第一章序言
1-1目的
本手册的目的在于为土建工程岩石隧洞和竖井的规划、设计和施工提供一个技术准则和导则。所包含的特定领域包括所需的地质和地球技术勘探、隧洞和竖井施工，设计因素、地质力学分析、衬砌设计、仪器仪表和监测。 1-2 范围
a. 本手册提出了岩石隧洞和竖井的分析、设计与施工导则。需要有一个来自各个学科训练有素的工程师组成专家组来获得既能安全施工又能满足环境要求的经济隧洞或竖井。本手册强调设计、施工、对施工方法的理解和对于良好的设计准备而言至关重要的施工条件。
b. 由于缔结施工合同是地下工程施工的一个主要因素，因而本手册讨论了一些有关合同文件准备的基本问题，但不包含合同编制。
c. 本手册的程序仅包含岩石隧洞和竖井。岩石隧洞和竖井的一般设计原理和施工方法与软基上的隧洞或竖井存在很大差别。因此，软基隧洞和竖井未包含在本手册中。
d. 在地下工程施工中存在着许多诸如经济学等非技术问题，和与地下工程的构思和规划相关的运行、维护和维修问题。所有这些问题本手册都没有涉及。1-3 适用性
本手册适用于所有的总部、美国陆军工程师团分支机构、主要的附属机构、地区、试验室和承担土建工程设计责任的现场运行活动。立云购物商城
1-4 参考文献
在附录A中列出了所需而且相关的出版物。
1-5 发行状态
批准公开出版，无限制发行。
1-6 术语
附录B中包括了岩基隧洞和竖井设计与施工相关的术语定义。
第二章通常考虑因素
2-1 隧洞和竖井设计与施工方法
由于主要施工材料是岩体本身而不是工程材料，岩基内隧洞和竖井的设计与施工需要有在许多方面不同于其它设计和施工项目的方法和程序。在岩石材料性能和岩体与地下水的作用方式都存在着不确定性。这种不确定性必须通过可靠的灵活设计和施工裕量与安全措施来克服。对于任何其它的建筑物形式，隧洞设计必须包括对施工方法的选择和预测。
2-2 作为施工材料的岩石
a. 当开挖隧洞或竖井时，其孔口周围的岩体应力扰动而且会出现位移。岩体常常能够适应这些应力可以接受的位移。通常通过锚杆、喷混凝土或其它构造进行加固的地面孔口周围稳定岩体是一种地下结构，然而该结构的稳定程度或安全系数定义却不好确定。
b. 如果岩体不稳定，就有可能出现岩石塌落、散落、片落和过多的长期或短期位移，而且必须予以加固。加固既可通过防止诸如岩石塌落的早期失事因子又可通过提高地面原有的岩体强度（模数）来完成。无论采用哪一种方式，不论是否进行了加固，岩体依然是隧洞和竖井结构的主要建筑材料。
c. 遗憾的是，地质材料本来就是千变万化的，并且也不容易确切定义其一定长度隧洞或竖井沿程的性能。事实上，许多隧洞都必须横跨多种地质材料，其特性只能在施工期间暴露后才会被揭露。因而，必须选择一种具有适应性和裕量特征的地基加固和衬砌，而且其施工细节必须适应或敏感于地基的变化。
d. 地质异常和预料不到的地质特性肯定而且常常会带来施工困难或人员危险。例如，出现涌水和瓦斯都会带来很大不幸，除非承包商事先防范。因而，勘探和设计的核心部分应围绕事先定义可能发生的事件，结果使不可期事件转换为可期事件。这样就能使承包商有备无患，从而增加安全性、经济性和施工时间。而且，现场条件变化索赔也将会减到最小。
2-3 设计方法和标准
a. 考虑到地质材料的多样性和复杂性与对完建地下建筑物的多样需求，很难到一种隧洞设计标准或规范是不足为怪的。在加上其复杂性的事实，岩石特性的许多方面都不易充分了解，稳定岩石的修建建筑物的设计都要求考虑与岩体的应变一致性。
