【導讀】湖南城市學院土木工程系道路教研室。結合教材特點，針對授課對象的具體情況，認真組織教學內容?；炯寄芎兔總€章節(jié)的基本要求，確定教學重點和難點，科學、的科學技術新成就，并能體現(xiàn)自己的相關研究成果和學術觀點。書，充分體現(xiàn)以學生為中心，啟發(fā)學生思考，引導學生掌握學習。學方法和適量的作業(yè)布置等項目，并附向學生推介的必要參考書。參與一般山嶺隧道設計與施工的目的。地質勘察、水文勘察、建筑環(huán)境評價。達到能進行一般隧道設。12緒論4周，星期三

　　

【正文】 器材、道路標志、通風裝置等。 維護管理狀況：為保持照明水平，需要對路面污染及墻面清潔狀態(tài)等進行維護管理的程度。 根據(jù)上述情況，進行綜合分析后才能作具體照明設計。當照明要求不太高時，可以按亮度來進行照明設計。 L＝ Iθ /ｄ Aｃｏｓθ式中 L 為亮度，單位：坎德拉 /米 2， Iθ為發(fā)光強度，ｄ Aｃｏｓθ為垂直于視線方向上的單位投影面積。 作業(yè)： 汽車在白天進入并通過隧道過程中，司機的視覺會出現(xiàn)哪些問題？ 隧道照明區(qū)段如何劃分，什么是隧道亮度曲線？ 教學總結 ： 明了黑洞效應與眩光，隧道的亮度曲線，根據(jù)亮度曲線來設計照明的亮度。 湖南城市學院教師備課紙 40 第 11 講 課 題： 新奧法施工的基本原理 目的要求： 了解 新奧法施工的基本原理 教學重點： 新奧法施工的基本原理 教學難點： 新奧法施工的基本原理 的理解 教學課時： 2課時 教學方法：課堂教學 教學內容與步驟： “新奧法”是 “新奧地利隧道修建方法”的簡稱，其英文為“ New Austria Tunneling Method”，常簡寫為“ NATM”，是由奧地利土木工程師 Rabcewicz、 M252。ller在 20 世紀 60年代總結隧道建造實踐經驗的基礎上創(chuàng)立的。 1963 年，該方法在一次國際土力學會議上被正式命名為“ NATM”。 新奧法施工的基本原理如下： 圍巖是隧道結構的主要承載部分； 開挖后需對圍巖進行加固，以使圍巖在開挖卸載后不失去原有的強度； 隧道圍巖支護過程中應盡量減少圍巖卸載位移的程度； 隧道圍巖支護過程中， 一方面允許圍巖有一定的位移，從而產生受力環(huán)區(qū)；另一方面，又必須限制圍巖位移的程度以避免圍巖變形過大而產生嚴重松馳卸載； 初次支護主要作用不是用來承擔隧道圍巖所失去的承載力，而是保持圍巖的自承狀態(tài)，防止嚴重的松馳和卸載； 初次支護的建造應是適時的，延時一定時間使圍巖在開挖后來得及變形并形成承力保護區(qū)，以達到較好的支撐效果； 圍巖自穩(wěn)時間的評定，一方面通過對圍巖地質條件的初步調查，另一方面可通過在建造過程中量測隧道洞周的位移來評定； 由于噴射砼具有可填平凹凸面、與圍巖密貼等特點，使圍巖不發(fā)生嚴重 的應力重分布，常被用來作為初次支護，必要時還使用錨桿、鋼筋網和鋼拱架； 由于噴射砼本身具有強度高和可變形的特點，其整體的結構效應通常可視為薄殼，具有可塑性和可收縮性的能力； 湖南城市學院教師備課紙 41 從靜力學的角度看，孔洞的受力狀態(tài)視為園管時最好，隧道開挖后及時建造仰拱，以形成封閉結構； 1初次支護只要沒有被腐蝕破壞，即可視為整體承重結構的一部分； 