鐵路隧道工

目 錄

鐵路隧道工第一篇 基本知識

第一節(jié) 常用數(shù)學(xué)公式

第二節(jié) 常用計量單位

第三節(jié) 常用量具

鐵路隧道工第二章 工程識圖

第一節(jié) 識圖的基本知識

第二節(jié) 表達物體的常用圖示法

第三節(jié) 隧道工程圖

鐵路隧道工第三章 機械識圖

第一節(jié) 圖樣的概念

第二節(jié) 三視圖的形成

第三節(jié) 機械零件表達方法

第四節(jié) 零 件 圖

第五節(jié) 裝 配 圖

鐵路隧道工第四章 測量知識

第一節(jié) 隧道施工測量概述

第二節(jié) 隧道施工中線測量

第三節(jié) 隧道開挖斷面控制

鐵路隧道工第五章 地質(zhì)常識

第一節(jié) 巖石的分類及特性

第二節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造

第三節(jié) 不良工程地質(zhì)現(xiàn)象

第四節(jié) 隧道工程地質(zhì)

鐵路隧道工第六章 液壓傳動原理

第二節(jié) 液壓傳動系統(tǒng)的組成

第三節(jié) 液壓系統(tǒng)常見故障及故障排除

鐵路隧道工第七章 運營隧道的養(yǎng)護

第一節(jié) 隧道養(yǎng)護工作概述

第二節(jié) 運營隧道有害氣體的防治

第三節(jié) 襯砌裂縫的整治

第四節(jié) 隧道漏水與水害整治

第一章 電工知識及隧道安全供電

第一節(jié) 電 動 機

第二節(jié) 蓄 電 池

第三節(jié) 隧道安全供電

第四節(jié) 一般低壓電器使用及維修

第五節(jié) 防爆電器使用及維修

第六節(jié) 安全用電技術(shù)

第七節(jié) 常用電工測量儀表使用與維護

第二章 機械使用有關(guān)知識

第一節(jié) 機械使用經(jīng)濟核算

第二節(jié) 機械事故處理的規(guī)定

第三節(jié) 鋼絲繩使用知識

第四節(jié) 萬能桿件

第三章 砌石工程

第一節(jié) 石 料

第二節(jié) 水泥砂漿

第三節(jié) 石料的砌筑

第四章 鋼筋工程

第一節(jié) 鋼筋保管及加工

第二節(jié) 鋼筋安裝

第五章 定 額

第一節(jié) 勞動定額

第二節(jié) 材料消耗定額

第六章 施工作業(yè)計劃

第一節(jié) 作業(yè)計劃內(nèi)容

第二節(jié) 施工作業(yè)計劃編制依據(jù)與程序

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本書根據(jù)鐵路職業(yè)技能鑒定規(guī)范（考核大綱）鐵路隧道工的要求編寫的，內(nèi)容包括：隧道工基本知識、專業(yè)知識和相關(guān)知識三部分。在基本知識中，介紹了一般常識、工程制圖知識、機械識圖、測量知識，地質(zhì)常識，液壓傳動原理等；專業(yè)知識部分，則介紹了工程材料、鑿巖機械，隧道開挖、施工支護、混凝土機械、襯砌、出碴運輸，量測，防水排水，不良地質(zhì)地段隧道施工等知識；相關(guān)知識部分，介紹了電工用電知識，機械使用知識，砌石工程、鋼筋工程及有關(guān)的定額。

第一章 工程材料

第一節(jié) 概 述

第二節(jié) 水 泥

第三節(jié) 混凝土

第四節(jié) 鋼 材

第五節(jié) 木 材

第六節(jié) 爆破器材及油料

第七節(jié) 防水材料及油料

第二章 鑿巖機械

第一節(jié) 鑿 巖 機

第二節(jié) 風動鑿巖機

第三章 隧道開挖

第一節(jié) 開挖方法

第二節(jié) 鉆眼作業(yè)

第三節(jié) 爆破作業(yè)

