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地下工程(第2版)

封面

作者:贺少辉

页数:501

出版社:北京交通大学出版社

出版日期:2022

ISBN:9787512144330

电子书格式:pdf/epub/txt

内容简介

《地下工程》(第2版)结合近年来地下工程设计理论与施工技术的发展,较为系统地介绍了地下工程规划与设计的基本概念、基本原理、主要理论和方法,以及地下工程主要施工方法的工艺过程和技术要点,力求系统、全面,且重点突出、有所侧重。全书共分4篇19章,主要内容包括地下空间资源及开发利用价值、地下工程地质环境及围岩分级、交通地下工程规划、地下结构设计方法、地下结构计算理论、交通地下工程支护结构类型及参数设计、地下工程结构防水、地下工程结构设计示例、地下水赋存及运动的基本理论、地下水对地铁等地下工程施工的影响、地下工程施工的地下水控制综合技术、地下工程施工方法、地下工程施工监控量测等。《地下工程》(第2版)主要作为高等学校土木工程专业本科生和研究生地下工程课程的教材或参考书,也可供从事地下工程研究、设计和施工的人员参考。

作者简介

贺少辉,北京交通大学教授、博导。北京交通大学优秀主讲教师,国际隧协(ITA)工作组成员/中国隧道与地下工程学会荣誉理事/北京市建设委员会专家组专家组长之一/北京市地铁建设专家组核心专家/核心期刊《隧道建设》编委。

本书特色

《地下工程》由北京交通大学优秀主讲教师贺少辉主编,获评住房和城乡建设部“十四五”规划教材、建设部普通高等教育土建学科专业“十一五”规划教材。本书第1版自出版以来,被国内不少高校选作教材,被众多专业技术人员选作参考书。为了全面反映规范、标准修订成果和地下工程最新进展,作者对教材进行更新而出版了第2版。第2版教材有两大特点。其一,本书为新形态教材,通过扫描扉页二维码可获取课件和教学视频资源。其二,本书内容丰富,篇幅超过500页,分为4篇19章,较为系统地介绍了地下工程规划与设计的基本概念、原理和施工方法等,值得大学生、研究生、从事地下工程规划、设计和施工的技术人员阅读。

