土木工程隧道方向实习报告

学院----土木建筑工程学院

专业----土木工程

班级----****

学号----***

姓名----***

实习时间----2011年10月23日

一．前言……………………………………3

二．实习地点及目的………………………4

三．隧道发展………………………………5-7

四．实习内容………………………………8-11

五．实习拓展………………………………12-15

六．总结及建议……………………………16

一.前言

隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。

本次认识实习是土木工程专业教学中非常重要的实践性教学环节。通过实践活动，初步了解不同功能结构设计的基本要求和设计方法，对土木工程的功能、材料、结构和施工技术形成基本理念，并能够结合已学过的土木工程基本知识进行相应的描述或评判，建立起初步的工程意识，激发学生对土木工程专业后续课程的求知欲，为学习专业基础课和专业课奠定感性认识基础。通过在现场的设计感受和认识，培养学生的实践能力、责任感，社会交往能力以及团队协作的精神。

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。

二.实习地点及目的

实习地点：地铁6号线呼家楼站及甜水园站

实习目的：

隧道认识实习是土木专业的基础实习，是理论教学的重要组成部分。其目的是让学生亲临大自然，应用已学过的理论知识，分析隧道的开挖及衬砌等，巩固所学的理论知识。培养学生动手能力、分析具体问题的能力、观察事物的能力。使学生对土木工程专业隧道方向有个较全面的认识。培养我们队相关方向的认知和态度，更重要的是要理论联系实际，解决实际观察问题。

1.为了了解隧道工程方面的理论知识工程实践应用，为下学期分专业方向做准备，为以后工作学习打下基础，给未来工作岗位有初步设想和认识。

2.通过实地观察学习，对隧道工程的施工方面、结构方面、危害方面等形成初步了解，初步形成系统理论体系，做到举一反三，学会理论联系实际，强化理论知识。

3. 鼓励学生从实践中寻找真理，通过自主的发现问题，解决问题，提高学生学术能力。

三.隧道发展

自英国于1826年起在蒸汽机车牵引的铁路上开始修建770米长的泰勒山单线隧道和长2474米的维多利亚双线隧道以来，英、美、法等国相继修建了大量铁路隧道。19世纪共建成长度超过5公里的铁路隧道11座，有3座超过10公里，其中最长的为瑞士的圣哥达铁路隧道，长14998米。12年通车的秘鲁加莱拉铁路隧道，海拔4782米，是现今世界最高的标准轨距铁路隧道。在19世纪60年代以前，修建的隧道都用人工凿孔和黑火药爆破方法施工。1861年修建穿越阿尔卑斯山脉的仙尼斯峰铁路隧道时，首次应用风动凿岩机代替人工凿孔。1867年修建美国胡萨克铁路隧道时，开始采用油炸药代替黑火药，使隧道施工技术及速度得到进一步发展。

在20世纪初期，欧洲和北美洲一些国家形成铁路网，建成的5公里以上长隧道有20座，其中最长的瑞士和意大利间的幸普朗铁路隧道长19.8公里。美国长约12.5公里的新碦斯碦特铁路隧道和加拿大长约8.1公里的康诺特铁路隧道都采用导坑法施工。其施工平均年进度分别为4.1和4.5公里，是当时最高的施工进度。至1950年，世界铁路隧道最多的国家有意大利、日本、法国和美国。日本至20世纪70年代末共建成铁路隧道约3800座，总延长约1850公里，其中5公里以上的长隧道达60座，为世界上铁路长隧道最多的多家。1974年建成的新关门双线隧道，长18675米，为当时世界最长的海底铁路隧道。1981年建成的大清水双线隧道。长22228米，为世界最长的山岭铁路隧道。连接本州和北海道的青函海底隧道，长达53850米，为当今世界最长的海底铁路隧道。

20世纪60年代以来，隧道机械化施工水平有很大提高。全断面液压凿岩台车和其他大型施工机具相继用于隧道施工。喷锚技术的发展和新奥法的应用为隧道工程开辟了新的途径。掘进机的采用彻底改变了隧道开挖的钻爆方式。盾构构造不断完善，已成为松软、含水地层修建隧道最有效的工具。

中国于1887—18年在省台北至基隆窄轨铁路上修建的狮球岭隧道，是中国的第一座铁路隧道，长261米。此后。又在京汉、中东、正太等铁路修建了一些隧道。京张铁路关沟段修建的四座隧道，是用中国自己技术力量修建的第一批铁路隧道。

其中最长的八达岭铁路隧道长1091米，于1908年建成。中国在1950年以前，仅建成标准轨距铁路隧道238座，总延长公里。自20世纪50年代以来，隧道修建量大幅度提升，1950—1984年期间共建成标准轨距隧道4247座，总延长2014.5公里，成为世界上铁路隧道最多的国家之一。此外。中国还建有窄轨距铁路隧道191座，总延长23公里。

截止1984年，中国共建成5公里以上长隧道10座，最长者为京原铁路的驿马岭铁路隧道，长7032米。中国最高的铁路隧道是青藏铁路关角铁路隧道，长4010米，海拔3690米。中国铁路隧道约有半数以上分布在川、陕、云、贵4省。成昆、襄渝两条铁路干线隧道总延长分别为342及282公里，占线路总长的比率分别为31.6%和34.3%。

