北交隧道方向认知实习

土木工程认识实习报告——隧道篇姓名：郑峰学号：10231167班级：土木1001单位：北京交通大学土建学院组别：第一组目录前言 ……..2内容 ………2一、妙峰山隧道 ………31隧道分类 ………3二、地铁6号线施工现场 ……….71地下工程特点 ………………..82地下工程施工方法 …………9结束语 …10前言土木工程是建造各类工程设施的学科、技术和工程的总称。它既指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施，如建筑公程、公路与城市道路工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程等，也指应用材料、设备在土地上所进行的勘测、设计、施工等工程技术活动。土木工程是社会和科技发展所需要的“衣、食、住、行”的先行官之一；它在任何一个国家的国民经济中都占有举足轻重的地位。作为一名刚刚接触专业知识的大学生来说，如果在学习专业课之前直接就接触深奥的专业知识是不科学的，为此，学院带领我们进行了这次实习活动，让我们从实践中对这门自己即将从事的专业获得一个感性认识，为今后专业课的学习打下坚实的基础。实习目的通过实习，通过接触隧道现场，了解隧道及地下工程的基本用途、组成、特点、结构，隧道轨道的形态以及基础技术等。对一般隧道轨道组成部分的功能结构及空间组合有较全面的了解；对一般隧道铁路的构造及其特点有一定了解；还学习了隧道地理位置选择的一些要素。理论联系实际，巩固和深入理解所学的理论知识，并为后续课程的实习积累感性知识；联系专业培养目标；为后续专业课程的学习做准备。实习时间2011年10月29日实习地点妙峰山隧道口，地铁6号线施工现场实习内容本次隧道方向的认知实习我们走访了妙峰山隧道口以及地铁6号线施工现场。在实习过程中，我们在老师的带领下参观了不同类型和构造的铁路。老师针对每一种铁路，进行了详细的讲解和区别，使我们在对比中学习和记忆，使我们的印象更加深刻，并学习到了很多从前没有接触过的知识。尤其是对于我们大二的同学来说，铁路方面的知识了解的非常少，这次实习让我们对隧道铁路有了更加感性的认识，为日后的学习打下了一定的基础。下面，我就针对不同实习地点的隧道或地下铁路进行详细的分析。一、妙峰山隧道隧道分类1、按照隧道所处的地质条件分类：分为土质隧道和石质隧道。2、按照隧道的长度分类：分为短隧道（铁路隧道规定：L≤500m；公路隧道规定：L≤500m）、中长隧道（铁路隧道规定：500<L≤3000m；公路隧道规定500<L<1000m）、长隧道（铁路隧道规定：3000<L≤10000m；公路隧道规定1000≤L≤3000m）和特长隧道（铁路隧道规定：L>10000m；公路隧道规定：L>3000m）。3、按照国际隧道协会（ITA）定义的隧道的横断面积的大小划分标准分类：分为极小断面隧道（2～3㎡）、小断面隧道（3～10㎡）、中等断面隧道（10～50㎡）、大断面隧道（50～100㎡）和特大断面隧道（大于100㎡）。4、按照隧道所在的位置分类：分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。5、按照隧道埋置的深度分类：分为浅埋隧道和深埋隧道。6、按照隧道的用途分类：分为交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿山隧道。隧道的结构形式盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构（shield）是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置，钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶；钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装（或现浇）一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井，在竖井内安装盾构，盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。按盾构断面形状不同可将其分为：圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。圆形因其抵抗地层中的土压力和水压力较好，衬砌拼装简便，可采用通用构件，易于更换，因而应用较为广泛；按开挖方式不同可将盾构分为：手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种；按盾构前部构造不同可将盾构分为：敞胸式和闭胸式2种；按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为：人工井点降水、泥水加压、土压平衡式，局部气压盾构，全气压盾构等。

盾构法的主要优点：除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施T易于管理，施工人员也比较少；土方量少；穿越河道时不影响航运；施工不受风雨等气候条件的影响；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性。