第四節(jié) 光面爆破與預(yù)裂爆破

第五節(jié) 全斷面開挖爆破實例

第四章 施工支護

第一節(jié) 新奧法的錨噴支護作業(yè)

第二節(jié) 傳統(tǒng)礦山法構(gòu)件支撐作業(yè)

第五章 混凝土機械

第一節(jié) 混凝土輸送泵

第二節(jié) 混凝土攪拌機

第三節(jié) 混凝土振動器

第四節(jié) 混凝土噴射機械

第五節(jié) 模板襯砌臺車

第六章 襯 砌

第一節(jié) 整體式襯砌

第二節(jié) 噴錨襯砌

第三節(jié) 復(fù)合式襯砌

第四節(jié) 拼裝式襯砌

第五節(jié) 模板和支架

第六節(jié) 施工縫處理

第七章 裝碴運輸

第一節(jié) 有軌運輸

第二節(jié) 裝碴運輸機械

第八章 量 測

第一節(jié) 量測概述

第二節(jié) 監(jiān)控量測作業(yè)

第三節(jié) 量測資料的應(yīng)用

第九章 明洞及輔助坑道的施工

第一節(jié) 明洞施工

第二節(jié) 輔助坑道施工

第十章 防水和排水

第一節(jié) 排 水

第二節(jié) 隧道防水結(jié)構(gòu)與施工

第十一章 風水電作業(yè)和通風防塵

第一節(jié) 供風和供水

第二節(jié) 隧道供電

第三節(jié) 通風、防塵、防有害氣體

第十二章 不良地質(zhì)地段隧道施工

第一節(jié) 坍方處理

第二節(jié) 溶洞、流沙處理

第三節(jié) 瓦斯、巖爆處理

第四節(jié) 輔助施工措施

第十三章 隧道施工安全規(guī)則和驗收標準

第一節(jié) 隧道施工安全規(guī)則

第二節(jié) 隧道工程質(zhì)量評定驗收標準

鐵路隧道工程基本概述

在隧道巖面上鉆眼，并裝填炸藥爆破，用全斷面開挖或分部開挖等將隧道開挖成型的施工方法。

鉆爆法開挖作業(yè)程序包括鉆孔、裝藥、爆破、通風、支護、裝碴、運輸?shù)裙ば颉?h3 class="title-text">鐵路隧道工程鉆孔

①鉆孔：要先設(shè)計炮孔方案，然后按設(shè)計的炮孔位置、方向和深度嚴格鉆孔。單線隧道全斷面開挖，采用鉆孔臺車配備中型鑿巖機，鉆孔深度約為2.5～4.0米。雙線隧道全斷面開挖采用大型鑿巖臺車配備重型鑿巖機，鉆孔深度可達5.0米。炮孔直徑約為 4～5厘米。炮孔分為掏槽孔（開辟臨空面）、掘進孔（保證進度）和周邊孔（控制輪廓）。

鐵路隧道工程裝藥

②裝藥：在掘進孔、掏槽孔和周邊孔內(nèi)裝填炸藥。一般裝填硝胺炸藥，有時也用膠質(zhì)炸藥。裝填炸藥率約為炮眼長度的60%～80%，周邊孔的裝藥量要少些。為縮短裝藥時間，可把硝胺炸藥制成長的管狀藥卷，以便填入炮眼；也可利用特制的裝藥機械把細粒狀藥粉射入炮孔中。

鐵路隧道工程爆破

③爆破：19世紀上半期以前用明火起爆。1867年美國胡薩克鐵路隧道開始采用電力起爆。此后，電力起爆逐漸推廣。在全斷面掘進中，為了減低爆破對圍巖的震動和破壞，并保證爆破的效果，多采用分時間階段爆破的電雷管或毫秒雷管起爆。一般拱部采用光面爆破，邊墻采用預(yù)裂爆破。近期發(fā)展的非電引爆的導(dǎo)爆索應(yīng)用日益廣泛。

