地下工程施工(沉管隧道施工)

沉管隧道施工沉埋法施工示意图浮船压顶石基础管段

第一节概述沉管法修筑隧道，就是在水底预先挖好沟槽，把在陆地上特殊场地预制的适当长度的管段，浮运到沉放现场，顺序地沉放到沟槽中并进行连接，然后回填覆盖成的隧道。第一节概述一．沉管隧道的特点沉管隧道与其他横断水路的隧道相比，主要有如下特点：1.能够设置在只要不妨碍通航的深度下，隧道全长可以缩短；2.管段是预制的，质量好，水密性高；3.固有浮力作用在隧道上，视比重小，要求地层承载力不大；4.断面形状无特殊限制，可按用途选择，适应较宽断面形式；5.沉管的沉放，可在1～3日内完成，对航运的限制较小；6.不需要压缩空气作业，在相当水深的条件下，能安全施工；7.采用预制方式施工，效率高，工期短。第一节概述二、沉管隧道的分类

按施工方式分类:

钢壳方式:不需修建特殊的船坞，用浮在水上的钢壳箱体作为模板制造管段.

干船坞方式:在干船坞内制造箱体，而后浮运、沉放的方式.第一节概述钢壳方式与干船坞方式的比较

项目钢壳方式干船坞方式用途双车道公路，单线铁道，下水管等管段宽宽在10m以内的多车道宽度大的公路(铁道，人行道并置的情况也包括在内)断面形状圆形，外廓为变态八角形的矩形材料钢壳及钢筋混凝土钢筋混凝土管段制造地点船台等临时干船坞防水方法钢壳防水层[钢板(6～8mm)，沥青，橡胶等］基础处理一般整平机敷设砂砾要设临时承台，填充砂或砂浆水中接合水中混凝土或橡胶密封垫水压连接橡胶密封垫水压连接浮运沉放干舷高度30～50cm，拖航；水上向管段投入砂和混凝土，沉放干舷高度10cm左右，拖航；用管段内的水平衡方法沉放第一节概述

三、按断面形状分类断面形式有圆形、矩形、其它形状等。一般说，圆形多为钢壳方式，矩形多为干船坞方式。

按材料分类有铸铁、钢材、混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土等。第一节概述

圆形断面沉管隧道第一节概述矩形断面沉管隧道第一节概述四、沉管隧道的环境问题对水道的影响：所有的沉管隧道要穿过水道，特别是河口或狭窄的海峡。这种水道通常有复杂的自然特点，如水流、潮汐、海洋生物分布、平面形状、沉积物的迁移，冲刷和沉积的特点。对地下水状况的影响：两个目的——引道开挖和建造隧道管段的干坞，沉管隧道施工一般包括大规模地降低地下水。对开挖材料的处理：施工总是大量的挖泥作业，一般需要大型的干燥坑道作引道结构。在工程中一直重复使用挖泥和开挖材料时，需要处理大量材料。沉管隧道的修建应考虑到土地利用和水上通航的问题，尽量少占用土地和在施工过程中最小的妨碍水上交通。第二节沉管隧道调查规划在规划沉管隧道时，首先要充分调查建设现场的地理、物理、以及人为等各种条件，并与桥梁及其他水底隧道方案进行比较；在充分调查的基础上，进行利用规划、选址、交通量和交通组成规划、线形和横断面选择、沉管的结构和长度、设备布置等规划。一、横断水路方案比选1.沉管隧道与桥梁方案比选在横断水路的方式中，如既可采用桥梁，又可采用隧道时，应从工费、施工、结构上的得失、运营的利弊等，对两种方式进行比较。第二节沉管隧道调查规划沉管隧道与平面桥的比较第二节沉管隧道调查规划沉管隧道与高架桥的比较第二节沉管隧道调查规划2.沉管隧道与其它隧道方案比选水底隧道的施工方法有盾构法、沉箱法、明挖法等。其中沉箱法、明挖法可在较浅的河道中采用。因此，能够与沉管法进行实质性比较的只有盾构法。盾构法的最大不同之点是，如何确保隧道上浮的稳定性以及为保证掘进的安全，要有比沉管隧道更大的埋深。所以，隧道长度要长些。第二节沉管隧道调查规划

