本書以中鐵二院近70年在西南地區(qū)山嶺隧道領(lǐng)域的科學研究和工程實踐成果為主要內(nèi)容,以特殊地質(zhì)復雜環(huán)境條件為主線,結(jié)合大量工程實例,系統(tǒng)闡述了復雜艱險山區(qū)的環(huán)境特征、隧道工程特點及難題,洞口工程風險及進洞技術(shù),以及巖溶隧道、軟弱構(gòu)造帶隧道、高地應力軟巖大變形隧道、巖爆隧道、高地溫隧道、活動斷裂帶隧道、瓦斯隧道和高海拔寒區(qū)隧道等關(guān)鍵建造技術(shù)。本書圖文并茂,內(nèi)容豐富,融入了我國山嶺隧道設計、施工的技術(shù)創(chuàng)新成果,對于推動隧道工程技術(shù)發(fā)展及行業(yè)進步具有重要意義。
本書融入了我國山嶺隧道設計、施工的技術(shù)創(chuàng)新成果,對于推動隧道工程技術(shù)發(fā)展及行業(yè)進步具有重要意義。
在艱險復雜山區(qū)修建鐵路,隧道數(shù)量多、占線路的比例高,一般每條線路的隧線比都在50%以上;同時,復雜艱險山區(qū)地形起伏劇烈、地質(zhì)復雜、氣候惡劣,崩塌、落石、滑坡、泥石流等山地災害頻發(fā),高烈度地震、活動斷裂、高地應力巖爆和大變形、巖溶和巖溶水、煤層瓦斯等不良地質(zhì)問題突出,鐵路勘察、設計、施工各個方面都面臨巨大的挑戰(zhàn),隧道的建設十分困難,建成以后運營風險也高。
本書總結(jié)了近年來在艱險復雜山區(qū)修建的南昆、渝懷、貴廣、云桂、渝利、滬昆、成貴、成蘭、拉林等90余條鐵路,5 000余座鐵路隧道的工程經(jīng)驗,歸納出九類重難點技術(shù)問題及其相應的工程對策,經(jīng)提煉后編著成書,體現(xiàn)了當前我國艱險復雜山區(qū)隧道建造的水平。
本書由中鐵二院工程集團有限責任公司喻渝、朱勇、卿偉宸等編著,楊昌宇、趙萬強主審。各章編著人員:第1章喻渝、朱勇,第2章姜波、熊國興、周躍峰、王磊、舒東利、孫其清,第3章卿偉宸、鄭杰元、黃棋、王芳、鐘昌桂、范圣明、張磊、邸成、范小龍、王建捷、王健宏,第4章張濤、周躍峰、范圣明、鄭偉、陳峻、琚國全、高強,第5章陳錫武、姜波、周躍峰、張維、李正輝、曾琦、高強,第6章劉金松、姜波,第7章范磊、劉金松、陳柯霖,第8章黃華、姜波、周躍峰、李維、曾宏飛,第9章卿偉宸、鄭杰元、羅祿森、李敬,第10章粟威、鄭長青等。
本書內(nèi)容由10章組成。第1章介紹了復雜艱險山區(qū)的環(huán)境特征、工程特點及難題、艱險山區(qū)隧道建設歷程和中鐵二院在復雜艱險山區(qū)隧道建設中形成的關(guān)鍵建造技術(shù)。第2章主要介紹隧道洞口的特點及工程風險、高風險洞口坡面穩(wěn)定性評價及防護、進洞技術(shù)、洞口段結(jié)構(gòu)設計。第3章介紹巖溶隧道特點及工程風險防控、超前地質(zhì)預報、巖溶處理總體原則、巖溶隧道防排水體系、常見巖溶工程對策、大型空溶洞處理、大型充填型溶洞處理、暗河處理等。第4章介紹軟弱構(gòu)造帶的類型、特征及處理對策、高壓富水花崗巖蝕變帶處理、玄武巖夾凝灰?guī)r軟弱帶處理、富水糜棱巖斷層處理、富水砂板巖節(jié)理密集帶處理、高水位富水向斜處理。第5章介紹大變形類型及變形機理、大變形分級及預測、大變形隧道工程措施設計、大變形施工工法、工藝及機具配備。第6章介紹巖爆成因機理、巖爆分級及類型、巖爆預測、巖爆防治措施及支護結(jié)構(gòu)、巖爆防護。第7章介紹高地溫成因、高地溫類型及危害、高地溫隧道施工降溫設計、高地溫隧道結(jié)構(gòu)與新材料、高地溫隧道運營環(huán)境控制設計。第8章介紹活動斷裂帶的特性及工程危害、活動斷裂帶隧道結(jié)構(gòu)設計、軌道結(jié)構(gòu)的適應性設計、活動斷裂帶運營期監(jiān)測。第9章介紹瓦斯的性質(zhì)及危害、瓦斯隧道分類及工程特點、超前預測預報、支護及結(jié)構(gòu)設防、防突揭煤、施工通風、瓦斯監(jiān)測及檢測、運營通風及監(jiān)測。第10章介紹高海拔隧道特點、高海拔隧道施工通風、高海拔機械化配套、高海拔施工勞衛(wèi)保障以及高海拔隧道防寒抗凍。每一章都結(jié)合工程特點,給出了工程案例。
