本书是按照普通高等院校隧道及地下工程专业方向编写的研究生教材,全书分为9章。根据当前地下工程施工技术的发展,系统地介绍了隧道及地下工程施工原理与智能建造技术,主要内容包括:隧道围岩特征及其施工力学原理与计算方法、隧道新奥法与新意法施工方法、隧道爆破控制技术、隧道工程施工监测及信息化反馈、隧道及地下工程机械化施工技术与智能建造管理、特殊地质隧道施工技术等方面的内容,同时本教材设计了相应的知识点实训与案例分析,拓展专业知识面,提高分析和解决隧道及地下工程施工关键技术问题的基本技能,做到理论与实践相结合,为从事隧道及地下工程设计、施工与建设管理奠定坚实的基础。

目录 第1章 绪论 1 1.1 隧道及地下工程施工技术 1 1.2 中国隧道及地下工程建设 2 1.2.1 隧道工程发展 2 1.2.2 隧道工程主要技术创新 7 1.3 我国隧道及地下工程远期需求 8 1.3.1 隧道及地下工程发展趋势 8 1.3.2 隧道工程施工关键控制技术 10 1.3.3 隧道及地下工程智能化建造 12 1.4 本书主要内容 13 本章小结 14 思考题 14 参考文献 14 第2章 隧道及地下工程围岩特性 15 2.1 围岩的工程性质 15 2.1.1 隧道围岩环境 15 2.1.2 岩体构造特征 16 2.1.3 裂隙岩体的强度性质 17 2.1.4 裂隙岩体的变形性质 18 2.1.5 岩石和岩体的破坏准则 20 2.2 隧道围岩分级 23 2.2.1 影响围岩稳定性的主要因素及与围岩分级的关系 23 2.2.2 我国铁路隧道围岩分级 24 2.3 隧道围岩压力计算 28 2.3.1 围岩压力及其分类 28 2.3.2 围岩松动压力及其计算方法 29 本章小结 33 思考题 34 参考文献 34 第3章 隧道施工力学理论与计算方法 35 3.1 隧道围岩初始应力状态 35 3.1.1 初始应力场的组成 35 3.1.2 初始应力场的变化规律 36 3.2 隧道开挖后的力学行为 39 3.2.1 围岩应力场特征及力学效应 39 3.2.2 ���道围岩应力和位移的线弹性分析 45 3.2.3 隧道围岩塑性区的二次应力状态 48 3.3 隧道支护后围岩应力与位移变化 50 3.3.1 支护阻力作用下围岩的应力 50 3.3.2 支护阻力作用下围岩位移 54 3.4 围岩与支护结构的相互作用 56 3.4.1 特性曲线法基本原理 57 3.4.2 围岩特性曲线基本原理 59 3.4.3 支护特性曲线 60 3.5 隧道结构力学计算方法 65 3.5.1 基本原理 65 3.5.2 隧道支护结构受力变形特点 66 3.5.3 隧道支护结构承受荷载计算 66 3.5.4 隧道衬砌截面**检算 68 3.6 实训:隧道衬砌结构**检算 71 本章小结 72 思考题 72 参考文献 72 第4章 隧道及地下工程施工原理与方法 73 4.1 新奥法隧道施工 73 4.1.1 新奥法基本原理 73 4.1.2 隧道施工方法 75 4.1.3 隧道支护技术 78 4.1.4 隧道施工预加固技术 87 4.2 浅埋暗挖法隧道施工 98 4.2.1 概述 98 4.2.2 浅埋暗挖隧道施工技术特点 101 4.2.3 隧道施工与支护 102 4.3 新意法隧道施工 105 4.3.1 新意法隧道施工原理 105 4.3.2 围岩变形特征 108 4.3.3 隧道围岩变形控制技术 110 4.3.4 新意法隧道全断面施工技术 117 4.4 实训:隧道施工模拟分析 121 4.4.1 基本要求 121 4.4.2 工程概况 121 本章小结 122 思考题 122 参考文献 123 第5章 复杂地质隧道施工爆破技术 124 5.1 隧道开挖爆破基本理论 124 5.1.1 岩石爆破机理 124 5.1.2 隧道掘进爆破岩石破坏特征 125 5.2 爆破控制技术 127 5.2.1 光面爆破技术 127 5.2.2 预裂爆破技术 129 5.3 隧道爆破施工 130 5.3.1 钻爆设计 130 5.3.2 掏槽眼及周边眼 134 5.3.3 钻爆施工 