地下工程習題答案

1、2、地下工程規(guī)劃的原則是什么？（P31-32）答：1、基本原則 人們在開發(fā)利用地下空間的過程中，所遵循的一些傳統(tǒng)的原則，如：“人在地上，物在地下”，“人的長時間活動在地上，短時間活動在地下”、“人在地上，車輛在地下”等。 2、適應原則 適應原則是指城市地下空間開發(fā)利用的功能，亦即轉(zhuǎn)入地下空間的城市功能，應當與地下空間的環(huán)境特性相適應，如與地下空間的熱穩(wěn)定性、環(huán)境易控性、高防護性等特點相適應。 3、協(xié)調(diào)原則 城市地下空間開發(fā)利用功能規(guī)劃的協(xié)調(diào)原則有兩個方面的含義，首先城市地下空間開發(fā)利用的總體功能，應與城市的職能相協(xié)調(diào)，其次，各種地下空間設施的功能應與其所處的城市功能區(qū)及周圍的城市職能相協(xié)調(diào)。3

2、、深埋隧道和淺埋隧道在頂部荷載計算上有什么不同？普氏理論和太沙基理論的基本假定是什么？他們有什么異同？（P63-71）答：假定：P63-P64 淺埋：P67-P69 深埋：P63-P654、直墻拱隧道和曲墻拱隧道各用于什么地層？答：直墻拱適用于巖石堅固系數(shù)37的堅硬地層，也可用于軟土中小跨度的人防通道。直墻拱通常用于巖石地層垂直圍巖壓力為主要計算荷載、水平圍巖壓力很小的情況。一般適用于V，IV類圍巖，有時也可用于III類圍巖。 曲墻拱適用于巖石堅固系數(shù)小于等于2，松散破碎，易于坍塌的地層。通常在III類以下圍巖中，水平壓力較大，地基條件較差，為了抵抗較大的水平壓力可使用曲墻拱。如果巖石比較堅硬

3、，又無涌水現(xiàn)象，底板可做成平板并與邊墻分開。5、請你舉出越江隧道修建的方法。答：修建越江隧道的常用工法有盾構(gòu)法(或TBM法)、沉管法、鉆爆法(包括礦山法和新奧法)、明挖圍堰法，其中巖體水底隧道工法有鉆爆法、TBM法，軟土水底隧道通常采用明挖法、盾構(gòu)法或沉管法施工。6、地下工程施工組織設計的原則和主要內(nèi)容是什么？（P101）答：在施工組織設計中應遵循以下幾項基本原則：1、 保證重點，統(tǒng)籌安排，信守合同工期；2、 科學、合理地安排施工程序，盡量多地采用新工藝、新材料、新設備和新技術(shù)；3、 組織流水施工，合理地使用人力、物力和財力；4、 恰當安排施工項目，增加有效的施工作業(yè)日數(shù)，以保證施工的連續(xù)和均

4、衡；5、 提高施工技術(shù)方案的工業(yè)化、機械化水平；6、 采用先進的施工技術(shù)和施工管理方法；7、 減少施工臨時設備的投入，合理布置施工總平面圖，節(jié)約施工用地和費用。內(nèi)容：繪制場地施工平面圖，確定分項工程的施工方法、施工流程和工藝標準；制定各級保證工程質(zhì)量的技術(shù)措施，并加以貫徹執(zhí)行以保證工程質(zhì)量；制定安全施工技術(shù)措施，提出需設置的安全防火用電措施，確保建筑施工的安全；根據(jù)施工合同編制各分項工程進度計劃，綜合組織施工，控制總進度工期。7、 試述地下工程施工平面圖設計的內(nèi)容和步驟。（P105）答：設計內(nèi)容：1、 建筑總平面上已建和擬建的地上和地下的一切建筑物、構(gòu)筑物及其他設施、管線的位置和尺寸；2、 為

5、施工服務的臨時性設施，包括施工用地范圍，道路運輸系統(tǒng)，材料倉庫系統(tǒng)，預制品加工系統(tǒng)，行政管理和生活福利設施系統(tǒng)，水電管網(wǎng)系統(tǒng)，壓縮空氣和通風系統(tǒng)，取土和棄土地點，大型機械設備位置，安全、防火設施。3、 永久性和半永久性建筑物的坐標位置或測量放線坐標。4、 必要的圖例、比例尺、方向和風向標記。設計步驟：1、 確定運輸?shù)缆?、棄土地點、運輸方式；2、 確定為施工對象服務的大型垂直運輸機械的布置位置；3、 確定攪拌站、倉庫和材料、構(gòu)件堆場的位置；4、 布置場內(nèi)各種臨時加工廠；5、 布置場內(nèi)臨時道路并與場外道路接通；6、 布置各種臨時建筑物；7、 布置水、電、風和壓縮空氣的管網(wǎng)；8、 選擇棄土地點；9、

