第一篇：矿井与隧道工程教学指导
《矿井通风与空气调节》学习指导
一． 本课程的性质和教学目的
本课程是采矿工程专业必修专业课程之一。
本课程是采矿工程专业的主要专业课之一，是一门理论系统、实践性较强的课程。本课程研究矿井通风的基础理论和通风技术管理以及矿尘、火灾等的灾害性及其防治措施，以调节井下空气。目的旨在使学生掌握矿井通风及空调的基本理论，通风系统设计技术和风流参数及测试技术。
二． 本课程的教学重点
本课程的内容体系包括矿井通风的基本理论；风流参数及测试技术；通风技术管理；通风系统设计等内容。重点是使学生掌握矿井通风及空调的基本理论，通风系统设计技术和风流参数及测试技术。
三． 本课程教学中应注意的问题
本课程属于施工设计课程，其设计性和动态性强，涉及到比较多的计算。因而在教学中要特别注意多准备一些例题。各部分内容都要结合一些试验进行。
四． 本课程教学基本要求
通过本课程的学习，学生应达到如下要求
1.正确理解党的安全生产方针，树立安全生产观点。
2.掌握矿井通风的基本理论及通风技术管理的基本技能，学会使用矿井通风的常用仪表及矿井通风、空调与安全工作的观测方法。
3.掌握矿井通风设计的步骤和方法，并具有改善矿井通风系统的初步能力。4.掌握生产矿井防尘技术管理及检查基本知识。5.了解国内外本学科的技术发展方向。
五． 本课程采用的基本教学方法
课程基本理论和基本知识的讲授，采用课堂演讲教学法，教学手段以多媒体为主，并辅以适量的板书。
学生通过作业巩固相应章节所学知识和技能。
学生通过试验，系统、全面地温习与巩固本课程所学的基本知识、基本理论和基本技能。
六． 课程教学资料
1、教材
矿井通风与防尘技术
黄兢、侯祺棕，武汉工业大学出版社，1993年
2、参考书
矿井通风 黄元平，中国矿业大学出版社，1990年
矿井通风系统优化原理与设计计算方法 徐竹云，冶金工业出版社，1996年 矿井通风系统优化 谭允祯，煤炭工业出版社，1992年 矿井通风习题集（任一本）
七． 成绩评定
采用结构评分制，平时成绩（含作业和上课、撰写小论文）占30%，期末考试占70%，由本课程题库随机抽题进行闭卷考试。
八． 先修课程要求
本课程要求先修必修课程包括：矿山地质学、工程测量、材料力学（或工程力学）、弹性力学、岩石力学、爆破工程、岩土工程机械等，选修课程应先修的包括：建筑材料、结构力学、土力学等。九． 课程内容学时安排
本课程的内容体系包括矿井通风的基本理论；风流参数及测试技术；通风技术管理；通风系统设计等内容。具体教学内容分如下十章，注有“▼”为本课程重点内容，注有“◆”为本课程的难点内容。第一章 矿井空气与劳动环境
主要知识点包括：矿井通风的目的和任务▼；矿井空气的成份及其主要变化，矿井空气中主要有毒有害气体； 第二章 矿内劳动环境
主要知识点包括：矿内空气流动特性；空气状态方程及矿内空气的基本定律；空气在井下流动时的能量及测定方法▼；井巷风速及其测定方法▼。第三章 矿内风流的能量变化规律 主要知识点包括：液体的连续性方程；理想流体的能量方程▼；能量方程在矿井通风中的应用▼◆。第四章 矿井通风阻力
主要知识点包括：矿内风流的流动状态；阻力定律▼；摩擦阻力、局部阻力、正面阻力▼；等积孔与井巷风阻特性曲线▼◆。第五章 矿井通风动力与设备
主要知识点包括：矿井通风动力：自然通风和机械通风▼；机械通风设备及其性能；通风机的联合作业▼；通风机性能测定▼。第六章 局部通风
主要知识点包括：掘进工作面通风方法及通风设备的选择；长距离单巷掘进通风方法；天井和井筒的掘进通风。通风网路中风量的自然分配与调节 第七章 风网常用术语及其形式；
主要知识点包括：风网中风流流动的普遍规律和特殊规律▼；复杂风网中风量的自然分配▼◆；矿井风量按需分配▼◆。第八章 矿井通风技术管理及检查
主要知识点包括：矿井通风构建筑物；矿风风流的技术管理；矿井漏风、风量、风速的检查；矿井通风阻力的测定；矿井主扇工况的测定；矿内热环境的控制与调节。
第九章 矿井通风设计
主要知识点包括：矿井通风设计依据和主要内容▼；矿井通风系统▼◆；矿井风量计算与分配▼◆；矿井通风阻力的计算▼；矿井通风设备的选择；矿井通风费用的概算；矿井通风系统优化设计。第十章 矿山防尘及救护
主要知识点包括：矿尘与尘肺；粉尘的测定与评价；矿山防尘措施；矿山救护。
第二篇：桥梁与隧道工程
桥梁与隧道工程
初试科目：
①101思想政治理论
②201英语一或202俄语或203日语
③301数学一
④802结构设计原理
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802结构设计原理考试内容范围
一、考试的总体要求
考察学生对结构设计原理的基础知识及概念的掌握程度：包括钢筋混凝土、预应力混凝土、圬工及钢结构的各构件的受力特性及计算方法，对实际工程结构构件独立设计计算和运用基本原理和实验研究解决工程实际问题的的能力等。
二、考试内容及比例
1、钢筋混凝土结构。要求掌握钢筋混凝土结构的基本概念和各受力构件的强度、刚度计算，熟悉极限状态法设计的基本概念和现行公路桥涵设计规范，了解深梁的破坏形态及计算。试题比例为40-50%。
2、预应力混凝土结构。要求掌握预应力混凝土结构的基本概念和受弯构件的设计与计算，熟悉部分预应力混凝土受弯构件受力特点及设计计算，了解其它预应力混凝土结构。试题比例为30-40%。
