膨胀性黄土隧道安全施工技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王清标等著 著

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• 膨胀性黄土
• 隧道工程
• 安全施工
• 地质灾害
• 土压平衡法
• 衬砌结构
• 支护技术
• 风险评估
• 工程案例
• 施工规范

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出版社： 中国建材工业出版社

ISBN：9787516012949

商品编码：10123298470

出版时间：2015-11-01

作  者:王清标 等 著 定  价:128 出 版 社:中国建材工业出版社 出版日期:2015年11月01日 页  数:147 装  帧:平装 ISBN:9787516012949 ●1 膨胀性黄土隧道概况
●1.1 膨胀性黄土的基本特征
●1.1.1 膨胀性黄土的成分特征
●1.1.2 膨胀性黄土的结构特征
●1.1.3 膨胀性黄土的地层特征
●1.1.4 膨胀性黄土的节理特征
●1.2 膨胀性黄土隧道发展概况
●1.2.1 我国膨胀性黄土隧道建设概况
●1.2.2 我国膨胀性黄土隧道发展趋势
●1.3 膨胀性黄土隧道的研究现状
●1.3.1 国内外黄土隧道支护理论发展
●1.3.2 国内外黄土隧道支护技术发展
●1.3.3 国内外黄土隧道支护材料发展
●1.4 膨胀性黄土隧道施工中遇到的问题
●1.5 膨胀性黄土隧道施工研究的内容和意义
●1.5.1 膨胀性黄土隧道施工研究内容
●1.5.2 膨胀性黄土隧道施工研究意义
●参考文献
●2 膨胀性黄土隧道围岩变形特性
●2.1 膨胀性黄土隧道围岩基本力学特性
●部分目录

内容简介

本书共十章，采用理论分析、室内试验、现场试验、监控量测、数值模拟等研究方法与手段，对膨胀性黄土隧道安全施工技术进行了全面分析研究。靠前章分析了膨胀性黄土的基本特征及其隧道建设的建设概况和研究现状；第二至第三章分析了膨胀性黄土隧道围岩工程特征、变形特性及其影响因素；第四章分析了膨胀性黄土隧道围岩地质灾害及其防治技术；第五章分析了膨胀性黄土隧道安全施工管理技术；第六至十章以小河沟隧道为工程案例分析了膨胀性黄土隧道安全施工技术。
本书结构体系完整，逻辑合理，论述清晰，内容丰富，创新性强，实用价值大，可为从事膨胀性黄土隧道规划、勘察、设计、施工、监测和安全运行管理的专家、学者和工程技术人员提供参考。

