北京交通大学地下实习报告.docx

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北京交通大学地下实习报告

认知实习报告（地下）

姓名：

王晟旭

学号：

14231118

班级：

土木1404

实习目的：

（1）了解一般铁路与隧道工程的整个设计过程。

（2）了解道铁隧道的平面分布，功能，构造特点，以及选线方案设计和应该遵守的原理和注意事项等等

（3）了解岩石构造，成分，和其分布对于铁路，隧道修建选址的影响

（4）通过各种不同隧道的观察与对比，提高学生思考问题的全面性和举一反三的创新能力。

（5）通过实习培养学生的动手能力，发扬实际与理论相结合的作风，为以后的工作做铺垫。

实习时间：

2016年7月18号。

实习地点：

斜河涧大台线

前言

土木工程的学习，我们不仅要注意知识的积累，更应该注意实践能力的培养，因为土木工程专业本来就是一个应用性很强的专业，如果现在不注意实践能力的培养，将来走上工作岗位我们肯定会后悔不迭的。

为此，学校为了让大家对本专业有更好的认识，培养大家的实践能力，组织了本次外出实习，好让大家可以建立一个专业基础，这对将来的学习将会有很大帮助，因为等将来一开专业课我们都能联想起来这几次实习所见到的东西，所以我们都很高兴能有这些宝贵的实习机会，既丰富了学习生活又有了近距离接触工程实践的机会。

认识实习是土木工程教学计划中第一个实践性教学环节，所以对我们建立正确的专业思想，树立正确的专业知识学习态度有极其重要的影响作用。

隧道及地下工程是从事研究和建造各种隧道及地下工程的规划、勘测、设计、施工和养护的一门应用科学和工程技术，是土木工程的一个分支。

隧道及地下工程也指在岩体或土层中修建的通道和各种类型的地下建筑物，包括交通运输方面的铁路、道路、运河隧道，以及地下铁道和水底隧道等；工业和民用方面的市政、防空、采矿、储存和生产等用途的地下工程；军用方面的各种国防坑道；水利发电工程方面的地下发电厂房以及其他各种水工隧洞等。

通过隧道工程实习，使我们学习和了解隧道从设计到验收的全过程以及生产组织管理等知识，培养学生树立理论联系实际的工作作风，以及生产现场中将科学的理论知识加以验证、深化、巩固和充实。

并培养学生进行调查、研究、分析和解决工程实际问题的能力，为后继专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。

通过生产实习，拓宽我们的知识面，增加感性认识，把所学知识条理化系统化，学到从书本学不到的专业知识，并获得本专业国内、外科技发展现状的最新信息，激发我们向实践学习和探索的积极性，为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。