四.实习内容                

地铁甜水园站           

正处于施工阶段的地铁6号线一共有三层，各自有不同的用途。施工时，先砌出两侧墙面，然后边挖边施工。作为一个换乘车站，该地铁线必须做足够长的换乘通道与2号线连接。而且由于为地下三层结构，所以防水是一个重点，一般选用膨润土防水毯。

膨润土防水毯的优点：

1）抗渗静水压可达1.0MPa以上，渗透性5×10-11cm／s，单位面积膨润土质量5kg/m2，膨润土是天然无机材料，不会发生老化反应，耐久性好；且不会对环境造成任何不利影响，属环保材料。

2）膨润土防水毯具有土工布材料的全部特性，如分离、加固、防护、过滤等，施工简便且不受施工环境温度的，0°C以下也可施工。施工时只需将GCL防水毯平铺在地上，立面或斜面施工时，用钉子和垫圈将其固定，并按要求搭接即可。

3）膨润土防水毯容易修补，即使在防水（渗）施工结束以后，如防水层发生意外破损，只要对破损的部分加以简单的修谱，就可重新获得完美如初的防水性能

地铁呼家楼站：         

来到呼家楼站后，施工方先让我们看来施工的CAD图纸并作了详细讲解，随后去参观了施工现场。

施工方法：车站开挖施工均按流水作业，其中开挖均竖向分层，分别按支护高度分层，其作业推进均同步进行。横向分段，支护施工一段，土方开挖向前推进一段，避免土方开挖过量基坑暴露时间太长，其挂网喷射混凝土作业推进和土方同步进行。严格按照分层高度进行开挖,每层开挖完成后及时施工挂网喷射混凝土进行支护基坑内采用PC-200反挖接力开挖施工。人工开挖基坑也同样由中心向两侧对称开挖，两侧的开挖高度一致。并在开挖过程中，一定要放坡进行开挖，严禁挖成垂直土壁或陡坡，以免坍方伤人。 

钢支撑架设方案：

1.钢支撑架设方案

钢支撑设置3道，第一道钢支撑直接安放在冠梁上，第二三道钢支撑安放在钢围檩上。钢围檩采用2I45b，工字钢采用加焊通长钢板及缀板和肋板使之联接成为一个受力整体。钢围檩用固定在围护桩上的角钢支架作支撑。钢围檩、钢支撑架设用人工配合桁吊进行安放。钢支撑预加轴力采用液压千斤顶。支撑采用基坑外拼装，桁吊起吊根根安装。                        

2.钢支撑拆除方案

（1）为防止结构开裂，对应结构混凝土必须达到设计强度70%以后才能拆除钢支撑。

（2）用桁吊将钢支撑托起，在活动端设200T千斤顶，施加轴力至钢楔块松动取出钢楔块，逐级卸载至取完钢楔，吊下支撑。

（3）钢支撑拆除采用由下到上的拆除方法，其拆除顺序如下：底板混凝土施工养护完毕地下二层侧墙施工养护完毕→拆除第三道支撑→中板施工养护完毕→拆除第二道钢支撑→地下一层侧墙及顶板施工养护完毕→拆除第一道支撑。

(4)采用人工配合桁吊拆除。

五.实习拓展

1、隧道建设基本步骤

隧道勘测：　

为确定隧道位置、施工方法和支护、衬砌类型等技术方案，对隧道地处范围内的地形、地质状况，以及对地下水的分布和水量等水文情况要进行勘测。 

　　在隧道勘测和开挖过程中，须了解围岩的类别。围岩是隧道开挖后对隧道稳定性有影响的周边岩体。围岩分类是依次表明周围岩石的综合强度。中国在1975年制定的铁路隧道工程技术规范中将围岩分为6类。关于岩石分类70年代以前常用泰沙基及普氏等岩石分类方法。70年代以后在国际上应用较广并为国际岩石力学学会推荐的为巴顿等各种分级系统。此外，还有日本以弹性波速为主的分类法。围岩的类别的确定，为隧道工程设计合理和施工顺利提供了依据。 

　隧道设计:

包括隧道选线、纵断面设计、横断面设计、辅助坑道设计等。 

　　 选线　根据线路标准、地形、地质等条件选定隧道位置和长度。选线应作多种方案的比较。长隧道要考虑辅助坑道和运营通风的设置。洞口位置的选择要依据地质情况。考虑边坡和仰坡的稳定，避免塌方。 

　　纵断面设计　沿隧道中线的纵向坡度要服从线路设计的坡度。因隧道内湿度大，轮轨间粘着系数减小，列车空气阻力增大，因此在较长隧道内纵向坡度应加以折减。纵坡形状以单坡和人字坡居多，单坡有利于争取高程，人字坡便于施工排水和出碴。为利于排水，最小纵坡一般为2‰～3‰。 