3、圬工结构。要求掌握砖、石及混凝土结构的基本概念，熟悉受压构件的强度计算，了解其它受力构的强度计算。试题比例为10-20%。
4、钢结构。要求掌握钢结构的连接和基本概念，熟悉钢结构的材料性能及种类，了解钢桁架及钢板梁构件。试题比例为10-20%。
5、钢-混凝土组合结构。要求掌握钢-混凝土组合结构基本概念，熟悉钢-混凝土组合结构的计算，了解钢-混凝土组合结构的构造。试题比例为10-20%。
三、试卷类型及比例：填空题15%，简答题30%，论述题40%，计算题 15%
四、主要教材及参考书目
1．《结构设计原理》（第二版）人民交通出版社，叶见曙等主编，2005.5。
2．中华人民共和国行业标准.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)，人民交通出版社,2004
3．中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004).北京: 人民交通出版社,2004
4．中华人民共和国行业标准.公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005).北京: 人民交通出版社,2005
第三篇：井巷与隧道工程
简答题
1．简答巷道断面尺寸应满足得要求。
答：巷道净断面，必须满足行人、交通、通风、安全设施服务、设备安装、检修和施工的需要。因此，巷道断面尺寸主要取决于巷道的用途，存放或通过它的机械、器材或运输设备的数量及规格，人行道宽度和各种安全间隙，以及通过巷道的风量等。
2、简答巷道断面设计的内容和步骤。
答 ：首先选择巷道断面形状，确定巷道净断面尺寸，并进行风速验算；其次，根据支架参数和道床参数计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许的超挖值求算出巷道的计算掘进断面尺寸；然后，布置水沟和管缆；最后，绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量以及材料消耗一览表。
3、巷道断面设计的基本原则及巷道断面形状选择主要取决的因素。
答：基本原则：在满足煤矿安全、生产施工等方面技术要求的前提下，最大限度地提高断面利用率，缩小断面、降低造价，有利于加快施工速度，以获得最大的经济效益。
主要因素：（1）巷道的位置及围岩的性质（2）巷道的用途及服务年限（3）支护方式和支护材料（4）掘进方法及设备（5）通风要求
4、简述巷道维护原理。
答：巷道失稳主要是空间结构失稳，围岩材料失稳最终也表现在空间结构失稳上。巷道维护原理应是，支护体系、支护结构和参数以及工艺过程应适应围岩变形后的力学状态，确保支护特性与围岩变形力学特征相适应，最大限度发挥围岩自承能力。
具体说，巷道维护要做到：1）、加固浅层围岩；2）、充分利用和发挥深部围岩的承载能力；3）、综合治理，联合支护，长期监控
5、简述软岩巷道的围岩变形特征。
答：1）、围岩变形有明显的时间效应。表现为初始变形速度很大，变形趋向稳定后仍以较大速度产生流变，且持续时间很长，有的达数年之久。
2）、围岩变形有明显的空间效应。其一表现为围岩与掘进工作面的相对位置对其力学状态的影响；其二表现为巷道所在深度不仅对围岩的变形或稳定状态有明显影响。
3）、不仅顶板下沉量大和容易冒落，而且底板也强烈鼓起，并常伴随有两帮剧烈位移。尤其是粘土层，浸水崩解和泥化引起的底鼓更为严重。
4）、围岩变形对应力扰动和环境的变化非常敏感。表现为当软岩巷道受临近开掘或修复巷道、水的浸蚀、支架折损失效、爆破震动以及采动等的影响时，都会引起巷道围岩变形的急剧增长。5）、软岩巷道围岩自稳时间短。6．简答硐室施工特点。
答：硐室施工与一般巷道相比，具有以下特点：
1>硐室断面大、变化多、长度较短，大型施工机械难以进入工作面施工。
2>硐室往往与其他硐室、巷道、井筒相连，加之有硐室本身结构复杂，故其受力状态不易准确分析，施工难度较大。3>硐室的服务年限较长，工程质量要求较高。
7．简答压入式通风的特点及优缺点。
答：特点：局部扇风机把新鲜空气经风筒压入工作面，污浊空气沿巷道流出。
优点：有效射程大，冲淡和排除炮烟的作用比较强；工作面回风不通过扇风机，在有瓦斯涌出的工作面采用这种通风方式比较安全。
缺点：长距离巷道掘进需要风量大，所排出炮烟在巷道中随风流扩散、蔓延范围大，时间又长，工人进入工作面往往要穿过这些蔓延的污浊气流。
什么是抽出式通风？抽出式通风有哪些优缺点？其适用条件是什么？
通风机从井下或局部用地点抽出污浊空气的通风方法。
优缺点：（1）由于井下风流处于负压状态，当主要通风机因故停止运转时，井下风流压力提高，可使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全。（2）漏风量少，通风管理较简单。
（3）当相邻矿井或采区相互贯通时，会把相邻矿井或采区积聚的有害气体抽到本矿井下，使矿井有效风量减小。
适用条件：抽出式是目前我国煤矿广泛采用的通风方式，特别适用于高瓦斯矿井和开采范围较大的矿井。
