《隧道工程》課程學(xué)習(xí)指南

1、隧道工程課程學(xué)習(xí)指南學(xué)習(xí)本課程的目的與意義我國(guó)是一個(gè)多山或丘陵地帶國(guó)家。由于隧道在縮短線路長(zhǎng)度、穿越不良地質(zhì)地段、 提高道路的可靠性和安全性以及在國(guó)防意義上的隱蔽性等優(yōu)點(diǎn)，在未來(lái)的幾十年內(nèi)，中 國(guó)在高速鐵路、高速公路以及城市地下鐵道的建設(shè)中必將涉及大量的隧道工程問(wèn)題。因 此，認(rèn)真掌握好隧道工程的基礎(chǔ)理論與技術(shù)知識(shí)，對(duì)于能否成為從事隧道工程領(lǐng)域 內(nèi)高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)隧道工程是一門(mén)緊密結(jié)合工程實(shí)際的課程，涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的交叉。在學(xué)習(xí)之前， 需要學(xué)生掌握土力學(xué)、巖石力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等相關(guān)課程知識(shí)。課程內(nèi)容的知識(shí)結(jié) 構(gòu)主要由隧道工程勘測(cè)、隧道建筑結(jié)構(gòu)、隧道工程地質(zhì)

2、（圍巖）、隧道力學(xué)、隧道施工、 高速鐵路隧道和施工管理七大模塊，和課程設(shè)計(jì)模塊組成，如下圖1所示。通過(guò)工程勘 測(cè)，確定隧道經(jīng)過(guò)地段的地質(zhì)圍巖條件，由此確定隧道的結(jié)構(gòu)形式、施工方法和養(yǎng)護(hù)管 理手段，而隧道力學(xué)則提供了理論基礎(chǔ)。各模塊又可細(xì)分為若干子模塊，如圖2與圖3 所示。此外實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容可作為一個(gè)單獨(dú)的模塊，以鞏固課內(nèi)所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)習(xí)者 的實(shí)踐能力。圖1隧道工程課程內(nèi)容知識(shí)模塊隧道結(jié)構(gòu)隧道限界附屬結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)鐵 路 隧 道工避讓設(shè)施ZL公路隧道營(yíng)通風(fēng)設(shè)施一照明設(shè)施隧道施工電力通訊設(shè)施圖2隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)容基本模塊圖3隧道施工內(nèi)容基本模塊主要知識(shí)點(diǎn)各知識(shí)點(diǎn)模塊順序如下：模塊：隧道工程的基本概念與功

3、能；隧道工程的特點(diǎn)與歷史發(fā)展。隧道工程地質(zhì) 調(diào)查的方法與內(nèi)容；隧道位置與線路的關(guān)系及選擇方法、洞口位置合理選定以及隧道線 路設(shè)計(jì)。模塊：隧道限界與凈空的關(guān)系、隧道襯砌斷面設(shè)計(jì)、隧道洞身支護(hù)結(jié)構(gòu)、洞門(mén)結(jié) 構(gòu)及明洞結(jié)構(gòu)。介紹鐵路與公路隧道的各種附屬建筑物、隧道防排水設(shè)施的類(lèi)型與設(shè)置。模塊：隧道圍巖的概念、圍巖的工程性質(zhì)及圍巖的穩(wěn)定性；圍巖分級(jí)方法；圍巖 壓力與隧道結(jié)構(gòu)的關(guān)系及圍巖壓力的確定方法。模塊：隧道結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算模型、結(jié)構(gòu)力學(xué)方法與巖體力學(xué)方法的適用性及處理 特點(diǎn)；隧道洞門(mén)結(jié)構(gòu)計(jì)算、隧道抗震計(jì)算。模塊：新奧法施工方法、洞口段與明洞施工方法、輔助施工措施及特殊地質(zhì)地段 隧道施工；與礦山法施工相

4、配套的隧道施工工藝，如鉆爆開(kāi)挖、出碴與運(yùn)輸、支護(hù)與襯 砌施工技術(shù)、襯砌結(jié)構(gòu)的防水；隧道輔助作業(yè)的內(nèi)容；新奧法的施工工藝、新奧法監(jiān)控 量測(cè)的手段與數(shù)據(jù)處理。隧道掘進(jìn)機(jī)的特點(diǎn)、類(lèi)型、構(gòu)造與適應(yīng)條件、施工工藝流程； 與掘進(jìn)機(jī)配套的支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型、適應(yīng)條件及施作。模塊：介紹國(guó)內(nèi)外高速鐵路隧道發(fā)展概況；講述高速鐵路隧道橫斷面設(shè)計(jì)的工程 特點(diǎn)；討論高速鐵路隧道的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題及減少空氣動(dòng)力效應(yīng)的工程對(duì)策。模塊：隧道施工的準(zhǔn)備工作、施工場(chǎng)地布置、進(jìn)度計(jì)劃安排，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行科 學(xué)管理的方式。模塊：通過(guò)完成一座短鐵路或公路隧道的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，使學(xué)生進(jìn)一步加 深對(duì)隧道工程學(xué)科知識(shí)的綜合理解和系統(tǒng)消化，了解本