实习内容

一、斜河涧丰沙线2号隧道

1.隧道围岩

千枚岩为一种细粒显微晶质的浅变质岩石。

原岩多为泥质、粉砂质岩和中酸性火山岩。

属低级区域变质产物，但变质程度较板岩稍高。

重结晶作用明显。

呈细粒状或鳞片状变晶结构，绢丝光泽。

千枚岩性质较软弱，易风化破碎。

在丰沙线2号隧道的进口处，有一宽度达20余米的破碎带，带内节理非常发育，岩石极为破碎。

由于岩石破碎加之以火车的震动及风雨的作用，这里的边坡十分不稳定。

故我们看到了防护措施：

挡墙。

石英填充至岩体的节理之间，形成白色的条状物。

丰纱线2号隧道口就是处于一个向斜的核部，从隧道口的外围及形状也可以看出，隧道成马蹄形，并且无衬砌。

此路段山体较陡，开挖隧道却无衬砌，而且很稳定，边坡岩体也没有任何支护措施，运营基本正常。

可见，该段山体非常稳定，主要原因是隧道围岩为奥陶系中统马家沟组厚层灰岩，稳晶结构，分化不严重，岩石工程性质良好，岩体结构特征介于整体结构和层状结构之间。

隧道围岩的岩层完整而坚硬，岩层倾向又与坡向相反，所以工程性质良好。

我们还看到，挡墙颜色有明显的分块，可以看出该挡墙是经过多次加宽加高的。

2.隧道衬砌

丰纱线2号隧道位于一个断裂破碎带上。

因为有断层伴生的特殊岩石。

我们可以看到隧道上方有一个很长的破碎带。

由于岩体破碎，在自然环境作用下和火车的震动作用下，边坡不稳定，因此对隧道外侧进行了挡墙防护。

我们还看到，挡墙颜色有明显的分块，可以看出该挡墙是经过多次加宽加高的。

二、斜河涧大台线2号隧道

1.隧道围岩

向斜两翼部右大台线隧道穿过，隧道洞口形状为马蹄形，无衬砌。

二号隧道的两边设计是不一样，这是因为和岩石的构造的原因有关，在一号隧道的一个方向设有U型的隧道口保护设备，因为这个方向的岩石的倾向是一直的，很容易产生山体滑坡，加之此面上岩石的脆弱就必须要加以保护。

当与岩层走向垂直时，隧洞可能穿过不同性质的岩层，要特别注意岩性软弱、节理发育及含水层地段，这些地段常因岩性破碎、大量漏水而发生坍塌事故。

2.隧道衬砌

顺河下游的方向的隧道出口完全没有衬砌维护，而另一出口则有衬砌维护，这与两侧出口围岩的性质差异有关。

其中，一侧出口岩体较完整，抗风化能力强，因此没有进行任何的工程维护；而另一侧出口岩体风化较严重，植被覆盖较高，能够截留较多的地表径流，进而促进水对可溶岩的溶蚀能力，可观测到小型的岩溶洞穴，并填充了水流冲刷物质，这些特征使得该出口围岩相对破碎，完整性较差，岩体强度减弱，所以进行了维护。

我们可以看到，隧道另一端出口岩体风化严重，该隧道出口上部岩体有很多的植被，这说明出口岩体较为破碎，完整性差，同时植被的生长也会加速岩体的风化，这是一种生物风化作用。

植被覆盖较高，能够截流较多的地表径流，进而促进水对可溶岩的溶蚀能力，可观察到小型的岩溶洞穴，并填充了水流冲刷物质。

因此岩体的强度较低，需要进行支护。

以上照片显示隧道口规则整齐为马蹄形，经人工仔细修筑衬砌用以维护。

这是由于该侧岩体节理非常发育，碎石较多，并且附近岩层上植物生长较为茂盛，对边坡寝室较严重，综合各种情况，故修筑洞口以保障其稳定性。

一般不使隧道通过向斜核部，因为核部岩体不易开凿，并易汇水。

没有衬砌的隧道是在斜河涧妙峰山中建造的。

隧道口处于一个向斜的核部，隧道口成马蹄形，并且无衬砌。

此路段山体较陡，开挖隧道却无衬砌，而且很稳定，边坡岩体也没有任何支护措施，该段山体非常稳定，主要是奥陶系中统马家沟组厚层灰岩，稳晶结构，分化不严重，岩石工程性质良好，岩体结构特征介于整体结构和层状结构之间。