压抽混合式通风 在进、回风井巷口或井巷内分别安设主要扇风机，将新鲜风流送到井下并将井下污浊风流排至地面，使整个通风系统的风流处于部分正压和部分负压状态的通风方式。压抽混合式通风兼有压入式通风和抽出式通风两种通风方式的优点，在进、回风段风流集中，排出烟尘速度快，并且不易受自然风流干扰而造成风流反向，它是提高矿井通风效果的较好通风方式。其缺点是所需通风设备较多，进风侧井底车场和回风侧塌陷区均有程度不同的漏风。压抽混合式通风方式可用于地表有塌陷区或矿岩内含有放射性元素的矿井。8．简答半煤岩巷掘进机的选择原则。
答：当煤、岩的强度都不高时，应选用煤电钻钻眼；当煤、岩的强度都较高时，可都采用凿岩机打眼；当煤、岩的强度相差很大时，则可同时选用煤电钻和凿岩机，或选用岩石电钻钻眼。
9、简答巷道局部冒顶事故的处理措施。答：首先，加固好冒落前后完好的支架或巷道。
第二，及时封顶，控制冒顶范围的扩大。
第三，采用锚喷支护处理冒顶区。具备锚喷条件时，应优先考虑采用锚喷支护处理冒顶区。
巷道局部冒顶范围较大事故
1.小断面快速修复法2.一次成巷修复法 3.木垛法 4.打绕道法 巷道片帮的处理方法 1.木垛法
当巷道片帮不太严重，片帮一侧稍有冒顶、柱腿压折、煤矸挤入巷道时，先在顶梁下打上一根顶柱，然后清矸换新柱腿，用木料架木垛，支架用背板和荆笆背好后撤去顶柱。
2.撞楔法
巷道一侧片帮很严重，撤掉压坏柱腿时，煤岩会流出，并且片帮继续扩大，可用撞楔法处理。在片帮地点选择完好的柱腿，打上1.4m左右斜撞楔。然后，在顶梁下打上顶柱，换好新柱腿，支架顶帮要背严，依次将支架修好。
10、简述巷道底鼓的类型及机理。
答：底板岩体鼓入巷道的方式及其机理，一般可分为以下四类：
1）挤压流动性底鼓。两帮岩柱的压摸效应，应力的作用下，底板软弱岩层会因挤压而流到巷道内。
2）挠曲褶皱性底鼓。其机理是底板岩层在平行层理方向的压应力作用下向底板临空方向鼓起。
3）遇水膨胀性底鼓。膨胀岩是指那些与水的物理化学反应有关并随时间发生体积增大的岩石，主要是粘土岩，其矿物成分中含有物理化学性质活泼的蒙脱石。由于煤矿巷道经常积水，当巷道底板为膨胀岩时会引起膨胀性底鼓。
4）剪切错动性底鼓。当巷道直接底板为完整岩层且厚度大于1/7巷道宽度时，在较高的岩层应力作用下，常使底板出现剪切破坏，由此形成的楔块岩体在水平应力挤压下产生错动而使地板产生的鼓起称为剪切错动性底鼓。
巷道底鼓的防治措施
（一）卸压法 目前出现的卸压法有切缝、打钻孔、爆破及掘巷卸压等形式。
（二）用锚杆加固底板
（三）底板注浆
（四）巷道壁充填
（五）巷道中水的控制
11.简述巷道卸压方法种类。
答案：卸压方法有：1）、切缝卸压；2）、钻孔卸压；3）、松动爆破卸压；4）、卸压槽；
12、简述综放切眼锚网支护技术要求。
答：1>、设计时应首先确定合理的锚固力，正确选择锚杆类型。
2>、综放切眼巷道跨度大，巷道顶板锚杆支护效果尤为重要，以选用长锚杆或锚索加强支护为宜。否则，需在巷中增设中间立柱支撑。
3>、为增加顶板岩煤梁的抗剪能力，为岩梁提供两个支点，应使靠近巷道两帮的锚杆向煤体倾斜一定角度。
4>、综放切眼多为导硐扩帮施工，为确保施工安全，应加强临时支护，在临时支护保护下进行锚网支护作业。
13、简答锚喷支护的优点。
答：锚杆和喷射混凝土虽各有优点，但也都有不足之处。锚喷联合支护，恰能做到使二者相互取长补短，互为补充，是一种性能更好的支护形式。锚杆与其穿过的岩体形成承载加固拱，喷射混凝土层的作用则在于封闭围岩，防止风化剥落，和围岩结合在一起，对锚杆间的表面岩石起支护作用。锚杆与喷射混凝土联合使用，可以防止局部岩块的松动和坠落，从而加固与提高了岩石拱的承载能力。
14、简述预应力锚杆的作用。
答：预应力锚杆的作用：一方面在锥形体压缩区内产生压应力，增加节理裂隙或岩块间的摩擦阻力，防止岩块的转动和滑移，亦即增大了岩体的粘结力，提高了破碎岩体的强度；另一方面，锚杆通过锚头和垫板对围岩产生的压应力，改善了围岩应力状态，使压缩带内的岩石处于三向受力状态，从而使岩体强度得到提高。
15、简述锚杆支护作用原理。答：锚杆支护作用原理有以下几方面：
1）、悬吊作用：是指用锚杆将软弱的直接顶板吊挂于其上的坚固老顶上，或将松动的岩块连结在松动区外的完整坚固岩体上，使松动岩块不致冒落。
2）、组合梁作用：是指将层状岩体各层用锚杆连结并紧固，组合成类似铆钉加固的组合梁，提高了岩层整体抗弯能力。
3）、锚杆楔固作用：是在围岩中存在一组或几组不同产状的不连续面的情况下，由于锚杆穿过这些不连续面，防止或减少围岩沿不连续面的移动。
4）、挤压加固作用：在预应力作用下，每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联接，便在围岩中形成一定厚度的均匀的连续压缩带。
锚杆支护锚杆的力学作用主要有悬吊作用、组合梁作用、组合拱作用、减跨作用、加固作用。锚杆产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支护的目的。具有成本低、支护效果好、操作简便、使用灵活、占用施工净空少等优点。
混凝土支护 喷射混凝土支护的作用原理。（1）加固与防风化作用（2）改善围岩应力状态作用（3）柔性支护机构作用（4）组合拱作用
此法施工简便，可在岩体开挖后立即喷射并与围岩密贴，具有加固、止水等多种效果；又能与金属网、锚杆、注浆、钢支撑等多种支护方式组合形成复合支护，是新奥法施工中不可缺少的重要支护手段。
