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《隧道工程》教案简介

本教案围绕《隧道工程》课程的教学目标与内容，系统介绍隧道工程的基本理论、设计方法、施工技术及安全管理。适用于土木工程及相关专业本科高年级学生，总学时约为48学时，包含理论讲授、案例分析与实践教学相结合的教学模式。

课程主要内容包括：隧道工程概述与发展历程，隧道的分类与功能（如交通、水利、市政等用途）；隧道选址与地质勘察的重要性；隧道结构设计原理，涵盖荷载分析、衬砌结构形式及支护体系设计；重点讲解新奥法（NATM）、盾构法、明挖法、钻爆法等主流施工技术的特点与适用条件；同时涉及隧道防排水、通风照明、监控量测及运营维护等内容。

教案注重理论联系实际，通过典型工程案例（如秦岭隧道、港珠澳大桥海底隧道等）增强学生的工程认知。引入BIM技术与信息化施工管理，体现现代隧道工程的智能化发展趋势。课程还强调安全风险控制与环境保护塑料板施工工艺及质量验收.ppt，培养学生综合解决复杂工程问题的能力。

教学过程中采用多媒体课件、动画演示、虚拟仿真和现场参观等多种手段，提升学习兴趣与教学效果。通过课堂讨论、小组作业与课程设计，强化学生的团队协作与工程实践能力。

2.因为车辆在隧道内的减速及制动次数较高，横向抗滑要求更高，以确保车体横向稳定。

3.容易修补。

4.路面漫反射率高，颜色明亮，才能获得良好的照明效果。路面作为发现障碍物的背景，比墙面和顶棚有更大的、关键性的作用。

路面材料主要有两种，即混凝土和沥青混凝土。由于混凝土的反射率较沥青混凝土路面高，横向抗滑性好，是过去广泛使用的材料。其最大缺点是产生裂缝时不容易修补，更换时要停止交通。在高寒地区还要受到防滑链的损害，必需考虑设置磨耗层。沥青路面的反射率较低，为了改善路面亮度，需要在面层加入石英和铝的混合物。有的加人浅色石子和氧化钛做填充料。

路面与车道分隔线等交通标志之间应保证有明显的亮度对比和鲜明的颜色对比。 隧道内的路基应具有足够的承载力，尤其要求在有丰富地下水的条件下也能满足要求，这就要求有良好的排水设施。衬砌背后应设置盲沟和导水管，在车道板下面铺设透水性好的路基材料，必要时设置仰拱。在确定隧道纵坡时保证排水沟排水顺畅，保证路面有1—1.5%，的横坡等。

4.5.4 噪声的消减

表4.2

噪声水平(SL)与汽车交通量(N)之间的关系可按下式计算；

SL＝181gN十13(dB) (4.5.1)

式中：N——小时交通量(辆／h)。其关系曲线用图4.5.1表示。

图4.5.1 噪声与交通量的关系

噪声水平也可以从下列表中查得。噪声水平除了受车速与车流组成影响外，交通量，坡度和车辆技术状态的好坏等，都有影响。各种类别车辆可以达到的噪声级[dB．(A)]，见表4.5.2。车速与车流组成不同时，其噪声级[db（A）]可参考表 4.5.3。交通量修正值[db（A）]见表4.5.4。交通条件修正值[db（A）]如下：

车行道纵坡每增加2% +1

柴油机卡车每加10% +1

路面种类

沥青混凝土 0

混凝土 +2

碎 石 +4

表4.3

表4.4

4.6 隧道的防水与排水

水，不仅是影响隧道正常施工的因素之一，也是影响隧道正常运营的重要因素之一。在施工期间，地下水的作用不仅降低围岩的稳定性(尤其是对软弱破碎围岩影响更为严重)，增加开挖难度，且增加了支护的难度和费用，甚至需采取超前支护或预注浆堵水和加固围岩。此外，若对地下水处理不当，则可能造成更大的危害。如地下、地上水位下降及水环境的改变，影响农业生产和生活用水；或被迫停工，影响工程进展等。

在运营期间，地下水常从混凝土衬砌的施工缝、变形缝(伸缩缝和沉降缝)、裂缝甚至混凝土孔隙等通道，渗漏进隧道中。造成洞内通信、供电、照明等设备处于潮湿环境而发生锈蚀；使路面积水或结冰，造成打滑，危及行车安全；由于结冰膨胀和侵蚀性地下水的作用，不仅使衬砌受到破坏，而且使得以上危害更加严重。总之隧道工程中，地下水的存在是必然的，但它对工程的危害却是可以避免和减少的。

为避免和减少水的危害，我国隧道工作者已总结出“截、堵、排相结合”的综合治水原则，并以模筑混凝土衬砌作为防水(堵水)的基本措施。

截，就是在隧道以外将地表水和地下水疏导截流，使不进入隧道工程范围内。

堵，就是以衬砌混凝土为基本防水层，以其它防水材料为辅助防水层，阻隔地下水，使之不能进人隧道内的防水措施，必要时还可以采用注浆堵水措施。堵水措施可以较好地保护地下水环境。

