北交大认知实习地下方向.docx

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北交大认知实习地下方向

地下认知实习

姓名：

吴楷

学号：

14231152

学院：

土木建筑工程学院

目录

第一部分·前言1

1、地下专业简介1

2、实习时间及地点1

3、实习目的1

第二部分·专论2

西山斜河涧2

一、妙峰山2

1、地层特性2

2、地质构造3

二、1号、2号隧道5

1、围岩5

2、衬砌支护结构5

3、河谷线隧道选线“另里勿外”四字原则7

4、蘑菇状隧道洞口7

第三部分·感受及建议8

结束语9

第一部分·前言

1、地下专业简介

地下与岩土工程指地面以下土层或岩体中修建各种类型的地下建筑物或结构的工程。

它包括：

交通运输方面的地下铁道、隧道、停车场、通道等；军事方面和野战军事的地下指挥所、通讯枢纽、掩蔽所、军火库等；工业与民用方面的地下车间、人防与市政地下工程。

2、实习时间及地点

时间：

2016年7月18日地点：

西山斜河涧。

3、实习目的

刚刚进行了专业分向的我们，大三即将接触各个专业课程。

然而在上专业课程之前，我们仅学了部分土木专业基础课程，对自己的专业课程知识并不太了解。

为了在短期时间内让学生们能够对地下专业有个基本而又深刻的认识，同时不耽误学生们的上课进度安排，学校在暑期安排了这次为期一天的地下认知实习。

通过实地对隧道的参观及老师的详细讲解，使学生初步了解了地层的特性及构造、围岩的种类和稳定性以及隧道“宁里勿外”选线原则等专业知识点，再加上现场的即问即答，既巩固学生所学的专业基础课知识、锻炼学生们的思考能力，同时也大大提升学生对地下方向专业的兴趣。

第二部分·专论

西山斜河涧

西山斜河涧妙峰山景区名胜区位于京西门头沟区境内，距市中心60公里，面积20平方公里。

海拔1291米，是北京小西山风景区的一部分。

这里山势陡峭，花草清丽。

有日出、晚霞、雾凇等时令景观、有戴“华北一绝”之桂冠的千亩玫瑰园、有华北地区规模最大的朝圣庙会、是北京周边最具文化底蕴的风景名胜区之一。

一、妙峰山

1、地层特性进行地下工程设计及施工前，均须先研究地层特性。

该岩石构成主要为石灰岩，石灰岩简称灰岩，是以方解石为主要成分的碳酸盐岩。

石灰岩结构较为复杂，有碎屑结构和晶粒结构两种。

碎屑结构多由颗粒、泥晶基质和亮晶胶结物构成。

颗粒又称粒屑，主要有内碎屑、生物碎屑和鲕粒等，泥晶基质是由碳酸钙细屑或晶体组成的灰泥，质点大多小于0.05毫米，亮晶胶结物是充填于岩石颗粒之间孔隙中的化学沉淀物，是直径大于0.01毫米的方解石晶体颗粒；晶粒结构是由化学及生物化学作用沉淀而成的晶体颗粒。