新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护的量测、监控,指导地下工程的设计施工。

新奥法（NATM）是新奥地利隧道施工方法的简称,在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。采用该方法修建地下隧道时，对地面干扰小，工程投资也相对较小，已经积累了比较成熟的施工经验，工程质量也可以得到较好的保证。使用此方法进行施工时，对于岩石地层，可采用分步或全断面一次开挖，锚喷支护和锚喷支护复合衬砌，必要时可做二次衬砌；对于土质地层，一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌，在有地下水的条件下必须降水后方可施工。新奥法广泛应用于山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。

当前,世界范围内应用新奥法设计与施工城市地铁工程取得了相当大的发展。如智利的圣地亚哥新地铁线采用新奥法施工地铁车站,车站位于城市道路下7～9m,开挖面积230m2,相当于17m(宽)×14m(高);我国自1987年在北京地铁首次采用新奥法施工复兴门车站及折返线工程,车站跨度达26m。针对我国城市地下工程的特点和地质条件,新奥法经过多年的完善与发展,又开发了“浅埋暗挖法”这一新方法,与明挖法、盾构法相比较,由于它可以避免明挖法对地表的干扰性,而又较盾构法具有对地层较强的适应性和高度灵活性,因此目前广泛应用于城市地铁区间隧道、车站、地下过街道、地下停车场等工程,如根据新奥法的基本原理,采用“群洞”方案修建的广州地铁二号线越秀公园站及南京地铁一期工程南京火车站站,断面复杂多变的折返线工程、联络线工程也多采用新奥法。

在我国利用新奥法原理修建地铁已成为一种主要施工方法，尤其在施工场地受限制、地层条件复杂多变、地下工程结构形式复杂等情况下用新奥法施工尤为重要。

浅埋暗挖法又称矿山法，起源于1986年北京地铁复兴门折返线工程，是中国人自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法。该法是在借鉴新奥法的某些理论基础上，针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法。与新奥法的不同之处在于，它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于或等于隧道直径，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。

顾名思义，浅埋暗挖法是一项边开挖边浇注的施工技术。其原理是：利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法，主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。由于浅埋暗挖法省去了许多报批、拆迁、掘路等程序，现被施工单位普遍采纳。

浅埋暗挖法的核心技术被概括为18字方针：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。其主要的技术特点为：动态设计、动态施工的信息化施工方法，建立了一整套变位、应力监测系统；强调小导管超前支护在稳定工作面中的作用；研究、创新了劈裂注浆方法加固地层；发展了复合式衬砌技术，并开创性地设计应用了钢筋网构拱架支护。