6、 布置工地圍墻和出入口，計算施工占地面積。8、 試述山嶺隧道的礦山法的優(yōu)缺點，主要的開挖方法，開挖方法選用的主要依據(jù)是什么。（P109）答：優(yōu)點：1、對于各種地質(zhì)和幾何形狀的適應性，尤其是在交叉點、橫通道、渡線和洞室處； 2、多掌子面可同時操作，設備和工藝簡單，便于工人掌握； 3、較低的造價 缺點：1、開挖的洞壁不平整，超挖、欠挖量大；超挖會增加混凝土的投入，因而增投資。 2、施工作業(yè)區(qū)有較大的危險，工作環(huán)境惡劣； 3、施工對圍巖的破壞擾動范圍及程度較大，一方面增加了工作面的危險性，另一方面相應要加強支護。 4、施工作業(yè)速度較慢； 5、對周圍環(huán)境影響大。 6、需要工人較多； 7、只適合土質(zhì)較好

7、的城市地區(qū)和山嶺隧道。 方法：全斷面法，臺階法，上下導坑法，臺階分部法，單側(cè)壁導坑法，雙側(cè)壁導坑法。 依據(jù)：隧道的地質(zhì)條件、現(xiàn)有和準備購置的施工機械設備、工期、輔助坑道的設置，同時考慮開挖方法變換處的連續(xù)作業(yè)和運輸暢通。9、 試述新奧法的基本原則是什么，新奧法施工的三大支柱是什么，該原則是如何體現(xiàn)這三大支柱中的？（P119）答：基本原則是盡量利用地下工程周圍圍巖的自承載能力，三大支柱是光面爆破、噴錨支護和現(xiàn)場量測。1、 采用鉆爆法開挖時隧道工程時，為減少超挖、欠挖，控制對圍巖的擾動，采用光面爆破法，其基本原則是盡量不損壞圍巖，進而保證了圍巖的自承載能力。2、 采用噴錨支護，使錨桿及柔性混凝土層

8、與圍巖緊密接觸，結(jié)合承成一個整體，改變了原來盈利降低區(qū)內(nèi)圍巖的松散狀態(tài)，使巖體由結(jié)構(gòu)的荷載轉(zhuǎn)化為承擔荷載的結(jié)構(gòu)，可及時有效地控制圍巖變形，保證圍巖穩(wěn)定，維護和調(diào)動了圍巖的自承能力。3、 通過現(xiàn)場量測，可以系統(tǒng)地控制圍巖和襯砌的變形和應力，并反饋到下一階段的施工中，保證了圍巖的承載力及施工的安全和經(jīng)濟。10、 試述基坑工程的明挖法和逆作法的施工工藝，說明這兩種方法的優(yōu)缺點。答：明挖法：P128逆作法：工藝：P135上 優(yōu)缺點：優(yōu)點：1、可使建筑物上部結(jié)構(gòu)的施工和地下基礎結(jié)構(gòu)施工平行立體作業(yè)，節(jié)省工時。 2、受力良好合理，圍護結(jié)構(gòu)變型量小，因而對鄰近建筑的影響亦小。 3、施工可少受風雨影響，且土方

9、開挖可較少或基本不占工期。 4、最大限度利用地下空間，擴大地下室建筑面積。 5、一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺，不必另外架設開挖工作平臺與內(nèi)撐，減少施工費用。 6、由于開挖和施工交錯進行，逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載有立柱直接承擔并傳遞至地基，減少了大開挖時卸載對持力層的影響，降低了基坑內(nèi)地基的回彈量。 7、節(jié)約成本 8、節(jié)省工期 9、側(cè)向剛度強，變形小 10、擴大地下室建筑面積 11、利于文明施工 缺點：1、支撐收地下室層高限制，無法調(diào)整高度，如遇較大層高的地下室，有時需另設臨時水平支撐或加大維護墻的斷面和配筋。 2、由于挖土在頂部封閉狀態(tài)下進行基坑中尚有一定數(shù)量中間支柱和降水用井點管，使挖土難度增大。

