北交隧道方向認(rèn)知實(shí)習(xí)

土木工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)報(bào)告——隧道篇姓名：鄭峰學(xué)號(hào)：10231167班級(jí)：土木1001單位：北京交通大學(xué)土建學(xué)院組別：第一組目錄前言 ……..2內(nèi)容 ………2一、妙峰山隧道 ………31隧道分類 ………3二、地鐵6號(hào)線施工現(xiàn)場(chǎng) ……….71地下工程特點(diǎn) ………………..82地下工程施工方法 …………9結(jié)束語(yǔ) …10前言土木工程是建造各類工程設(shè)施的學(xué)科、技術(shù)和工程的總稱。它既指與人類生活、生產(chǎn)活動(dòng)有關(guān)的各類工程設(shè)施，如建筑公程、公路與城市道路工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程等，也指應(yīng)用材料、設(shè)備在土地上所進(jìn)行的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工等工程技術(shù)活動(dòng)。土木工程是社會(huì)和科技發(fā)展所需要的“衣、食、住、行”的先行官之一；它在任何一個(gè)國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中都占有舉足輕重的地位。作為一名剛剛接觸專業(yè)知識(shí)的大學(xué)生來說，如果在學(xué)習(xí)專業(yè)課之前直接就接觸深?yuàn)W的專業(yè)知識(shí)是不科學(xué)的，為此，學(xué)院帶領(lǐng)我們進(jìn)行了這次實(shí)習(xí)活動(dòng)，讓我們從實(shí)踐中對(duì)這門自己即將從事的專業(yè)獲得一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，為今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)習(xí)目的通過實(shí)習(xí)，通過接觸隧道現(xiàn)場(chǎng)，了解隧道及地下工程的基本用途、組成、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)，隧道軌道的形態(tài)以及基礎(chǔ)技術(shù)等。對(duì)一般隧道軌道組成部分的功能結(jié)構(gòu)及空間組合有較全面的了解；對(duì)一般隧道鐵路的構(gòu)造及其特點(diǎn)有一定了解；還學(xué)習(xí)了隧道地理位置選擇的一些要素。理論聯(lián)系實(shí)際，鞏固和深入理解所學(xué)的理論知識(shí)，并為后續(xù)課程的實(shí)習(xí)積累感性知識(shí)；聯(lián)系專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)；為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。實(shí)習(xí)時(shí)間2011年10月29日實(shí)習(xí)地點(diǎn)妙峰山隧道口，地鐵6號(hào)線施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)內(nèi)容本次隧道方向的認(rèn)知實(shí)習(xí)我們走訪了妙峰山隧道口以及地鐵6號(hào)線施工現(xiàn)場(chǎng)。在實(shí)習(xí)過程中，我們?cè)诶蠋煹膸ьI(lǐng)下參觀了不同類型和構(gòu)造的鐵路。老師針對(duì)每一種鐵路，進(jìn)行了詳細(xì)的講解和區(qū)別，使我們?cè)趯?duì)比中學(xué)習(xí)和記憶，使我們的印象更加深刻，并學(xué)習(xí)到了很多從前沒有接觸過的知識(shí)。尤其是對(duì)于我們大二的同學(xué)來說，鐵路方面的知識(shí)了解的非常少，這次實(shí)習(xí)讓我們對(duì)隧道鐵路有了更加感性的認(rèn)識(shí)，為日后的學(xué)習(xí)打下了一定的基礎(chǔ)。下面，我就針對(duì)不同實(shí)習(xí)地點(diǎn)的隧道或地下鐵路進(jìn)行詳細(xì)的分析。一、妙峰山隧道隧道分類1、按照隧道所處的地質(zhì)條件分類：分為土質(zhì)隧道和石質(zhì)隧道。2、按照隧道的長(zhǎng)度分類：分為短隧道（鐵路隧道規(guī)定：L≤500m；公路隧道規(guī)定：L≤500m）、中長(zhǎng)隧道（鐵路隧道規(guī)定：500<L≤3000m；公路隧道規(guī)定500<L<1000m）、長(zhǎng)隧道（鐵路隧道規(guī)定：3000<L≤10000m；公路隧道規(guī)定1000≤L≤3000m）和特長(zhǎng)隧道（鐵路隧道規(guī)定：L>10000m；公路隧道規(guī)定：L>3000m）。3、按照國(guó)際隧道協(xié)會(huì)（ITA）定義的隧道的橫斷面積的大小劃分標(biāo)準(zhǔn)分類：分為極小斷面隧道（2～3㎡）、小斷面隧道（3～10㎡）、中等斷面隧道（10～50㎡）、大斷面隧道（50～100㎡）和特大斷面隧道（大于100㎡）。4、按照隧道所在的位置分類：分為山嶺隧道、水底隧道和城市隧道。5、按照隧道埋置的深度分類：分為淺埋隧道和深埋隧道。6、按照隧道的用途分類：分為交通隧道、水工隧道、市政隧道和礦山隧道。隧道的結(jié)構(gòu)形式盾構(gòu)法施工是以盾構(gòu)這種施工機(jī)械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。盾構(gòu)（shield）是一個(gè)既可以支承地層壓力又可以在地層中推進(jìn)的活動(dòng)鋼筒結(jié)構(gòu)。鋼筒的前端設(shè)置有支撐和開挖土體的裝置，鋼筒的中段安裝有頂進(jìn)所需的千斤頂；鋼筒的尾部可以拼裝預(yù)制或現(xiàn)澆隧道襯砌環(huán)。盾構(gòu)每推進(jìn)一環(huán)距離，就在盾尾支護(hù)下拼裝（或現(xiàn)澆）一環(huán)襯砌，并向襯砌環(huán)外圍的空隙中壓注水泥砂漿，以防止隧道及地面下沉。盾構(gòu)推進(jìn)的反力由襯砌環(huán)承擔(dān)。盾構(gòu)施工前應(yīng)先修建一豎井，在豎井內(nèi)安裝盾構(gòu)，盾構(gòu)開挖出的土體由豎井通道送出地面。按盾構(gòu)斷面形狀不同可將其分為：圓形、拱形、矩形、馬蹄形4種。圓形因其抵抗地層中的土壓力和水壓力較好，襯砌拼裝簡(jiǎn)便，可采用通用構(gòu)件，易于更換，因而應(yīng)用較為廣泛；按開挖方式不同可將盾構(gòu)分為：手工挖掘式、半機(jī)械挖掘式和機(jī)械挖掘式3種；按盾構(gòu)前部構(gòu)造不同可將盾構(gòu)分為：敞胸式和閉胸式2種；按排除地下水與穩(wěn)定開挖面的方式不同可將盾構(gòu)分為：人工井點(diǎn)降水、泥水加壓、土壓平衡式，局部氣壓盾構(gòu)，全氣壓盾構(gòu)等。

