《隧道工程》课程学习指南

1.学习本课程的目的与意义

我国是一个多山或丘陵地带国家。由于隧道在缩短线路长度、穿越不良地质地段、提高道路的可靠性和安全性以及在国防意义上的隐蔽性等优点，在未来的几十年内，中国在高速铁路、高速公路以及城市地下铁道的建设中必将涉及大量的隧道工程问题。因此，认真掌握好《隧道工程》的基础理论与技术知识，对于能否成为从事隧道工程领域内高素质专业技术人才具有重要的现实意义。

2.课程内容结构

隧道工程是一门紧密结合工程实际的课程，涉及多个学科领域的交叉。在学习之前，需要学生掌握土力学、岩石力学、钢筋混凝土结构等相关课程知识。课程内容的知识结构主要由隧道工程勘测、隧道建筑结构、隧道工程地质（围岩）、隧道力学、隧道施工、高速铁路隧道和施工管理七大模块，和课程设计模块组成，如下图1所示。通过工程勘测，确定隧道经过地段的地质围岩条件，由此确定隧道的结构形式、施工方法和养护管理手段，而隧道力学则提供了理论基础。各模块又可细分为若干子模块，如图2与图3所示。此外实践性教学内容可作为一个单独的模块，以巩固课内所学知识，提高学习者的实践能力。

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隧道导论隧道建筑结构隧道工程地质隧道力学隧道施工高速铁路隧道养护管理 隧道课程设计 图 1 隧道工程课程内容知识模块隧道结构主体结构衬砌结构洞门结构明洞结构隧道限界铁路隧道公路隧道避让设施附属结构运营通风设施照明设施电力通讯设施防排水设施新奥法钻爆作业锚喷支护监控量测施工工序辅助施工措施辅助坑道施工辅助作业特殊地质施工传统矿山法掘进机法其它施工方法隧道施工图2 隧道结构内容基本模块 图3 隧道施工内容基本模块

3.主要知识点

各知识点模块顺序如下：

模块①：隧道工程的基本概念与功能；隧道工程的特点与历史发展。隧道工程地质调查的方法与内容；隧道位置与线路的关系及选择方法、洞口位置合理选定以及隧道线路设计。

模块②：隧道限界与净空的关系、隧道衬砌断面设计、隧道洞身支护结构、洞门结构及明洞结构。介绍铁路与公路隧道的各种附属建筑物、隧道防排水设施的类型与设置。

模块③：隧道围岩的概念、围岩的工程性质及围岩的稳定性；围岩分级方法；围岩压力与隧道结构的关系及围岩压力的确定方法。

模块④：隧道结构体系的计算模型、结构力学方法与岩体力学方法的适用性及处理特点；隧道洞门结构计算、隧道抗震计算。

模块⑤：新奥法施工方法、洞口段与明洞施工方法、辅助施工措施及特殊地质地段隧道施工；与矿山法施工相配套的隧道施工工艺，如钻爆开挖、出碴与运输、支护与衬砌施工技术、衬砌结构的防水；隧道辅助作业的内容；新奥法的施工工艺、新奥法监控量测的手段与数据处理。隧道掘进机的特点、类型、构造与适应条件、施工工艺流程；与掘进机配套的支护结构类型、适应条件及施作。

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模块⑥：介绍国内外高速铁路隧道发展概况；讲述高速铁路隧道横断面设计的工程特点；讨论高速铁路隧道的空气动力学问题及减少空气动力效应的工程对策。

模块⑦：隧道施工的准备工作、施工场地布置、进度计划安排，对施工过程进行科学管理的方式。

模块⑧：通过完成一座短铁路或公路隧道的主体结构设计的训练，使学生进一步加深对隧道工程学科知识的综合理解和系统消化，了解本专业设计的基本程序和思路，具备从事隧道工程实践的初步能力，并领会隧道工程设计所应考虑问题的全面性和综合性。主要内容包括:隧道洞口位置比选设计、绘制隧道洞口边、仰坡开挖线、隧道支护参数及衬砌类型设计与计算、施工方法设计、编制简要设计说明书等。