137 5.4 特殊地质条件下隧道爆破技术 140 5.4.1 微震爆破技术 140 5.4.2 微振爆破设计方法 141 5.4.3 软岩隧道控制爆破技术 143 5.4.4 隧道水压爆破施工技术 144 5.5 案例:隧道施工爆破设计 147 本章小结 149 思考题 149 参考文献 150 第6章 隧道及地下工程施工监控与信息化反馈 151 6.1 隧道施工监控量测内容与方法 151 6.1.1 概述 151 6.1.2 必测项目内容及方法 151 6.1.3 选测项目内容及方法 155 6.2 隧道工程施工监测数据处理与反馈 156 6.2.1 监测资料初步分析 156 6.2.2 监测数据的过程分析与反馈 157 6.3 隧道施工变形智能监测技术 161 6.3.1 非接触式量测技术 161 6.3.2 SAA围岩监测技术 162 6.3.3 自动监测技术 163 6.4 隧道施工超前地质预报技术 164 6.4.1 超前地质预报内容与方法 164 6.4.2 超前地质预报设计 166 6.4.3 典型超前地质预报技术 167 6.5 实训:隧道监控量测方案设计 172 本章小结 173 思考题 173 参考文献 173 第7章 隧道及地下工程机械化施工方法 174 7.1 隧道钻爆法施工机械化配套技术 174 7.1.1 概述 174 7.1.2 隧道施工作业线及其配套原则 176 7.1.3 隧道施工作业线机械设备 179 7.1.4 隧道施工设备配套方案及配套类型 185 7.1.5 隧道大断面施工设备配套技术 187 7.2 隧道TBM掘进机施工方法 194 7.2.1 概述 194 7.2.2 TBM掘进机选型 198 7.2.3 开敞式掘进机施工 200 7.2.4 特殊地质条件TBM掘进技术 203 7.3 盾构隧道施工方法 206 7.3.1 盾构法施工技术 206 7.3.2 盾构分类及其选型 211 7.3.3 盾构隧道施工 220 7.3.4 盾构竖井施工方法 225 7.3.5 地表沉降控制技术 226 7.4 顶管隧道施工方法 230 7.4.1 顶管隧道施工发展 230 7.4.2 顶管法施工分类及其组成 231 7.4.3 顶管施工 236 7.5 悬臂式掘进机铣挖法施工技术 241 7.5.1 概述 241 7.5.2 铣挖法施工设备选型 242 7.5.3 铣挖法开挖 243 本章小结 247 思考题 247 参考文献 248 第8章 隧道及地下工程智能建造与管理 249 8.1 隧道智能建造思路与技术体系 249 8.1.1 隧道智能建造概念与核心 249 8.1.2 隧道智能建造架构与技术体系 250 8.2 钻爆法隧道智能建造技术 252 8.2.1 隧道施工信息化技术 252 8.2.2 隧道施工智能化技术 260 8.3 盾构隧道智能建造技术 263 8.3.1 盾构施工信息化检测方法 263 8.3.2 盾构大数据建设 264 8.3.3 盾构测控技术 268 8.3.4 盾构施工远程信息化管理系统 270 8.4 案例:成都地铁盾构施工**风险智能管理 282 8.4.1 构架与模块划分 282 8.4.2 系统运行机制 284 8.4.3 盾构施工风险源监控成功案例 285 8.4.4 监控系统监控成果统计 286 本章小结 286 思考题 286 参考文献 287 第9章 特殊地质条件隧道施工技术 288 9.1 高地应力软岩隧道施工控制技术 288 9.1.1 软岩大变形隧道 288 9.1.2 挤压型围岩隧道变形机理及模式 289 9.1.3 挤压型围岩隧道施工变形控制技术 293 9.2 隧道施工岩爆**技术 299 9.2.1 岩爆发生机理及影响因素 299 9.2.2 岩爆的预测预报 302 9.2.3 隧道施工岩爆对策 304 9.3 岩溶隧道施工技术 307 9.3.1 岩溶隧道灾害类型 307 9.3.2 溶洞对隧道施工的影响 308 9.3.3 岩溶隧道施工控制技术 308 本章小结 312 思考题 312 参考文献 312