目录

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

11地下空间利用的基本概念7

111地下空间的含义7

112地下空间利用的历史沿革7

113地下空间发展的宏观背景10

12地下空间资源的潜在与实际价值11

121地下空间资源11

122开发地下空间的战略意义13

123地下空间的城市功能15

124地下空间的开发价值与综合效益16

13地下空间的防灾及环境特性18

131地下空间抗御外部灾害的能力18

132地下空间的内部防灾要求20

133地下空间与生态环境21

134地下空间的内部环境要求23

14地下空间开发的法律与政策问题24

141法律问题24

142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

21概述29

22围岩结构分类及其破坏特征30

221岩体结构分类31

222地下工程围岩失稳破坏性态31

23围岩的初始应力场32

231围岩的初始应力场的组成——自重应力场和构造应力场32

232围岩的初始应力场的变化规律与影响因素33

233围岩的初始应力场的确定方法35

24围岩稳定性的影响因素及围岩分级因素与指标的选择41

241影响围岩稳定性的主要因素42

242分级(类)的因素指标及其选择44

25国内外主要地下工程围岩分级(类)标准46

251国内主要地下工程围岩分级(类)标准47

252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

31地下工程投资分析67

32交通地下工程规划68

321山岭隧道的规划68

322水底隧道的规划72

323城市地下铁道的规划75

33交通隧道的限界与构造形式77

331交通隧道结构的限界与净空要求77

332铁路隧道曲线地段断面加宽79

333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

41地下结构的设计内容与目的86

42地下结构的具体设计计算方法87

421容许应力法87

422破损阶段法88

423极限状态法——按结构可靠度设计88

424支护设计的特征曲线法88

425支护结构的工程类比设计法90

43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

61地下工程围岩与支护结构的共同作用127

611围岩特征曲线127

612支护结构的补给曲线(支护特征曲线)128

613围岩与支护结构的相互作用130

62支护结构的设计原则131

621对支护结构的基本要求131

622支护结构类型的选择和设计132

63铁路隧道支护类型的选择和设计参数133

64公路隧道支护类型的选择和设计参数142

641支护(衬砌)类型及其选择142

642分离式独立双洞隧道复合式衬砌设计参数142

643小净距及连拱隧道支护类型选择及设计参数143

65盾构隧道衬砌结构类型选择与参数设计144

651盾构隧道衬砌结构类型选择144

652横截面内轮廓和结构尺寸拟定148

653盾构法施工时特殊地段的衬砌149

第7章地下工程防水151

71地下工程防水的重要性151

72地下工程中常遇的地下水151

73地下工程防水设计原则和要求152

731设计原则152

732设计要求154

74地下工程防水等级和设防要求155

741地下工程的防水等级155

742地下工程的防水设防要求155

75地下工程防排水系统157

76地下工程防水层的材料158

761卷材防水层158

762涂料防水层159

763塑料防水板防水层159

764膨润土(纳米)板(毯)防水层160

77地下工程混凝土结构自防水162

78地下工程混凝土结构细部构造防水163

781变形缝防水163

782施工缝防水构造164

783后浇带防水165

79盾构法隧道结构防水166

791管片防水167

792管片接缝防水167

710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

7101地铁暗挖隧道复合式衬砌防水技术及工艺发展历史173

7102可穿刺、自愈合防水材料174

7103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

7104工程应用结论188

第8章地下工程结构设计示例189

81算例说明189

82明挖车站结构计算案例189

821工程概况189

822内力计算192

823计算结果分析203

83洞桩(柱)法车站结构计算案例204

831工程概况204

832内力计算207

833计算结果分析227

84盾构法区间隧道计算案例228

841工程概况228

842正常使用阶段内力计算231

843计算结果分析238

85矿山法区间隧道计算案例238

851工程概况238

852内力计算242

853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

91岩土中水的存在形式255

911气态水255

912结合水255

913重力水256

914毛细水256

915固态水257

916矿物水257

92岩土的水理性质257

921容水性258

922持水性258

923给水性258

924透水性259

925毛细性259

93地下水的赋存260

931包气带与饱水带260

932含水层与隔水层260

933不同埋藏条件的地下水261

934水文地质单元与水文地质边界263

935不同岩土介质中的地下水265

94地下水的运移267

941地下水的渗流267

942渗流的基本定律269

95流向井的地下水运动270

951地下水的稳定井流270

952地下水的非稳定井流273

953地下水流向直线边界附近完整井的运动277

954井群干扰的计算280

96地下水的渗透破坏作用281

961流砂281

962管涌282

963突涌282

第10章施工降水方案与设计计算284

101施工降水的特点、作用、原则和方法284

1011施工降水的特点284

1012施工降水的作用285

1013施工降水方案的制定原则285

1014施工降水方法的选择286

102制定施工降水方案应掌握的资料286

1021地质、水文地质资料286

1022基坑支护结构设计资料287

1023工程场地周边的环境状况资料287

103水文地质勘察的内容及要求287

1031勘察孔布置287

1032抽水试验288

1033水文地质参数计算289

104降水设计计算292

1041降水参数的确定292

1042基坑涌水量计算293

1043单井出水能力计算297

1044降水井数量及间距的确定298

1045水位降深检验298

第11章地下工程施工降水技术299

111管井降水299

1111管井降水及自渗降水的工作特性及适用条件299

