隧道工程課程學習指引

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，中 國在高速鐵路、高速公路以及城市地下鐵道的建設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理論與技術知識，對于能否成為從事隧道工程領域 內高素質專業(yè)技術人才具有重要的現(xiàn)實意義。.課程內容結構隧道工程是一門緊密結合工程實際的課程， 涉及多個學科領域的交叉。在學習之前， 需要學生掌握土力學、巖石力學、鋼筋混凝土結構等相關課程知識。課程內容的知識結 構主要由隧道工程勘測、隧道建筑結構、隧道工

2、程地質（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，和課程設計模塊組成，如下圖 1所示。通過工程勘 測，確定隧道經過地段的地質圍巖條件，由此確定隧道的結構形式、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。各模塊又可細分為若干子模塊，如圖 2與圖3 所示。此外實踐性教學內容可作為一個單獨的模塊，以鞏固課內所學知識，提高學習者 的實踐能力。隧道導論隧道建筑結構隧道工程地質隧道力學隧道施工高速鐵路隧道養(yǎng)護管理隧道課程設計圖1隧道工程課程內容知識模塊隧道施工主體結構隧道眼界匹砌結構同 n 結 構明洞結構附屬結構新奧法施工工序助施工措施特殊地質施工輔助坑道掘進機法傳統(tǒng)礦山專它

3、施工方法圖2隧道結構內容基本模塊圖3隧道施工內容基本模塊.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能；隧道工程的特點與歷史發(fā)展。隧道工程地質 調查的方法與內容；隧道位置與線路的關系及選擇方法、洞口位置合理選定以及隧道線 路設計。模塊：隧道限界與凈空的關系、隧道襯砌斷面設計、隧道洞身支護結構、洞門結 構及明洞結構。介紹鐵路與公路隧道的各種附屬建筑物、 隧道防排水設施的類型與設置。模塊：隧道圍巖的概念、圍巖的工程性質及圍巖的穩(wěn)定性；圍巖分級方法；圍巖 壓力與隧道結構的關系及圍巖壓力的確定方法。模塊：隧道結構體系的計算模型、結構力學方法與巖體力學方法的適用性及處理 特點；隧道洞門

4、結構計算、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地段 隧道施工；與礦山法施工相配套的隧道施工工藝，如鉆爆開挖、出磴與運輸、支護與襯 砌施工技術、襯砌結構的防水；隧道輔助作業(yè)的內容；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、構造與適應條件、施工工藝流程； 與掘進機配套的支護結構類型、適應條件及施作。模塊：介紹國內外高速鐵路隧道發(fā)展概況；講述高速鐵路隧道橫斷面設計的工程 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。

5、模塊：通過完成一座短鐵路或公路隧道的主體結構設計的訓練，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，了解本專業(yè)設計的基本程序和思路，具 備從事隧道工程實踐的初步能力，并領會隧道工程設計所應考慮問題的全面性和綜合 性。主要內容包括：隧道洞口位置比選設計、繪制隧道洞口邊、仰坡開挖線、隧道支護 參數(shù)及襯砌類型設計與計算、施工方法設計、編制簡要設計說明書等。.應具備的基礎理論與專業(yè)基礎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、結構力學、工程制圖、工程測量、工程地質、土木工程材料、鋼筋混凝土結 構設計原理、鋼結構設計原理、流體力學、土力學與基

6、礎工程等土木工程的基礎理論與 專業(yè)基礎知識，在學習本課程的同時，建議還應修讀鐵路與道路選線設計等相關課程。.總體學習指導(1)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)結合每章教程最后提供的思考題和練習題，總結自己從第 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和思考，重點針對各章的重點、難點內容進 行本教程的第2遍學習，力爭解決在完

7、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計的基本目 標，按照指導書的指導，獨立完整地完成課程設計所要求的設計內容。在設計過程中， 如存在疑難之處，同樣可參照上述 5個步驟解決。6.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 源提供的幾個經典的工程案例，結合完成該部分思考題和作業(yè)來鞏固消化。(2)隧道建筑結構模塊由于該課程中有很多結構構造圖，而很多學生

8、可能沒有接觸過工程實際，對隧道 結構非常生疏，幾乎沒有任何認識，本課程資源已事先將這些構造圖反映在多媒體中課 件中，因此學習中應通過課程資源所提供多媒體課件，加深記憶，提高學習效果。(3)隧道工程地質模塊該模塊內容是整個隧道工程的基礎，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

9、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域內的新技術發(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