地下工程(第2版) 贺少辉 编 大中专 文轩网

绪论1
第1篇地下空间资源及开发利用价值
第1章地下空间资源及开发利用价值7
1.1地下空间利用的基本概念7
1.1.1地下空间的含义7
1.1.2地下空间利用的历史沿革7
1.1.3地下空间发展的宏观背景10
1.2地下空间资源的潜在与实际价值11
1.2.1地下空间资源11
1.2.2开发地下空间的战略意义13
1.2.3地下空间的城市功能15
1.2.4地下空间的开发价值与综合效益16
1.3地下空间的防灾及环境特性18
1.3.1地下空间抗御外部灾害的能力18
1.3.2地下空间的内部防灾要求20
1.3.3地下空间与生态环境21
1.3.4地下空间的内部环境要求23
1.4地下空间开发的法律与政策问题24
1.4.1法律问题24
1.4.2政策问题26
第2篇地下工程设计
第2章地下工程地质环境及围岩分级(类)29
2.1概述29
2.2围岩结构分类及其破坏特征30
2.2.1岩体结构分类31
2.2.2地下工程围岩失稳破坏性态31
2.3围岩的初始应力场32
2.3.1围岩的初始应力场的组成——自重应力场和构造应力场32
2.3.2围岩的初始应力场的变化规律与影响因素33
2.3.3围岩的初始应力场的确定方法35
2.4围岩稳定性的影响因素及围岩分级因素与指标的选择41
2.4.1影响围岩稳定性的主要因素42
2.4.2分级(类)的因素指标及其选择44
2.5国内外主要地下工程围岩分级(类)标准46
2.5.1国内主要地下工程围岩分级(类)标准47
2.5.2国外主要围岩分类系统简介62
第3章交通地下工程规划67
3.1地下工程投资分析67
3.2交通地下工程规划68
3.2.1山岭隧道的规划68
3.2.2水底隧道的规划72
3.2.3城市地下铁道的规划75
3.3交通隧道的限界与构造形式77
3.3.1交通隧道结构的限界与净空要求77
3.3.2铁路隧道曲线地段断面加宽79
3.3.3交通隧道结构的构造形式82
第4章地下结构的设计方法86
4.1地下结构的设计内容与目的86
4.2地下结构的具体设计计算方法87
4.2.1容许应力法87
4.2.2破损阶段法88
4.2.3极限状态法——按结构可靠度设计88
4.2.4支护设计的特征曲线法88
4.2.5支护结构的工程类比设计法90
4.3地下结构设计的方法论90
第5章地下结构计算理论92
5.1地下结构的受力特点和力学计算模型92
5.2荷载结构模型中荷载的计算方法94
5.2.1荷载(作用)及其分类、组合94
5.2.2主动围岩压力的计算97
5.2.3围岩被动反力的计算103
5.2.4地下水压力和浮力的计算104
5.2.5地震力的计算105
5.3地下结构内力的计算方法107
5.3.1荷载结构法107
5.3.2地层结构法116
第6章交通地下工程支护结构类型及参数设计127
6.1地下工程围岩与支护结构的共同作用127
6.1.1围岩特征曲线127
6.1.2支护结构的补给曲线(支护特征曲线)128
6.1.3围岩与支护结构的相互作用130
6.2支护结构的设计原则131
6.2.1对支护结构的基本要求131
6.2.2支护结构类型的选择和设计132
6.3铁路隧道支护类型的选择和设计参数133
6.4公路隧道支护类型的选择和设计参数142
6.4.1支护(衬砌)类型及其选择142
6.4.2分离式独立双洞隧道复合式衬砌设计参数142
6.4.3小净距及连拱隧道支护类型选择及设计参数143
6.5盾构隧道衬砌结构类型选择与参数设计144
6.5.1盾构隧道衬砌结构类型选择144
6.5.2横截面内轮廓和结构尺寸拟定148
6.5.3盾构法施工时特殊地段的衬砌149
第7章地下工程防水151
7.1地下工程防水的重要性151
7.2地下工程中常遇的地下水151
7.3地下工程防水设计原则和要求152
7.3.1设计原则152
7.3.2设计要求154
7.4地下工程防水等级和设防要求155
7.4.1地下工程的防水等级155
7.4.2地下工程的防水设防要求155
7.5地下工程防排水系统157
7.6地下工程防水层的材料158
7.6.1卷材防水层158
7.6.2涂料防水层159
7.6.3塑料防水板防水层159
7.6.4膨润土(纳米)板(毯)防水层160
7.7地下工程混凝土结构自防水162
7.8地下工程混凝土结构细部构造防水163
7.8.1变形缝防水163
7.8.2施工缝防水构造164
7.8.3后浇带防水165
7.9盾构法隧道结构防水166
7.9.1管片防水167
7.9.2管片接缝防水167
7.10北京地铁区间暗挖隧道复合式衬砌可穿刺自愈合材料防水新技术与新工艺173
7.10.1地铁暗挖隧道复合式衬砌防水技术及工艺发展历史173
7.10.2可穿刺、自愈合防水材料174
7.10.3地铁区间暗挖隧道复合式衬砌可穿刺、自愈合材料防水新技术及新工艺179
7.10.4工程应用结论188
第8章地下工程结构设计示例189
8.1算例说明189
8.2明挖车站结构计算案例189
8.2.1工程概况189
