷嘴直接喷出到隧道壁上。喷射到一定的厚度之后，进而形成初衬。初衬的作用是限制围岩的变形或者说是承担围岩的压力。大部分土质围岩的自承载能力很差，会造成坍塌。初衬自身的致密性不够导致它并没有防水的作用。隧道开挖之前是要降水的。将地下水降到开挖面以下才能开挖。初衬做好之后做防水层。不管是什么防水层的材料，都是满包。包起来之后在防水层的里面架设模板。之后胶固养护，这就是二衬。3.土质隧道围岩的稳定性隧道稳定性受开挖隧道的土体性质，地下水或者地上建筑物的影响。这是隧道工程研究的重点。4.城市地下工程的施工方法第一种明挖法。所谓的明挖法就是从路面开始挖，挖基坑。地铁隧道的宽度一般是三十多米，长度是二百多米，是一个狭长的结构。基坑挖完之后一般会做底板然后是边墙，柱子还有梁等。做好结构之后然后将其覆盖。明挖法是目前城市地下工程最主要的施工方法，占到地铁中将近百分之六七十。第二种是暗挖法。暗挖法不需要开挖基坑的条件。暗挖法的施工场地非常小。这条隧道就是采用竖井施工的。先开挖一个竖井，开挖的竖井并不大。其作用有进出人员，运输碎渣，运输材料。竖井一般会在非常隐蔽的地方开挖。暗挖法好处在于非常具有隐蔽性，对环境造成的影响很小。它的缺点也是很明显的。第一施工速度慢。明挖法采用的是大型机械施工。而暗挖法采用的是人工开挖。即工具是铁锹或者小型机器。第二是风险非常高。如果坍塌，很难逃出。曾经出过很多事故。第三是投资大。第三种盾构法。采用盾构机。是一种全机械施工。是传统暗挖法的施工速度的十倍。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。5.地下工程中关于水的问题施工之前首先要降水，毕竟不能在水下进行施工。降水是通过打井用水泵抽的方法。在施工过程中也必须抽水，直到施工结束。接着是防水。很多隧道都做了防水，但是地下水还是无孔不入。地下工程隧道领域最容易受到水，胶结物，泥沙等的影响。岩石可以用钻爆法。大部分的的隧道的停用都是因为水渗漏的问题。隧道工程的养护维修工作绝大部分都与水有关。在雨季的时候，水渗漏的现象尤为明显。在冬季的时候，东北或者西北的一些隧道里会结冰。会形成冰锥，影响行车的安全。地下轨道在水的作用下会产生塌陷，之后破坏路基的稳定性。水对衬砌也有影响。渗水过多，衬砌的作用会减弱。有时候在施工过程中会采用堵水的办法。但是当这个办法不可用时，只得把衬砌结构拆掉重新做。4.认知实习的感悟及总结在认知实习之前，对于隧道与地下工程方向极其的模糊，一切都很迷茫。通过这次实习我初步了解了隧道与地下工程方向。也宏观把握了它的研究重点和大致方向。即使没有参观很多隧道，但是我会深深记得像“围岩”、“防水”、“地质结构”等基本的专业知识。学习隧道与地下工程需要扎实的地质地理