5、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的基本程序和思路，具 備從事隧道工程實(shí)踐的初步能力，并領(lǐng)會(huì)隧道工程設(shè)計(jì)所應(yīng)考慮問(wèn)題的全面性和綜合 性。主要內(nèi)容包括：隧道洞口位置比選設(shè)計(jì)、繪制隧道洞口邊、仰坡開(kāi)挖線、隧道支護(hù) 參數(shù)及襯砌類(lèi)型設(shè)計(jì)與計(jì)算、施工方法設(shè)計(jì)、編制簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等。應(yīng)具備的基礎(chǔ)理論與專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)本課程之前，應(yīng)先掌握高等數(shù)學(xué)（微積分、線性代數(shù)、概率論）、理論力學(xué)、 材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程制圖、工程測(cè)量、工程地質(zhì)、土木工程材料、鋼筋混凝土結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)原理、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、流體力學(xué)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程等土木工程的基礎(chǔ)理論與 專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，在學(xué)習(xí)本課程的同時(shí)，建議還應(yīng)修讀鐵路與道路選線設(shè)計(jì)等相關(guān)課程?？傮w學(xué)習(xí)指導(dǎo)（1）

6、對(duì)于本課程的教程，至少需要學(xué)習(xí)2-3遍，而且應(yīng)該是看視頻教程和做思考 與練習(xí)題相結(jié)合；（2）首先建議完整地看完前十二章的教學(xué)錄像和演示文稿PPT的講解，對(duì)每章的 知識(shí)點(diǎn)和能力點(diǎn)有一個(gè)總體認(rèn)識(shí)；（3）結(jié)合每章教程最后提供的思考題和練習(xí)題，總結(jié)自己從第1遍學(xué)習(xí)過(guò)程中獲 取了哪些知識(shí)？看看自己是否能夠做出完整和準(zhǔn)確的答案，還有哪些還未完全理解和不 夠清晰的知識(shí)；（4）根據(jù)自己對(duì)第一遍學(xué)習(xí)后的總結(jié)和思考，重點(diǎn)針對(duì)各章的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn) 行本教程的第2遍學(xué)習(xí)，力爭(zhēng)解決在完成思考和練習(xí)題中還存在疑問(wèn)和不足；（5）對(duì)還不容易理解、消化和掌握的難點(diǎn)知識(shí)，進(jìn)行第3遍以上的反復(fù)細(xì)讀。并 通過(guò)在線復(fù)習(xí)測(cè)試試題，來(lái)自

7、測(cè)學(xué)習(xí)效果。（6）學(xué)習(xí)完本教程的前8個(gè)知識(shí)模塊后，應(yīng)參照第十三章隧道課程設(shè)計(jì)的基本目 標(biāo)，按照指導(dǎo)書(shū)的指導(dǎo)，獨(dú)立完整地完成課程設(shè)計(jì)所要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容。在設(shè)計(jì)過(guò)程中， 如存在疑難之處，同樣可參照上述5個(gè)步驟解決。各知識(shí)模塊的學(xué)習(xí)指導(dǎo)（1）隧道導(dǎo)論模塊中的工程勘察部分該模塊主要為一般介紹性的內(nèi)容，學(xué)生基本上能夠通過(guò)自學(xué)讀懂，再通過(guò)課程資 源提供的幾個(gè)經(jīng)典的工程案例，結(jié)合完成該部分思考題和作業(yè)來(lái)鞏固消化。（2）隧道建筑結(jié)構(gòu)模塊由于該課程中有很多結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖，而很多學(xué)生可能沒(méi)有接觸過(guò)工程實(shí)際，對(duì)隧道 結(jié)構(gòu)非常生疏，幾乎沒(méi)有任何認(rèn)識(shí)，本課程資源已事先將這些構(gòu)造圖反映在多媒體中課 件中，因此學(xué)習(xí)中應(yīng)通過(guò)課程資

8、源所提供多媒體課件，加深記憶，提高學(xué)習(xí)效果。（3）隧道工程地質(zhì)模塊該模塊內(nèi)容是整個(gè)隧道工程的基礎(chǔ)，一些基本的概念可能是初次接觸，部分概念 在先前學(xué)習(xí)的工程地質(zhì)及巖石力學(xué)課程中有所涉及，應(yīng)當(dāng)通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生在回顧相應(yīng)的知 識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，了解新的知識(shí)點(diǎn)的概念，然后掌握隧道工程圍巖分析等相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。 本模塊的學(xué)習(xí)必須通過(guò)反復(fù)閱讀所提供的教學(xué)錄像和演示文稿來(lái)加深理解和消化。（4）隧道力學(xué)模塊首先可以通過(guò)對(duì)先前學(xué)習(xí)的土力學(xué)、巖石力學(xué)等知識(shí)的回顧，引入隧道力學(xué)模型 的概念，然后通過(guò)對(duì)不同分析方法的對(duì)比，了解各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，掌握隧道力學(xué)模型 的分析和建立。本模塊同樣必須通過(guò)反復(fù)閱讀所提供的教學(xué)錄像和演示文稿來(lái)充分理解 掌握。（5）隧道施工模塊本模塊是本課程最重要和知識(shí)點(diǎn)最多的模塊，新概念和需要掌握的知識(shí)點(diǎn)較多。 通過(guò)與傳統(tǒng)礦山法的對(duì)比，重點(diǎn)講述新奧法施工的特點(diǎn)，掌握新奧法施工的原則。然后 講述掘進(jìn)機(jī)、明挖等施工方法，對(duì)比幾種施工方法的各種特點(diǎn)及適用范圍，讓學(xué)生對(duì)隧 道施工工法比選有一定的概念。本模塊的學(xué)習(xí)必須通過(guò)反復(fù)閱讀所提供的教學(xué)錄像和演 示文稿再通過(guò)課程資源提供的幾個(gè)經(jīng)典的工程案例，來(lái)加深理解和消化。（6）高速鐵路隧道模塊屬于學(xué)科和工程領(lǐng)域內(nèi)的新技術(shù)發(fā)展，需通過(guò)反復(fù)閱讀所提供資源中的教學(xué)錄像 和演示文稿來(lái)充分理