隧道围岩的岩层完整而坚硬，岩层倾向又与坡向相反，所以工程性质良好。

有衬砌的隧道口两边都有导流堤。

听老师说这座山是由千枚岩为主要组成的，由于千枚岩的强度很差所以需要对隧道进行加固才行。

所以基于对铁道的保护，铁路沿线根据不同情况做出保护。

特别是在隧道建在各种强烈地质作用过的地形处时，应采用各种砌墙在顶层和两侧做足够的保护。

我们所观察的隧道口因地下水、风化和岩性不得不进行加固，相比之下马蹄形隧道就坚固的多。

五、隧道与地下拓展知识

1.隧道勘测

为确定隧道位置、施工方法和支护、衬砌类型等技术方案，对隧道地处范围内的地形、地质状况，以及对地下水的分布和水量等水文情况要进行勘测。

在隧道勘测和开挖过程中，须了解围岩的类别。

围岩是隧道开挖后对隧道稳定性有影响的周边岩体。

围岩分类是依次表明周围岩石的综合强度。

2.隧道设计

包括隧道选线、纵断面设计、横断面设计、辅助坑道设计等。

（1）选线　根据线路标准、地形、地质等条件选定隧道位置和长度。

选线应作多种方案的比较。

长隧道要考虑辅助坑道和运营通风的设置。

洞口位置的选择要依据地质情况。

考虑边坡和仰坡的稳定，避免塌方。

（2）断面设计　沿隧道中线的纵向坡度要服从线路设计的限制坡度。

因隧道内湿度大，轮轨间粘着系数减小，列车空气阻力增大，因此在较长隧道内纵向坡度应加以折减。

纵坡形状以单坡和人字坡居多，单坡有利于争取高程，人字坡便于施工排水和出碴。

为利于排水，最小纵坡一般为2‰~3‰。

（3）横断面设计　隧道横断面即衬砌内轮廓，是根据不侵入隧道建筑限界而制定的。

中国隧道建筑限界分为蒸汽及内燃机车牵引区段、电力机车牵引区段两种，这两种又各分为单线断面和双线断面。

衬砌内轮廓一般由单心圆或三心圆形成的拱部和直边墙或曲边墙所组成。

在地质松软地带另加仰拱。

单线隧道轨面以上内轮廓面积约为27～32平方米，双线约为58～67平方米。

在曲线地段由于外轨超高车辆倾斜等因素，断面须适当加大。

电气化铁路隧道因悬挂接触网等应提高内轮廓高度。

中、美、苏三国所用轮廓尺寸为：

单线隧道高度约为6.6～7.0米、宽度约为4.9～5.6米；双线隧道高度约为7.2～8.0米，宽度约为8.8～10.6米。

在双线铁路修建两座单线隧道时，其中线间距离须考虑地层压力分布的影响，石质隧道约为20～25米，土质隧道应适当加宽。

（4）辅助坑道设计　辅助坑道有斜井、竖井、平行导坑及横洞四种。

斜井是在中线附近的山上有利地点开凿的斜向正洞的坑道。

斜井倾角一般在18°～27°之间，采用卷扬机提升。

斜井断面一般为长方形，面积约为8～14平方米。

竖井是由山顶中线附近垂直开挖的坑道，通向正洞。

其平面位置可在铁路中线上或在中线的一侧（距中线约20米）。

竖井断面多为圆形，内径约为4.5～6.0米。

平行导坑是距隧道中线17～25米开挖的平行小坑道，以斜向通道与隧道连接，亦可作将来扩建为第二线的导洞。

横洞是在傍山隧道靠河谷一侧地形有利之处开辟的小断面坑道。

（5）隧道开挖　开挖方法分为明挖法和暗挖法。

明挖法多用于浅埋隧道或城市铁路隧道，而山岭铁路隧道多用暗挖法。

按开挖断面大小、位置分，有分部开挖法和全断面开挖法。

在石质岩层中采用钻爆法最为广泛，采用掘进机直接开挖也逐渐推广。

在松软地质中采用盾构法开挖较多。

（6）隧道衬砌　隧道开挖后，为使围岩稳定，确保运营安全，需按一定轮廓尺寸建造一层具有足够强度的支护结构，这种隧道支护结构称为隧道衬砌。

常用的衬砌种类有就地灌注混凝土类、预制块拼装、喷锚或单喷混凝土、复合式衬砌。

复合式衬砌是在喷锚或单喷支护之后，再就地灌注一层混凝土，形成喷锚支护同混凝土衬砌结合的复合式衬砌结构。

如遇有水地段可在两层支护间加挂一层塑料板或做其他防水层。

此外，隧道设计还包括洞门设计等。

3.隧道的开挖方法

（1）钻爆法

钻爆法开挖采用的方法有全断面开挖法和分部开挖法。

全断面开挖法：

一次开挖成型的方法。