盾構(gòu)法的主要優(yōu)點(diǎn)：除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進(jìn)行，既不影響地面交通，又可減少對(duì)附近居民的噪聲和振動(dòng)影響；盾構(gòu)推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進(jìn)行，施T易于管理，施工人員也比較少；土方量少；穿越河道時(shí)不影響航運(yùn)；施工不受風(fēng)雨等氣候條件的影響；在地質(zhì)條件差、地下水位高的地方建設(shè)埋深較大的隧道，盾構(gòu)法有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。

新奧法是充分利用圍巖的自承能力和開挖面的空間約束作用,采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段,對(duì)圍巖進(jìn)行加固,約束圍巖的松弛和變形,并通過對(duì)圍巖和支護(hù)的量測(cè)、監(jiān)控,指導(dǎo)地下工程的設(shè)計(jì)施工。

新奧法（NATM）是新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱,在我國(guó)常把新奧法稱為“錨噴構(gòu)筑法”。采用該方法修建地下隧道時(shí)，對(duì)地面干擾小，工程投資也相對(duì)較小，已經(jīng)積累了比較成熟的施工經(jīng)驗(yàn)，工程質(zhì)量也可以得到較好的保證。使用此方法進(jìn)行施工時(shí)，對(duì)于巖石地層，可采用分步或全斷面一次開挖，錨噴支護(hù)和錨噴支護(hù)復(fù)合襯砌，必要時(shí)可做二次襯砌；對(duì)于土質(zhì)地層，一般需對(duì)地層進(jìn)行加固后再開挖支護(hù)、襯砌，在有地下水的條件下必須降水后方可施工。新奧法廣泛應(yīng)用于山嶺隧道、城市地鐵、地下貯庫(kù)、地下廠房、礦山巷道等地下工程。