16、简答煤矿中综合防尘技术。
答：（1）湿式钻眼。（2）喷雾，洒水，对防尘和降尘都有良好的作用。（3）加强通风排尘。（4）加强个人防护工作。因为掘进过程中产生的粉尘极易在空气中浮游，被人吸入体内，时间久了就易患煤肺病、矽肺病，严重影响工人的身体健康，所以要综合防尘。
17、简答道岔选择的原则。
答：1）与基本轨相适应2）与基本轨轨型相适应 3）与行驶车辆的类型相适应4）与车速相适应
18、简述光面爆破及其优点。
答:光面爆破的实质，是在井巷掘进设计断面的轮廓线上布置间距较小、相互平行的炮眼，控制每个炮眼的装药量，选用低密度和低爆速的炸药，采用不耦合装药同时起爆，使炸药的爆炸作用刚好产生炮眼连线上的贯穿裂缝，并沿各炮眼的连线---井巷轮廓线，将岩石崩落下来。
应用光面爆破可使掘出的巷道轮廓平整光洁，便于锚喷支护，岩帮裂隙少，稳定性高，超挖量小。所以光面爆破是一种成本低、功效高、质量好的爆破方法。
怎样才能实现光面爆破？
答：要实现光爆，必须做到周边眼爆破后既不把围岩壁的岩石炸碎，不产生明显的炮震裂缝，又把岩石沿炮眼连线整齐地切断下来，使围岩壁面规整，没有大的凹凸，符合设计要求。为此采取下列措施：
1、尽量减少爆炸裂隙
①控制冲击动压产生的粉碎性破坏，选择密度小的炸药，并通过合理的装药结构加大爆轰波峰压的衰减。选用爆速小。药卷直径小的炸药，对减少爆轰压力的效果更为显著。在装药结构方面采用不耦合装药。
②减小静压的破坏作用。主要措施是严格控制光爆炮眼的装药量，尽可能减小装药密度。
2、促进两炮眼间形成贯穿裂缝
两个周边光爆炮眼之间形成贯穿裂缝是光面爆破技术的关键。光爆炮眼同时起爆，也是产生光滑的贯穿裂缝的关键各个光爆炮眼都装入等量的炸药，有利于形成整齐的贯穿裂缝。防止两炮眼之间发生欠挖和超挖。
19、简述连续采煤机和掘进机相比的优缺点。
答：优点：1）、系统可靠，机构简单，造价低，故障少。
2）、即可用于掘进又可用于采煤。
3）、多顺槽开拓长壁工作面时，可保证工作面所需足够风量，对控制瓦斯积聚非常有利，高瓦斯矿井较适用。
缺点：1）、连续采煤机及配套梭车往复运行，对底板破坏比掘进机严重。2）、连续采煤机快受地质条件影响较大。
3）、巷道断面一般为矩形，对其他巷道断面适用性较差。仅适用于巷道宽度大的矿井。20、简述煤与瓦斯突出煤层的特征。答：我国煤与瓦斯突出具有下列特征：
1）、煤和瓦斯突出往往发生在地质变化比较剧烈、地应力较大的地区； 2）、煤质松软、干燥且瓦斯含量多、压力高就容易突出；
3）、开采深度愈大，煤层愈厚，倾角愈大，突出的次数就愈多，强度也愈大； 4）、煤体受到外力震动、冲击时，也容易发生突出。
21、简答岩石的孔隙性对岩石性质的影响。
答案：岩石的孔隙性对岩石其它性质有显著影响。孔隙度增大，消弱了岩石的整体性，使岩石的密度和强度降低，透水性增大；孔隙的存在，加快风化速度，进一步增大透水性和低力学强度。
第四篇：隧道工程测量教学
隧道工程测量教学
第一节 隧道工程测量概述
隧道是线路工程穿越山体等障碍物的通道，或是为地下工程施工所做的地面与地下联系的通道。隧道施工是从地面开挖竖井或斜井、平响进入地下的。为了加快工程进度，通常采取 多井开挖以增加工作面的办法，如图12-30所示。在对向开挖的隧道贯通面上，中线不能吻合，这种偏差称为贯通误差。贯通误差包括纵向误差Af、横向误差A“、高程误差AA。其中、纵向误差仅影响隧道中线的长度，容易满足设计要求。因此，根据具体工程的性质、隧道长度和施工方法的不同，一般只规定贯通面上横向误差及高程误差的限差：A24＜50-100mm，A人＜30-50mm。在隧道工程施工过程中，需要利用测量技术指定隧道的开挖井位、开挖方向，控制隧道的贯通误差等。为了做好这些工作，首先要进行地面控制测量。地面控制测量分平面控制和高程控制两部分。
第二节 地面控制测量(1)平面控制测量
隧道工程平面控制测量的主要任务是测定各洞口控制点的平面位置，以便根据洞口控制点将设计方向导向地下，指引隧道开挖，并能按规定的精度进行贯通。因此，平面控制网中应包括隧道的洞口控制点。通常，平面控制测量有以下几种方法。
① 直接定线法
对于长度较短的直线隧道，可以采用直接定线法。如图12-31所示，A、0两点是设计的直线隧道洞口点，直接定线法就是把直线隧道的中线方向在地面标定出来，即在地面测设出位于AD直线方向上的月、C两点，作为洞口点火、0向洞内弓1测中线方向时的定向点。
在4点安置经纬仪，根据概略方位角。定出月'点。搬经纬仪到B'点，用正倒镜分中法延长直线到C'点。搬经纬仪至Cf点，同法再延长直线到0点的近旁0'点。在延长直线的同时，用经纬仪视距法或用测距仪测定义月”、月“C'和C”D“的长度，量出D'0的长度。计算C点的位移量。在CJ点垂直于CfD'方向量取C”C，定出C点。安置经纬仪于C点，用正倒镜分中法延长DC至月点，再从属点延长至A点。如果不与A点重合，则进行第二次趋近，直至月、C两点正确位于AD方向上。月、C两点即可作为在人、0点指明掘进方向的定向点，4、月、C、0的分段距离用测距仪测定，测距的相对误差不应大于1：5000。
②导线测量法
连接两隧道口布设一条导线或大致平行的两条导线，导线的转折角用U2级经纬仪观测，距离用光电测距仪测定，相对误差不大于1：10000。经洞口两点坐标的反算，可求得两点连线方向的距离和方位角，据此可以计算掘进方向。
