《隧道工程》教学大纲(2007)

《隧道工程》教学大纲二OO七年三月 课程编号：060050606课程名称：隧道工程课程学分：2学分课程学时：总学时：32学时讲课：32学时课程性质：专业课先修课程：《高等数学》、《工程数学》、《结构力学》、《土力学与土质学》、《工程地质》、《弹性力学及结构有限元》适合专业：4年制本科工科土木工程专业（交通土建方向）开课年级及学期：三年级第二学期开课院（系）及教研室：交通系交通土建教研室考核方式：考试一、本课程的性质、教学目的与任务隧道工程为土木工程专业（交通土建方向）及其相关专业教学计划中一门重要专业课，主要任务是研究公路隧道的勘察、设计和施工方法的一门课程。二、本课程的教学基本要求学生按本大纲学完隧道工程后，必须掌握隧道的构造，了解常见的隧道施工方法，并掌握钻爆法的施工过程，理解和掌握新奥法的基本原理和施工工艺；全面地了解隧道支护结构设计与计算的方法、原理、应用及发展；最后，使学生对本门学科从构造到设计再到施工有一全面的掌握，能够独立地合理组织隧道施工，胜任技术管理工作。三、本课程的内容第一章绪论1.教学基本要求了解隧道的概念以及国内外隧道的发展情况；掌握隧道工程的分类及其作用。2.教学内容§1-1隧道在交通事业中的地位和国内外隧道发展概况§1-2隧道的分类及其作用3.主要知识点与重点隧道的概念；隧道工程的分类及其作用。第二章隧道的勘察1.教学基本要求掌握隧道勘察的阶段、方法和主要手段；了解隧道地质勘察的主要内容。2.教学内容§2-1隧道勘察的几个阶段§2-2隧道勘察的主要方法§2-3隧道勘察的主要手段§2-4地质勘察§2-5水文勘察§2-6建筑环境评价3.主要知识点与重点隧道勘察的阶段、方法和主要手段。第三章隧道总体设计1.教学基本要求掌握隧道选址时应注意的事项；掌握隧道的几何设计和几何尺寸拟定。 2.教学内容§3-1隧道选址§3-2隧道的几何设计§3-3衬砌内轮廓线及几何尺寸拟定§3-4道路隧道勘测设计文件的内容和组成3.主要知识点与重点隧道的选址；隧道的几何设计。第四章隧道结构构造1.教学基本要求了解隧道的各种结构构造；掌握隧道防水和排水的方法。2.教学内容§4-1洞身衬砌§4-2洞门§4-3明洞§4-4竖井、斜井§4-5内装、顶棚及路面§4-6隧道的防水与排水3.主要知识点与重点隧道的各种结构构造；隧道的防水与排水。第五章隧道围岩分级与围岩压力1.教学基本要求了解围岩的概念；掌握围岩的分级方法；熟练掌握隧道围岩压力的确定方法；了解影响围岩稳定性的因素。2.教学内容§5-1隧道围岩分级及其应用§5-2围岩压力的确定§5-3影响围岩稳定性的因素3.主要知识点与重点围岩的概念、围岩的分级方法；围岩压力的确定；影响围岩稳定性的因素。第六章隧道结构计算1.教学基本要求熟练掌握隧道各种衬砌的计算方法；掌握单元刚度矩阵和结构刚度方程。2.教学内容§6-1概述§6-2隧道衬砌上的荷载类型及其组合§6-3半衬砌的计算§6-4曲墙式衬砌计算§6-5直墙式衬砌计算§6-6衬砌截面强度验算§6-7单元刚度矩阵§6-8结构刚度方程3.主要知识点与重点各种衬砌的计算方法；单元刚度矩阵和结构刚度方程。第七章锚喷支护结构的设计与施工1.教学基本要求了解锚喷支护的概念；掌握锚喷支护的施工原则。 2.教学内容§7-1概述§7-2锚喷支护结构的受力与计算§7-3锚喷支护施工原则3.主要知识点与重点喷支护的概念；锚喷支护的施工原则。