石灰岩具有良好的加工性、磨光性和很好的胶结性能，不溶于水，其主要成分为CaCO3易溶于饱和硫酸，能和各种强酸发生反应并形成相应的钙盐，同时放出CO2。

故石灰岩易溶蚀，表面会生成溶洞。

该处为巨厚层灰岩，无泥质充填，无地下水腐蚀，对稳定性有利。

2、地质构造在这里地质构造现象主要是褶皱构造，根据工程地质基础课程，我们知道褶皱构造有背斜和向斜两种基本形态：

①背斜

中部岩层向上拱起的弯曲，正常情况下两侧岩层向外倾斜。

在同一水平面上，中心部分岩层时代较老，两侧岩层依次变新，并且两边对称出现。

②向斜

中部岩层向下坳陷的弯曲，正常情况下，两侧岩层向外倾斜。

在同一水平面上，中心部分岩层时代较新，两侧岩层依次变老，两边也对称分布。

如岩层形成褶皱后未经风化剥蚀，则背斜成山向斜为谷；但野外背斜常遭受强烈风化剥蚀而夷为谷地，向斜反而成为山脊的现象也是很普遍的。

褶皱根据褶皱轴面的产状分为以下几种：

①直立褶皱轴面直立，两翼岩层倾向相反，倾角大致相等。

②倾斜褶皱轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角不相等。

③倒转褶皱轴面倾斜，两翼岩层倾向相同。

④平卧褶皱轴面近于水平，两翼岩层产状近于水平。

通过这类知识点，分析图片中的妙峰山我们可从图中看出该处有倾斜褶皱、倒转褶皱、箱状褶皱。

其中，箱状褶皱是指两翼产状较陡，转折端较平坦而宽阔，形似箱子的褶皱。

箱状褶皱具有两个枢纽和一对共轭轴面。

箱状褶皱又有箱状背斜与箱状向斜之分，该处为箱形背斜。

二、1号、2号隧道

隧道是由围岩及衬砌结构组成的二元结构。

1、围岩

由开挖洞室引起的应力状态的重大变化局限在洞周一定范围之内。

通常此范围等于地下洞室横剖面中最大尺寸的3-5倍，习惯上将此范围内的岩体称为“围岩”。

围岩的稳定性决定了是否需要建造衬砌支护结构。

所以，隧道设计者必须了解和掌握地下洞室围岩的稳定性，以便正确解决设计和施工过程中的各类问题。

在2号隧道洞口处，围岩为巨厚层灰岩，稳晶结构，单轴极限抗压强度为30MP，且节理发育较稀，节理间间距较大，围岩的结构比较完整，抗压能力较强。

围岩的不连续面向山体内侧倾斜，岩层倾向与坡向相反，故斜坡稳定性良好。

再看围岩表面粗糙，无泥质充填，且此处地下水较少，对灰岩的溶蚀程度轻，故此处围岩工程性质良好，稳定性高，为一级围岩。

2、衬砌支护结构

衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。

衬砌技术通常是应用于隧道工程、水利渠道中。

其分类有以下几种：

砖石或混凝土预制块衬砌，砌筑后能立即承受围岩压力，并易于就地取材；但操作多半依靠手工，进度难于提高，且砌缝容易漏水，防水性能较差。

片石混凝土衬砌，其劳动生产率低，进度较慢，一般不宜推荐。

钢筋混凝土衬砌，只在地质条件复杂、围岩压力很大，并出现不对称压力或动荷载作用时应用；在八度及八度以上的地震区，隧道洞口也可采用。

对有特殊设计要求，或跨度较大的地下建筑物，宜采用钢筋混凝土衬砌。

整体灌筑混凝土衬砌，为模筑衬砌中的一种主要施工方式，这种模筑衬砌便于机械化施工，其整体性和抗渗性均较好，缺点是工序多，施工进度慢，灌筑混凝土后不能立即承受荷载，化学稳定性也较差。

一号隧道二号隧道

在1号隧道和2号隧道洞口处均无衬砌支护结构，这是因为两处的围岩具有一级围岩的质量，稳定性很好，不会因卸荷回弹和应力状态的变化而发生显著变形与破坏，所以隧道不需要采取任何加固措施而能保持稳定。

3、河谷线隧道选线“另里勿外”四字原则

1号、2号隧道选线为河谷线，一般河谷线上隧道的稳定性较差。

靠近河流的山体一侧处于不同的风化状态，岩石受风化影响，抗压及抗折强度会有所降低，对岩石稳定性不利。

所以在进行线路设计前，需对线路旁山体的风化状态进行评估。

山体越靠内侧，风化程度越低，围岩质量越好、稳定性越高。

故在河谷线选线时有“另里勿外”四字原则，即将线路尽量选在靠山体内侧而不是外侧。

4、蘑菇状隧道洞口

在这里，我们可以看到隧道洞口呈蘑菇状，由上部一个拱结构及下步两侧墙组成，截面呈蘑菇状。

上部拱型结构可将顶部压力及弯矩转换成支座的水平推力，传递给两侧墙，提高了整个隧洞的稳定性。

该隧道开挖采用的是钻爆法，即是通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法。

这一方法从早期由人工手把钎、锤击凿孔，用火雷管逐个引爆单个药包，发展到用凿岩台车或多臂钻车钻孔，应用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术。

施工前，要根据地质条件、断面大小、支护方式、工期要求以及施工设备、技术等条件，选定掘进方式。

第三部分·感受及建议

炎炎夏日，本应该是休息的暑假假期，勤劳的老师却不辞辛苦地从早上8点半开始带领我们开始了一上午的地下认知实习。

十分感谢老师，考虑到我们这批即将步入大三接触专业课程的学生，为了使我们提前对自己的专业有个初步的认识，牺牲了自己的假期时间传授我们专业知识。

在实习过程中，我们去了西山斜河涧。

在这里，十分负责任的老师在点名过后，给我们介绍了妙峰山的地层特性、背斜、向斜及箱形褶皱地质构造等有关地质的重要知识。

途中，我们在老师的带领下，来到隧道洞口，观看了隧道的排水渠，观察了围岩的结构及洞口的形状，分析了围岩的稳定性，明白了衬砌支护结构的作用，并且了解了河谷线隧道选线的“另里勿外”四字原则。

这次实习令我们每个学生都受益匪浅。

比起课本教学，这次高效率、高乐趣、重在实践的现场实习教学，更能够让我们易于接受专业知识，提高对地下专业的兴趣。

且同时通过长时间的步行以及接触现场地下环境，锻炼了学生们的吃苦耐劳精神，令学生为以后艰苦的工作环境做好心理思想准备。

鉴于此次实习的经历，我个人觉得实习地点偏少，学习的知识与其他三个土木方向相比都较少，建议老师能够多选些地下实习地点，传授给学生更多关于地下专业的知识。

结束语

这次为期半天的短期地下方向认知实习，既是讲解老师的一次现场教学，又是学生们一次集体出发的美妙旅行。

这次实习是一场充实、愉快、令人难忘的行程，增进了老师与学生们的感情，促进了师生之间的知识交流，减少了师生之间的约束，同时也给学生们带来了许多地下方面的专业知识，令我们意识到强烈的责任感以及严谨仔细的工作态度是土木工程设施安全性和稳定性的基础，更是一个国家国民生活安居乐业的保证。

对于我来说，这次实习不仅是我大学生活中的一次美好回忆，还是我人生中的一笔巨大财富！