沉管隧道与盾构隧道埋深的比较第二节沉管隧道调查规划二、前期问题和调查工作沉管隧道的规划时，应先大概研究平面、纵剖面、断面形状、沉管区段长度、管段长度、通风塔位置、引道、沉管隧道预制场、基础处理等问题。首先，为获得经济的线形，要进行线路方案比选。根据水深和覆盖层厚度，初步决定纵断面的大致情况。在规划线路和纵断面线形时，要掌握包括隧道的总长和引道长度的施工区段的全长。其次，视隧道用途，研究隧道净空断面和布置，设定沉管横断面的大概形状。对公路隧道、铁路隧道，除满足建筑限界的要求外，还要配置管理通道、通风道、照明、标志信号、排水设施等，选择构造上、空间利用上、力学上都有利的横断面形状。第二节沉管隧道调查规划研究了上述问题后，进行详细地质调查，其中包括：（1）基础的报告包括：水路条件调查、周边土地利用、开发计划、制造码头等调查。（2）测量调查包括：水深测量、引道范围的路线测量等。（3）水文及水质调查包括：水的比重、流速、波浪、水温等。（4）地质及土质调查包括：基础承载力、地层构成、土质常数等。采用各种手段调查。（5）地震调查沉管隧道，地震调查异常重要。要进行该区域的地震调查及用于设计的各种动态土质常数等的调查。（6）其它调查包括：用地调查、渔业补偿、水质污染、弃土等调查第二节沉管隧道调查规划三、沉管隧道规划1、线形规划决定位置时，首先找出几个比较线路，根据用途，在容许的线形条件下，设定隧道的平面、纵剖面，其中选择最经济、合理、在构造上易于制造预制管段的方案。要注意以下几点：①平面形状，沉管区段不进入平面曲线之内是最好的，②管段的纵剖面，一般管段都制成直线，多为折线构成。在设计时，要考虑接头位置、净空高度、最小埋深等来决定；③在平面和纵断面曲线重合地段，管段制造复杂，尽量避免这种重合。2、构造规划构造规划应确定断面形状、管段的划分及基本构造等。管段划分(管段长度)，要考虑上述的线形、沉设方法、沉放时对航道的干扰等来决定。对铁道、公路隧道来说，管段长通常取100m左右。第二节沉管隧道调查规划3、管段制造干船坞方式，根据使用的用地规模来决定配置管段数和使用次数。干船坞构造，应视土质条件、使用次数而定，采用明挖法最经济。钢壳方式，应虑工地和制造地点距离、拖航航道条件等决定制造码头。4、基础沉管视比重较小。一般基础承载力不会有问题，但要求均匀的反力传递到地层，目前采用的工法有：在沟槽底面上铺设均匀底层的方式；临时支承，向管段底和壕沟底空隙充填砂和砂浆基础的方式。5、沉放沉放方式有：固定脚手架方式，浮桥方式和沉放作业船方式。各有利弊，应考虑管段规模、现场作业条件等选择。6、进度根据上述各点，最后研究整个工程的大概进度规划。第三节沉管隧道设计沉管隧道技术综合了土木、建筑、机械、电气等各专业领域。因此在设计时应从总体观点出发慎重的进行研究，以便能满足其目的和功能。不要各专业单独考虑，而应以建成后的隧道状态为中心综合的设计。沉管隧道的设计，因没有强制性的技术规范，这是沉管隧道的修建在过去、将来都并不那么多的缘故。因此，在修建沉管隧道时要参考桥梁技术规范，但要根据沉管隧道的特点来进行设计。特点是：结构重量和浮力的平衡；具有水密性构造；施工用的临时隔壁及水中接合构造等。因沉管隧道埋深浅，应特别注意抗震性的设计。第三节沉管隧道设计一、设计内容与设计流程沉管隧道的设计内容主要包括荷载组合、管段结构、临时端隔墙、管段接头、防水设计、基础设计、抗震设计、竖井和引道设计等。第三节沉管隧道设计第三节沉管隧道设计二、设计荷载及受力分析考虑施工中和施工后可能作用的全部荷载组合。一般有下述荷载组合。（1）自重在沉管法中，在计算重量时，要特别注意各材料的单位容重和水的单位容重。特别是在牵引拖运时，浮力和重量差只有1%左右。（2）水压通常采用HWL（平均满潮位）和HHWL(历史最高潮位)，或采用由概率决定的以后出现的异常潮位，（3）土压主要由回填土产生。垂直土压除考虑上覆土重外，还要考虑淤泥的堆积厚度等。水平土压按作用在刚性壁的土压考虑。土压系数取0.5。（4）地震影响这一部分参考有关专著。（5）不均匀下沉的影响一般都埋设在河底或海底的软弱层中，视比重也比既有地层的重量轻。基础地层受到的先行荷载有所减少。一般不会出现对设计有影响的下沉。第三节沉管隧道设计（6）温度变化的影响沿隧道纵向，年间温度变化量对轴向应力、轴向应变、可挠性接头会产生影响。要研究其伸缩量。沿隧道横向，要检查隧道壁面的里外温差，管段中壁的温度变化等的影响。年间温度的变化量，公路隧道的实测值在5度左右。是较厚构件的地上温度变化量的1/2左右。（7）施工荷载施工荷载，因管段的制造方式而异。（8）其它荷载船舶沉没、投锚、走锚的影响；沉船荷载（丹麦沉管隧道规定是100kPa力作用在250m2的面积上）；隧道火灾的影响；爆发荷载(瓦斯管设置时)等。第三节沉管隧道设计沉管隧道的荷载第三节沉管隧道设计2.容许应力沉管隧道的混凝土的容许应力，基本上可按钢筋混凝土结构同样考虑。3.荷载组合荷载的组合和容许应力的增幅，要按各种设计状态设定。一般情况的荷载组合和容许应力的增幅见下表。第三节沉管隧道设计荷载组合与容许应力的增幅