8.2.2内力计算192
8.2.3计算结果分析203
8.3洞桩(柱)法车站结构计算案例204
8.3.1工程概况204
8.3.2内力计算207
8.3.3计算结果分析227
8.4盾构法区间隧道计算案例228
8.4.1工程概况228
8.4.2正常使用阶段内力计算231
8.4.3计算结果分析238
8.5矿山法区间隧道计算案例238
8.5.1工程概况238
8.5.2内力计算242
8.5.3计算结果分析252
第3篇地下水控制
第9章地下水赋存及运动的基本理论255
9.1岩土中水的存在形式255
9.1.1气态水255
9.1.2结合水255
9.1.3重力水256
9.1.4毛细水256
9.1.5固态水257
9.1.6矿物水257
9.2岩土的水理性质257
9.2.1容水性258
9.2.2持水性258
9.2.3给水性258
9.2.4透水性259
9.2.5毛细性259
9.3地下水的赋存260
9.3.1包气带与饱水带260
9.3.2含水层与隔水层260
9.3.3不同埋藏条件的地下水261
9.3.4水文地质单元与水文地质边界263
9.3.5不同岩土介质中的地下水265
9.4地下水的运移267
9.4.1地下水的渗流267
9.4.2渗流的基本定律269
9.5流向井的地下水运动270
9.5.1地下水的稳定井流270
9.5.2地下水的非稳定井流273
9.5.3地下水流向直线边界附近完整井的运动277
9.5.4井群干扰的计算280
9.6地下水的渗透破坏作用281
9.6.1流砂281
9.6.2管涌282
9.6.3突涌282
第10章施工降水方案与设计计算284
10.1施工降水的特点、作用、原则和方法284
10.1.1施工降水的特点284
10.1.2施工降水的作用285
10.1.3施工降水方案的制定原则285
10.1.4施工降水方法的选择286
10.2制定施工降水方案应掌握的资料286
10.2.1地质、水文地质资料286
10.2.2基坑支护结构设计资料287
10.2.3工程场地周边的环境状况资料287
10.3水文地质勘察的内容及要求287
10.3.1勘察孔布置287
10.3.2抽水试验288
10.3.3水文地质参数计算289
10.4降水设计计算292
10.4.1降水参数的确定292
10.4.2基坑涌水量计算293
10.4.3单井出水能力计算297
10.4.4降水井数量及间距的确定298
10.4.5水位降深检验298
第11章地下工程施工降水技术299
11.1管井降水299
11.1.1管井降水及自渗降水的工作特性及适用条件299
11.1.2管井设计300
11.1.3管井施工302
11.1.4管井降水维护管理307
11.1.5工程实例308
11.2辐射井降水312
11.2.1辐射井降水的原理及特点312
11.2.2辐射井设计312
11.2.3辐射井施工314
11.2.4工程实例320
11.3轻型井点降水324
11.3.1轻型井点降水原理及适用条件324
11.3.2轻型井点种类及特点324
11.3.3轻型井点布置325
11.3.4轻型井点施工326
11.3.5轻型井点降水维护管理329
11.4喷射井点降水329
11.4.1喷射井点降水的原理及适用条件329
11.4.2喷射井点施工330
11.5真空管井降水332
11.5.1真空管井降水系统的工作原理及适用条件332
11.5.2真空管井降水设计332
11.5.3施工工艺333
11.5.4抽水系统的自动控制334
11.5.5工程实例334
11.6明排降水339
11.6.1明排降水的特点及适用条件339
11.6.2明排降水施工339
11.7降水监测与管理339
11.7.1水位观测339
11.7.2水量观测340
11.7.3出水含砂量监测341
11.7.4建、构筑物及地面沉降监测341
第12章地下工程施工降水引起的环境问题及对策343
12.1降水引发的地面沉降343
12.1.1地面沉降的发生机制343
12.1.2地质环境模式与地面沉降345
12.1.3地层的固结特性与地面沉降345
12.1.4地面沉降预测计算346
12.1.5降水引发地面沉降的一般规律347
12.2地下水回灌348
12.2.1回灌井的布设348
12.2.2回灌水质要求349
12.2.3管井回灌技术350
12.2.4回灌过程中经常出现的问题及处理方法351
12.3工程降水与水资源的再利用353
第13章水泥土搅拌桩帷幕354
13.1概述354
13.1.1水泥土搅拌法的特点354
13.1.2水泥土搅拌桩的作用354
13.2水泥土搅拌桩的加固机理355
13.2.1水泥的水解和水化反应355
13.2.2土颗粒与水泥水化物的作用355
13.2.3碳酸化作用355
13.3水泥土的物理力学性质356
13.3.１物理性质356
13.3.２力学性质356
13.4水泥土搅拌桩施工357
13.4.1施工顺序和工艺流程357
13.4.2施工要点358
13.4.3施工质量控制措施359