10、3、施工難度較大 4、結(jié)構(gòu)完成面較差 5、模板等材料周轉(zhuǎn)率低 6、建筑四周的連續(xù)墻水密性較差 7、增加一定的安全隱患。11、盾構(gòu)法的優(yōu)缺點是什么？答：優(yōu)點：安全性，高效率，危害小，經(jīng)濟性，人員少，沉降影響小。1、 除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進行，既不影響地面交通，又可減少對附近居民的噪音和振動影響；2、 隧道的施工費用不受埋深的很大影響；3、 盾構(gòu)推進、出土拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進行，易于管理，施工人員較少；4、 穿越江、河、海道時，不影響航運，且施工不受風雨等氣候條件的影響；5、 在土質(zhì)差，水位高的地方建設埋深較大的隧道，盾構(gòu)法有較高的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)越性；6、 土方量較少。 缺點：重復利用率

11、低、施工復雜、適用性受限、工作條件差、地表變形不易控制，設備及材料造價高，設備組裝需要時間。1、 隧道曲線半徑過小時，施工較為困難；2、 在陸地建造隧道時，如隧道埋深太淺，則盾構(gòu)法施工困難很大，而在水下時，如果覆土太淺，則盾構(gòu)法不夠安全；3、 盾構(gòu)施工中采用全氣壓方法以疏干和穩(wěn)定底層時，對勞動保護要求較高，施工條件差，目前已多用局部氣壓代替；4、 盾構(gòu)施工過程中引起的隧道上方一定范圍內(nèi)的地表下沉較難完全防止；5、 盾構(gòu)法施工所用的拼裝襯砌，防水困難。12、沉管法的優(yōu)缺點是什么？答：優(yōu)點：1、對地質(zhì)水文條件適應能力強，（施工簡單，地基荷載較小）； 2、可淺埋，與兩岸道路連接容易，（無需長引道，線

12、形較好）； 3、防水性能好，（接頭少漏水幾率降低，水力壓接滴水不漏）； 4、施工工期短，（管段預制與基槽開挖平行，浮運沉放較快）； 5、造價低，（水下挖土與管段制作成本較低，低于盾構(gòu)隧道）； 6、施工條件好，（水下作業(yè)極少）； 7、可做成大斷面多車道結(jié)構(gòu)，（盾構(gòu)隧道一般為兩隧道）。缺點：1、管段混凝土制作工藝要求嚴格； 2、車道較多時，要增加沉管隧道高度，導致壓載混凝土量、浚挖土方量與沉管隧道引道結(jié)構(gòu)工程量增加。13、沉井法的優(yōu)缺點是什么？沉井法施工中需要預防的主要問題是什么？答：優(yōu)點：沉井埋置深度可以很大，整體性強，穩(wěn)定性好，有較大的承載面積，能承受較大的垂直荷載和水平荷載；沉井既是基礎，又

13、是施工時的擋土墻和擋土圍堰結(jié)構(gòu)物。同時，沉井施工時對鄰近建筑物尤其是軟土中地下建筑物的基礎影響小。 缺點：施工期較長，對粉、細沙類土在井內(nèi)抽水易發(fā)生流沙現(xiàn)象，造成沉井傾斜。沉井下沉過程中遇到的孤石、樹干或井底巖層表面傾斜過大，均會給施工帶來一定困難。 主要問題：難沉問題，突沉問題，沉偏問題，流砂。（P143）14、淺埋暗挖法的施工原則和主要技術(shù)措施是什么？（P131-133）答：施工原則：管超前，嚴注漿，短開挖，強支護，早封閉，勤量測。 技術(shù)措施：地層的預加固和預處理，隧道開挖和初期支護，二次襯砌，監(jiān)控量測。15、試述盾構(gòu)法、頂管法和TBM法在修建隧道時的異同。答：不同點：1、 應用不同，盾構(gòu)

14、法適合在軟土地區(qū)開挖隧道，TBM法適合在巖體中開挖隧道，不需要設置工作井，頂管法適合在地下管道或隧道穿越鐵路、道路、河流或建筑物等各種障礙物時采用。2、 掘進方式不同，盾構(gòu)法和TBM法均使用掘進機挖掘，而頂管法使用千斤頂在初始位置的基坑頂進管道。3、 開挖直徑不同，頂管法主要適于管道施工，故半徑最大僅為45m，一般為1m左右，TBM法用于開挖隧道，半徑較大，在2.512m左右，盾構(gòu)法由于可使用雙圓甚至三圓盾構(gòu)機，隧道直徑可達19m，并能同時開挖兩條甚至更多隧道。4、 施工方式不同，頂管法將預制的管道一節(jié)節(jié)頂入，千斤頂一直位于在起始點，頂入管道后進行清土和填縫就能繼續(xù)頂管，盾構(gòu)法是將穩(wěn)定開挖面、