1孔洞從開挖到封閉所需的時間主要取決于施工方法，圍巖的變化很難定量解釋，可經過施工前的地質調查資料進行估計，施工過程中通過測量來控制和修改； 1從靜力學的角度看，隧 道橫截面為園形時受力條件最為有利，因此，設計的橫截面應盡可能接近園形或橢園形，嚴格限制超挖和欠挖； 1應特別注意施工過程中工程荷載對隧道受力的影響；為了盡量限制開挖后隧道圍巖二次應力重分布程度和松動圈形成的范圍，應盡可能減少開挖次數(shù)，或至少拱部采用一次開挖方案； 1為了提高隧道結構的安全度及達到密封的效果，可建造薄層內襯砌，使結構內不產生過大的彎曲應力，內層與外層相互之間只傳遞壓力； 1為了增加襯砌的強度，一般不增加厚度而增加鋼筋含量（即鋼拱），增大整個結構的剛度可通過增加錨桿的個數(shù)或增大錨桿的 長度以形成圍巖受力環(huán)區(qū)來實現(xiàn)； 1對整個結構系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全度評價及設計結構需要加強的必要性以及設計結構剛度的減小，均根據(jù)建造過程中的應力及變形狀態(tài)的測量結果來確定； 1控制外源水壓和靜水壓力的手段是，通過在外殼（必要時也在內殼）上設置軟管及足夠的密封排水裝置來實現(xiàn)。 新奧法的核心在于充分發(fā)揮圍巖的自承作用，噴射砼、錨桿起加固圍巖的作用。把圍巖看作是支護結構的重要組成部分，并通過監(jiān)控量測，實行信息化設計和施工，有控制地調節(jié)圍巖的變形，以最大限度地利用圍巖自承作用。新奧法的理論體系是現(xiàn)代支護理論，或 稱為“巖層理論”。其核心內容是：圍巖穩(wěn)定顯然是巖體自身有承載自穩(wěn)能力；不穩(wěn)定圍巖喪失穩(wěn)定是有一個過程的，如果在這個過程中提供必要的幫助或限制，則圍巖仍然能夠進入穩(wěn)定狀態(tài)。 傳統(tǒng)的礦山法是以木或鋼構件作為臨時支撐，待隧道開挖成形后，逐步將臨時支撐撤換下來，而代之以整體式厚襯砌作為永久性支護的施工方法。其理論體系是傳統(tǒng)的“松馳荷載理論”。其核心內容是：穩(wěn)定的巖體有自穩(wěn)能力，不產生荷載；不湖南城市學院教師備課紙 42 穩(wěn)定的巖體則可能產生坍塌，需要用支護結構予以支承。 作業(yè)： 簡述 新奧法施工的基本原理 教學總結 ： 新奧法的核心在于充分發(fā)揮圍巖的自 承作用，噴射砼、錨桿起加固圍巖的作用。把圍巖看作是支護結構的重要組成部分，并通過監(jiān)控量測，實行信息化設計和施工，有控制地調節(jié)圍巖的變形，以最大限度地利用圍巖自承作用。 湖南城市學院教師備課紙 43 第 12 講 課 題： 山嶺隧道施工方法 目的要求： 了解 山嶺隧道施工 的一般 方法 教學重點： 隧道的開挖與襯砌的一般步驟 教學難點： 隧道開挖方法的選取 教學課時： 4課時 教學方法：課堂教學 教學內容與步驟： 山嶺隧道的施工方法分為開挖、初期支護、二次襯砌三個大的環(huán)節(jié)。下面介紹新奧法施工程序，新奧法施工的基本原則可以歸 納為“少擾動，早噴錨，勤量測，緊封閉”。 一、開挖 開挖的方法有全斷面開挖法，臺階開挖法，分部開挖法。常用的掘進方式有鉆眼爆破掘進、單臂掘進機掘進、人工掘進三種掘進方式。