一般采用带有凿岩机的台车钻孔，用毫秒爆破，喷锚支护。

还要有大型装碴运输机械和通风设备。

全断面开挖法又演变为半断面法。

半断面法是弧形上半部领先，下半部隔一段距离施工。

分部开挖法：

先用小断面超前开挖导坑，然后，将导坑扩大到半断面或全断面的开挖方法。

这种方法主要优点是可采用轻型机械施工，多开工作面，各工序间拉开一定的安全距离。

缺点是工序多、有干扰、用人多。

根据导坑在隧道断面的位置分为：

上导坑法、中央导坑法、下导坑法以及由上下导坑互相配合的各种方法，另有把全断面纵向分为台阶进行开挖，而各层台阶距离较短的台阶法。

x上导坑法适用于软弱岩层、衬砌顺序是先拱后墙，中国短隧道一般用这种方法。

中央导坑法是导坑开挖后向四周打辐射炮眼爆破出全断面或先扩大上半部下导坑法即下导坑领先的方法。

其中包括：

a.上下导坑法，利用领先的下导坑向上预打漏斗孔，便于开展上导坑等多工序平行作业。

衬砌顺序多用先拱后墙，遇围岩较好时亦可改为先墙后拱。

b.漏斗棚架法，适用于坚硬地层，以下导坑掘进领先，由下而上分层开挖，设棚架，先衬砌边墙后砌拱。

c.蘑菇形法，同漏斗棚架法类似，也设棚架，但先衬砌拱部后砌边墙。

d.侧壁导坑法，两个下导坑领先，环形开挖，最后挖掉中心土体，衬砌顺序为先墙后拱，多用于围岩很差的双线隧道。

也有采用上导坑领先及两个下导坑成品字形的。

全断面开挖法和分部开挖法是钻爆法开挖常用的方法，但隧道施工很复杂，时常遇到各种困难情况，如大断层、流沙、膨胀地层、溶洞、大量涌水等，尚需采取相应措施。

（2）盾构法

盾构法采用盾构作为施工机具的隧道施工方法。

松软地质多采用盾构法开挖。

盾构是一种圆形钢结构开挖机械，其前端为切口环，中间为支撑环，后端为盾尾。

开挖时，切口环首先切入地层并能掩护工人安全地工作;支撑环是承受荷载的主要部分，其中安设多台推进盾构的千斤顶及其他机械；盾尾随着上述两部分前进，保护工人安装铸铁管片或钢筋混凝土管片。

盾构法适用于松软地层，施工安全，对地层扰动少，控制围岩周边准确，极少超挖。

日本丹那铁路隧道曾采用盾构法施工。

（3）掘进机法

在整个隧道断面上，用连续掘进的联动机施工的方法。

掘进机是一种用强力切割地层的圆形钢结构机械，有多种类型。

普通型的掘进机的前端是一个金属圆盘，以强大的旋转和推进力驱动旋转，圆盘上装有数十把特制刀具，切割地层，圆盘周边装有若干铲斗将切割的碎石倾入皮带运输机，自后部运出。

机身中部有数对可伸缩的支撑机构，当刀具切割地层时，它先外伸撑紧在周围岩壁上，以平衡强大的扭矩和推力。

掘进机法的优点是对围岩扰动少、控制断面准确、无超挖、速度快、操作人员少。

4.隧道施工

隧道的修建可以说是所有施工地段的最难点，因为操作危险性大，要求技术含量高，所以隧道的施工就包括一些几点问题：

（1）隧道施工的质量问题，主要表现在两个方面：

一个是对围岩的损伤到什么程度；一个是支护和衬砌支护效果发挥到什么程度。

这两个问题是我们在整个施工过程中一点都不能忽视的问题。

作为工程技术人员的主要任务，就是要千方百计地把围岩的损伤程度控制在最小限度之内，同时，关注支护和衬砌的质量，充分发挥其支护效果。

（2）隧道结构的防排水

问题，无疑是目前争论最多的一个问题：

是以“堵”为主，还是以“排”为主，是以“自防水”为主，还是以“外防水”为主，围岩中，即衬砌背后的地下水要不要从隧道内排出，隧道内的排水沟的作用是什么等一系列的问题，都还在争论之中。

实习总结

“习而学”。

任何事物都是由感性到理性的。

而实习则是课堂教学完全不同的教学方法，在教学计划中，房屋建筑学工程认识实习是相关课程课堂教学的补充，也是对隧道与地下工程专业的感性认识。

课堂教学中，教师讲授，学生领会，而实习则是在教师指导下由学生自己向实际学习。

通过现场的讲授、参观等多种形式，一方面来巩固在书本上学到的理论知识，另一方面，可获得在书本上不易了解和不易学到的生产现场的实际知识，使我在此次实习中收获颇丰。