排，就是人为设置排水系统，将地下水排出隧道。

结合，就是因地制宜，综合考虑，适当选择治水方案，做到技术可行，费用经济，效果良好，保护环境。这要根据围岩的工程地质条件，地下水的水量大小及埋藏和补给条件，工程结构的设计使用要求，施工技术水平及环境保护要求等情况来选择确定。结合的又一层含义是，设计，施工、维修相结合，但以施工为主，充分结合现场实际，实行点面结合，将大面积渗漏水汇集为局部出水，进行有组织排水。应尽可能在施工中就将水治理好，保护地下及地表水的自然环境，减少对水环境的破坏并尽量恢复其自然环境。

下面根据以上原则，介绍治水的常用方法。

截水措施有：在地表水上游设截水导流沟；地下水上游设泄水洞或洞外井点降水(图4.6.1) 如某隧道在运营十年后，因水害严重影响行车，后又设计施工了上游泄水洞。

截水导流沟和泄水洞完成后即可自行永久发挥作用，而洞外井点降水，则需用水泵抽水，因此它只能解决浅埋隧道在施工期间的降水问题。当隧道埋深较大时，可在洞内设井点降水，以解决洞内局部区段的降水问题。此外辅助坑道中的平行导坑、横洞，斜井、竖井均可以作为泄水洞。

常用的堵水措施有：喷射混凝土堵水，塑料板堵水，混凝土衬砌堵水。当水量大、压力大时，则可采取注浆堵水，注浆既可以堵水也可以起到加固围岩的作用。

应当注意的是，绝对堵死地下水是很困难的，因此要求在设计和施作堵水设施时，就要充分考虑到排水的组织，做到堵排结合，边排边堵。

当围岩有大面积裂隙渗水，且水量、压力较小时，可结合初期支护采用喷射混凝土堵水。但应注意此时需加大速凝剂用量，进行连续喷射，且在主裂隙处不喷射混凝土，使水流能集中于主裂隙流人盲沟，通过盲沟排出。盲沟排水待后介绍。

当围岩有大面积裂隙滴水、流水，且水量压力不太大时，可于喷射混凝土等初期支护施作完毕后，二次支护施作前，在岩壁大面积铺设塑料板堵水。

塑料板防水层是近十多年国际上发展起来的一项防水新技术，它具有优良的防水db50／t 990-2020 地质灾害治理工程施工质量验收规范，耐腐蚀性能，在隧道及地下工程中得到了日益广泛的应用。

塑料板铺设固定时不能绷得太紧，要预留一定的松弛度，使得在灌筑二次支护混凝土时，塑料板能向凹处变形、服贴，不产生过度张拉和破坏。

3．模筑混凝土衬砌堵水

模筑混凝土本身就具有一定的抗渗阻水性能，但普通混凝土的抗渗性较差，尤其是在施工质量不高的情况下，如振捣不密实，施工缝，沉降缝，伸缩缝处理不好，配比不当等，则更易形成水的渗漏、漫流。当地下水有侵蚀性时，对混凝土的腐蚀就更为严重。

如果能保证混凝土衬砌的抗渗防水性能，则不需要另外增加其它防水堵水措施。因此，充分利用混凝土衬砌的防水性能，是经济合算的和最基本的防水措施。

工程中，改善和利用混凝土衬砌的抗渗防水性能，可以从两个方面来考虑。

其一是防水混凝土的抗渗标号及抗压强度应满足设计要求。其配合比选择应注意以下几点：(1)水灰比不得大于0.6；(2)水泥用量不得少于280kg／m3；(3)砂率应适当提高，并不得低于35%。 其二是防水混凝土衬砌施工必须采用机械振捣。施工缝、沉降缝及伸缩缝则可以采用中埋式塑料或橡胶止水带sy／t 6606-2012 石油工业工程技术服务承包商健康安全环境管理规范 ，或采用背贴塑料止水带止水。

注浆在加固围岩的同时，实际上也起到了堵水作用。由此看来，一种方法或措施，其效用有时是多方面的。所以在隧道施工工序安排和方法(措施)选择时，一定要充分考虑到它们彼此之间的相互关系和相互影响。

此外，若二次支护因混凝土质量欠佳而产生渗漏，则可以对其进行结构注浆堵水。 在地下水较丰富的地区，衬砌接缝处常用止水带防水。其类型很多；如金属(铜片)止水带：聚氯乙烯止水带；以及橡胶止水带等、金属止水带已经很少使用了，聚氯乙烯止水带的弹性较差，只能用于相对变形较小的场所，橡胶止水带则可用于变形幅度较大的场合。在水底隧道中，五十年代以后广泛使用钢边止水带，它是在两侧镶有0.6—0.7mm厚的钢片翼缘的一种橡胶止水带，刚度较高，便于安装。