當(dāng)前,世界范圍內(nèi)應(yīng)用新奧法設(shè)計(jì)與施工城市地鐵工程取得了相當(dāng)大的發(fā)展。如智利的圣地亞哥新地鐵線采用新奧法施工地鐵車站,車站位于城市道路下7～9m,開挖面積230m2,相當(dāng)于17m(寬)×14m(高);我國(guó)自1987年在北京地鐵首次采用新奧法施工復(fù)興門車站及折返線工程,車站跨度達(dá)26m。針對(duì)我國(guó)城市地下工程的特點(diǎn)和地質(zhì)條件,新奧法經(jīng)過多年的完善與發(fā)展,又開發(fā)了“淺埋暗挖法”這一新方法,與明挖法、盾構(gòu)法相比較,由于它可以避免明挖法對(duì)地表的干擾性,而又較盾構(gòu)法具有對(duì)地層較強(qiáng)的適應(yīng)性和高度靈活性,因此目前廣泛應(yīng)用于城市地鐵區(qū)間隧道、車站、地下過街道、地下停車場(chǎng)等工程,如根據(jù)新奧法的基本原理,采用“群洞”方案修建的廣州地鐵二號(hào)線越秀公園站及南京地鐵一期工程南京火車站站,斷面復(fù)雜多變的折返線工程、聯(lián)絡(luò)線工程也多采用新奧法。

在我國(guó)利用新奧法原理修建地鐵已成為一種主要施工方法，尤其在施工場(chǎng)地受限制、地層條件復(fù)雜多變、地下工程結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜等情況下用新奧法施工尤為重要。

淺埋暗挖法又稱礦山法，起源于1986年北京地鐵復(fù)興門折返線工程，是中國(guó)人自己創(chuàng)造的適合中國(guó)國(guó)情的一種隧道修建方法。該法是在借鑒新奧法的某些理論基礎(chǔ)上，針對(duì)中國(guó)的具體工程條件開發(fā)出來的一整套完善的地鐵隧道修建理論和操作方法。與新奧法的不同之處在于，它是適合于城市地區(qū)松散土介質(zhì)圍巖條件下，隧道埋深小于或等于隧道直徑，以很小的地表沉降修筑隧道的技術(shù)方法。它的突出優(yōu)勢(shì)在于不影響城市交通，無污染、無噪聲，而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。

顧名思義，淺埋暗挖法是一項(xiàng)邊開挖邊澆注的施工技術(shù)。其原理是：利用土層在開挖過程中短時(shí)間的自穩(wěn)能力，采取適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)措施，使圍巖或土層表面形成密貼型薄壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的不開槽施工方法，主要適用于粘性土層、砂層、砂卵層等地質(zhì)。由于淺埋暗挖法省去了許多報(bào)批、拆遷、掘路等程序，現(xiàn)被施工單位普遍采納。

淺埋暗挖法的核心技術(shù)被概括為18字方針：管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)。其主要的技術(shù)特點(diǎn)為：動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工的信息化施工方法，建立了一整套變位、應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；強(qiáng)調(diào)小導(dǎo)管超前支護(hù)在穩(wěn)定工作面中的作用；研究、創(chuàng)新了劈裂注漿方法加固地層；發(fā)展了復(fù)合式襯砌技術(shù)，并開創(chuàng)性地設(shè)計(jì)應(yīng)用了鋼筋網(wǎng)構(gòu)拱架支護(hù)。