荷载组合容许应力增幅备注自重+水压(HHWL)+土压+不均匀下沉+活荷载0%自重+水压(异常高潮位)+土压+不均匀下沉+活荷载<+50%未来可能发生高潮位自重+水压(HHWL)+土压+不均匀下沉+活荷载+地震影响+50%自重+水压(HHWL)+土压+不均匀下沉+活荷载+温度变化+15%第三节沉管隧道设计4.浮力的影响管段在施工中进行拖航和沉放后都要受到浮力，因此要研究管段作为浮体的稳定性。要确保拖航时的干舷高度以及上浮的安全度。这是确定断面的主要因素。干舷高度，从既有实例看是30～50cm左右。这相当于视重量为总浮力的1%左右，拖航时，作为浮体的稳定性是没有问题的。因此，各国对拖航时的浮力都规定在上述的1%的数值。第三节沉管隧道设计三、管段结构设计（1）钢壳方式的管段设计①横断面设计设计特征是钢壳同时要作为混凝土灌筑时的模板，钢壳要与混凝土成为一体，作为永久构件存在。钢壳存在腐蚀、残留应力和与混凝土为一体等问题，很难视其承载是一个有效的构件。目前多按临时构件来设计。也曾试行按钢和混凝土的组合构件来设计，目前正在研究和试验。钢壳断面，一般决定于混凝土灌筑时的应力。随着混凝土的灌筑，吃水深度增加，水压增大,设计断面也应随之变化。因此，应对每一施工阶段的混凝土重量和水压进行应力计算，而后按最危险状态，决定钢壳断面。第三节沉管隧道设计②纵断面方向的设计把整个钢壳视为纵断方向的梁，按施工荷载研究强度和变形。设计状态可分为：进水时，混凝土灌筑时，拖航停泊时等状态。钢壳在船台上制作，纵向进水时的状态，会产生比较大的应力,故多由此状态决定断面尺寸,但也应研究其它状态下的应力和变形。混凝土灌筑时的应力，视一次混凝土灌筑量、灌筑地点、灌筑顺序有根大的变化。因此，一次灌筑混凝土的区段和灌筑顺序，要按使断面力最小的原则决定。第三节沉管隧道设计（2）钢筋混凝土管段的设计①横断面的设计用干船坞制作的钢筋混凝土管段，从施工角度看，在应力方面是不会有问题的。决定横断面时，就是要注意对浮力的平衡。如干船坞的基础软弱时，要进行地层改良或采用桩基，以防止在制作中的管段产生有害的应力。决定断面尺寸时，一般都按采用平面骨架结构进行应力计算。此时，作为结构系的支承条件，要设定地基的反力系数。但其值的采用，要考虑地层的性质、基础宽度等。横断面构件的厚度，一般按钢筋混凝土构件的计算即可。但因沉管隧道主要是受水压、土压的作用，设计荷载的大半是永久荷载，同时，在水下维修也是困难的。因此，混凝土和钢筋的应力，要根据开裂宽度、混凝土的流变影响等，加以充分研究后选定设计的目标值。第三节沉管隧道设计②纵断面方向的设计管段的纵向设计，除考虑混凝土灌筑时、牵引时、沉放时的状态外，还要考虑完成后的地震影响、地层下沉影响、温度变化的影响等。第三节沉管隧道设计四、临时端隔墙的设计沉管段的两端部，因牵引、沉放的要求，需设临时隔壁(端隔墙)。端隔墙的结构，因是承受施工中的水压，最好使之重量小，而且易于拆除。为此，其结构形式多是由止水板、桁架、加强肋等构成的钢结构。但也有钢筋混凝土的和钢筋混凝土板与支持钢桁架构成的。选择时，应考虑止水性、经济性、施工性等。设计端隔墙时的荷载，主要是沉放时的水压。第三节沉管隧道设计五、管段接头的设计1.接头方法沉管段在水中接合的方法，在沉管法的应用初期，多采用水中混凝土的方法。但从橡胶密封垫的水压压接法开发后，此法目前是采用最多的。接头的构造有：与管段同样强度、刚性的连续构造形式和管段能够相互伸缩、转动的柔性构造的可挠性接头形式。第三节沉管隧道设计（1）连续构造接头的设计此种接头在美国、加拿大等国采用较多。日本初期的沉管隧道也多采用这种接头。连续构造接头第三节沉管隧道设计(2)可挠性接头（柔性接头）的设计柔性接头是能使管段接头处产生伸缩、转动的结构。但不容许无限制的位移，要根据止水性及交通功能等，规定出容许的位移值，使接头的位移在容许范围之内。柔性接头构造第三节沉管隧道设计2.止水构造在管段的接头处，不管是那种接头形式，都要进行止水构造的设计。一般说，橡胶密封垫的一次止水构造是最基本的构造。决定橡胶密封垫的材质、形状尺寸时，要满足以下条件：止水构件材质的长期稳定性和耐久性；管段接合时，就要具有所规定的止水性；水压压接时具有合适的荷栽--压缩变形特性；有永久的止水性能等。第三节沉管隧道设计橡胶止水带形状第三节沉管隧道设计