13.4.4改善搅拌桩强度的技术措施360
13.5水泥土搅拌桩新发展361
13.5.1预钻孔成桩方式361
13.5.2TRD工法362
第14章冻结帷幕363
14.1概述363
14.2冻结制冷系统363
14.2.1氨(氟利昂)-盐水冻结制冷系统363
14.2.2液氮冻结系统364
14.3冻结温度场364
14.3.1冻结壁的形成364
14.3.2冻结壁温度场的影响因素365
14.4冻胀和融沉效应366
14.4.1冻胀效应366
14.4.2融沉效应367
14.5冻土强度367
14.5.1冻土的抗压强度367
14.5.2冻土的抗拉强度369
14.5.3冻土的抗剪强度370
14.6盾构隧道联络通道冻结法设计370
14.6.1冻结壁设计370
14.6.2冻结孔设计373
14.6.3制冷系统设计373
14.7冻结施工376
14.7.1冻结钻孔施工376
14.7.2穿透孔施工378
14.7.3冻结站安装378
14.7.4清水、盐水泵及管路安装379
14.7.5保温施工379
14.7.6冻结器连接安装379
14.7.7仪器仪表安装380
14.7.8溶解氯化钙和机组充氟、加油381
14.7.9积极冻结与维护冻结381
14.7.10结构充填注浆与融沉补偿注浆383
14.7.11冻结孔管封堵处理383
14.8冻结施工监测384
14.8.1冻结站制冷系统运转监测384
14.8.2冻结制冷盐水温度、流量、冻结器回路监测384
14.8.3冻结温度场监测384
14.8.4泄压孔压力监测385
14.8.5冻胀力监测385
14.9工程实例385
14.9.1工程概况385
14.9.2冻结方案设计388
14.9.3冻结施工392
14.9.4冻结效果392
14.9.5结构充填注浆及结构渗漏注浆395
第15章高压喷射注浆帷幕396
15.1概述396
15.1.1高压喷射注浆的分类396
15.1.2高压喷射注浆的作用397
15.1.3高压喷射注浆的特点397
15.2浆液材料397
15.2.1浆液特性 397
15.2.2水泥浆材398
15.3旋喷固结体的基本性状399
15.4高压喷射注浆施工400
15.4.1设备和机具400
15.4.2高压喷射技术参数400
15.4.3施工准备401
15.4.4施工工艺401
15.4.5质量检验403
15.5高压喷射注浆技术的新发展403
15.5.1全方位高压喷射注浆技术(MJS工法)403
15.5.2双高压旋喷注浆技术(RJP工法)404
15.5.3水平旋喷技术404
第16章注浆帷幕407
16.1概述407
16.2注浆材料408
16.2.1注浆材料的分类及要求408
16.2.2注浆材料的主要性能409
16.2.3常用注浆浆液411
16.2.4注浆材料的选择420
16.3注浆机理421
16.3.1渗透注浆421
16.3.2压密注浆421
16.3.3劈裂注浆421
16.4常用的注浆施工工艺422
16.4.1全孔一次性注浆422
16.4.2分段后退式注浆422
16.4.3分段前进式注浆423
16.4.4袖阀管注浆423
16.4.5注浆顺序424
16.5注浆试验425
16.6注浆效果检验与评定427
16.6.1分析类方法427
16.6.2检查孔类方法428
16.6.3过程类方法428
16.6.4物探类方法429
16.6.5注浆效果评价标准429
第17章地下连续墙与水下浇筑混凝土封底止水430
17.1工程概况430
17.2地质和水文条件430
17.3水下开挖技术432
17.4水下浇筑混凝土封底技术434
第4篇地下工程施工
第18章地下工程施工方法437
18.1地下工程明挖法施工437
18.2地下工程盖挖逆作法施工439
18.3山岭隧道新奥法施工441
18.3.1山岭隧道工程特点441
18.3.2隧道施工方法及其选择442
18.3.3新奥地利隧道施工法——岩石地层的新奥法施工443
18.4城市地下工程浅埋暗挖法施工449
18.4.1地铁区间隧道的浅埋暗挖法施工449
18.4.2地铁车站的暗挖法施工453
18.4.3城市地下工程暗挖法施工控制地层沉降的主要措施463
18.5新意大利法隧道施工463
18.6盾构法及TBM法施工466
18.6.1盾构法施工及其适用范围467
18.6.2盾构选型468
18.6.3盾构法施工473
18.6.4TBM施工简介476
18.7沉埋管段隧道施工法477
18.8地铁车站施工方法比选案例479
18.8.1车站工程概况479
18.8.2工程地质及水文地质概况480
18.8.3车站施工方法的论证与方案比选481
18.8.4地下水控制方案482
18.8.5明(盖)挖部分的施工方案482
18.8.6暗挖部分的施工方案485
第19章地下工程施工监控量测489
19.1地下工程施工监测意义489
19.2监测方案的编制489
19.3地下工程施工主要监测项目490
19.4监测资料的整理分析与反馈496
参考文献500