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绪论1

第一章 地下建筑工程概论7

1.1 概述7

1.2 地下建筑工程建设基本原则7

1.3 设计步骤和内容9

1.3.1 初步设计9

1.3.2 施工设计（又称施工图设计）10

1.3.3 施工组织设计10

1.4 确定设计与施工方案的技术方法10

1.4.1 类比法10

1.4.2 方案法10

1.5 地下建筑工程的施工特点11

1.4.3 最优化方法11

第二章 地下建筑结构设计方法13

2.1 概述13

2.1.1 设计方法概要13

2.1.2 地下建筑结构的功能14

2.2 荷载分析14

2.3 岩体分类与经验设计法16

2.3.1 Terxaghi岩体荷载（Terzaghi Rock Load）16

2.3.2 Q指标（Q System，又称NGI隧道质量指标）18

2.3.3 岩体结构等级（Rock Structure Rating，又称RSR分类）23

2.3.4 岩体力学等级与经验设计25

2.3.5 国内围岩分类与经验设计27

2.3.6 用经验设计隧道实例30

2.3.7 经济设计方法的评价31

2.4 解析计算设计方法32

2.5 变形-约束方法33

2.6 NATM法34

2.7 不连续面分析方法35

2.8 有限单元方法36

2.8.1 计算范围的确定和离散方法37

2.8.2 单元类型的选择38

2.8.3 边界条件和初始应力场38

2.8.4 开挖过程的模拟39

2.8.6 锚喷支护的模拟40

2.8.5 衬砌浇筑过程的模拟40

2.8.7 求单元应力41

2.8.8 支护结构的强度校核41

第三章 隧道衬砌结构计算42

3.1 概述42

3.2 隧道衬砌上的荷载与分类43

3.3 半衬砌的计算43

3.3.1 计算图式、基本结构及正则方程44

3.3.2 单位变位及荷载变位的计算45

3.3.3 拱脚位移计算45

3.3.4 计算各截面的内力并校核计算正确性47

3.4.1 计算图式48

3.4 曲墙式衬砌计算48

3.4.2 主动荷载作用下的力法方程和衬砌内力49

3.4.3 最大抗力值的计算50

3.4.4 在óh=1抗力图作用下的内力52

3.4.5 衬砌最终内力计算及校核计算结果的正确性52

3.5 直墙式衬砌计算52

3.5.1 计算原理52

3.5.2 边墙的计算53

3.6 衬砌截面强度检算57

3.7 衬砌计算中存在的问题58

第四章 锚喷支护设计60

4.1 地下洞室破坏类型与机理60

4.2 围岩局部失稳分析方法62

4.3 围岩的稳定性因素与支护作用64

4.4 锚喷支护设计65

4.4.1 理论分析设计66

4.4.2 监控法设计74

4.4.3 锚喷支护设计技术现状与发展74

第五章 隧道开挖施工76

5.1 施工方案与开挖方法76

5.1.1 施工方案76

5.1.2 开挖方法77

5.2 凿岩爆破80

5.2.1 凿岩爆破基本参数81

5.2.3 布孔设计83

5.2.2 炸药在炮孙中分配方法与实际爆破参数的确定83

5.2.4 光面爆破和预裂爆破85

5.2.5 凿岩机械与工具选择87

5.3 装岩与运输89

5.3.1 洞室装运方式选择89

5.3.2 洞室装运设备选择90

5.3.3 平洞装岩设备生产率计算91

5.3.4 运输设备需要量计算92

5.3.5 岩石装运设计方法93

5.4 洞室通风93

5.4.1 通风方法93

5.4.2 风量计算94

5.4.3 选择风筒95

5.4.4 选择通风机96

第六章 开挖机械化与掘进机施工97

6.1 开挖机械化作业方案配套97

6.1.1 方案配套的原则97

6.1.2 常用的机械配套方案97

6.1.3 掘进设备配套最优化问题100

6.2 掘进机械法（TBM）开挖施工104

6.2.1 掘进机的类型与应用104

6.2.2 全断面掘进机结构原理104

6.2.3 掘进机开挖隧洞经济分析和施工组织107

7.1.2 竖井施工方法110

