《隧道工程》課程學習指南

1、隧道工程課程學習指南學習本課程的目的與意義我國是一個多山或丘陵地帶國家。由于隧道在縮短線路長度、穿越不良地質(zhì)地段、 提高道路的可靠性和安全性以及在國防意義上的隱蔽性等優(yōu)點，在未來的幾十年內(nèi)，中 國在高速鐵路、高速公路以及城市地下鐵道的建設(shè)中必將涉及大量的隧道工程問題。因 此，認真掌握好隧道工程的基礎(chǔ)理論與技術(shù)知識，對于能否成為從事隧道工程領(lǐng)域 內(nèi)高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才具有重要的現(xiàn)實意義。課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)隧道工程是一門緊密結(jié)合工程實際的課程，涉及多個學科領(lǐng)域的交叉。在學習之前， 需要學生掌握土力學、巖石力學、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等相關(guān)課程知識。課程內(nèi)容的知識結(jié) 構(gòu)主要由隧道工程勘測、隧道建筑結(jié)構(gòu)、隧道工程地質(zhì)

2、（圍巖）、隧道力學、隧道施工、 高速鐵路隧道和施工管理七大模塊，和課程設(shè)計模塊組成，如下圖1所示。通過工程勘 測，確定隧道經(jīng)過地段的地質(zhì)圍巖條件，由此確定隧道的結(jié)構(gòu)形式、施工方法和養(yǎng)護管 理手段，而隧道力學則提供了理論基礎(chǔ)。各模塊又可細分為若干子模塊，如圖2與圖3 所示。此外實踐性教學內(nèi)容可作為一個單獨的模塊，以鞏固課內(nèi)所學知識，提高學習者 的實踐能力。圖1隧道工程課程內(nèi)容知識模塊隧道結(jié)構(gòu)隧道限界附屬結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)鐵 路 隧 道工避讓設(shè)施ZL公路隧道營通風設(shè)施一照明設(shè)施隧道施工電力通訊設(shè)施圖2隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)容基本模塊圖3隧道施工內(nèi)容基本模塊主要知識點各知識點模塊順序如下：模塊：隧道工程的基本概念與功

3、能；隧道工程的特點與歷史發(fā)展。隧道工程地質(zhì) 調(diào)查的方法與內(nèi)容；隧道位置與線路的關(guān)系及選擇方法、洞口位置合理選定以及隧道線 路設(shè)計。模塊：隧道限界與凈空的關(guān)系、隧道襯砌斷面設(shè)計、隧道洞身支護結(jié)構(gòu)、洞門結(jié) 構(gòu)及明洞結(jié)構(gòu)。介紹鐵路與公路隧道的各種附屬建筑物、隧道防排水設(shè)施的類型與設(shè)置。模塊：隧道圍巖的概念、圍巖的工程性質(zhì)及圍巖的穩(wěn)定性；圍巖分級方法；圍巖 壓力與隧道結(jié)構(gòu)的關(guān)系及圍巖壓力的確定方法。模塊：隧道結(jié)構(gòu)體系的計算模型、結(jié)構(gòu)力學方法與巖體力學方法的適用性及處理 特點；隧道洞門結(jié)構(gòu)計算、隧道抗震計算。模塊：新奧法施工方法、洞口段與明洞施工方法、輔助施工措施及特殊地質(zhì)地段 隧道施工；與礦山法施工相

4、配套的隧道施工工藝，如鉆爆開挖、出碴與運輸、支護與襯 砌施工技術(shù)、襯砌結(jié)構(gòu)的防水；隧道輔助作業(yè)的內(nèi)容；新奧法的施工工藝、新奧法監(jiān)控 量測的手段與數(shù)據(jù)處理。隧道掘進機的特點、類型、構(gòu)造與適應條件、施工工藝流程； 與掘進機配套的支護結(jié)構(gòu)類型、適應條件及施作。模塊：介紹國內(nèi)外高速鐵路隧道發(fā)展概況；講述高速鐵路隧道橫斷面設(shè)計的工程 特點；討論高速鐵路隧道的空氣動力學問題及減少空氣動力效應的工程對策。模塊：隧道施工的準備工作、施工場地布置、進度計劃安排，對施工過程進行科 學管理的方式。模塊：通過完成一座短鐵路或公路隧道的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計的訓練，使學生進一步加 深對隧道工程學科知識的綜合理解和系統(tǒng)消化，了解本