③ 三角网法
对于隧道较长、地形复杂的山岭地区，地面平面控制网一般布置成三角网形式，如图12-32所示。测定三角网的全部角度和若干条边长，或全部边长，使之成为边角网。三角网的点位精度比导线高，有利于控制隧道贯通的横向误么占友。④GPS法
用全球定位系统GPS技术作地面平面控制时，只需要布设洞口控制点和定向点且相互通视，以便施工定向之用。不同洞口之间的点不需要通视，与国家控制点或城市控制点之间的联测也不需要通视。因此，地面控制点的布设灵活方便，且定位精度目前已优于常规控制方法。(2)高程控制测量
高程控制测量的任务是按规定的精度施测隧道洞口(包括隧道的进出口、竖井口、斜井口和平响口)附近水准点的高程，作为高程引测进洞的依据。高程控制通常采用三、四等水准测量的方法施测。
水准测量应选择连接洞口最平坦和最短的线路，以期达到设站少、观测快、精度高的要求。每一洞口埋设的水准点应不少于两个，且以安置一次水准仪即可联测为宜。两端洞口之间的距离大于1km时，应在中间增设临时水准点。第三节 隧道施工测量
(1)隧道掘进的方向、里程和高程测设
洞外平面和高程控制测量完成后，即可求得洞口点(各洞口至少有两个)的坐标和高程，根据设计参数计算洞内中线点的设计坐标和高程。坐标反算得到测设数据，即洞内中线点与洞口控制点之间的距离、角度和高差关系。测设洞内中线点位。
① 掘进方向测设数据计算
如图12-33所示一直线隧道的平面控制网，A、月、C、…、G为地面平面控制点。其中A、G为洞口点，多l、5z为设计进洞的第1、第2个中线里程桩。为了求得A点洞口中线掘进方向及掘进后测设中线里程桩31，用坐标反算公式求测设数据：
对于G点洞口的掘进测设数据，可以作类似的计算。
对于中间具有 曲线的隧道，如图12-34所示，隧道中线转折点C的坐标和曲线半径只已由设计文件给定。因此，可以计算两端进洞中线的方向和里程并测设。当掘进达到曲线段的里程以后，按照测设线路工程平面圆曲线的方法测设曲线上的里程桩。
② 洞口掘进方向标定
隧道贯通的横向误差主要由隧道中线方向的测设精度所决定，而进洞时的初始方向尤为重要。因此，在隧道洞口，要埋设若干个固定点，将中线方向标定于地面，作为开始掘进及以后与洞内控制点联测的依据。如图12-35所示，用1、2、3、4标定掘进方向，再在洞口点火与中线垂直方向上埋设5、6、7、8桩。所有固定点应埋设在不易受施工影响的地方，并测定入点至2、3、6＼7点的平距。这样，在施工过程中可以随时检查或恢复洞口控制点的位置和进洞中线的方向及里程。
③洞内中线和腰线的测设
中线测设：根据隧道洞口中线控制桩和中线方向桩，在洞口开挖面上测设开挖中线，并逐步往洞内引测中线上的里程桩。一般，当隧道每掘进20m要埋没一个中线里程桩。中线桩可以埋设在隧道的底部或顶部，如图12-36所示。
腰线测设：在隧道施工中，为了控制施工的标高和隧道横断面的放样，在隧道岩壁上，每隔一定距离(5-10m)测设出比洞底设计地坪高出1m的标高线，称为腰线。腰线的高程由引入洞内的施工水准点进行测设。由于隧道的纵断面有一定的设计坡度，因此，腰线的高程按设计坡度随中线的里程而变化，它与隧道的设计地坪高程线是平行的。
④掘进方向指示
隧道的开挖掘进过程中，洞内工作面狭小，光线暗淡。因此，在隧道掘进的定向工作中，经常使用激光准直经纬仪或激光指向仪，以指示中线和腰线方向。它具有直观、对其他工序影响小、便于实现自动控制等优点。例如，采用机械化掘进设备，用固定在一定位置上的激光指向仪，配以装在掘进机上的光电接收靶，当掘进机向前推进中，方向如果偏离了指向仪发出的激光束，则光电接收靶会自动指出偏移方向及偏移值，为掘进机提供自动控制的信息。(2)洞内施工导线和水准测量
①洞内导线测量
测设隧道中线时，通常每掘进20m埋设一个中线桩。由于定线误差，所有中线桩不可能严格位于设计位置上。所以，隧道每掘进至一定长度(直线隧道约每隔100m左右，曲线隧道按通视条件尽可能放长)布设一个导线点，也可以利用埋设的中线桩作为导线点，组成洞内施工导线。导线的转折角采用DJ2级经纬仪至少观测两个测回。距离用经过检定的钢尺或光电测距仪测定。洞内施工导线只能布置成支导线的形式，并随着隧道的掘进逐渐延伸。支导线缺少检核条件，观测应特别注意，转折角应观测左角和右角，边长应往返测量。根据导线点的坐标来检查和调整中线校位置。随着隧道的掘进，导线测量必须及时跟上，以确保贯通精度。
②洞内水准测量
用洞内水准测量控制隧道施工的高程。隧道向前掘进，每隔；Om应设置一个洞内水准点，并据此测设腰线。通常情况下、可利用导线点作为水准点，也可将水准点埋设在洞顶或洞壁上，但都应力求稳固和便于观测。洞内水准线路也是支水准线路，除应往返观测外，还须经常进行复测。(3)盾构施工测量
盾构法是隧道施工采用的一项综合性施工技术，它是将隧道的定向掘进、运输、衬砌、安装等各工种组合成一体的施工方法。其工作深度可以很深，不受地面建筑和交通的影响，机械化和自动化程度很高，是一种先进的土层隧道施工方法，广泛用于城市地下铁道、越江隧道等工程的施工中。
盾构的标准外形是圆筒形，也有矩形、半圆形等与隧道断面相近的特殊形状。图12-37所示为 圆筒形盾构及隧道衬砌管片的纵剖面示意图。切口环是盾构掘进的前沿部分，利用沿盾构圆环四周均匀布置的推进千斤顶，顶住己拼装完成的衬砌管片(钢筋混凝土预制)，使盾构向前推进。