b. 本手册强调了根据地质资料预测地基特性的方法、可在多种情况下分析失事模式的定义和尽管地质材料有变化也会确保建筑物安全与经济的隧洞设计原则。
2-4 设计协作
a. 由于隧洞和竖井施工中的风险和不确定性，使地下建筑物的设计不能由一位或几位工程师来完成。设计必须是一个融入了多种学科知识的仔细慎密和深思熟虑的过程。极少数工程师充分了解设计、施工、运行和环境问题，以及能单独做出重要决定的商务合同惯例。
b. 工程地质学家规划并实施地质勘查，解读所有可能的资料以确定成洞条件并决定可能会影响隧洞施工的地质特性和异常情况。工程地质学家还将参与地基支护要求设计和评估、初期地基支护、处理异常条件的补救措施选择、衬砌类型选择及基本隧洞线路选择。地质学家可要求水文地质学家或其他专家协助。注：初期地基支护设计的细节通常由承包商来完成。
c. 水利工程师必须确定隧洞定线和剖面、隧洞内压力及隧洞完工面（糙率）要求的标准，而且当综合考虑该标准或推荐另外的解决方案时，必须进行分析并提出意见。
d. 结构工程师分析钢衬压力隧洞和压力管道并帮助分析钢筋混凝土衬砌。结构工程师还应协助隧洞衬砌类型的初选，并参与初期地基支护构件，如钢支护，的选择和设计。
e. 地质工程师参与地基支护要求、初期地基支护、处理异常条件的补救措施选择，衬砌类型选择和基本隧洞定线的设计和评估。
f. 土建工程师处理诸如施工场地位置和布置、排水和垃圾处理、进场道路、施工便道及公用设施和其他装备的重新布置。垃圾热解气化
g. 土建工程师或测量师编制基础规划图、选择适当的坐标系统并建立作为所有设计基础的几何框架以及施工用的基准点、标准和控制。
h. 环境人员提供用于处理环境问题和准许要求的必要研究和文件编制。它们也可导致或形成公众参与意识。
i. 必须有地下工程经验丰富的施工工程师参与对所需或预期的施工方法的咨询和核查以及对补救措施的设计。他们还将参与合同文件的编制与所需的安全与质量控制计划。
电麻机j. 所涉及的其它专业人员至少还应包括技术规范专家、费用估算师（通常为施工工程师），描图员/设计师/计算机辅助制图和设计操作员（CADD）以及编制合同文件商务部分的人员。
2-5 设计与实施过程
关于隧洞工程和设计，必须在所有设计阶段都考虑地质和地球工程学。下面是设计和实施的总体概念，详细情况将在本手册的以后章节讨论。
a.踏勘和工程概念
在踏勘阶段的工程概念包括判定和定义一种需求或机遇，和形成一种能够满
足这个需求或优于这种机遇的概念。对于大多数的美军陆军工程师团地下工程项目，其工程类别包括一种或几种目的的输水、发电、防洪、调水、灌溉供水或其它目的。
b.可行性研究和概念开发
（1）这一阶段的活动主要集中在经济问题上。经济可行性要求工程效益超过工程的造价和环境影响。设计概念必须开发到足以评估造价和设施影响的程度，而且如果存在的话必须出一个“最佳点”。最佳点是一个不能超越的限制，如环境难题（侵害国家公园资源或危及物种，所需的村庄迁移等）或地质难题（穿越深大破碎岩石、地热水、有害或爆炸气体的隧洞等）。
（2）还分析另一种解决方案来确定障碍物、约束和影响，并决定更加可行的总体计划，包括初步的工程位置和几何布置、线路和等级以及进场部位。选择线路和等级时，应考虑下列几点：
✧必须分析另一种水力学概念，定义水面线以及所需的附属建筑物、调压
井、和采用气垫等。
✧诸如竖井加斜井和地表压力钢管加隧洞或竖井的可选方案。
✧可能会考虑交替的较长轴线的困难地质条件。
✧隧洞开挖危险，如地热水，地下有害气体等。
