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第一章 总论 1

一、世纪里程碑 1

二、大瑶山隧道修建过程中的十项配套技术 3

三、施工组织设计 8

四、主要指标完成情况 9

第二章 工程地质特征研究及岩体稳定评价技术 11

第一节 大瑶山隧道工程区域地质概况 11

一、地层 11

二、地质构造 11

三、区域构造应力场分析 15

四、水文地质条件 18

五、长大铁路隧道工程地质勘测工作模式 21

第二节 围岩稳定评价 23

一、区域稳定评价 23

二、区域构造应力对工程围岩稳定的影响 24

三、围岩稳定评价 24

四、Dk 1996试验洞地段围岩特性及稳定研究 33

五、Dk 1999试验洞地段岩体变形特征及其喷锚支护建议 35

六、大瑶山隧道坍方分析及预报 45

第三节 区域性F9断层特征 54

一、F9断层地质特征 54

二、F9断层岩体稳定特性 55

第四节 班古坳地区深层岩溶水地段洞内长期排水所引起的水文地质变化规律研究及其整治措施 58

一、区域地质背景 58

二、班古坳地区岩溶水文地质特征及洞内排水引起的水文地质条件变化 59

三、隧道洞内涌水（夹带泥砂）特征及其补给关系 68

四、F9断层上、下盘的联系问题 72

五、F8和F9下盘的地下水的联系问题 73

六、深层岩溶水涌水地段围岩、衬砌稳定性分析 74

七、堵水条件下模型试验及其结论 83

八、数值分析与模型试验的相互对比 86

九、大瑶山隧道深层岩溶水整治 87

十、对岩溶充水隧道涌水量预测有关问题的研究意见 88

第五节 岩体力学研究 94

一、应力场研究 94

二、岩石（体）的物理力学特性 99

三、围岩变形特征 101

四、围岩稳定模型试验研究 106

五、遥感技术试验 108

第六节 大瑶山隧道地温预测 109

一、地温预测 110

二、预测地温与施工时实测地温的比较 111

第三章 控制测量 114

第一节 平面控制方案选定及导线的布设 115

一、平面控制测量方法的选定 115

二、光电导线的布设 117

三、光电导线布设的有关问题 119

四、用光电自由导线进行长大隧道控制的探讨 122

第二节 光电平面导线的外业观测 128

一、仪器设备 128

二、洞外光电导线的外业观测 128

三、洞内平面导线的观测 131

第三节 高程控制及三维导线测量 132

一、精密几何水准测量 133

二、光电三角高程测量 133

三、光电测距三角高程测量的有关问题 136

四、光电三维导线测量 142

第四节 竖井联系测量 142

一、光学垂准法投点 143

二、陀螺经纬仪定向 145

三、光电测距仪导入高程测量 150

四、贯通误差预计及实测结果 151

第五节 隧道净空断面及导坑延伸测量 153

一、采用便携式断面仪测量隧道净空 153

二、全断面掘进轮廓线放样测量 155

三、激光指向仪的应用 156

第六节 用数理统计方法处理观测数据 157

一、剔除粗差 157

二、多环导线角度闭合差的检验处理 158

三、多次观测值是否存在显著的系统误差 158

四、误差是否与距离成线性相关的检验 158

五、检查光电测距仪常数是否有显著变化 159

第七节 光电导线的平差及精度评定 159

一、简易平差 160

二、严密平差 162

三、简易相关平差 165

四、精度评定或估算 166

五、平差中有关问题的考虑 170

六、平差方法应用与选择 174

第八节 贯通误差估算及贯通成果 175

一、贯通误差估算 175

二、实测精度 177

三、实测平面高程贯通误差 178

第九节 GPS在隧道控制测量中的应用 179

一、坐标转换 179

二、高程测定 184

三、高程改化 186

四、GPS快速静态定位技术 190

五、技术方案与布网设计 190

六、观测纲要和作业组织 192

七、工程实例 192

八、结论和建议 192

第四章 控制爆破开挖技术 196

第一节 概述 196

一、隧道围岩对开挖的影响 196

二、大瑶山隧道开挖方法的选择及控制爆破在隧道施工中的意义 197

三、控制爆破技术研究 198

第二节 光面爆破机理模型试验研究 200

一、国内外的研究简况 201

二、模型试验的目的 201

三、试验内容 202

四、试验的主要材料与设备 202

五、试验结果与分析 205

第三节 爆破器材的选择、配备和研制 210

一、采用多种炸药进行隧道爆破的必要性 210