鐵路隧道工程施工通風

④施工通風：排出或稀釋爆破后產(chǎn)生的有害氣體和由內(nèi)燃機產(chǎn)生的氮氧化物及一氧化碳，同時排除煙塵，供給新鮮空氣，借以保證隧道施工人員的安全和改善工作環(huán)境。通風可分主要系統(tǒng)和局部系統(tǒng)。主要系統(tǒng)可利用管道（直徑一般為1～1.5米，也有更大的）或巷道（平行導(dǎo)坑等），配以大型或中型通風機；局部系統(tǒng)多用小型管道及小型通風機。巷道通風多采用吸出式，將污濁空氣吸出洞外，新鮮空氣由正洞流入。新鮮空氣不易達到的工作面，須采用局部通風機補充壓入。

鐵路隧道工程施工支護

⑤施工支護：隧道開挖必須及時支護，以減少圍巖松動，防止塌方。施工支護分為構(gòu)件支撐和噴錨支護。構(gòu)件支撐一般有木料、金屬、鋼木混合構(gòu)件等，使用鋼支撐者逐漸加多。噴錨支護是20世紀50年代發(fā)展起來的一種支護方法，其特點是支護及時、穩(wěn)固可靠，具有一定柔性，與圍巖密貼，能給施工場地提供較大活動空間。中國在一些老黃土隧道中應(yīng)用噴錨支護也獲得成功。噴射混凝土工藝分為干噴和濕噴?，F(xiàn)多采用干噴法，即將干拌混凝土內(nèi)摻入一定數(shù)量的速凝劑，用壓縮空氣將混凝土由管內(nèi)噴出。在噴口加水射到巖石面上，一次可噴3～5厘米厚度。在噴射混凝土中摻入一些鋼纖維，或在巖面掛鋼絲網(wǎng)可提高噴錨支護的強度。鋼錨桿安設(shè)在巖層面上的鉆孔內(nèi)，其長度和間距視圍巖性質(zhì)而定，一般長度為2～5米，通常用樹膠和水泥漿沿桿體全長錨固。在巖層較好地段僅噴混凝土即可得到足夠的支護強度。在圍巖堅硬穩(wěn)定的地段也可不加支撐。在軟弱圍巖地段噴錨可以聯(lián)合使用，錨桿應(yīng)加長，以加強支護力。

鐵路隧道工程裝碴與運輸

⑥裝碴與運輸：在開挖作業(yè)中，裝碴機可采用多種類型，如后翻式、裝載式、扒斗式、蟹爪式和大鏟斗內(nèi)燃裝載機等。運輸機車有內(nèi)燃牽引車、電瓶車等，運輸車輛有大斗車、槽式列車、梭式礦車及大型自卸汽車等。運輸線分有軌和無軌兩種。

由鉆孔直到出碴完畢稱為一個開挖循環(huán)。根據(jù)中國的經(jīng)驗，在單線全斷面開挖中24小時能作兩個循環(huán)，每個循環(huán)能進3.5米深度，每日單口進度可達7米。然而在開挖中難免遇到斷層或松軟石質(zhì)以及涌水等，不易保持每日的預(yù)計循環(huán)，所以每月單口實際進度多低于200米。中國成昆線蜜蜂箐單線隧道單口最高月進度曾達到 200米。日本大清水雙線隧道單口最高月進度曾達到 160米。開挖循環(huán)作業(yè)的特點是一個工序接一個工序必須逐項按時完成，否則前一工序推遲就會影響下一工序，因而拖長全部時間。其中最主要的工序為鉆孔及出碴，所用時間占全部作業(yè)時間比例較大。

鉆爆法開挖采用的方法有全斷面開挖法和分部開挖法。

①全斷面開挖法：一次開挖成型的方法。一般采用帶有鑿巖機的臺車鉆孔，用毫秒爆破，噴錨支護。還要有大型裝碴運輸機械和通風設(shè)備。全斷面開挖法又演變?yōu)榘霐嗝娣?。半斷面法是弧形上半部領(lǐng)先，下半部隔一段距離施工。