5、專業(yè)設(shè)計的基本程序和思路，具 備從事隧道工程實踐的初步能力，并領(lǐng)會隧道工程設(shè)計所應考慮問題的全面性和綜合 性。主要內(nèi)容包括：隧道洞口位置比選設(shè)計、繪制隧道洞口邊、仰坡開挖線、隧道支護 參數(shù)及襯砌類型設(shè)計與計算、施工方法設(shè)計、編制簡要設(shè)計說明書等。應具備的基礎(chǔ)理論與專業(yè)基礎(chǔ)知識學習本課程之前，應先掌握高等數(shù)學（微積分、線性代數(shù)、概率論）、理論力學、 材料力學、結(jié)構(gòu)力學、工程制圖、工程測量、工程地質(zhì)、土木工程材料、鋼筋混凝土結(jié) 構(gòu)設(shè)計原理、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、流體力學、土力學與基礎(chǔ)工程等土木工程的基礎(chǔ)理論與 專業(yè)基礎(chǔ)知識，在學習本課程的同時，建議還應修讀鐵路與道路選線設(shè)計等相關(guān)課程?？傮w學習指導（1）

6、對于本課程的教程，至少需要學習2-3遍，而且應該是看視頻教程和做思考 與練習題相結(jié)合；（2）首先建議完整地看完前十二章的教學錄像和演示文稿PPT的講解，對每章的 知識點和能力點有一個總體認識；（3）結(jié)合每章教程最后提供的思考題和練習題，總結(jié)自己從第1遍學習過程中獲 取了哪些知識？看看自己是否能夠做出完整和準確的答案，還有哪些還未完全理解和不 夠清晰的知識；（4）根據(jù)自己對第一遍學習后的總結(jié)和思考，重點針對各章的重點、難點內(nèi)容進 行本教程的第2遍學習，力爭解決在完成思考和練習題中還存在疑問和不足；（5）對還不容易理解、消化和掌握的難點知識，進行第3遍以上的反復細讀。并 通過在線復習測試試題，來自

7、測學習效果。（6）學習完本教程的前8個知識模塊后，應參照第十三章隧道課程設(shè)計的基本目 標，按照指導書的指導，獨立完整地完成課程設(shè)計所要求的設(shè)計內(nèi)容。在設(shè)計過程中， 如存在疑難之處，同樣可參照上述5個步驟解決。各知識模塊的學習指導（1）隧道導論模塊中的工程勘察部分該模塊主要為一般介紹性的內(nèi)容，學生基本上能夠通過自學讀懂，再通過課程資 源提供的幾個經(jīng)典的工程案例，結(jié)合完成該部分思考題和作業(yè)來鞏固消化。（2）隧道建筑結(jié)構(gòu)模塊由于該課程中有很多結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖，而很多學生可能沒有接觸過工程實際，對隧道 結(jié)構(gòu)非常生疏，幾乎沒有任何認識，本課程資源已事先將這些構(gòu)造圖反映在多媒體中課 件中，因此學習中應通過課程資

8、源所提供多媒體課件，加深記憶，提高學習效果。（3）隧道工程地質(zhì)模塊該模塊內(nèi)容是整個隧道工程的基礎(chǔ)，一些基本的概念可能是初次接觸，部分概念 在先前學習的工程地質(zhì)及巖石力學課程中有所涉及，應當通過引導學生在回顧相應的知 識點的基礎(chǔ)上，了解新的知識點的概念，然后掌握隧道工程圍巖分析等相應的知識點。 本模塊的學習必須通過反復閱讀所提供的教學錄像和演示文稿來加深理解和消化。（4）隧道力學模塊首先可以通過對先前學習的土力學、巖石力學等知識的回顧，引入隧道力學模型 的概念，然后通過對不同分析方法的對比，了解各種方法的優(yōu)缺點，掌握隧道力學模型 的分析和建立。本模塊同樣必須通過反復閱讀所提供的教學錄像和演示文稿來充分理解 掌握。（5）隧道施工模塊本模塊是本課程最重要和知識點最多的模塊，新概念和需要掌握的知識點較多。 通過與傳統(tǒng)礦山法的對比，重點講述新奧法施工的特點，掌握新奧法施工的原則。然后 講述掘進機、明挖等施工方法，對比幾種施工方法的各種特點及適用范圍，讓學生對隧 道施工工法比選有一定的概念。本模塊的學習必須通過反復閱讀所提供的教學錄像和演 示文稿再通過課程資源提供的幾個經(jīng)典的工程案例，來加深理解和消化。（6）高速鐵路隧道模塊屬于學科和工程領(lǐng)域內(nèi)的新技術(shù)發(fā)展，需通過反復閱讀所提供資源中的教學錄像 和演示文稿來充分理