新型橡胶止水带第三节沉管隧道设计二次止水装置(有时还有三次止水装置)是唯恐一次止水发生故障时，而设的具有止水构造的安全阀，要能承受外水压。二次止水带第三节沉管隧道设计3.最后接头沉管隧道的接头，一般分为中间接头、与竖井的接头及最后接头三类。其结构型式有些差异。其中，最后接头是最后一节管段与前设管段等的接头,与管段一般段的接头不完全相同。最后接头的位置，一般设在管段与竖井处。最后接头处的水深比较浅时，可在接头范围设围堰，用内部排水方式施工。也可采用与水压压接相同的方法修最后接头，即在最后接头周围安设橡胶密封垫的止水板，而后排出内部的水，使止水板水压压接。此法与水深关系不大，是比较合理的方法。第三节沉管隧道设计最后接头的各种方式第三节沉管隧道设计六、防水设计沉管隧道，几乎都是钢筋混凝土的，通常设在10～30m的水深处，受到0.1～0.3MPa的水压。因此，经常受到海水的侵蚀，对混凝土的耐久性会产生不良影响。此外，要防止因开裂而发生漏水，必须有充分的水密性。为此，要采用各种的防水方法。防水方法大致有两大类：（1）使结构物本身具有水密性的方法；（2）在结构物外侧覆盖防水层的方法。第三节沉管隧道设计七、基础设计沉管隧道完成后的状态，是视重量比浮力稍大些，包括回填土在内的上浮安全系数一般是F＝1.25左右。地层反力是q＝3t/m左右。一般说，不需要专门的基础，而且管段受到均匀的地层的支持，故要在施工上仔细研究，并采取防止地层下沉的对策。基础形式第三节沉管隧道设计独立支持形式的基础第三节沉管隧道设计

巴黎地铁基础形式第三节沉管隧道设计八、抗震设计地震对地中结构物的影响，一般说比地面结构物小。因此，对地铁等重要城市设施，考虑地震影响的设计时，除特殊情况外，多不进行。九、竖井和引道设计1.竖井竖井分别位于沉管隧道的两端，是沉管隧道和陆上隧道的接续点。对公路隧道，还具有风井的功能。对其它用途的隧道，多用于排水设施、电气设施、附属设施等的收容空间。竖井设计主要任务是确保其稳定性。竖井的稳定，一般说是由完成后的地震时及施工时的稳定性所支配的。第三节沉管隧道设计公路隧道竖井实例第三节沉管隧道设计2.引道引道构造，通常都是明渠式的。此时，视引道深度的变化，可采用U型挡墙、L型挡墙或反T型挡墙、重力式挡墙等多种型式的构造。采用挡墙形式的区间，其开挖深度一般不要超过15m。陆上隧道，一般均采用明挖法施工。如深度很深，可采用沉箱法。引道设计应特别注意的是U型挡墙的上浮性。为此，要选定合理的经济的结构形式。第四节沉管隧道施工

沉管隧道的施工流程第四节沉管隧道施工一、施工步骤沉管隧道的施工，大体上分为管段制作、沉管隧道段施工、竖井及引道施工等几部分。二、管段制作1.钢壳方式(1)钢壳制作这种管段通常是只在造船厂的码头、船台或岸壁等处制作钢壳。而后将其牵引、停泊在悬浮状态下，灌筑内部混凝土而完成的。(2)灌筑作业钢壳方式的混凝土灌筑作业，包括配筋架、模板、运入材料、灌筑混凝土等，直到完成管段。第四节沉管隧道施工(3)钢筋的配置(4)混凝土灌筑(5)装配码头装配码头，要设在靠近隧道建设地点、平静的水域中，能安全地停泊管段，而且材料的搬入要方便；2.干船坞方式与钢壳方式不同，此时管段是在管段制作码头制作，完成后牵引，在装配码头处搭载各种沉放设备并沉放的。