膨胀性黄土隧道安全施工技术：一本关于地下工程的严谨探索 导言 黄土，一种遍布我国西北地区的特殊土质，以其独特的物理力学性质，如湿陷性、崩解性、固结性以及最重要的——膨胀性，成为隧道工程施工中的一大挑战。当潮湿的空气渗透进黄土层，或地下水的侵蚀作用发生，膨胀性黄土便会表现出惊人的吸水膨胀能力，体积急剧增大，产生的膨胀压力足以对隧道结构造成毁灭性的破坏。因此，深入理解膨胀性黄土的特性，并在此基础上开发和应用科学有效的施工技术，对于保障隧道工程的安全、稳定和经济性至关重要。 本书，《膨胀性黄土隧道安全施工技术》，正是聚焦于这一关键性工程难题，旨在为地下工程领域的专业人士提供一套系统、详尽且极具实践指导意义的技术解决方案。本书内容紧密围绕膨胀性黄土的特性分析、潜在风险评估以及与之相适应的施工工艺、支护设计、加固措施和监控管理等方面展开，力求以严谨的科学态度和丰富的工程实践经验，揭示膨胀性黄土隧道施工的安全奥秘。 第一章：膨胀性黄土的地质特性与膨胀机理 本章作为本书的基础，将详细阐述膨胀性黄土的物质组成、成因及其独特的物理力学性质。我们将深入剖析黄土颗粒的微观结构，重点解读蒙脱石等黏土矿物在其中扮演的关键角色，以及它们如何与水分子发生相互作用，进而产生巨大的膨胀力。通过对不同类型膨胀性黄土（如低塑性、中塑性、高塑性膨胀土）的分类和特征描述，读者将能清晰地认识到膨胀性黄土对隧道结构可能造成的潜在威胁，包括但不限于： 体积膨胀导致围岩应力重分布与变形： 详细分析膨胀过程中引起的围岩压力增大，可能超出初期支护或永久支护的承受能力，导致结构开裂、错台甚至坍塌。 渗透性与水文地质条件的影响： 探讨地下水、地表水渗透对膨胀性黄土膨胀效应的激发机制，以及不同水文地质条件下膨胀性黄土的行为差异。 温度变化对膨胀性能的影响： 简要介绍温度波动如何影响黄土颗粒间的吸附水能力，从而间接影响其膨胀特性。 力学性质的变化： 重点关注膨胀性黄土在吸水膨胀前后的强度、变形模量、抗剪强度等参数的变化规律，为后续的设计与施工提供依据。 膨胀压力测试与评价方法： 介绍室内和现场常用的膨胀压力测试技术，如固结仪法、三轴仪法等，并解析如何根据测试结果进行膨胀性等级的评定。 第二章：膨胀性黄土隧道不良地质作用的识别与评价 在掌握了膨胀性黄土的基本特性后，本章将聚焦于如何在实际工程中，准确识别和科学评价膨胀性黄土隧道可能遭遇的不良地质作用。我们将提供一系列行之有效的勘察、监测和分析方法，帮助工程师们预判风险，并为后续的应对策略制定打下坚实基础。 地质勘察技术： 详细介绍适用于膨胀性黄土地区的物探、钻探、室内土工试验等勘察手段，强调在地质勘察中应重点关注膨胀性矿物含量、含水量、地下水位等关键指标的测定。 遥感与GIS技术应用： 探讨如何利用遥感影像和地理信息系统技术，对区域性膨胀性黄土分布进行宏观预测和评价，辅助工程选线。 数值模拟与稳定性评价： 介绍基于不同地质模型和力学本构关系，利用有限元、有限差分等数值模拟方法，对隧道在膨胀性黄土中的受力状态和变形趋势进行预测。重点分析膨胀压力对隧道衬砌应力、变形及稳定性的影响。 风险评估体系： 建立一套系统的风险评估体系，包括对膨胀性黄土的危险性等级划分、工程地质不利因素的识别，以及不同不利因素组合可能造成的风险等级评定。 第三章：膨胀性黄土隧道设计原则与关键技术 本章是本书的核心内容之一，将深入探讨膨胀性黄土隧道在设计阶段应遵循的关键原则和必须掌握的关键技术。我们将从隧道选线、支护结构设计、衬砌形式选择等多个维度，提供全面且具有创新性的设计思路。 隧道选线优化： 强调在选线过程中，应尽量避开高塑性、强膨胀性的黄土层，并充分考虑地下水富集区域。