✧隧洞埋深的选择是以最大限度减少钢衬的需求并最大限度增加不需最
终衬砌的岩石隧洞开挖为原则。
✧进场地点和施工区靠近现有的道路和那些环境条件可以接受的位置。
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✧弃料场地位置。
✧进度计划要求隧洞从一个以上的平洞口掘进。
✧需要征用的私有财产数量。在城区，洞轴线最好设置在公共街道下面。
如圣地亚哥的一条排水隧洞就计划设置在海洋下面，（实际上并非此时
建造）距离海岸数百英尺，以避免在下面穿过大量的私人财产。
✧环境影响，如交通，噪音和灰尘及现有地下水影响。l型匹配
（3）在可行性和早期规划阶段，工程测量必须确立地形和文化条件和制约，主要依照现有的成图和航片。如在第四章所讨论，还必须在一开始就考虑已有的地形资料来确定要作出可行性的靠得住决定手头的资料是否充分，或是否应收集进一步的辅助资料。
（4）此阶段的工作应完善一个完整的实施计划，包括资料收集计划和进度安排、设计、许可、土地
及通行权的获得和施工。通常还需要公众参与的策略。
c.施工前期规划与工程
（1）在此阶段，隧洞线路和等级及所有附属建筑物的位置都应确定，而且还应获取最终设计和施工所需的绝大部分资料。
（2）必须确定测量控制网和基准点，而且必须绘制详细的地形图。施工控制所需的测量可在最终设计时进行。在城区，绘制地形图将包括包含现有公用设施及其它设施在内的所有受影响文化特性。必须对财产所有人进行调查。
（3）本阶段还应完成地质现场成图、地球勘探和试验以及水文资料收集，并编制地质资料报告。环境与许可工作以及公众参与事宜继续贯穿该初步设计阶段。
（4）初步设计还包括对施工方法和后勤工作的评估，与进度计划要求一致。还需要进行权衡研究以便确定不同设计方案的相对值（如在水力运行中是否可接受更大粗糙的不衬砌隧洞？多个导洞所增加的费用是否比所节省的时间更值？）。
（5）施工前期规划和工程都以编制总体设计备忘录而达到顶点，常常伴随包含推荐设施各个方面在内的特性设计备忘录。
d.施工阶段：最终设计和合同文件编制
（1）合同图纸一般包含下列内容：
♦测量基准点和控制。
♦洞线、等级和几何体型。
♦现场：现有条件、现有设施、可利用工作区域、道路、弃渣场地、交通维护与控制和信号标示。
♦地质勘探资料。
♦原有建筑物保护。
♦冲刷与泥沙淤积控制，暴雨保护。
♦洞口和竖井布置。
♦所有地下空间、洞口和竖井的初期支护，通常随地基条件变化。
♦承包商设计的临时设施标准，如临时开挖支护。
♦施工顺序，如果有的话。
♦所需的二次衬砌（混凝土、钢筋混凝土、钢）。
阀门保温♦附属建筑物及细节。
♦阴极保护。
♦仪器仪表和监测布置与细节。
♦场地恢复。
（2）构成一个完建工程部分或在完建工程中发挥某种功能的所有工程部件都必须完全由设计组团负责设计。对于那些在工程实施过程中由承包商使用但不属于完建工程部分的构件，由承包商负责设计和提供。这些构件包括许多临时建筑物，如竖井井口，临时开挖挡土墙，完全用于临时目的而且不考虑帮助维持长期稳定的隧洞初期支护，临时通风设施和其它施工设备。当设计者认为工程的安全、质量和进度需要时，可规定该工程部分的最低要求和标准。例如，通常为临时挡土墙设计提供最小的土压力。
（3）本技术规范非常详细的规定了承包商的职责，承包商和政府间的合
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