二、对各种炸药使用过程中的认识 212

三、大瑶山隧道施工中，多种爆破器材的应用及经验 212

四、非电起爆系统 213

五、微差爆破网路联接方法 215

第四节 深孔爆破掏槽技术 216

一、掏槽型式及其装药参数 216

二、临空孔与装药炮眼间距 217

三、装药炮眼间距的确定 219

四、临空孔个数和掏槽面积的确定 219

五、掏槽炸药及装药不偶合系数 221

六、掏槽炮眼装药量的确定 221

七、掏槽炮眼起爆的合理间隔时间 222

八、掏槽位置与碴堆及破碎度的关系 222

九、掏槽技术在深孔爆破中的应用实绩 223

第五节 深孔爆破安全监测技术 224

一、用爆破振动量测评价深孔全断面钻爆对围岩稳定性的影响 224

二、全断面深孔爆破空气冲击波量测及其应用 230

第六节 硬岩全断面深孔爆破技术 232

一、全断面深孔预裂爆破 233

二、全断面深孔光面爆破 241

三、全断面深孔爆破作业程序 245

第七节 软岩控制爆破技术 250

一、全断面浅孔预裂爆破 250

二、上下半断面浅孔控制爆破 253

三、上半断面环形开挖 257

第八节 隧道超挖及其控制 258

一、隧道超挖 258

二、控制超挖措施 259

三、深孔爆破减少超挖的可能性 262

四、标准超挖值的讨论 263

第九节 辅助坑道开挖技术 264

一、平行导坑钻爆开挖技术 264

二、斜井钻爆开挖 266

三、竖井钻爆开挖技术 269

附录一 塑料导爆管非电起爆操作细则 271

附录二 对《爆破安全规程》的增补意见 274

第五章 复合式衬砌 275

第一节 支护设计构思 276

一、围岩的特性 276

二、大瑶山隧道首次采用复合式衬砌的构思 277

三、复合衬砌的力学特征 278

第二节 支护设计 284

一、设计原则 284

二、复合衬砌设计流程 284

三、目前所采用的几种复合衬砌设计方法 284

四、大瑶山支护参数的确定 290

五、有限元计算初期支护 301

六、二次模筑衬砌强度安全核算（按荷载—结构模式） 304

七、大瑶山隧道支护体系可靠性评定 311

八、F9断层带支护结构设计 327

第三节 大瑶山隧道各类围岩支护效果的现场检验 334

一、现场检验的必要性和途径 334

二、现场检验的结论 334

第四节 喷锚支护施工工艺及质量检验 338

一、喷锚支护施工工艺 338

二、质量控制 343

三、早强喷锚支护类型和工艺 344

附录：铁路隧道复合衬砌技术条件 348

一、总则 348

二、复合衬砌设计 348

三、喷锚支护 350

四、钢拱支撑 351

五、模筑混凝土二次衬砌 351

六、复合衬砌防排水 352

七、现场量测 353

第六章 隧道监控量测与信息反馈技术 354

第一节 隧道监控量测的基本问题 356

一、隧道监控量测中的若干基本概念和名词 356

二、测试元件的基本原理 360

三、隧道中常用测试元件 364

第二节 现场量测数据处理及量测技术条件 369

一、现场量测数据处理方法 369

二、现场量测的技术条件及规定 374

第三节 隧道现场量测信息反馈的实例 378

一、下坑铁路单线隧道 378

二、金川镍矿 379

三、金家岩铁路双线隧道 380

四、黄土铁路单线隧道 381

五、大瑶山隧道出口区段 382

六、大瑶山隧道进口区段 386

七、九号断层（F9）区段 387

第七章 隧道结构防排水 389

第一节 防水混凝土及泵送防水混凝土 389

一、概述 389

二、低标号高抗渗普通防水混凝土的研究和应用 390

三、低标号、高抗渗泵送防水混凝土的研究应用 399

四、泵送防水混凝土的现场试验和应用 405

五、泵送防水混凝土开裂的原因分析 409

六、防水混凝土衬砌裂缝的防止办法 412

第二节 防水隔离层的研究和施工 416

一、塑料板材质及厚度的选择 417

二、铺设工艺的试验和选择 422

三、塑料板防水层施工质量的检验 437

四、塑料板防水层的老化 439

第八章 大型机械化施工 441

第一节 双线隧道施工机械化 443

一、引进大型机械改变传统的施工方法 443

二、三条机械化作业线的形成 446

三、机械化带来隧道施工新面貌 456

第二节 技术培圳与消化吸收 459

一、资料翻译与消化吸收 459

二、技术培训和技术服务 460

三、技术培训、技术服务以及消化吸收的初步成果 461

第三节 机械化管理组织的建立 462

一、专业化生产组织的形成 462