第八章隧道通风1．教学基本要求了解隧道通风的目的；掌握隧道通风设计的步骤；掌握隧道通风方式及其选择。2．教学内容§8-1概述§8-2空气中有害物质的设计浓度§8-3需风量计算§8-4通风方式及其选择3．主要知识点与重点隧道通风的目的；隧道通风设计的步骤；隧道通风方式及其选择。第九章隧道照明1．教学基本要求了解隧道照明的方法和隧道的照明设计2．教学内容§9-1概述§9-2隧道照明基础§9-3道路照明的质量§9-4隧道亮度曲线§9-5照明设计3．主要知识点与重点隧道的照明方法；隧道的照明设计。第十章隧道施工方法及其基本作业1．教学基本要求了解隧道工程的特点；掌握新奥地利隧道施工方法2．教学内容§10-1概述§10-2新奥地利隧道施工法§10-3传统的矿山法§10-4不良地质条件下隧道施工§10-5开挖§10-6隧道支撑及衬砌施工§10-7出渣运输3．主要知识点与重点隧道工程的特点；新奥地利隧道施工方法四、本课程与其他课程的关系本课程是在学完高等数学、工程数学、结构力学、土力学与土质学、工程地质、弹性力学及结构有限元等课程以后开设的专业基础课程，为本科毕业设计等以及今后的工作课程打下基础。 五、本课程教学学时分配课程内容学时总数讲授其它第一章绪论121第二章隧道的勘察22第三章隧道总体设计323第四章隧道结构构造44第五章隧道围岩分级与围岩压力44第六章隧道结构计算66第七章锚喷支护结构的设计与施工44第八章隧道通风323第九章隧道照明22第十章隧道施工方法及其基本作业343合计3232六、本课程实验（上机等）内容与学时分配（无）重点难点：1．隧道工程的基本概念与功能、隧道工程勘测的重要性、隧道洞口位置的选定。2．隧道限界与净空、隧道洞身支护结构、隧道洞门结构、隧道防排水设施。3．隧道围岩的稳定性、围岩分级、围岩压力。4．隧道结构体系的计算模型、结构力学方法。5．新奥法施工方法、洞口段施工方法、辅助施工措施、钻爆开挖、支护技术、隧道施工的辅助坑道、新奥法的监控量测。6．高速铁路隧道的空气动力学问题、减少隧道空气动力效应的工程对策。7．施工组织设计、隧道的防灾。2．．．．难点难点难点难点（1）工程勘测对隧道工程的重要作用及其进行的方式、隧道洞口位置的合理选定。（2）隧道不同类型洞门结构的工程作用、不同类型洞身支护结构的工程作用。（3）隧道围岩稳定性的工程概念与力学概念、围岩压力概念、隧道结构体系的计算模型。（4）新奥法的概念、新奥法施工的特点、新奥法监控量测的重要性及信息反馈。（5）隧道各种施工方法的施工工艺。（6）高速铁路隧道的空气动力学问题七、作业根据课堂理论讲授适当布置，作业次数不能少于2次。八、考核方式考核方法为考试。其中平时占40%：包括作业、出勤、提问等；期终考试占60%。九、参考教材及主要参考书1.参考教材 [1]覃仁辉.隧道工程【M】.重庆出版社，新疆大学出版社，2005，第二版.2.主要参考书［1］中华人民共和国行业标准.公路隧道设计规范（JTGD70—2004）【S】.北京：人民交通出版社.2004［2］静天文.公路隧道围岩分类与支护优化设计【M】.北京：人民交通出版社，2006［3］王毅才.隧道工程【M】.北京：人民交通出版社，2006［4］夏永旭.隧道结构力学计算【M】.北京：人民交通出版社，2001制订：道桥教研室执笔人：审核人：批准：建工系教学委员会2007年3月第一次定制