第四节沉管隧道施工干船坞平面图第四节沉管隧道施工三、沟槽施工沉放前要先在顶计沉放地点开挖沟槽。沟槽开挖比通常的航道疏浚开挖深度要深，而且要求底面的平整度精度较高。因此，要仔细选择疏通方法。一般使用各种疏浚船进行。特别要注意的是，不要扰动海底沟槽面的土质，在沉放过程中始终保持良好的状态。疏通断面的坡面坡度，视土质和波浪的影响等决定。基础底面为保证平整，应用砾石等铺均匀为好。第四节沉管隧道施工东京港沟槽断面第四节沉管隧道施工四、基础施工沉管隧道的基础施工是在水下进行的，施工难度较大。现就连续支持形式和桩基形式加以介绍。（1）整平方式此方式是在整平的基础上，直接沉放管段的方法。整平方式有的是采用安设在沉放作业船的整平器械整平,有的是利用海上固定脚手架(SEP)用导轨整平,或是用驳船和水底重物整平，第四节沉管隧道施工（2）喷砂方式此工法的原理是：在设于管段上的门式起重机上的三根一组的钢管中，用中央的钢管把水和砂一起喷射，用另外两根钢管同时吸引管段和基础间的同量的水来充填砂的方法。（3）压注砂浆方式此法是事先于管段底连续铺设尼龙袋，临时支持管段。而后，从沉放作业船上把准备好的砂浆向尼龙袋中压注的方法.（4）临时承台在临时支持管段向底部空隙充填的方式中，为临时支持管段，需设置临时承台。临时承台一般用混凝土块直接放在基础上，在软弱地层时采用摩擦桩。第四节沉管隧道施工（5）桩基桩基的问题是要选择在海上易于施工的打桩方法和确保桩的高度和平面位置的精度。这种情况下采用最多的方法是打钢管桩。桩径1m左右。桩要打到沟槽底部。水深时，要特别注意高度和平面位置的施工。五、管段拖运、沉放与接合1.拖运及准备作业沉管拖运时，必须对潮位、水流、风、浪等进行调查，用所需马力的拖轮拖运,通常用1～1.5节（1节=1.852km/h）的船只拖运。第四节沉管隧道施工装配作业流程第四节沉管隧道施工2.沉放作业（1）固定脚手架(SEP)方式此方式是在设于沉放位置的固定脚手架SEP作业台的下方引进管段，用作业台的起重机支持管段，加上沉放荷载，使之下沉。固定脚手架(SEP)方式第四节沉管隧道施工(2)浮箱方式浮箱方式是用2～4台浮箱吊下管段并沉放的方法。管段的位置调整、固定都是用设在管段上的测量塔的起重机进行的。用海底锚拴进行水平方向的调整。浮箱方式第四节沉管隧道施工（3）双胴船方式此方式要有专用的沉放作业的驳船,用吊装用的梁(前后两个)联结两条船而构成。此方式又称就位驳船方式。该方式是把处于驳船间的管段用加沉放荷载的方法，使之下沉。双胴船方式第四节沉管隧道施工3.接合作业沉管隧道的接合作业有水中混凝土方式和采用橡胶密封垫的水压压接方式。（1）水中混凝土方式此方式，先要在接头处修围堰，于其中灌筑混凝土止水。而后，排除隔墙间的水，从内部作刚性联结接头。这种方式，目前应用较少，混凝土接合方式第四节沉管隧道施工（2）水压压接方式此方式的施工步骤如下：①在管段结合端，安设橡胶密封垫，用千斤顶使之与既设管段密贴，进行初期止水；②把隔墙的水排到既设管段中，而后用静水压置换橡胶密封垫的反力，压缩密封垫，使之完全止水；③拆除隔墙，作基础，回填，视接头构造安设二次止水材料等。④管段内作业管段内的作业有：用千斤顶拖拉管段；投入重物；修正方向作业；用垂直千斤顶调整高度；拆除隔墙；压注砂浆；接头施工；修筑道床、路面等内部构造；拆除重物等。第四节沉管隧道施工六、回填及覆盖回填对防止管体侧面的水流的冲刷，或防止沉船、抛锚、走锚等对管体的破坏是重要的。回填材料要采用易于获取、费用低、在地震时不易流动、投入后不会对水质有污染的材料。东京港隧道的回填采用了砂岩碎石，直径大于0.15m的占30%以上。根据日本的试验，在管体上面通常除设0.15m的钢筋混凝土防护层外，要回填1.0m～2.0m的防护层。第四节沉管隧道施工回填后断面本章结束请各位同学提出教学意见和建议!MagneticResonanceImaging磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长TE－－T2W增强MR最常用的技术是：多层、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技术磁共振扫描时间参数：TR、TE磁共振扫描还有许多其他参数：层厚、层距、层数、矩阵等序列常规序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反转恢复（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高级序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三维成像（SPGR）弥散成像（DWI）关节运动分析是一种成像技术而非扫描序列自旋回波（SE）必扫序列图像清晰显示解剖结构目前只用于T1加权像快速自旋回波（FSE）必扫序列成像速度快多用于T2加权像梯度回波（GE）成像速度快对出血敏感T2加权像水抑制反转恢复（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶显示清晰判断病灶成份脂肪抑制反转恢复（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信号判断病灶成分其它组织显示更清晰血管造影（MRA）无需造影剂TOF法PC法MIP投影动静脉分开显示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系统成像胆道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于诊断梗阻扩张超高空间分辨率扫描任意方位重建窄间距重建技术大大提高对小器官、小病灶的诊断能力三维梯度回波（SPGR） 早期诊断脑梗塞