鉆眼爆破掘進一般采用風動鑿巖機鉆孔有的配有鑿巖臺車，將風動鑿巖機放在鑿巖臺車上。鉆孔直徑有 3 否 是 是 圖 1－ 1 新奧法施工程序 施工準備 確定施工方案 開 挖 初期支護 量測監(jiān)控 是否符合管理基準 防水隔離層 二次支護 竣 工 必要時須超前支護或預先進行地層改良 修正 支護參數(shù) 參數(shù) 改變開挖 方法 和順序 修改施工方案 初期支護湖南城市學院教師備課紙 44 4 4 48mm 等，用于鉆中空孔 眼的鉆 頭直徑可達 102mm。常用的為 42mm。藥卷直徑為 32mm，不偶合系數(shù)為 。炸藥為二號巖石粉狀銨梯炸藥，規(guī)格32mm*，采用 MS－ 11 段別的非電雷管與塑料導爆管，采用微差爆破與光面爆破。微差時級為 40－ 200ms。炮眼間距 E 在 ～ 之間，抵抗線 W 在 ～ 左右，一般取 E/W＝ ～ 為宜。 E＝（ 818） D。線裝藥密度在 ～ ?？籽劭煞譃樘筒垩邸⑤o助眼、周邊眼?？咨?3m 左右，不偶合裝藥，裝藥量 4～ 6 筒 /孔，周邊眼 3～ 4筒 /孔。 出渣采用裝載機配自卸車。另外，還需有空壓機房，供水、通風、照明等設施。 二、初期支護與量測監(jiān)控 隧道開挖成形后，除圍巖完全能夠自穩(wěn)而無須支護以外，在圍巖穩(wěn)定能力不足時，則須加以支護才能使其進入穩(wěn)定狀態(tài)，稱為初期支護。若圍巖完全不能自穩(wěn)，表現(xiàn)為隨挖隨坍甚至不挖即坍，則須先支護后開挖，稱為超前支護。必要時還需先進行注漿加固圍巖和堵水，然后才能開挖，稱為地層改良。 初期支護主要采用錨桿和噴射砼來支護圍巖，它是現(xiàn)代隧道工程中最常見也是最基本的支護形式和方法。錨噴支護工程特點是：靈活性、及時性、密貼性、深入性、 柔性和封閉性。 初期支護除采用錨桿和噴射砼來支護圍巖外，還可以采用鋼筋網和鋼拱架、鋼纖維砼。錨桿根據(jù)其作用不同，有系統(tǒng)錨桿和超前錨桿。 隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測的主要項目有地質和支護狀況觀察；周邊位移；拱頂下沉；錨桿或錨索內力及抗撥力。這是交通部頒發(fā)的《公路隧道施工技術規(guī)范》 JTJ042－94中所規(guī)定的必檢項目。其檢測方法及工具有巖性、結構面產狀及支護裂縫觀察或描述，地質羅盤等；各種類型收斂儀；水平儀、水準儀、鋼尺或測桿；各類電測錨桿、錨桿測力計及拉撥器。量測在開挖后及初期支護后進行。開始半個月內， 1～ 2次 /天，一 個月內， 1次 /2 天， 1～ 3個月， 1～ 2 次 /周，大于三個月， 1～ 3 次 /月。 量測的目的是掌握圍巖力學形態(tài)的變化規(guī)律；掌握支護的工作狀態(tài)；作出工程預報，確立施工對策；監(jiān)視險情，安全施工；為理論解析、數(shù)值分析提供計算數(shù)據(jù)與對比指標；為工程類比提供參考指標；為地下工程設計與施工積累經驗資料。其中最主要的是掌握圍巖動態(tài)，為修改支護設計提供參考指標。通過監(jiān)控量測，繪制湖南城市學院教師備課紙 45 位移－時間曲線，計算位移速度，判斷是否存在拐點。確定是否修改開挖方案和初期支護。 