4.应具备的基础理论与专业基础知识

学习本课程之前，应先掌握高等数学（微积分、线性代数、概率论）、理论力学、材料力学、结构力学、工程制图、工程测量、工程地质、土木工程材料、钢筋混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、流体力学、土力学与基础工程等土木工程的基础理论与专业基础知识，在学习本课程的同时，建议还应修读铁路与道路选线设计等相关课程。

5.总体学习指导

（1）对于本课程的教程，至少需要学习2-3遍，而且应该是看视频教程和做思考与练习题相结合；

（2）首先建议完整地看完前十二章的教学录像和演示文稿[PPT]的讲解，对每章的知识点和能力点有一个总体认识；

（3）结合每章教程最后提供的思考题和练习题，总结自己从第1遍学习过程中获取了哪些知识？看看自己是否能够做出完整和准确的答案，还有哪些还未完全理解和不够清晰的知识；

（4）根据自己对第一遍学习后的总结和思考，重点针对各章的重点、难点内容进行本教程的第2遍学习，力争解决在完成思考和练习题中还存在疑问和不足；

（5）对还不容易理解、消化和掌握的难点知识，进行第3遍以上的反复细读。并通过在线复习测试试题，来自测学习效果。

（6）学习完本教程的前8个知识模块后，应参照第十三章隧道课程设计的基本目标，按照指导书的指导，独立完整地完成课程设计所要求的设计内容。在设计过程中，如存在疑难之处，同样可参照上述5个步骤解决。

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6.各知识模块的学习指导

（1）隧道导论模块中的工程勘察部分

该模块主要为一般介绍性的内容，学生基本上能够通过自学读懂，再通过课程资源提供的几个经典的工程案例，结合完成该部分思考题和作业来巩固消化。

（2）隧道建筑结构模块

由于该课程中有很多结构构造图，而很多学生可能没有接触过工程实际，对隧道结构非常生疏，几乎没有任何认识，本课程资源已事先将这些构造图反映在多媒体中课件中，因此学习中应通过课程资源所提供多媒体课件，加深记忆，提高学习效果。

（3）隧道工程地质模块

该模块内容是整个隧道工程的基础，一些基本的概念可能是初次接触，部分概念在先前学习的工程地质及岩石力学课程中有所涉及，应当通过引导学生在回顾相应的知识点的基础上，了解新的知识点的概念，然后掌握隧道工程围岩分析等相应的知识点。本模块的学习必须通过反复阅读所提供的教学录像和演示文稿来加深理解和消化。

（4）隧道力学模块

首先可以通过对先前学习的土力学、岩石力学等知识的回顾，引入隧道力学模型的概念，然后通过对不同分析方法的对比，了解各种方法的优缺点，掌握隧道力学模型的分析和建立。本模块同样必须通过反复阅读所提供的教学录像和演示文稿来充分理解掌握。

（5）隧道施工模块

本模块是本课程最重要和知识点最多的模块，新概念和需要掌握的知识点较多。通过与传统矿山法的对比，重点讲述新奥法施工的特点，掌握新奥法施工的原则。然后讲述掘进机、明挖等施工方法，对比几种施工方法的各种特点及适用范围，让学生对隧道施工工法比选有一定的概念。本模块的学习必须通过反复阅读所提供的教学录像和演示文稿再通过课程资源提供的几个经典的工程案例，来加深理解和消化。

（6）高速铁路隧道模块

属于学科和工程领域内的新技术发展，需通过反复阅读所提供资源中的教学录像和演示文稿来充分理解，并引导学生通过网络等公共资源自己查找本模块的最新进展和相关知识。

（7）管理与养护模块

主要结合工程实际的工作内容来消化。 （8）对于课程设计模块

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总结本课程已学知识，重点掌握课程设计需掌握知识点，要求要以独立完成设计为主。以达到提高综合运用所学知识解决工程实际问题能力的目的。

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