弥散成像MRI的设备一、信号的产生、探测接受1.磁体（Magnet）:静磁场B0（Tesla,T）→组织净磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常导型（resistivemagnet）超导型（superconductingmagnet）磁体屏蔽（magnetshielding）2.梯度线圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z轴的磁场梯度功率、切换率3.射频系统（radio-frequencesystem，RF）

MR信号接收二、信号的处理和图象显示数模转换、计算机，等等；MRI技术的优势1、软组织分辨力强（判断组织特性）2、多方位成像3、流空效应（显示血管）4、无骨骼伪影5、无电离辐射，无碘过敏6、不断有新的成像技术MRI技术的禁忌证和限度1.禁忌证

体内弹片、金属异物各种金属置入：固定假牙、起搏器、血管夹、人造关节、支架等危重病人的生命监护系统、维持系统不能合作病人，早期妊娠，高热及散热障碍2.其他钙化显示相对较差空间分辨较差（体部，较同等CT）费用昂贵多数MR机检查时间较长1.病人必须去除一切金属物品，最好更衣，以免金属物被吸入磁体而影响磁场均匀度，甚或伤及病人。2.扫描过程中病人身体（皮肤）不要直接触碰磁体内壁及各种导线，防止病人灼伤。3.纹身（纹眉）、化妆品、染发等应事先去掉，因其可能会引起灼伤。4.病人应带耳塞，以防听力损伤。扫描注意事项颅脑MRI适应症颅内良恶性占位病变脑血管性疾病梗死、出血、动脉瘤、动静脉畸形（AVM）等颅脑外伤性疾病脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等感染性疾病脑脓肿、化脓性脑膜炎、病毒性脑炎、结核等脱髓鞘性或变性类疾病多发性硬化（MS）等先天性畸形胼胝体发育不良、小脑扁桃体下疝畸形等脊柱和脊髓MRI适应证1.肿瘤性病变椎管类肿瘤（髓内、髓外硬膜内、硬膜外），椎骨肿瘤（转移性、原发性）2.炎症性疾病脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿、蛛网膜炎、脊髓炎等3.外伤骨折、脱位、椎间盘突出、椎管内血肿、脊髓损伤等4.脊柱退行性变和椎管狭窄症椎间盘变性、膨隆、突出、游离，各种原因椎管狭窄，术后改变，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脱髓鞘疾病（如MS），脊髓萎缩7.先天性畸形胸部MRI适应证呼吸系统对纵隔及肺门区病变显示良好，对肺部结构显示不如CT。胸廓入口病变及其上下比邻关系纵隔肿瘤和囊肿及其与大血管的关系其他较CT无明显优越性心脏及大血管大血管病变各类动脉瘤、腔静脉血栓等心脏及心包肿瘤，心包其他病变其他（如先心、各种心肌病等）较超声心动图无优势，应用不广腹部MRI适应证主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变肝肿瘤性病变，提供鉴别信息胰腺肿瘤，有利小胰癌、胰岛细胞癌显示宫颈、宫体良恶性肿瘤及分期等，先天畸形肿瘤的定位（脏器上下缘附近）、分期胆道、尿路梗阻和肿瘤，MRCP，MRU直肠肿瘤骨与关节MRI适应证X线及CT的后续检查手段－－钙质显示差和空间分辨力部分情况可作首选：1.累及骨髓改变的骨病（早期骨缺血性坏死，早期骨髓炎、骨髓肿瘤或侵犯骨髓的肿瘤）2.结构复杂关节的损伤（膝、髋关节）3.形状复杂部位的检查（脊柱、骨盆等）软件登录界面软件扫描界面图像浏览界面胶片打印界面报告界面报告界面2合理应用抗菌药物预防手术部位感染概述外科手术部位感染的2/3发生在切口医疗费用的增加病人满意度下降导致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑战，止血和疼痛目前已较好解决感染仍是外科医生面临的重大问题，处理不当，将产生严重后果外科手术部位感染占院内感染的14%～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院内感染第3位严重手术部位的感染——病人的灾难，医生的梦魇