盾构施工测量主要是控制盾构的位置和推进方向。利用洞内导线点测定盾构的位置(当前空间位置和轴线方向．)1用激光经纬仪或激光定向仪指示推进方向，用千斤顶编组施以不同的推力，进行纠偏，即调整盾构的位置和推进方向。第四节 竖并联系测量
在隧道施工中，除了通过开挖平峒、斜井以增加工作面外，还可以采用开挖竖井的方法来增加工作面，将整个隧道分成若干段，实行分段开挖。例如，城市地下铁道的建造，每个地下站是一个大型竖井，在站与站之间用盾构进行开挖，并不受城市地面密集的建筑物和繁忙交通的影响。
为了保证地下各方向的开挖面能准确贯通，必须将地面控制网中的点位坐标、方位和高程，通过竖井传递到地下，这项工作称为竖井联系测量。竖井施工前，根据地面控制点把竖井的设计位置测设于地面。竖井向地下开挖，其平面位置用悬挂大锤球或用垂准仪测设铅垂线，可以将地面的控制点垂直投影至地下施工面。工作原理和方法与高层建筑的平面控制点垂直投影完全相同。高程控制点的高程传递可以用钢卷尺垂直丈量法或全站仪天顶测距法。参见第ll章的有关内容。
竖井施工到达设计底面以后，应将地面控制点的坐标、高程和方位作最后的精确传递，以便能在竖井的底层确定隧道的开挖方向和里程。由于竖井的井口直径(圆形竖井)或宽度(矩形竖并)有限，用于传递方位的两根铅垂线的距离相对较短(一般仅为3-5m)，垂直投影的点位误差会严重影响井下方位定向的精度。如图12-38所示，Vl、V2是 圆形竖井井口的两个投影点，垂直投影至并下。由于投点误差，至井底偏移到V1、认。设VlV＼＝Vz八，则产生的方位角误差为： 凸“＝2严I／11／；／I／lI／z(12-13)式中P为206265”。
设V11／z＝5m，VlVL＝1mm，则产生的方位角误差么。＝l'23“。一般要求投点误差应小于0．5mm。两垂直投影点的距离越大，则投影边的方位角误差越小。该边的方位角要作为地下洞内导线的起始方位角。因此，在竖并联系测量工作中，方位角传递是一项关键性工作，主要有一井定向、两井定向、陀螺经纬仪定向等方法。
第五节 隧道竣工测量
隧道工程竣工后，为了检查工程是否符合设计要求，并为设备安装和运营管理提供基础信息，需要进行竣工测量，绘制竣工图。由于隧道工程是在地下，因此隧道竣工测量具有独特之处。
验收时检测隧道中心线。在隧道直线段每隔50m、曲线段每隔20m检测一点。地下永久性水准点至少设置两个，长隧道中每公里设置一个。
隧道竣工时，还要进行纵断面测量和 横断面测量。纵断面应沿中线方向测定底板和拱顶高程，每隔10-20m测一点，绘出竣工纵断面图，在图上套绘设计坡度线进行比较。直线隧道每隔10m、曲线隧道每隔5m测一个横断面。横断面测量可以用直角坐标法或极坐标法。如图12-39a所示，用直角坐标法测量隧道竣工横断面。测量时，是以横断面的中垂线为纵轴，以起拱线为横轴，量出起拱线至拱顶的纵距ti和中垂线至各点的横距)''，还要量出起拱线至底板中心的高度z'等，依此绘制竣工横断面图。如图12-39b所示，用极坐标法测量竣工横断面。用一个有0。一360'刻度的圆盘，将圆盘上0。一180'刻度线的连线方向放在横断面中垂线位置上，圆盘中心的高程从底板中心高程量出。用长杆挑一皮尺零端指着断面上某一点，量取至圆盘中心的长度，并在圆盘上读出角度，即可确定点位。在一个横断面上测定若干特征点，就能据此绘出竣工横断面图
第六节 桥梁工程测量概述
为了发展铁路、公路和城市道路工程等交通运输事业，在江河上修建了大量桥梁，有铁路桥梁、公路桥梁、铁路公路两用桥梁。陆地上的立交桥和高架道路也属于桥梁结构。这些桥梁在勘测设计、建筑施工和运营管理期间都需要进行大量的测量工作。
桥梁按其轴线长度一般分为特大型桥(＞500m)、大型桥(100-500m)、中型桥(30-100m)和小型桥(＜30m)四类。桥梁施工测量的方法及精度要求随桥梁轴线长度、桥梁结构而定，主要内容包括平面控制测量、高程控制测量、墩台定位、轴线测设等。以下按小型桥梁、大中型桥梁分别介绍桥梁施工测量的主要内容。第七节 小型桥梁施工测量
建造跨度较小的小型桥梁，一般是临时筑坝截断河流或选在枯水季节进行，以便于桥梁的墩台定位和施工。
(1)桥梁中轴线和控制桩的测设
小型桥梁的中轴线一般由线路工程的中线来决定。如图12-40所示，先根据桥位桩号在线路工程中线上测设出桥台和桥墩的中心桩位
4、月、C点，并在河道两岸测设桥位控制桩61、Az、是：、A'点。然后分别在八、B1C点上安置经纬仪，在与桥的中轴线垂直的方向上测设桥台和桥墩控制桩位”l、“
2、”：、“'，…，c1、'z、c：、c4点，每侧要有两个控制桩。测设时量距要用经过检定的钢尺，并加尺长、温度和高差改正，或用光电测距仪，测距精度应高于1：5000，以保证桥的上部结构安装能正确就位。(2)基础施工测量
根据桥台和桥墩的中心线定出基坑开挖边界线。基坑上口尺寸应根据坑深、坡度、地质情况和施工方法而定。基坑挖到一定深度后，根据水准点高程在坑壁测设距基坑底设计面有一定高差(如lm)的水平桩，作为控制挖深及基础施工中控制高程的依据。
基础完工后，应根据上述的桥位控制桩和墩、台控制桩用经纬仪在基础面上测设出墩、台中心及其相互垂直的纵、横轴线。根据纵、横轴线即可放样桥台、桥墩砌筑的外轮廓线，并弹出墨线，作为砌筑桥台、桥墩的依据。