由于該工法在有水條件的地層中可廣泛運(yùn)用，加之國(guó)內(nèi)豐富的勞動(dòng)力資源，在北京、廣州、深圳、南京等地的地鐵區(qū)間隧道修建中得到推廣，已成功建成許多各具特點(diǎn)的地鐵區(qū)間隧道，而且在大跨度車站的修筑中有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用。此外，該方法也廣泛應(yīng)用于地下車庫(kù)、過街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。著名隧道舉例歐洲直布羅陀海峽跨海通道：由連結(jié)歐洲和非洲的海底隧道、及部分的海上橋梁所構(gòu)成，目前尚由西班牙、英國(guó)、摩洛哥等擁有海峽主權(quán)的國(guó)家共同規(guī)劃中。根據(jù)英國(guó)廣播公司報(bào)道，興建費(fèi)用估計(jì)達(dá)100億美元。挪威的洛達(dá)爾隧道：世界最長(zhǎng)的公路隧道，長(zhǎng)度24.5公里。瑞士的圣哥達(dá)隧道：世界第三長(zhǎng)的公路隧道，長(zhǎng)度16.32公里，連接瑞士的烏里州和提契諾州。英法海底隧道：世界第二長(zhǎng)的鐵路隧道，長(zhǎng)度50.5公里，海底長(zhǎng)度37.9公里，也是世界海底長(zhǎng)度最長(zhǎng)的海底隧道，跨越英吉利海峽連接英國(guó)和法國(guó)。亞洲香港海底隧道：世界上最繁忙的行車隧道之一，全長(zhǎng)1.8公里，平均每日行車量達(dá)121700輛，跨越維多利亞港連接九龍半島和香港島。青函隧道：目前世界最長(zhǎng)的鐵路隧道，全長(zhǎng)53.9公里，海底長(zhǎng)度23.3公里。此隧道跨越津輕海峽連接日本的北海道和本州。秦嶺終南山特長(zhǎng)公路隧道：亞洲及中國(guó)最長(zhǎng)的公路隧道，也是世界最長(zhǎng)的雙孔公路隧道，長(zhǎng)18.02公里，2006年完工后已超過圣哥達(dá)隧道成為世界第二長(zhǎng)的公路隧道。北京五環(huán)路的曉月隧道：北京五環(huán)路的唯一隧道，為下穿式隧道。北京六環(huán)路的臥龍崗隧道：北京環(huán)路唯一的越嶺隧道臺(tái)灣的雪山隧道：東南亞最長(zhǎng)的公路隧道，也是全世界規(guī)模最大的雙孔公路隧道群，全長(zhǎng)12.9公里，跨越雪山山脈支脈連接臺(tái)北臺(tái)北縣和宜蘭縣。高雄港過港隧道：跨越高雄港連接高雄市前鎮(zhèn)區(qū)和旗津區(qū)，是臺(tái)灣唯一的水底公路隧道。風(fēng)火山隧道：位于青藏高原。軌道面海拔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凍土隧道。美洲美國(guó)的德拉瓦隧道：世界最長(zhǎng)的輸水隧道，全長(zhǎng)169公里。美國(guó)紐約的林肯隧道：跨越哈德遜河連接紐約市和紐澤西州，是世界最繁忙的公路隧道之一，長(zhǎng)度2.4公里。二、地鐵6號(hào)線施工現(xiàn)場(chǎng)隧道及地下工程一般分為勘測(cè)設(shè)計(jì)和施工兩大階段。①勘測(cè)設(shè)計(jì)。隧道位置的選擇一般應(yīng)服從路線走向。由于隧道工程數(shù)量、造價(jià)、工期控制等因素，隧道位置在選線方案中是經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較的重要組成部分。對(duì)不良地質(zhì)地段的隧道，特別是長(zhǎng)大復(fù)雜隧道線及全線或局部線路方案的成立與否，必須精心勘測(cè)設(shè)計(jì)。通過對(duì)隧道位置所處的地形、地質(zhì)、水文等要素的測(cè)繪、勘測(cè)、測(cè)試及綜合評(píng)定，設(shè)計(jì)正洞和明洞的長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)，決定施工方法，設(shè)計(jì)輔助坑道、排水系統(tǒng)和附屬工程。②施工。按設(shè)計(jì)圖紙實(shí)施隧道掘進(jìn)、襯砌和安裝作業(yè)的過程。施工方法分明挖法和暗挖法。前者多用于淺埋隧道和地下建筑。對(duì)于大多數(shù)隧道和地下工程，多用暗挖法施工，并按開挖方法和所用機(jī)具分為礦山法、盾構(gòu)法和地下連續(xù)墻法。此外，修筑水底隧道時(shí)，可用沉管法；穿越鐵路、道路、河流或建筑物時(shí)，可用頂管法；修建地下的池槽、廠房、倉(cāng)庫(kù)和地下井時(shí)，還可使用沉井法。地下鐵道：由于城市的不斷擴(kuò)大和發(fā)展，市內(nèi)地面運(yùn)輸已經(jīng)不能滿足交通要求，修建地下鐵道成為最有效的手段之一。世界上有80多個(gè)城市已修建或正在修建地下鐵道，中國(guó)北京已修建了40.1公里地鐵，天津已建地鐵7.2公里，其他大城市正在規(guī)劃中。