7.1.1 井口施工110

7.1 竖井施工110

第七章 竖井、斜并施工110

7.1.3 竖井凿岩爆破113

7.1.4 竖井半岩与提升114

7.2 斜井施工117

7.2.1 斜井施工方法117

7.2.2 斜井装岩117

7.2.3 斜井提升119

7.3 斜井、竖井施工治水119

第八章 施工支洞布置121

8.1 施工支洞的类型、选择及布置121

8.1.1 施工支洞的类型与选择121

8.1.2 施工支洞选择的技术经济比较依据123

8.1.3 施工支洞布置设计124

8.2 施工支洞断面选择125

第九章 锚喷支护施工127

9.1 喷射混凝土支护施工127

9.1.1 喷射混凝土材料128

9.1.2 喷射混凝土的几种工艺130

9.1.3 喷射混凝土施工133

9.2 锚杆支护施工135

9.2.1 概述135

9.2.2 砂浆锚杆支护136

9.2.3 快速锚固剂锚固工艺137

9.2.4 锚杆的其他种类138

9.3 预应力锚索施工140

9.3.1 二次灌浆预应力锚索的结构140

9.3.2 预应力锚索的施工工艺141

第十章 新奥法（NATM）施工与监控量测143

10.1 新奥法的基本原理143

10.2 新奥法设计和施工144

10.2.1 设计和施工程序144

10.2.2 施工要点144

10.3 新奥法的现场量测145

10.3.1 现场量测的目的145

10.3.2 量测项目的观测面、点布置原则145

10.3.3 位移量测内容及常用量测仪器146

10.3.4 应力、应变量测内容与仪器148

10.4 量测资料的整理和应用149

第十一章 洞室混凝土衬砌施工153

11.1 洞室衬砌施工工艺概述153

11.2 模板结构与设计153

11.2.1 模板的型式和结构153

11.2.2 模板设计156

11.3 混凝土工程158

11.3.1 混凝土浇筑工艺概述158

11.3.2 混凝土浇筑方案159

11.3.3 混凝土浇筑160

11.3.5 混凝土的拆模与养护161

11.3.4 混凝土衬砌机械化作业线161

11.3.6 施工缝及变形缝的处理162

11.4 竖井衬砌施工164

11.5 壁后回填与压浆165

11.5.1 壁后回填165

11.5.2 壁后压浆165

第十二章 复杂地层与土层施工方法167

12.1 复杂地层的分类167

12.2 注浆法167

12.2.1 常用的注浆材料169

12.2.2 主要注浆设备与工具170

12.2.3 注浆参数的选取171

12.2.4 注浆法施工172

12.3 盾构法172

12.3.1 盾构的构造与分类173

12.3.2 盾构施工174

12.4 管栅桩法175

12.5 格栅拱与模喷联合支护法177

12.6 几种强行穿越法178

12.6.1 短段掘砌178

12.6.2 超前支护178

12.8 坍方处理方法179

12.7.1 超前导洞排水降压179

12.7.2 注浆法堵水179

12.6.3 侧壁导坑法179

12.7 涌水涌沙处理方法179

12.8.1 引起坍方的因素180

12.8.2 坍方处理方法及实例180

第十三章 地下建筑工程施工组织与计划183

13.1 施工组织设计编制方法183

13.1.1 施工组织设计的作用183

13.1.2 编制施工组织设计依据所需资料183

13.1.3 施工组织设计的编制内容183

13.1.4 施工组织设计编制步骤184

13.1.5 施工方案的确定185

13.2.1 掘进循环设计188

13.2 掘进循环与工程进度计划188

13.2.2 循环图表与实例191

13.3 工程进度计划192

13.3.1 水平图表192

13.3.2 竖向图表193

13.3.3 网络图196

13.3.4 主要材料、机具、劳动力需用量计划197

13.4 施工场地设计197

13.4.1 水、电供应198

13.4.2 空气压缩机站设计199

13.4.3 工程用施工仓库设计200

主要参考文献202