1112管井设计300

1113管井施工302

1114管井降水维护管理307

1115工程实例308

112辐射井降水312

1121辐射井降水的原理及特点312

1122辐射井设计312

1123辐射井施工314

1124工程实例320

113轻型井点降水324

1131轻型井点降水原理及适用条件324

1132轻型井点种类及特点324

1133轻型井点布置325

1134轻型井点施工326

1135轻型井点降水维护管理329

114喷射井点降水329

1141喷射井点降水的原理及适用条件329

1142喷射井点施工330

115真空管井降水332

1151真空管井降水系统的工作原理及适用条件332

1152真空管井降水设计332

1153施工工艺333

1154抽水系统的自动控制334

1155工程实例334

116明排降水339

1161明排降水的特点及适用条件339

1162明排降水施工339

117降水监测与管理339

1171水位观测339

1172水量观测340

1173出水含砂量监测341

1174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

121降水引发的地面沉降343

1211地面沉降的发生机制343

1212地质环境模式与地面沉降345

1213地层的固结特性与地面沉降345

1214地面沉降预测计算346

1215降水引发地面沉降的一般规律347

122地下水回灌348

1221回灌井的布设348

1222回灌水质要求349

1223管井回灌技术350

1224回灌过程中经常出现的问题及处理方法351

123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

131概述354

1311水泥土搅拌法的特点354

1312水泥土搅拌桩的作用354

132水泥土搅拌桩的加固机理355

1321水泥的水解和水化反应355

1322土颗粒与水泥水化物的作用355

1323碳酸化作用355

133水泥土的物理力学性质356

133保蔽锢硇灾356

133保擦ρ性质356

134水泥土搅拌桩施工357

1341施工顺序和工艺流程357

1342施工要点358

1343施工质量控制措施359

1344改善搅拌桩强度的技术措施360

135水泥土搅拌桩新发展361

1351预钻孔成桩方式361

1352TRD工法362

第14章冻结帷幕363

141概述363

142冻结制冷系统363

1421氨(氟利昂)-盐水冻结制冷系统363

1422液氮冻结系统364

143冻结温度场364

1431冻结壁的形成364

1432冻结壁温度场的影响因素365

144冻胀和融沉效应366

1441冻胀效应366

1442融沉效应367

145冻土强度367

1451冻土的抗压强度367

1452冻土的抗拉强度369

1453冻土的抗剪强度370

146盾构隧道联络通道冻结法设计370

1461冻结壁设计370

1462冻结孔设计373

1463制冷系统设计373

147冻结施工376

1471冻结钻孔施工376

1472穿透孔施工378

1473冻结站安装378

1474清水、盐水泵及管路安装379

1475保温施工379

1476冻结器连接安装379

1477仪器仪表安装380

1478溶解氯化钙和机组充氟、加油381

1479积极冻结与维护冻结381

14710结构充填注浆与融沉补偿注浆383

14711冻结孔管封堵处理383

148冻结施工监测384

1481冻结站制冷系统运转监测384

1482冻结制冷盐水温度、流量、冻结器回路监测384

1483冻结温度场监测384

1484泄压孔压力监测385

1485冻胀力监测385

149工程实例385

1491工程概况385

1492冻结方案设计388

1493冻结施工392

1494冻结效果392

1495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

151概述396

1511高压喷射注浆的分类396

1512高压喷射注浆的作用397

1513高压喷射注浆的特点397

152浆液材料397

1521浆液特性 397

1522水泥浆材398

153旋喷固结体的基本性状399

154高压喷射注浆施工400

1541设备和机具400

1542高压喷射技术参数400

1543施工准备401

1544施工工艺401

1545质量检验403

155高压喷射注浆技术的新发展403

1551全方位高压喷射注浆技术(MJS工法)403

1552双高压旋喷注浆技术(RJP工法)404

1553水平旋喷技术404

第16章注浆帷幕407

161概述407

162注浆材料408

1621注浆材料的分类及要求408

1622注浆材料的主要性能409

1623常用注浆浆液411

1624注浆材料的选择420

163注浆机理421

1631渗透注浆421

1632压密注浆421

1633劈裂注浆421

164常用的注浆施工工艺422

1641全孔一次性注浆422

1642分段后退式注浆422

1643分段前进式注浆423

1644袖阀管注浆423

1645注浆顺序424

165注浆试验425

166注浆效果检验与评定427

1661分析类方法427

1662检查孔类方法428

1663过程类方法428

1664物探类方法429

1665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

171工程概况430

172地质和水文条件430

173水下开挖技术432

174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

181地下工程明挖法施工437

182地下工程盖挖逆作法施工439

183山岭隧道新奥法施工441

1831山岭隧道工程特点441

1832隧道施工方法及其选择442

1833新奥地利隧道施工法——岩石地层的新奥法施工443

184城市地下工程浅埋暗挖法施工449

1841地铁区间隧道的浅埋暗挖法施工449

1842地铁车站的暗挖法施工453

1843城市地下工程暗挖法施工控制地层沉降的主要措施463

185新意大利法隧道施工463

186盾构法及TBM法施工466

1861盾构法施工及其适用范围467

1862盾构选型468

1863盾构法施工473

1864TBM施工简介476

187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

191地下工程施工监测意义489

192监测方案的编制489

193地下工程施工主要监测项目490

194监测资料的整理分析与反馈496

参考文献500

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