第二章土木工程的对象和范畴-隧道、水利、港口、海洋工程.pptVIP

第二章 土木工程的对象和范畴 土木工程概论 地下工程与隧道工程 地下空间：在地下岩层和土层中天然形成或人工开发形成的空间。 隧道：修筑在地面下的通路或空间。 隧道的完整定义：以某种用途，在地面下用任何方法按照规定形状和尺寸，修筑的横断面积大于2m2的洞室。 隧道与地下空间的设计与施工涉及的学科： 结构 防水排水 岩土工程 地质工程 地下水 空气动力学 光学 消防 交通工程 自动控制 环境保护 工程机械 地下工程 当前隧道除仍用于铁路、公路交通和水力发电、灌溉等水工隧洞外，也用于上下水道、输电线路等大型管路的通道，另外还将过去理解为地下通路的隧道概念，扩大到地下空间的利用方面，包括诸如地下发电变电所、地下汽车停车场、大型地下车站、地下街道等适用隧道工程技术的建筑物。 地下空间的特点： 热稳定性 密闭性 抗灾能力强 防护性能高 不占用地面 地下工程的分类——按使用功能分 地下工程的分类——按施工方法 明挖法 也称作基坑法。它是一种用垂直开挖方式修建隧道的方法（对应于水平方向掘进隧道而言）。基坑法施工是指从地面向下开挖，并在欲建地下铁道结构的位置进行结构的修建，然后在结构上部回填土及恢复路面的施工方法。 基本顺序为：打桩（护坡桩）→→路面开挖路面开挖→→埋设埋设支撑防护与开挖支撑防护与开挖→→地下结构物的施工地下结构物的施工→→回填回填→→拔桩拔桩恢复地面（或路面）恢复地面（或路面） 盖挖法 也称为路面覆盖式基坑法或称开壕被覆法（Cut and Cover），我国称为盖板法。从地面向下开挖，用大号型钢架于两侧钢桩或连续墙上，以维持原来路面的交通运行。 矿山法 矿山法有时也称为暗挖法，尤其是指在坚硬的岩石层中采用的矿山巷道掘砌技术的开凿方式。 盾构法 通常利用地铁车站或通风口等位置开凿竖井，盾构在井内进行拼装，盾构由此沿着地铁路线推进施工，以形成地铁区间隧道。 沉管法 当地下铁道处于航道或河流中时，可采用沉管法。这是水底隧道建设的一种主要方法。该法施工是在船台上或船坞中分段预制隧道结构，然后经水中浮运或拖运办法将节段结构运到设计位置，再以水或砂土将其进行压载下沉，当各节段沉至水底预先开挖的沟槽后，进行节段间接缝处理，待全部节段连接完毕，进行沟槽回填，遂建成整体贯通的隧道 顶管法 当浅埋地铁隧道穿越地面铁路、城市交通干线、交岔路口或地面建筑物密集、地下管线纵横地区，为保证交通不致中断和行车安全，可采用顶管法施工。 顶管法施工是在作好的工作坑内预制钢筋混凝土隧道结构，待其达到强度后用千斤顶将结构推顶至设计位 置。 在施工时，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后，接着将第二节管接在后面继续顶进，这样将一节节管子顶入，作好接口，建成涵管。 这种施工技术不仅用于浅埋地铁，还可用于城市供排水管道工程、城市道路与地面铁路立叉点以及铁路桥涵等工程。 大刀盘土压平衡顶管机 主顶设备 隧道防水 （1）采用防水混凝土 防水混凝土的制作，主要靠调整级配、增加水泥量和提高砂率，以便在粗骨料周围形成一定厚度的包裹层、切断毛细渗水沿粗骨料表面的通道，达到防水抗水的效果。 （2）壁后回填 壁后回填是对隧道与围岩之间的空隙进行充填灌浆，以使衬砌与围岩紧密结合，减少围岩变形，使衬砌均匀受压，提高衬砌的防水能力。 （3）围岩注浆 为使水底隧道围岩提高承载力、减少透水性，可以在围岩中进行预注浆。特别是采用钻眼爆破作业的隧道，通过注浆可以固结隧道周边的块状岩石，以形成一定厚度的止水带，并且填塞块状岩石的裂缝和裂隙，进而消除和减少水压力对衬砌的作用。 （4）双层衬砌 水下隧道采用双层衬砌可以达到两个目的。其一是防护上的需要，在爆炸载荷作用下，围岩可能开裂破坏，只要衬砌防水层完好，隧道内就不致大量涌水、影响交通。其二是防范高水压力，有时虽采用了防水混凝土回填注浆、在高水压下仍难免发生衬砌渗水。在此情况下，双层衬砌可作为水底隧道过河段的防水措施。 水利水电工程 水利工程：用于控制和调配自然界的地表水和地下水，以达到除害兴利目的而修建的各项工程的总称 水资源现状： 水资源拥有量居世界第六，人均为世界人均的1/4 水能资源世界第一 时间和空间分布不合理，汛期易爆发水灾，枯水期存在旱灾 南北方水资源不平衡 水利工程的建设目的：控制调整水资源在时间空间上的分布 水利工程的特点 系统性和综合性强。 对环境影响大 工作条件复杂 效益随机性较大 规模大，技术复杂，工期长，投资多 水利工程的作用 防洪 农业灌溉 发电 河道整治 水路交通 我国的水利工程 水利在中国有着重要地位和悠久历史。历代有为的统治者，都把兴修水利作为治国安邦的大计。传说早在公元前21世纪，禹即主持治水,平治水土，疏导江河,