提出基于风险评估的选线原则。 支护结构设计： 初期支护设计： 重点介绍适用于膨胀性黄土的初期支护形式，如预裂爆破、光面爆破技术，以及各类锚杆、喷射混凝土、钢拱架等的合理布置和参数选择，以最大限度地减少对围岩的扰动。 土压力与膨胀力计算： 详细介绍考虑膨胀土特性的土压力和膨胀力计算方法，包括如何选取合适的岩土力学参数，以及如何考虑不同支护形式对膨胀力的消纳能力。 预应力支护技术： 探讨预应力锚杆、预应力钢拱架等技术在膨胀性黄土隧道中的应用，如何通过施加预应力来抵消部分膨胀压力，提高结构的整体稳定性。 衬砌结构设计： 衬砌材料选择： 详细分析普通混凝土、防水混凝土、膨胀补偿混凝土等材料在膨胀性黄土隧道中的适用性，以及如何根据膨胀压力的大小和持续时间选择合适的衬砌材料。 衬砌结构形式： 探讨单层衬砌、双层衬砌、柔性衬砌等不同衬砌形式的优缺点，以及如何根据膨胀土的特性选择最经济、最安全的衬砌结构。 防水与排水设计： 强调完善的防水和排水系统对于控制地下水入渗、降低膨胀效应的极端重要性，介绍各类防水材料、排水沟、盲沟、截水墙等的设计与施工要点。 膨胀土变形控制技术： 介绍在设计阶段如何预留足够的变形空间，或者采用特殊的构造措施来容纳膨胀变形，避免对衬砌结构产生过大的应力。 第四章：膨胀性黄土隧道施工工艺与技术 本章将聚焦于膨胀性黄土隧道在施工过程中需要特别关注的工艺要点和技术创新。我们将从开挖方法、支护施工、衬砌工艺等方面，提供具体的操作指南。 开挖方法选择与控制： 爆破开挖： 详细阐述在膨胀性黄土中进行爆破作业的特殊注意事项，包括炮眼布置、装药量、起爆顺序的优化，以及如何采取预裂爆破、光面爆破等技术，以减小对围岩的破坏。 机械开挖： 讨论隧道掘进机（TBM）或盾构机在膨胀性黄土中的应用，以及相应的刀具磨损、出土排放、管片拼装等技术难题的解决办法。 台阶法与分部开挖： 介绍适用于不同地质条件的台阶法和分部开挖方案，以及如何通过精细化管理，控制开挖过程中的扰动。 支护结构施工： 锚杆安装与注浆： 重点讲解膨胀性黄土区域锚杆的选型、安装密度、倾角设计，以及高强度、抗膨胀注浆材料的选择和注浆工艺，确保锚杆的有效锚固。 喷射混凝土施工： 讨论不同气候条件下的喷射混凝土施工技术，以及如何保证喷射层厚度均匀、密实度高，并防止其与膨胀土直接接触。 钢拱架安装与加固： 介绍钢拱架的安装精度要求，以及如何根据膨胀压力的大小，对钢拱架进行预加固或采取其他加强措施。 衬砌施工： 防水层施工： 强调防水卷材、防水涂料等材料的铺设质量，以及接缝处的严密性处理。 混凝土浇筑： 详细阐述衬砌混凝土的配合比设计、养护方法，以及如何防止混凝土过早失水或受到膨胀土的侵蚀。 接缝处理： 重点介绍衬砌环缝、纵缝的防水和密封技术，确保水土不入。 临时支护与围岩加固： 介绍在施工过程中可能采取的临时支护措施，如钢板桩、混凝土挡墙等，以及对开挖面和边墙进行注浆加固、挂网喷浆等技术。 第五章：膨胀性黄土隧道加固与修复技术 尽管经过精心的设计与施工，膨胀性黄土隧道仍可能在运营过程中出现变形甚至损坏。本章将系统介绍针对膨胀性黄土隧道进行加固与修复的各类技术手段，以延长隧道使用寿命，保障行车安全。 主动加固技术： 注浆加固： 介绍不同类型的注浆材料（如水泥注浆、化学注浆、高分子材料注浆）在膨胀性黄土中的应用，以及注浆孔布置、注浆压力、注浆时机等关键参数的确定。 锚杆静压注浆： 结合锚杆支护，通过静压注浆来提高锚杆的锚固力和围岩的整体性。 高压旋喷桩与搅拌桩： 介绍在隧道周边或内部设置高压旋喷桩或搅拌桩，形成加固区域，以提高地基承载力或控制膨胀变形。 