预防手术部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手术部位感染的40%–60%可以预防围手术期使用抗菌药物的目的外科医生的困惑★围手术期应用抗生素是预防什么感染？★哪些情况需要抗生素预防？★怎样选择抗生素？★什么时候开始用药？★抗生素要用多长时间？定义：指发生在切口或手术深部器官或腔隙的感染分类：切口浅部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定义和分类二、SSI诊断标准——切口浅部感染

指术后30天内发生、仅累及皮肤及皮下组织的感染，并至少具备下述情况之一者：

1．切口浅层有脓性分泌物

2．切口浅层分泌物培养出细菌

3．具有下列症状体征之一：红热，肿胀，疼痛或压痛，因而医师将切口开放者（如培养阴性则不算感染）

4．由外科医师诊断为切口浅部SSI

注意：缝线脓点及戳孔周围感染不列为手术部位感染二、SSI诊断标准——切口深部感染

指术后30天内（如有人工植入物则为术后1年内）发生、累及切口深部筋膜及肌层的感染，并至少具备下述情况之一者：

1.切口深部流出脓液

2.切口深部自行裂开或由医师主动打开，且具备下列症状体征之一：①体温＞38℃；②局部疼痛或压痛

3.临床或经手术或病理组织学或影像学诊断，发现切口深部有脓肿

4.外科医师诊断为切口深部感染

注意：感染同时累及切口浅部及深部者，应列为深部感染

二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

指术后30天内（如有人工植入物★则术后1年内）、发生在手术曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通过手术打开或其他手术处理，并至少具备以下情况之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有脓性引流物

2.器官/腔隙的液体或组织培养有致病菌

3.经手术或病理组织学或影像学诊断器官/腔隙有脓肿

4.外科医师诊断为器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心脏瓣膜、人工血管、人工关节等二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

不同种类手术部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔内感染（腹膜炎，腹腔脓肿）生殖道：子宫内膜炎、盆腔炎、盆腔脓肿血管：静脉或动脉感染三、SSI的发生率美国1986年～1996年593344例手术中，发生SSI15523次，占2.62%英国1997年～2001年152所医院报告在74734例手术中，发生SSI3151例，占4.22%中国？SSI占院内感染的14～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的发生率SSI与部位：非腹部手术为2%～5%腹部手术可高达20%SSI与病人：入住ICU的机会增加60%再次入院的机会是未感染者的5倍SSI与切口类型：清洁伤口 1%～2%清洁有植入物 ＜5%可染伤口＜10%手术类别手术数SSI数感染率(%)小肠手术6466610.2大肠手术7116919.7子宫切除术71271722.4肝、胆管、胰手术1201512.5胆囊切除术8222.4不同种类手术的SSI发生率：三、SSI的发生率手术类别SSI数SSI类别（%）切口浅部切口深部器官/腔隙小肠手术6652.335.412.3大肠手术69158.426.315.3子宫切除术17278.813.57.6骨折开放复位12379.712.28.1不同种类手术的SSI类别：三、SSI的发生率延迟愈合疝内脏膨出脓肿，瘘形成。需要进一步处理这里感染将导致:延迟愈合疝内脏膨出脓肿、瘘形成需进一步处理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手术，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%与感染有关，其中90%是器官/腔隙严重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、导致SSI的危险因素（1）病人因素：高龄、营养不良、糖尿病、肥胖、吸烟、其他部位有感染灶、已有细菌定植、免疫低下、低氧血症五、导致SSI的危险因素（2）术前因素：术前住院时间过长用剃刀剃毛、剃毛过早手术野卫生状况差（术前未很好沐浴）对有指征者未用抗生素预防五、导致SSI的危险因素（3）手术因素：手术时间长、术中发生明显污染置入人工材料、组织创伤大止血不彻底、局部积血积液存在死腔和/或失活组织留置引流术中低血压、大量输血刷手不彻底、消毒液使用不当器械敷料灭菌不彻底等手术特定时间是指在大量同种手术中处于第75百分位的手术持续时间其因手术种类不同而存在差异超过T越多，SSI机会越大五、导致SSI的危险因素（4）SSI危险指数（美国国家医院感染监测系统制定）：病人术前已有≥3种危险因素污染或污秽的手术切口手术持续时间超过该类手术的特定时间（T）