②分部開挖法：先用小斷面超前開挖導(dǎo)坑，然后，將導(dǎo)坑擴大到半斷面或全斷面的開挖方法。這種方法主要優(yōu)點是可采用輕型機械施工，多開工作面，各工序間拉開一定的安全距離。缺點是工序多，有干擾，用人多。根據(jù)導(dǎo)坑在隧道斷面的位置分為：上導(dǎo)坑法、中央導(dǎo)坑法、下導(dǎo)坑法以及由上下導(dǎo)坑互相配合的各種方法，另有把全斷面縱向分為臺階進行開挖，而各層臺階距離較短的臺階法。

上導(dǎo)坑法適用于軟弱巖層、襯砌順序是先拱后墻，曾于1872～1881年為圣哥達隧道采用。中國短隧道一般用這種方法。中央導(dǎo)坑法是導(dǎo)坑開挖后向四周打輻射炮眼爆破出全斷面或先擴大上半部。20世紀初美洲曾用這種方法，20年代美國新喀斯喀特隧道也用這種方法。下導(dǎo)坑法即下導(dǎo)坑領(lǐng)先的方法。其中包括：a.上下導(dǎo)坑法，利用領(lǐng)先的下導(dǎo)坑向上預(yù)打漏斗孔，便于開展上導(dǎo)坑等多工序平行作業(yè)。襯砌順序多用先拱后墻，遇圍巖較好時亦可改為先墻后拱。b.漏斗棚架法，適用于堅硬地層，以下導(dǎo)坑掘進領(lǐng)先，由下而上分層開挖，設(shè)棚架，先襯砌邊墻后砌拱。1961～1966年在中國成昆線關(guān)村壩鐵路隧道應(yīng)用，1964年復(fù)工后取得平均單口月成洞152米的進度。c.蘑菇形法，同漏斗棚架法類似，也設(shè)棚架，但先襯砌拱部后砌邊墻。1971～1973年在枝柳線彭莫山單線隧道應(yīng)用，取得平均單口月成洞132米的進度。d.側(cè)壁導(dǎo)坑法，兩個下導(dǎo)坑領(lǐng)先，環(huán)形開挖，最后挖掉中心土體，襯砌順序為先墻后拱，多用于圍巖很差的雙線隧道。也有采用上導(dǎo)坑領(lǐng)先及兩個下導(dǎo)坑成品字形的。

全斷面開挖法和分部開挖法是鉆爆法開挖常用的方法，但隧道施工很復(fù)雜，時常遇到各種困難情況，如大斷層、流沙、膨脹地層、溶洞、大量涌水等，尚需采取相應(yīng)措施。

為適應(yīng)鐵路隧道工程施工的需要，組織編寫了《鐵路隧道工程施工技術(shù)》（上冊、下冊），《鐵路隧道工程施工技術(shù)》（下冊）納入了現(xiàn)行鐵路隧道工程施工規(guī)范、規(guī)程、指南，選用了成熟的施工技術(shù)，內(nèi)容上也力求與時俱進。

為確定隧道位置、施工方法和支護、襯砌類型等技術(shù)方案，對隧道地處范圍內(nèi)的地形、地質(zhì)狀況，以及對地下水的分布和水量等水文情況要進行勘測。

在隧道勘測和開挖過程中，須了解圍巖的類別。圍巖是隧道開挖后對隧道穩(wěn)定性有影響的周邊巖體。圍巖分類是依次表明周圍巖石的綜合強度。中國在1975年制定的鐵路隧道工程技術(shù)規(guī)范中將圍巖分為 6類。關(guān)于巖石分類70年代以前常用泰沙基及普氏等巖石分類方法。70年代以后在國際上應(yīng)用較廣并為國際巖石力學(xué)學(xué)會推薦的為巴頓等各種分級系統(tǒng)。此外，還有日本以彈性波速為主的分類法。圍巖的類別的確定，為隧道工程設(shè)計合理和施工順利提供了依據(jù)。