被动适应与结构修复： 衬砌裂缝修补： 介绍膨胀土裂缝的类型、成因，以及针对性的修补材料和工艺，如环氧树脂灌注、水泥砂浆注浆等。 衬砌加固与更换： 在严重变形或损坏的情况下，介绍如何对现有衬砌进行加固，或在条件允许的情况下进行衬砌更换。 膨胀监测与预警系统： 强调建立一套完善的膨胀监测系统，包括位移监测、应力监测、含水量监测等，并通过数据分析，及时发出预警，以便采取相应的应对措施。 排水系统改造与修复： 对于因排水不畅导致的膨胀问题，介绍对原有排水系统进行疏通、改造或增设排水设施的技术。 第六章：膨胀性黄土隧道施工监控与风险管理 工程施工中的持续监控与有效的风险管理，是确保膨胀性黄土隧道安全的关键环节。本章将详细阐述施工过程中应重点关注的监测内容、技术手段，以及风险预案的制定与实施。 施工监控体系： 围岩变形监测： 介绍沉降监测、水平位移监测、收敛变形监测等方法，以及监测频率、测点布置的原则。 支护结构应力监测： 讲解锚杆轴力监测、喷射混凝土应力监测、钢拱架应力监测等，以及如何利用监测数据判断支护结构的安全性。 地下水位与含水量监测： 重点关注地下水位变化以及膨胀性黄土的含水量变化，这些是预测膨胀效应的关键指标。 衬砌应力与变形监测： 在运营初期，对衬砌结构进行应力与变形的监测，评估其承受能力。 数据分析与评价： 强调对监测数据的及时采集、处理和分析，建立数据与工程状态之间的关联模型，为施工决策提供依据。 风险预案与应急处置： 风险识别与评估： 基于前期的勘察和施工过程中的监测数据，对可能出现的风险进行系统识别和评估。 应急预案制定： 针对不同类型的风险，制定详细的应急处置方案，明确责任人、响应程序、处置措施等。 应急演练与培训： 定期组织应急演练，提高施工队伍应对突发情况的能力。 结论 《膨胀性黄土隧道安全施工技术》一书，通过对膨胀性黄土特性、不良地质作用、设计原则、施工工艺、加固修复以及监控管理等方面的系统阐述，为广大工程技术人员提供了一套全面、科学、实用的技术指南。本书不仅深入剖析了膨胀性黄土隧道施工中的难点和痛点，更提供了切实可行的解决方案，旨在于实践中不断推动膨胀性黄土隧道工程技术的进步，最终实现安全、高效、可持续的地下空间开发。本书的目标在于，让每一位参与膨胀性黄土隧道建设的工程师，都能胸有成竹，自信地应对挑战，守护工程的生命线。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我深切感受到膨胀性黄土隧道施工的挑战与机遇并存。作者在开篇就点明了膨胀性黄土的“脾气”，用生动形象的比喻，让我这个对地质学不算特别精通的人，也能快速抓住问题的核心。它并没有一味地强调困难，而是聚焦于如何“征服”它。书中关于施工过程中“时机”的把握，特别是如何根据黄土的含水量变化来调整开挖顺序和支护时机，这一点对于降低风险至关重要。它解释了为什么某些时段的开挖更容易导致失稳，以及如何通过科学的安排来规避这些高风险期。我特别喜欢书中对“应力释放”的讨论，以及如何通过预先卸载或采取特殊的开挖方式来减小围岩的应力，从而抑制膨胀。这一点，很多传统的教材可能不会特别强调。书中还详细介绍了如何利用自然条件，比如合理安排施工季节，利用当地的干燥气候来减少黄土吸水膨胀的可能性，这些“绿色”的施工理念，在当前环保要求日益提高的背景下，显得尤为可贵。对于一些常见的施工难题，比如涌水涌泥，书中也提供了多套解决方案，并对各种方法的优劣势进行了客观的分析，这让我能够根据实际情况，做出最明智的选择。这本书提供了一种“智慧”的施工方法，而不是简单的“蛮干”。