三、設置防水層 為避免和減少水的危害，采取“截、堵、排相結合”的綜合治水 原則。主要的有彈簧軟管盲溝引排局部滲水，在伸縮縫處設置止水帶，在初期支護后安裝塑料或橡膠復合板防水層堵水。 四、二次襯砌 按照現(xiàn)代支護理論和新奧法施工原則，作為安全儲備的二次支護是在圍巖或圍巖加支護穩(wěn)定后施作的，此時隧道已成型，因此二次支護多采用順作法，即由下到上，先墻后拱順序連續(xù)灌筑。在隧道縱向，則需分段進行，分段長度一般為 9～ 12m。 二次支護多采用模筑砼作為內層襯砌?，F(xiàn)在大都配有整體移動式模板臺車，砼攪拌機，砼輸送泵等機械。 作業(yè)： 簡述光面爆破的基本原理。 簡述微差爆破的基本原理。 襯砌灌注過程中應注意和處理好哪些問題？ 教學總結 ： 光面爆破、微差爆破是一種新技術，可減少超欠挖與應力集中和對圍巖的擾動，對穩(wěn)定圍巖有好處。二次襯砌一定要在圍巖穩(wěn)定后進行。 湖南城市學院教師備課紙 46 第 13 講 課 題： 隧道施工的其它方法 目的要求： 了解隧道施工的其它方法 教學重點： 盾構法 、 沉管隧道 的施工方法 教學難點： 建立施工方法的工程意識 教學課時： 2課時 教學方法：課堂教學 教學內容與步驟： 一、全斷面掘進機施工 全斷面掘進機施工法是用隧道掘進機切削破巖，開鑿巖石隧道的施工方法。又稱為 TBM 法。所施工斷面 一般為園形。 二、明挖法施工 明挖法是指挖開地面，由上向下開挖土石方至設計標高后，自基底由下向上順作施工，完成隧道主體結構，最后回填基坑或恢復地面的施工方法。 三、蓋挖法施工 蓋挖法是指由地面向下開挖至一定深度后，將頂部封閉，其余的下部的工程在封閉的頂蓋下進行施工，主體結構可以順作，也可以逆作。 四、淺埋暗挖法 淺埋暗挖法則是在特定的條件下，不開挖地面，全部在地下進行開挖和修筑襯砌結構的隧道施工方法。 五、盾構法 盾構法是以盾構這種施工機械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。盾構是一個既可以支承地層壓力又可以 在地層中推進的活動鋼筒結構。鋼筒的前端設置有支撐和開挖土體的裝置，鋼筒的中段安裝有頂進所需千斤頂；鋼筒尾部可以拼裝預制或現(xiàn)澆隧道襯砌環(huán)。盾構毎推進一環(huán)距離，就在盾尾支護下拼裝（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。盾構推進的反力由襯砌承擔，盾構施工前應先修建一豎井，在豎井處安裝盾構，盾構開挖出的土體由豎井通道送出地面。 湖南城市學院教師備課紙 47 六、沉埋法施工 沉埋法又稱沉管法，是修建水底隧道的主要方法。采用沉管法施工的水底隧道又叫沉管隧道。沉埋法施工時，先在隧址附近修建的臨時干塢內（或利用船廠 的船臺）預制管段，預制的管段用臨時隔墻封閉起來，然后將此管段浮運到隧址的規(guī)定位置，此時巳于隧址處預先挖好一個水底基槽。待管段定位后，向管段內灌水壓載，使其下沉到設計位置，將此管段與相鄰管段在水下連接起來，并經基礎處理，最后回填覆土，成為水底隧道。 作業(yè)： 教學總結 ： 隧道的施工方法有多種，具體采用哪一種方法，要具體情況具體分析，要根據(jù)圍巖的類別，工程實際，技術力量，機械設備等情況來確定。