　　横断面设计　隧道横断面即衬砌内轮廓，是根据不侵入隧道建筑限界而制定的。中国隧道建筑限界分为蒸汽及内燃机车牵引区段、电力机车牵引区段两种，这两种又各分为单线断面和双线断面。衬砌内轮廓一般由单心圆或三心圆形成的拱部和直边墙或曲边墙所组成。在地质松软地带另加仰拱。单线隧道轨面以上内轮廓面积约为27～32平方米，双线约为58～67平方米。在曲线地段由于外轨超高车辆倾斜等因素，断面须适当加大。电气化铁路隧道因悬挂接触网等应提高内轮廓高度。中、美、苏三国所用轮廓尺寸为：单线隧道高度约为 6.6～7.0米、宽度约为4.9～5.6米；双线隧道高度约为7.2～8.0米，宽度约为8.8～10.6米。在双线铁路修建两座单线隧道时,其中线间距离须考虑地层压力分布的影响,石质隧道约为20～25米，土质隧道应适当加宽。 

辅助坑道设计　辅助坑道有斜井、竖井、平行导坑及横洞四种。斜井是在中线附近的山上有利地点开凿的斜向正洞的坑道。斜井倾角一般在18°～27°之间，采用卷扬机提升。斜井断面一般为长方形,面积约为8～14平方米。竖井是由山顶中线附近垂直开挖的坑道，通向正洞。其平面位置可在铁路中线上或在中线的一侧（距中线约20米）。竖井断面多为圆形，内径约为4.5～6.0米。平行导坑是距隧道中线17～25米开挖的平行小坑道，以斜向通道与隧道连接，亦可作将来扩建为第二线的导洞。中国自1957年修建川黔铁路凉风垭铁路隧道采用平行导坑以来,在58座长3公里以上的隧道中约有80％修建了平行导坑。横洞是在傍山隧道靠河谷一侧地形有

利之处开辟的小断面坑道。 

此外，隧道设计还包括洞门设计，以及开挖方法和衬砌类型的选择等。

隧道开挖　

开挖方法分为明挖法和暗挖法。明挖法多用于浅埋隧道或城市铁路隧道，而山岭铁路隧道多用暗挖法。按开挖断面大小、位置分，有分部开挖法和全断面开挖法。在石质岩层中采用钻爆法最为广泛，采用掘进机直接开挖也逐渐推广。在松软地质中采用盾构法开挖较多

2、隧道工程发展趋势　

在隧道工程中，喷锚支护有可能取代构件支撑。喷锚支护的主要优点是支护及时,安全可靠,并能大量节约木材和钢材。欧洲一些国家在较弱地层的大断面爆破后，采用长锚杆结合喷混凝土做支护，已获得成功。中国亦曾在老黄土隧道开挖中使用喷锚支护。自喷锚支护发展后，对较弱岩层也可进行全断面开挖，以全断面开挖取代分部开挖。 

　　在岩石地层中采用全断面开挖及喷混凝土衬砌，其质量好坏首先取决于光面爆破。运用新奥法原理，考虑围岩自身承载能力，可在坑道爆破后尽早采用单喷或喷锚作初期支护，随即连续量测位移，判定围岩基本稳定时间，再进行二次支护，这样可以建成较经济的衬砌结构。 

现代高度竞争的地下采矿与隧道工程要求成本集约，安全开凿与岩石加固等程序步骤。采矿的机器设备必须安全可靠，并紧密跟随工业持续提高的生产力与飞速发展的经济步伐。掘进机开挖法正在不断研究改进，并生产出各种新机械,其应用有广阔前景。液压凿岩机不断更新完善,使隧道开挖进度大大提高。光电测量仪器和激光导向设备的使用，使长隧道施工精确程度有所提高。目前，航空勘测、遥感技术、物探技术、岩层中应力应变的量测技术、电子计算机技术等的广泛应用，使隧道勘测设计技术水平也有很大提高。精确爆破技术，水平钻探技术和预灌浆技术的不断提高，有可能提高隧道开挖过程的安全性，并能保证隧道工程的质量。

六.总结及建议

总结：在实习过程中，我本着夯实基础、拓宽知识面、增强能力的原则。积极主动向老师询问相关知识，使我学到了很多实践知识。以前对一些工程地质问题及工程问题的处理，只是从理论上略知一二，在实习过程中却有了感性的认识，这样不仅增强了自己的实际处理问题的能力也丰富和提高了自己的理论水平。

建议：一、由于带队老师相对于学生人数还是有点少，许多的同学往往由于老师周围人数过多和一些个别同学的发出的杂音，听不到或者听不全老师所讲的内容。如果条件允许，希望学院可以派一些岩土专业研究生或者博士生随行，不仅可以缓解老师的教学压力，还可以在我们其他学习方面的困难作出指导。

二、此次实习内容相当丰富，但几乎没有人百分百的吸收了老师所教授的内容，原因是多方面的。我认为为了提高实习效果，我希望老师可以为我们留下他们的邮箱，我们在整理报告或者其他时候遇到一些隧道知识方面的问题时，可以得以解决，提高学习效率。 

最后，真心感谢学院能够为我们提供良好的实习机会。

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