评分☆☆☆☆☆

这是一本真正能解决实际工程难题的书籍！作为一名一线隧道施工的技术员，我经常被膨胀性黄土的顽固特性搞得焦头烂额。传统的支护方法，在遇到这种强吸水膨胀的土体时，往往显得力不从心，塌方、变形的风险始终伴随着施工过程。读了这本书，我感觉像是找到了救星。作者深入浅出地剖析了膨胀性黄土的物理力学特性，尤其是它在水的作用下的敏感性，这一点分析得非常透彻，让我对这种“狡猾”的土体有了更深刻的认识。书中提出的那些创新性的施工技术，比如针对不同膨胀等级黄土的差异化支护设计，以及如何有效控制地下水对黄土的影响，都给了我极大的启发。特别是关于预应力锚杆在膨胀性黄土中的应用，以及如何通过注浆等手段来提高围岩的稳定性，这些章节的论述详实，图文并茂，让我能够更直观地理解这些技术原理和操作细节。书中还列举了多个实际工程案例，对这些案例的分析细致入微，从问题出现的原因，到解决问题的具体措施，再到最终的施工效果，都做了全面的复盘。这对于我们这些在实际工程中遇到的具体问题，提供了非常宝贵的借鉴。我尤其欣赏的是，作者在强调技术先进性的同时，也十分注重施工过程中的安全管理和环保要求，这一点在当下的工程建设中至关重要。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的工程师在手把手地指导我，让我对接下来的工作充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚入行不久的隧道工程师，对于膨胀性黄土隧道施工的认识还比较浅显。这本书就像一位经验丰富的导师，循循善诱地引导我走进这个复杂而有趣的世界。作者用非常通俗易懂的语言，解释了许多枯燥的地质学和力学原理，让我能够轻松理解膨胀性黄土的形成原因和其在工程中的表现。书中列举的案例非常贴近实际，比如某个隧道在某个地段出现的膨胀变形问题，是如何通过采取某种特殊的支护措施得到解决的，这些细节的描述，让我对施工工艺有了更直观的认识。我尤其喜欢书中关于“风险评估与预案制定”的内容，它教会我如何从宏观上识别和评估施工过程中可能出现的各种风险，并提前制定应对措施，这是一种非常有预见性的工作方式。书中还介绍了一些高效的监测手段，以及如何通过这些手段来预警潜在的危险，这一点对于确保施工安全至关重要。我对于书中提到的“智能施工”理念也印象深刻，它指出了未来隧道施工的发展方向，如何利用信息化和自动化技术来提高施工效率和安全性。这本书不仅仅教会我“怎么做”，更让我明白“为什么这样做”，是一种非常系统和全面的学习体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书为我打开了一个全新的视角，去理解和应对膨胀性黄土隧道施工的复杂性。我之前接触到的文献，大多停留在理论层面，或者是一些非常通用的施工指导，对于膨胀性黄土这种特殊地质条件的针对性研究并不深入。而这本书，简直就是为我量身定做的。它不仅仅罗列了各种技术，更重要的是，它解释了“为什么”要这样做。例如，书中关于膨胀性黄土渗透变形机制的详细阐述，让我理解了为什么仅仅依靠传统的喷射混凝土和钢拱架是不足以应对长期变形的。它详细介绍了如何通过加固地层、减少应力集中等手段来达到长期的稳定性。最令我印象深刻的是，作者对几种新型加固材料的性能对比和适用范围的界定，这对于我们在成本控制和效果优化之间找到平衡点提供了非常有价值的参考。书中提出的“分级控制”理念，即根据膨胀性黄土的膨胀潜力，采取不同强度和密度的支护措施，这种系统性的思路，让我能够更清晰地规划施工方案，避免“一刀切”的模式。此外，书中对现场监测技术的应用也进行了深入的介绍，包括如何选择合适的监测仪器，以及如何对监测数据进行科学的分析和预警，这一点对于及时发现和处理潜在风险至关重要。阅读过程中，我能够感受到作者扎实的理论功底和丰富的实践经验，这让这本书的每一个字都充满了说服力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，在于它提供的不仅仅是技术，更是一种解决问题的思路和方法。作者在书中深入剖析了膨胀性黄土的微观结构和变形机理，这让我理解了为什么它会表现出如此剧烈的膨胀特性。书中对不同类型膨胀性黄土的分类和特性描述，非常详细，这有助于我们在项目初期就能准确判断地质条件，并据此制定最合适的施工方案。我特别欣赏书中关于“动态监测与反馈控制”的章节，它不仅仅是简单地介绍监测设备，而是强调了监测数据与施工决策之间的联动关系，如何通过实时的监测结果来调整支护参数和施工进度，以达到最佳的控制效果。书中还提到了几种新兴的地下水控制技术，比如帷幕注浆和地层注浆的优化组合，以及如何根据黄土的渗透性来选择最有效的注浆材料和工艺。这些内容对于我们处理隧道穿越高饱和度膨胀性黄土区具有极高的指导意义。此外，书中对膨胀性黄土隧道长期服役性能的预测和评估，也进行了详尽的阐述，这对于保障隧道的使用寿命和运营安全至关重要。我感觉这本书像是一个“百科全书”，覆盖了膨胀性黄土隧道施工的方方面面，让我受益匪浅。