第八节 大、中型桥梁施工测量
建造大、中型桥梁时，河道宽阔，桥墩在河水中建造，且墩台较高，基础较深，墩间跨距大，梁部结构复杂，对桥轴线测设、墩台定位要求精度较高，所以需要在施工前布设平面控制网和高程控制网，用较精密的方法进行墩台定位和架设梁部结构。
(1)平面控制测量
桥梁平面控制网网形一般为包含桥轴线的双三角形和具有对角线的四边形或双四边形，如图12-41所示，图中点划线为桥轴线。如果桥梁有引桥，则平面控制网还应向两岸延伸。观测平面控制网中所有的角度，边长测量则可视实地情况而定，但至少需要测定两条边长。最后计算各平面控制点(包括两个轴线点)的坐标。大型桥梁的平面控制网也可以用全球定位系统(GPS)测量技术布设。(2)高程控制测量
在桥址两岸布设一系列基本水准点和施工水准点，用精密水准测量联测，组成桥梁高程控制网。从河的一岸测到另一岸时，由于过河距离较长，用水准仪在水准尺上读数困难，而且前、后视距相差悬殊，水准仪误差(视准轴不平行于水准管轴)、地球曲率及大气折光的影响都会增加。此时。可以采用过河水准测量的方法或光电测距三角高程测量方法。
①过河水准测量
过河水准测量用两台水准仪同时作对向观测，两岸 测站点和立尺点布置成如图12-42所示的对称图形。图中，A、B为立尺点，C、0为测站点，要求人D与月C长度基本相等，入C与及0长度基本相等且不小于10m。用两台水准仪作同时对向观测，在C站先测本岸4点尺上读数，得”l，然后测对岸眉点尺上读数2-4次，取其平均值得61，高差为人I＝'l一61。同时，在0站先测本岸月点尺上读数，得62。然后测对岸4点尺上读数2-4次，取其平均值得“z，高差为人z＝”z一6z。取人l和人z的平均值，即完成一个测回。一般进行4个测回。
由于过河水准测量的视线长，远尺读数困难，可以在水准尺上安装一个能沿尺面上下移动的 觇板，如图12-43。观测员指挥司尺员上下移动觇板，使觇板中横线被水准仪横丝平分，司尺员根据现板中心孔在水准尺上读数。
②光电测距三角高程测量
如果有电子全站仪，则可以用光电测距三角高程测量的方法。在河的两岸布置众、月两个临时水准点，在4点安置全站仪，量取仪器高八在月点安置棱镜，量取棱镜高J。全站仪照准棱镜中心，测得垂直角“和斜距3，计算入、B点间的高差。由于距离较长且穿过水面，高差测定会受到地球曲率和大气垂直折光的影响，但是大气结构在短时间内不会突变，因此可以采用对向观测的方法，能有效地抵消地球曲率和大气垂直折光的影响。对向观测的方法是在4点观测完毕将全站仪与棱镜位置对调，用同样的方法再进行一次测量，取对向观测高差的平均值作为
4、月两点间的高差。(3)桥梁墩台定位测量
桥梁墩台定位测量是桥梁施工测量中的关键性工作。水中桥墩基础施工定位，采用方向交会法，这是由于水中桥墩基础一般采用浮运法施工，目标处于浮动中的不稳定状态，在其上无法使测量仪器稳定。在已稳固的墩台基础上定位时，可以采用方向交会法、距离交会法或极坐标法。同样，桥梁上层结构的施工放样也可以采用这些方法。
① 方向交会法
如图12-44所示，4月为桥轴线，C、D为桥梁平面控制网中的控制点，PJ点为第i个桥墩设计的中心位置(待测设的点)。在4、C、0三点上各安置一台经纬仪。4点上的经纬仪照准嚣点，定出桥轴线方向；C、0两点上的经纬仪均先照准入点。并分别测设根据Pj点的设计坐标和控制点坐标计算的。、廖角，以正倒镜分中法定出交会方向线。由于测量误差的影响，从C、入、0三点指来的三条方向线一般不可能正好交会于一点，而是构成误差三角形A尸l严z尸：。如果误差三角形在桥轴线上的边长(严l尸z)在容许范围之内(对于墩底放样为2．5cm，对于墩顶放样为1．；cnl)，则取C、0两点指来方向线的交点尸z在桥轴线上的投影只作为桥墩的中心位置。在桥墩施工中，随着桥墩的逐渐筑高，桥墩中心的放样工作需要重复进行，而且要迅速和准确。为此，在第一次求得正确的桥墩中心位置尸j以后，将CPj和0尸i方向线延长到对岸，设立 固定的照准标志C”、D'，如图12-45所示。以后每次作方向交会法放样时，从C、D点直接照准C'、D"点，即可恢复对Pj点的交会方向。
②极坐标法
在使用全站仪并在被测设的点位上可以安置棱镜的条件下，用极坐标法放样桥墩中心位置，更为精确和方便。对于极坐标法，原则上可以将仪器安置于任意控制点上，按计算的放样数据--角度和距离测设点位。但是，若是测设桥墩中心位置，最好是将仪器安置于桥轴线点A或B上，照准另一轴线点作为定向，然后指挥棱镜安置在该方向上，测设入尸i或B尸i的距离，即可测定桥墩中心位置PJ点。
(4)桥梁架设施工测量 桥梁架设是桥梁施工的最后一道工序。桥梁梁部结构比较复杂，要求对墩台方向、距离和高程用较高的精度测定，作为架梁的依据。
墩台施工时，对其中心点位、中线方向和垂直方向以及墩顶高程都作了精密测定，但当时是以各个墩台为单元进行的。架梁时需要将相邻墩台联系起来，考虑其相关精度，要求中心点间的方向、距离和高差符合设计要求。
桥梁中心线方向测定，在直线部分采用准直法，用经纬仪正倒镜观测，在墩台上刻划出方向线。如果跨距较大(＞100m)，应逐墩观测左、右角。在曲线部分，则采用偏角法。