二、施工机械化管理的主要组织措施 466

三、基层管理发展的前景 468

第四节 进口机械配件管理及其国产化 468

一、进口配件的管理 468

二、进口机械配件的国产化 469

三、GKK型模板衬砌台车的国产化 471

第五节 临时供电工程的建设和管理 472

一、供电方案的抉择 472

二、实施措施 473

三、集中管理 474

四、宝贵的资料和数据 475

第六节 凿岩机械 477

一、液压凿岩机 477

二、凿岩台车 480

第七节 装药、锚杆、找顶及清底机械 485

一、装药台车 485

二、锚杆台车 487

三、找顶及清底机械 488

第八节 混凝土喷射机械 490

一、干式转子喷射机 491

二、湿式喷射机 492

三、混凝土喷射机械手 492

第九节 注浆机械 496

一、旋转式钻机 496

二、注浆泵 498

第十节 装碴机械 499

一、轮胎式装载机 500

二、履带式装载机 501

三、扒爪装岩机 503

四、耙斗式装岩机 504

五、铲斗式装岩机 505

第十一节 运输机械 506

一、自卸汽车 506

二、电瓶车 506

三、矿山车辆 509

四、矿车卸载机械 512

第十二节 混凝土二次模筑衬砌机械 515

一、混凝土搅拌站 515

二、混凝土搅拌输送车 517

三、混凝土输送泵 518

四、全断面钢模板衬砌台车 519

第十三节 通风机械 520

第十四节 斜、竖井施工机械 521

一、斜井施工机械 521

二、竖井施工机械 529

第九章 施工通风 538

第一节 概述 538

一、施工通风的任务 538

二、施工通风的特点 538

三、作业环境的卫生标准 540

四、常用的通风方式 541

第二节 大瑶山铁路双线隧道的施工通风 544

一、概述 544

二、出口工区的污染源与主要污染物质 544

三、出口工区施工通风方式的选择 545

四、施工中曾考虑过的其他防污染措施 555

五、隧道内工作环境的测定 557

六、间隔串联风机工况的确定 559

七、大直径风管的造型与设计 563

第三节 模拟试验与理论分析 573

一、施工通风模拟试验风洞的建立 573

二、示踪气体SF6的静态扩散试验 578

三、风管出口有效射流范围的模拟试验 579

第十章 富水、软弱、破碎的九号断层施工 583

第一节 大瑶山隧道九号断层地质预报 583

一、预报的前期准备 583

二、总体预测 585

三、施工中的地质预报 586

第二节 大瑶山隧道九号断层施工方案 594

一、工程概况 594

二、施工方案和主要技术对策 595

三、超前平导施工 596

四、正洞施工 598

第三节 大瑶山隧道九号断层支护系统 607

一、概述 607

二、岩溶出水地段的衬砌结构 607

三、具有膨胀性岩层的支护系统 608

四、断层碾磨带及强烈挤压带的支护系统 609

五、初期支护的受力分析 613

六、加强初期支护的特殊技术措施 615

七、涌水、流泥及主干断层碾磨泥带初期支护施作的特殊技术措施 620

八、初期支护的强化质量管理 622

第四节 大瑶山隧道九号断层施工监控量测与反馈 623

一、F9断层围岩稳定性分析 623

二、量测目的和量测项目 623

三、量测资料整理分析 625

四、结语 635

第十一章 注浆技术 636

第一节 注浆 637

一、注浆方法与注浆系统 637

二、注浆材料 638

第二节 周边半封闭浅孔预注浆 641

一、九号断层地质概况 643

二、注浆方案的选择 643

三、注浆设计 645

四、浆材的性能试验 647

五、机具设备的配套 654

六、注浆站的布置 662

七、预注浆施工 663

八、注浆效果 669

第三节 下半断面施工预注浆 672

一、拱脚加固注浆 672

二、边墙截水加固注浆 672

三、底板（或仰拱）加固注浆 673

第四节 围岩固结注浆和围岩与衬砌间填充注浆 674

第五节 集中涌水的堵水注浆——围截注浆法 675

一、注浆堵水的原则和基本方法 675

二、注浆参数 676

三、注浆的实施 677

第六节 关于注浆理论的研究 684

一、浆液的流变性 686

二、浆液在岩层中的运动型式和规律 687

三、渗流时间定律和渗透系数 689

四、渗透型注浆理论模式及其公式 692

第七节 注浆方式的选择 698

一、注浆方式 698

二、各种注浆方式的选择及其配合应用 701

跋 705

主要参考文献 707