15、掘進及排土、管片襯砌及壁后注漿等幾大要素集成在盾構(gòu)機上，盾構(gòu)機是閉胸式的，整個施工過程可同時連貫進行，而TBM工法中掘進機是開胸式的，不具備穩(wěn)定掌子面及砌筑、注漿等功能，這些施工過程在掘進后陸續(xù)跟進，由于TBM應用于巖體隧道的施工，各個施工過程沒有也不需要像盾構(gòu)法那樣連貫。5、 管道結(jié)構(gòu)不同，頂管法的管道是由一段段完整的管段連接構(gòu)成，而盾構(gòu)法和TBM的管道是由若干預制管片拼裝成一段管，管之間再相互連接而成。相同點：1、 三種方法均屬暗挖法，對地表的影響較??；2、 三種方法均采用機械推進的方式。3、 三種方法均適用于水下隧道的施工。4、 三種方法的管段均為預制。16、試述新奧法、礦山法和淺埋暗挖

16、法的異同。答：不同點：1、新奧法、礦山法適用于巖石地層，淺埋暗挖法適用于軟土地層； 2、新奧法采用光面爆破技術(shù)，力求減少超挖，對圍巖破壞小，礦山法采用普通爆破，對圍巖損害較大。 3、淺埋暗挖法要求支護剛度及承載力較大，并提前架設，靠支護為圍巖提供承載力，保持穩(wěn)定，對支護時間要求嚴格，即“隨開挖，隨支護”，而新奧法采用柔性混凝土層及錨桿作為支護，力求將巖石、混凝土和錨桿結(jié)成一個整體，依靠圍巖的自承載力。礦山法在爆破、清孔后架設支護（撐），在時間上及支護類型上沒有嚴格要求，但由于工法對圍巖破壞較大，經(jīng)常需要加強支撐。 4、淺埋暗挖法對土質(zhì)要求高，對不良土質(zhì)要求預先通過注漿等方式改良，而礦山法和新奧

17、法是對圍巖爆破，無此要求。 5、淺埋暗挖法主要利用土層在開挖過程中的短期自穩(wěn)能力，因此工程施工段多而短，每段工程力求在短時間內(nèi)完成，新奧法主要利用巖層的自承載力，通過光面爆破、錨噴支護及量測就能實現(xiàn)，礦山法的承載主要靠支撐實現(xiàn)，速度較慢，兩種方法對每一段的施工速度沒有嚴格要求。 相同點：1、 新奧法由礦山法發(fā)展而來，淺埋暗挖法由新奧法發(fā)展而來，三種方法的基本原理都是先使巖體松動，然后開挖并架設支撐。2、 三種方法均能用于城市地下隧道的施工。3、 三種方法均采用鉆爆法開挖。4、 三種方法的襯砌結(jié)構(gòu)類似。5、 三種方法的初期襯砌結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)澆。17、城市地下工程施工經(jīng)常引發(fā)的環(huán)境問題有哪些？這些問題

18、具有怎樣的特點？答：P1681、 地層變形，地下采空區(qū)周圍土體固結(jié)變形導致，嚴重時會使地面建筑和地下管線喪失使用功能，而工程降水也會使土體固結(jié)變形，導致地表沉降，造成危害。2、 地下洞室圍巖變形，由于地下洞室開挖導致圍巖失穩(wěn)，伴隨產(chǎn)生洞室頂部塌落，邊墻鼓出與滑塌，洞室底部的鼓脹與隆起，圍巖縮頸、巖爆等災害。3、 地下水降落漏斗擴大，在進行地下巖土工程建設時，地下水滲入地下空間或其他地下建筑物，會在成周圍基巖和土層中的地下水位下降，在這些地區(qū)形成沉降漏斗，又是還會危及供水。另外，長時間、大面積、多含水層的基坑降水將使處在平衡狀態(tài)的地下水滲流場發(fā)生變化，導致局部地下水位下降過快，含水層和隔水層發(fā)生新的啞謎作用，產(chǎn)生區(qū)域性降落漏斗和局部地面沉降。4、 地下水污染問題，地下工程灌漿或設置止水帷幕所使用的混凝土和化學藥劑，影響了地下水水