由于该工法在有水条件的地层中可广泛运用，加之国内丰富的劳动力资源，在北京、广州、深圳、南京等地的地铁区间隧道修建中得到推广，已成功建成许多各具特点的地铁区间隧道，而且在大跨度车站的修筑中有相当的应用。此外，该方法也广泛应用于地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。著名隧道举例欧洲直布罗陀海峡跨海通道：由连结欧洲和非洲的海底隧道、及部分的海上桥梁所构成，目前尚由西班牙、英国、摩洛哥等拥有海峡主权的国家共同规划中。根据英国广播公司报道，兴建费用估计达100亿美元。挪威的洛达尔隧道：世界最长的公路隧道，长度24.5公里。瑞士的圣哥达隧道：世界第三长的公路隧道，长度16.32公里，连接瑞士的乌里州和提契诺州。英法海底隧道：世界第二长的铁路隧道，长度50.5公里，海底长度37.9公里，也是世界海底长度最长的海底隧道，跨越英吉利海峡连接英国和法国。亚洲香港海底隧道：世界上最繁忙的行车隧道之一，全长1.8公里，平均每日行车量达121700辆，跨越维多利亚港连接九龙半岛和香港岛。青函隧道：目前世界最长的铁路隧道，全长53.9公里，海底长度23.3公里。此隧道跨越津轻海峡连接日本的北海道和本州。秦岭终南山特长公路隧道：亚洲及中国最长的公路隧道，也是世界最长的双孔公路隧道，长18.02公里，2006年完工后已超过圣哥达隧道成为世界第二长的公路隧道。北京五环路的晓月隧道：北京五环路的唯一隧道，为下穿式隧道。北京六环路的卧龙岗隧道：北京环路唯一的越岭隧道台湾的雪山隧道：东南亚最长的公路隧道，也是全世界规模最大的双孔公路隧道群，全长12.9公里，跨越雪山山脉支脉连接台北台北县和宜兰县。高雄港过港隧道：跨越高雄港连接高雄市前镇区和旗津区，是台湾唯一的水底公路隧道。风火山隧道：位于青藏高原。轨道面海拔4905米，是世界上海拔最高的隧道，也是世界上海拔最高的高原冻土隧道。美洲美国的德拉瓦隧道：世界最长的输水隧道，全长169公里。美国纽约的林肯隧道：跨越哈德逊河连接纽约市和纽泽西州，是世界最繁忙的公路隧道之一，长度2.4公里。二、地铁6号线施工现场隧道及地下工程一般分为勘测设计和施工两大阶段。①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。②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。地下铁道：由于城市的不断扩大和发展，市内地面运输已经不能满足交通要求，修建地下铁道成为最有效的手段之一。世界上有80多个城市已修建或正在修建地下铁道，中国北京已修建了40.1公里地铁，天津已建地铁7.2公里，其他大城市正在规划中。地下铁道的优点是:和其他城市运输类型相比较,其运送能力最大；由于没有平面交叉和采取自动闭塞信号，可以保证通行安全；地铁各列车间的间歇时间可以很短，给旅客以很大方便；噪声小，保护环境条件好。地下铁道还必须和地面其他运输类型及相应设施彼此配合，才能发挥更好的作用。近20～30年来，在某些国家的大城市（如日本东京、大阪等地）和地铁相配合还修建了具有相当规模的地下街和地下商场等。地铁的缺点是：固定运营费用比重较大，只有客流密度很大时才是经济合理的。地下工程特点①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。②能够分担地面交通和人流的负荷，节约城市用地。③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。④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。⑤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。⑥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。⑦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。地下工程施工方法明挖法：敞口开挖基坑，再在基坑中修建地下结构，最后用土石重新覆盖填实。盾构法：用盾构开挖隧道的一种施工法。盾构为一个钢制圆筒，前部为切口环，目的为保护开挖面上工作人员的安全；中部为支承环，承受地层压力，安设千斤顶，并靠这些千斤顶将盾构向前推进。盾构内部工程机械空间用横向及竖向隔板分隔成小的工作室，并在隔板上安设辅助机具。后部盾尾部分是用来支撑坑道，并作为装配衬砌环的空间。修建时在开挖面上掘进衬砌的一环长度后，盾构可推进到挖好的空间内，并在盾壳保护下装配隧道衬砌。在含水淤泥地层中可采用压缩空气以稳定工作面。在日本以及其他国家，针对这类地层情况已经设计并推广了泥水盾构。其基本类型可分为两种，一种是泥水平衡式，一种是土压平衡式。泥水平衡盾构采用一个可以旋转的切削轮，可以在封闭于工作仓壁和隧道作业面之间的有压粘土泥浆中开挖地层；储气罐给泥浆保持需要的压力，借以控制地下水并稳定作业面。土压平衡盾构是在有土压的密封仓里切削地层，并用螺旋出土机排泥。盾构开挖法采用的衬砌类型有预制混凝土管片、刚性砌块和就地浇筑的钢纤维混凝土等。地下连续墙法：是在地下铁道或其他地下结构的两个边墙位置处沿线路方向挖槽，灌注特制的泥水，以稳定槽壁，然后安放钢筋笼，灌筑混凝土边墙。在两侧边墙的保护下，可以挖开街道先修建结构顶盖，然后进行填实，恢复交通，再进行下部地层的开挖。此法优点是对地面交通的干扰时间短，范围小，对路边建筑物的影响也较小。意大利米兰地铁就是用此法修筑的典型例子。其他方法：此外，修筑水底隧道时，可使用沉管法；在穿越铁路、道路、河流或建筑物时，可使用顶管法。修建地下池槽、地下厂房、仓库和各种地下井时，还可使用沉井法（见地下工程沉井法施工）。发展趋向因地制宜，开拓地下空间资源和发展其经济效益，是当前各国在隧道及地下工程领域中总的发展趋势。例如，中国在云、贵、川及闽、浙一带可以有选择地利用天然溶洞；在