喻渝:中鐵二院工程集團有限責任公司副總工程師,教授級高級工程師,享受國務院特殊津貼專家、天府萬人計劃創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、四川省工程設計大師、中國中鐵專家,詹天佑鐵道科學技術(shù)成就獎獲得者。先后負責了20余條大型鐵路項目隧道專業(yè)設計,以及10余項國家或省部級科研項目,在高速鐵路隧道修建技術(shù)、復雜環(huán)境隧道設計、盾構(gòu)及TBM隧道技術(shù)、隧道行業(yè)規(guī)范標準編制等方面取得多項重大成果。曾獲國家科技進步二等獎、全國優(yōu)秀工程設計銀獎,以及省部級科技進步獎和優(yōu)秀設計等獎29項。編寫學術(shù)專著3部,發(fā)表學術(shù)論文30余篇,取得50余項專利。現(xiàn)兼任中國鐵道學會標準化專業(yè)技術(shù)委員會、橋隧學會副秘書長,中國土木工程學會隧道及地下工程分會第十屆理事會常務理事。 朱勇:中鐵二院工程集團有限責任公司土建一院副總工程師,教授級高級工程師,第十三批四川省學術(shù)和技術(shù)帶頭人后備人選。從事鐵路勘察設計和科研工作20余年,主持了黔桂鐵路、成蘭鐵路、成貴鐵路、貴南高鐵等10余項國家重點交通項目隧道的勘察設計工作,獲國際隧協(xié)(ITA)攻堅克難獎1項,獲省部級優(yōu)秀工程設計一等獎5項、二等5項;主持及參研國家、省部級科研項目6項,獲省部級科學技術(shù)特等獎1項、一等獎3項、二等獎4項;參編出版了《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》《鐵路隧道防排水技術(shù)指南》等規(guī)范標準5部, 撰寫發(fā)表論文7篇。 卿偉宸:任職于中鐵二院工程集團有限責任公司,教授級高級工程師。主要從事隧道及地下工程的設計與科研工作。參編出版了《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范4部,先后獲得國際隧協(xié)(ITA)攻堅克難獎1項,省部級、行業(yè)學會科學技術(shù)獎9項,省部級優(yōu)秀設計18項,取得專利40余項、省級工法2項,榮獲中國中鐵青年崗位能手標兵等榮譽稱號。,補充使用
第1章緒論1
1.1艱險復雜山區(qū)的環(huán)境特征1
1.2艱險復雜山區(qū)隧道工程特點7
1.3艱險復雜山區(qū)隧道建設面臨的問題12
1.4艱險復雜山區(qū)隧道建設關(guān)鍵技術(shù)14
第2章隧道洞口工程18
2.1洞口工程特點18
2.2洞口坡面穩(wěn)定性評價19
2.3進洞技術(shù)26
2.4洞口段結(jié)構(gòu)設計36
2.5工程案例45
2.6小結(jié)51
第3章巖溶隧道52
3.1巖溶的基本特征和分類(級)52
3.2巖溶隧道工程特點56
3.3巖溶隧道勘察設計總體原則58
3.4巖溶預報和探測62
3.5巖溶隧道防排水65
3.6常見巖溶類型的工程對策69
3.7大型空溶洞的工程對策74
3.8大型充填型溶洞的工程對策91
3.9暗河的工程對策103
3.10小結(jié)110
第4章軟弱構(gòu)造帶隧道112
4.1軟弱構(gòu)造帶的常見類型及工程特征112
4.2軟弱構(gòu)造帶的工程對策117
4.3向斜構(gòu)造處理案例119
4.4節(jié)理密集帶處理案例122
4.5糜棱巖斷層處理案例126
4.6蝕變帶處理案例130
4.7小結(jié)142
第5章高地應力軟巖大變形隧道143
5.1大變形類型及變形機理143
5.2大變形分級及預測145
5.3大變形隧道設計148
5.4大變形隧道施工方法、工藝及機具配備150
5.5工程案例153
5.6小結(jié)158
第6章巖爆隧道159
6.1巖爆成因機理159
6.2巖爆分級及類型161
6.3巖爆預測166
6.4巖爆防治措施及支護結(jié)構(gòu)171
6.5工程案例175
6.6小結(jié)181
第7章高地溫隧道182
7.1高地溫隧道182
7.2高地溫類型及危害183
7.3高地溫隧道施工降溫186
7.4高地溫隧道爆破204
7.5高地溫隧道結(jié)構(gòu)與建筑材料205
7.6高地溫隧道運營環(huán)境溫度控制213
7.7小結(jié)221
第8章活動斷裂帶隧道222
8.1活動斷裂帶的特性及工程危害222
8.2活動斷裂帶隧道結(jié)構(gòu)設計231
8.3軌道結(jié)構(gòu)的適應性設計240
8.4活動斷裂帶運營期監(jiān)測240
8.5工程案例244
8.6小結(jié)249
第9章瓦斯隧道250
9.1瓦斯的性質(zhì)及危害250
9.2瓦斯隧道分類及工程特點251
9.3超前預測預報253
9.4瓦斯隧道設防體系254
9.5防突揭煤257
9.6施工通風261
9.7瓦斯監(jiān)測及檢測265
9.8運營通風及監(jiān)測267
9.9工程案例267
9.10小結(jié)290
第10章高海拔寒區(qū)隧道291
10.1高海拔對隧道工程的主要影響291
10.2高海拔隧道施工通風293
10.3高海拔隧道鉆爆法施工機械化配套295
10.4高海拔隧道施工勞衛(wèi)保障298
10.5高海拔寒區(qū)隧道抗防凍305
10.6小結(jié)316
參考文獻317
后記320
附錄321