（或一般手术＞2h)六、预防SSI干预方法根据指南使用预防性抗菌药物正确脱毛方法缩短术前住院时间维持手术患者的正常体温血糖控制氧疗抗菌素的预防/治疗预防

在污染细菌接触宿主手术部位前给药治疗

在污染细菌接触宿主手术部位后给药

防患于未然六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用136预防和治疗性抗菌素使用目的：清洁手术：防止可能的外源污染可染手术：减少粘膜定植细菌的数量污染手术：清除已经污染宿主的细菌六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用137需植入假体，心脏手术、神外手术、血管外科手术等六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素使用指征：可染伤口(Clean-contaminatedwound)污染伤口（Contaminatedwound）清洁伤口（Cleanwound）但存在感染风险六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素显示有效的手术有：妇产科手术胃肠道手术(包括阑尾炎)口咽部手术腹部和肢体血管手术心脏手术骨科假体植入术开颅手术某些“清洁”手术六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

理想的给药时间？目前还没有明确的证据表明最佳的给药时机研究显示：切皮前45～75min给药，SSI发生率最低，且不建议在切皮前30min内给药影响给药时间的因素:所选药物的代谢动力学特性手术中污染发生的可能时间病人的循环动力学状态止血带的使用剖宫产细菌在手术伤口接种后的生长动力学

手术过程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days细菌数logCFU/ml六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用143术后给药，细菌在手术伤口接种的生长动力学无改变

手术过程抗生素血肿血浆六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用Antibioticsinclot

手术过程

血浆中抗生素予以抗生素血块中抗生素血浆术前给药，可以有效抑制细菌在手术伤口的生长六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用145ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切开前时间切开后时间予以抗生素切开六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不同给药时间，手术伤口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投药时间感染数（%）相对危险度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手术前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0围手术期（切皮后3h内）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手术后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人数六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用结论：抗生素在切皮前45-75min或麻醉诱导开始时给药，预防SSI效果好147六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用切口切开后，局部抗生素分布将受阻必须在切口切开前给药！！！抗菌素应在切皮前45～75min给药六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？有效安全杀菌剂半衰期长相对窄谱廉价六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用抗生素的选择原则：各类手术最易引起SSI的病原菌及预防用药选择六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

手术最可能的病原菌预防用药选择胆道手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢哌酮或

(如脆弱类杆菌）头孢曲松阑尾手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢噻肟；

(如脆弱类杆菌）＋甲硝唑结、直肠手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢曲松或

(如脆弱类杆菌）头孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手术革兰阴性杆菌头孢呋辛；环丙沙星妇产科手术革兰阴性杆菌，肠球菌头孢呋辛或头孢曲松或

B族链球菌，厌氧菌头孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可单药应用）注:各种手术切口感染都可能由葡萄球菌引起六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用单次给药还是多次给药？没有证据显示多次给药比单次给药好伤口关闭后给药没有益处多数指南建议24小时内停药没有必要维持抗菌素治疗直到撤除尿管和引流管手术时间延长或术中出血量较大时可重复给药细菌污染定植感染一次性用药用药24h用药4872h数小时从十数小时到数十小时六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用用药时机不同，用药期限也应不同短时间预防性应用抗生素的优点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用减少毒副作用不易产生耐药菌株不易引起微生态紊乱减轻病人负担可以选用单价较高但效果较好的抗生素减少护理工作量药品消耗增加抗菌素相关并发症增加耐药抗菌素种类增加易引起脆弱芽孢杆菌肠炎MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）定植六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用延长抗菌素使用的缺点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？正确的给药方法：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用应静脉给药，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的个体差异，不能保证血液和组织的药物浓度，不宜采用常用的-内酰胺类抗生素半衰期为12h，若手术超过３４h，应给第２个剂量，必要时还可用第３次可能有损伤肠管的手术，术前用抗菌药物准备肠道局部抗生素冲洗创腔或伤口无确切预防效果，不予提倡不应将日常全身性应用的抗生素应用于伤口局部（诱发高耐药）必要时可用新霉素、杆菌肽等抗生素缓释系统（PMMA—青大霉素骨水泥或胶原海绵)局部应用可能有一定益处六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不提倡局部预防应用抗生素：时机不当时间太长选药不当，缺乏针对性六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防用药易犯的错误：在开刀前45-75min之内投药按最新临床指南选药术后24小时内停药择期手术后一般无须继续使用抗生素大量对比研究证明，手术后继续用药数次或数天并不能降低手术后感染率若病人有明显感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或数次小结预防SSI干预方法

——正确的脱毛方法用脱毛剂、术前即刻备皮可有效减少SSI的发生手术部位脱毛方法与切口感染率的关系：备皮方法 剃毛备皮 5.6%

脱毛0.6%备皮时间 术前24小时前 ＞20%

术前24小时内 7.1%

术前即刻 3.1%方法/时间 术前即刻剪毛 1.8%

前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间PART02MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….