地下鐵道的優(yōu)點(diǎn)是:和其他城市運(yùn)輸類型相比較,其運(yùn)送能力最大；由于沒有平面交叉和采取自動(dòng)閉塞信號(hào)，可以保證通行安全；地鐵各列車間的間歇時(shí)間可以很短，給旅客以很大方便；噪聲小，保護(hù)環(huán)境條件好。地下鐵道還必須和地面其他運(yùn)輸類型及相應(yīng)設(shè)施彼此配合，才能發(fā)揮更好的作用。近20～30年來，在某些國(guó)家的大城市（如日本東京、大阪等地）和地鐵相配合還修建了具有相當(dāng)規(guī)模的地下街和地下商場(chǎng)等。地鐵的缺點(diǎn)是：固定運(yùn)營(yíng)費(fèi)用比重較大，只有客流密度很大時(shí)才是經(jīng)濟(jì)合理的。地下工程特點(diǎn)①線路在穿越天然高程或平面障礙時(shí)修建地下通道，是克服障礙的有效方法。②能夠分擔(dān)地面交通和人流的負(fù)荷，節(jié)約城市用地。③承受爆炸荷載和地震荷載的能力比地面結(jié)構(gòu)強(qiáng)，許多國(guó)防、民防工程及抗震和各類防護(hù)工程都可采用。④地下建筑物內(nèi)部的氣溫和濕度比較穩(wěn)定，節(jié)能，可作為各類貯庫(kù)和冷藏庫(kù)。⑤造價(jià)昂貴，只有在論證它有充分的戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益時(shí)才宜興建。⑥施工期限長(zhǎng)，施工作業(yè)面較窄，可容納的勞力和機(jī)械都受限制。但由于工業(yè)化施工和機(jī)械性能的提高，這種情況正在改善。⑦穿越地層的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，遇到的意外情況比較多，工程的定位、設(shè)計(jì)和施工方法都必須隨時(shí)作相應(yīng)的調(diào)整，要求有關(guān)規(guī)劃、勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和使用管理部門密切配合。地下工程施工方法明挖法：敞口開挖基坑，再在基坑中修建地下結(jié)構(gòu)，最后用土石重新覆蓋填實(shí)。盾構(gòu)法：用盾構(gòu)開挖隧道的一種施工法。盾構(gòu)為一個(gè)鋼制圓筒，前部為切口環(huán)，目的為保護(hù)開挖面上工作人員的安全；中部為支承環(huán)，承受地層壓力，安設(shè)千斤頂，并靠這些千斤頂將盾構(gòu)向前推進(jìn)。盾構(gòu)內(nèi)部工程機(jī)械空間用橫向及豎向隔板分隔成小的工作室，并在隔板上安設(shè)輔助機(jī)具。后部盾尾部分是用來支撐坑道，并作為裝配襯砌環(huán)的空間。修建時(shí)在開挖面上掘進(jìn)襯砌的一環(huán)長(zhǎng)度后，盾構(gòu)可推進(jìn)到挖好的空間內(nèi)，并在盾殼保護(hù)下裝配隧道襯砌。在含水淤泥地層中可采用壓縮空氣以穩(wěn)定工作面。在日本以及其他國(guó)家，針對(duì)這類地層情況已經(jīng)設(shè)計(jì)并推廣了泥水盾構(gòu)。其基本類型可分為兩種，一種是泥水平衡式，一種是土壓平衡式。泥水平衡盾構(gòu)采用一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的切削輪，可以在封閉于工作倉(cāng)壁和隧道作業(yè)面之間的有壓粘土泥漿中開挖地層；儲(chǔ)氣罐給泥漿保持需要的壓力，借以控制地下水并穩(wěn)定作業(yè)面。土壓平衡盾構(gòu)是在有土壓的密封倉(cāng)里切削地層，并用螺旋出土機(jī)排泥。盾構(gòu)開挖法采用的襯砌類型有預(yù)制混凝土管片、剛性砌塊和就地澆筑的鋼纖維混凝土等。地下連續(xù)墻法：是在地下鐵道或其他地下結(jié)構(gòu)的兩個(gè)邊墻位置處沿線路方向挖槽，灌注特制的泥水，以穩(wěn)定槽壁，然后安放鋼筋籠，灌筑混凝土邊墻。在兩側(cè)邊墻的保護(hù)下，可以挖開街道先修建結(jié)構(gòu)頂蓋，然后進(jìn)行填實(shí)，恢復(fù)交通，再進(jìn)行下部地層的開挖。此法優(yōu)點(diǎn)是對(duì)地面交通的干擾時(shí)間短，范圍小，對(duì)路邊建筑物的影響也較小。意大利米蘭地鐵就是用此法修筑的典型例子。其他方法：此外，修筑水底隧道時(shí)，可使用沉管法；在穿越鐵路、道路、河流或建筑物時(shí)，可使用頂管法。修建地下池槽、地下廠房、倉(cāng)庫(kù)和各種地下井時(shí)，還可使用沉井法（見地下工程沉井法施工）。發(fā)展趨向因地制宜，開拓地下空間資源和發(fā)展其經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)前各國(guó)在隧道及地下工程領(lǐng)域中總的發(fā)展趨勢(shì)。例如，中國(guó)在云、貴、川及閩、浙一帶可以有選擇地利用天然溶洞；在