相邻桥墩中心点之间距离用光电测距仪观测，适当调整使中心点里程与设计里程完全一致。在中心标板上刻划里程线，与已刻划的方向线正交形成十字交线，表示墩台中心。
墩台顶面高程用精密水准测定，构成水准线路，附合到两岸基本水准点上。
大跨度钢衍架或连续梁采用悬臂或半悬臂安装架设。安装开始前，应在横梁顶部和底部的中点作出标志。架梁时，用来测量钢梁中心线与桥梁中心线的偏差值。
在梁的安装过程中，应不断地测量以保证钢梁始终在正确的平面位置上，高程(立面)位置应符合设计的大节点挠度和整跨拱度的要求。如果梁的拼装是两端悬臂在跨中合拢，则合拢前的测量重点应放在两端悬臂的相对关系上，如中心线方向偏差、最近节点高程差和距离差要符合设计和施工的要求。
全桥架通后，作一次方向、距离和高程的全面测量，其成果可作为钢梁整体纵、横移动和起落调整的施工依据，称为全桥贯通测量。
第五篇：隧道工程
隧道工程实习报告
一、实习目的
通过施工现场操作和参观，了解隧道工程结构和施工的基本工序和施工方法。通过现场操作和学习，掌握监控量测的基本内容和监测方法，以及基本数据的处理和分析。加深对隧道工程结构的进一步认知。
二、实习时间
2011年7月11日~7月14日
三、实习地点
石家庄新客站地铁预留工程，市政隧道。
四、实习内容
I我们首先参观的是市政隧道，了解了隧道工程结构与施工方法。
（一）、隧道结构是地下建筑结构的重要组成部分，它的结构形式可根据地层的类别、使用功能和施工技术水平等进行选择。其结构形式主要有半衬砌结构、厚拱薄墙衬砌结构、直墙拱形衬砌结构、曲墙结构、复合衬砌结构和连拱隧道结构等形式。1）半衬砌结构 在坚硬岩层中，若侧壁无坍塌危险，仅顶部岩石可能有局部滑落时，可仅施作顶部衬砌，不作边墙，只喷一层不小于20mm厚的水泥砂浆护面，即半衬砌结构。
（二）、我们所参观的隧道采用的是台阶法施工工艺。
山岭隧道围岩软弱段（Ⅳ、Ⅴ级及土质）及城市地铁暗挖隧道（土层或土夹石）采用台阶法。采用台阶法施工时，一般设有超前支护结构，施工时，根据围岩情况，采用钻爆法或人工开挖，施工后及时支护。施工总原则是“管超前、短进尺、紧支护、早封闭、快衬砌”。台阶法按上台阶超前长度分为长台阶法（台长50m以上）、短台阶法(台长5~50m)和微台阶法(台长3~5m)三种。
采用长台阶时,上下部可部署较大型设备平行作业,设备不足时,也可交替作业。隧道较短时,可在上台阶贯通后开挖下台阶,施工干扰少,可进行单工序作业。
1、施工程序
(1)先施工拱部超前支护结构,完成注浆加固
(2)开挖上台阶(全部开挖或留核心土)
(3)施工上台阶锚杆、钢筋网、钢架、喷砼
(4)上台阶完成支护后,开挖核心土或开挖下台阶,并在两侧预留马口支撑拱部支护结构。
(5).单侧超前开挖下台阶马口,并及时施工边墙支护结构成环
(6)开挖并浇注仰拱
(7)铺设防水层
(8)全断面衬砌施工。
2、施工注意事项
(1)上台阶开挖前,先进行超前支护施工,保证施工质量,保障施工安全。
(2)上下台阶开挖施工时,严格控制循环进尺,采用短进尺、弱爆破、多循环的方案。
(3)支护施工紧跟开挖,拱部及边墙在开挖后及时进行。
(4)上下台阶开挖支护完成后,根据监测情况,适时安排衬砌施工,确保安全。
(5)下台阶开挖时,留设边墙马口,开挖分侧进行,单侧超前不少于完成边墙支护结构使全断面支护结构及早成环。
10m,开挖后时II最后我们参观的是石家庄新客站地铁预留工程。
未来的新客站将融客运专线、普速铁路和城际铁路等于一体，成为石家庄最大的交通枢纽。新客站的站区内将有两条城市轨道交通线引入，其中2号线南北走向，3号线东西走向，为方便换乘，地铁车站将与石家庄新客站结合设置。地铁车站为地下三层
新客站分为东西两个广场，轨道交通2号线位于东广场下方，轨道交通3号线中穿铁路站房。地铁站厅位于东广场下方，两站“T”型换乘，地铁车站客流与铁路客流不交叉。
其中地下一层为公共站厅层，地下二层为3号线站台层；地下三层为2号线站台层。届时，乘坐火车的出站客流可到正对地铁站厅的换乘大厅（位于地下一层），在这里可选择到地铁、到停车场和直接出地面三种方向进行分流。其中
换乘地铁的乘客，可到地下三层换乘轨道交通2号线，到地下二层换乘轨道交通3号线。而乘坐地铁的出站客流，出站后可选择前往停车场、通过楼扶梯到地面买票换乘铁路，也可直接通过楼扶梯上至高架候车室。规划中的石家庄2号、3号地铁线
2号线：都市区南北向骨干线，北起正定新区，经过正定老城后，沿着胜利大街进入主城区，过北二环后，线路改为沿建设大街继续向南延伸，经建胜路，转至新客站，与东西向的3号线形成“T型”换乘站。2号线全长33.7公里，在南北石环的绿化隔离带里设车场。
3号线：都市区东西向骨干线。西延鹿泉，东连藁城。在中心城西起西石环，沿联盟路向东，至中华大街转向南，沿着中华大街南行至新客站西广场。3号线中心城段长38公里，为便于分期实施，除在西三环外预留车场外，在京珠高速公路的绿化隔离带里设置一处车场。
五、实习总结
通过这次得工地实习，对建筑行业的了解得到了进一步的提高，特别是对道路和隧道工程的施工和管理有了更加深入的认识。只有通过现场的知识积累才能达到技能的精通和理论知识的更加完善和实用，并且不断的将现在所学到的实践经验应用到理论学习中去，不断进一步的完善自己。
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