隧道工程期末考復(fù)習(xí)重點(diǎn)第三版

1、隧道工程期末考復(fù)習(xí)重點(diǎn)-第三版-朱永全宋玉香-石家莊鐵道大學(xué)第一章隧道的分類：按地質(zhì)條件：土質(zhì)隧道和石質(zhì)的隧道。按埋置深度：淺埋和深埋按位置：山嶺隧道、水底隧道、城市隧道按用途，分為交通隧道（1、鐵路隧道2、公路隧道3、水底隧道4、地下鐵道5、航 運(yùn)隧道6、人行地道）、水工隧道（1、引水隧道2、尾水隧道3、導(dǎo)流隧道或泄洪隧道4、 排沙隧道）、市政隧道（1、給水隧道2、污水隧道3、管道隧道4、線路隧道5、人防隧 道）、礦山隧道（1、運(yùn)輸巷道2、給水巷道3、通風(fēng)巷道）第二章巖體的基本工程性質(zhì)：1、巖體處于一定的天然應(yīng)力作用之下（重力應(yīng)力場(chǎng)和構(gòu)造應(yīng) 力場(chǎng)）：2、巖體物理力學(xué)性質(zhì)的不均勻性（相同的天然

2、巖體其物理力學(xué)性質(zhì)隨在巖體中 所測(cè)點(diǎn)的空間位置不同而有差異，呈現(xiàn)出巖體的不均勻性）：3、巖體是由結(jié)構(gòu)面分割的 多裂隙體（結(jié)構(gòu)面分為：原生結(jié)構(gòu)面、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面、次生結(jié)構(gòu)面）；4、巖體具有各向異 性：5、巖體具有可變性；6、單向應(yīng)力狀態(tài)下巖石的變形特征；7、三軸壓縮下巖石的強(qiáng) 度和變形特征：8、裂隙巖體的強(qiáng)度性質(zhì)地應(yīng)力：任何物體均受著地心引力的作用，因而處于受力狀態(tài)之中。對(duì)于地殼巖體來 說，他經(jīng)歷了長(zhǎng)期的地殼運(yùn)動(dòng)，自然處r-更為復(fù)雜的受力狀態(tài)。這種應(yīng)力狀態(tài)是指巖體在 天然狀態(tài)下所具有的內(nèi)在應(yīng)力，可稱之為巖體的初始應(yīng)力，也叫他應(yīng)力。圍巖：是指隧道開挖后其周圍產(chǎn)生應(yīng)力重分布范圍內(nèi)的巖體，或指隧道開挖后對(duì)

3、其穩(wěn) 定性產(chǎn)生影響的那部分巖體圍巖分級(jí)目的：作為選擇施工方法的依據(jù)；進(jìn)行科學(xué)管理及正確評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)效益；確定 結(jié)構(gòu)上的荷載；給出襯砌結(jié)構(gòu)的類型及其尺寸；制定勞動(dòng)定額、材料消耗標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。圍巖分級(jí)依據(jù)：1、準(zhǔn)確客觀，有定量指標(biāo)，盡量減少因人而異的隨機(jī)性；2、便于操 作使用，適于一般勘測(cè)單位所具備的技術(shù)裝備水平；3、最好在挖開地面前得到結(jié)論。圍巖分級(jí)方法：1、以巖石強(qiáng)度或巖石的物理指標(biāo)為代表的分級(jí)方法（以巖石強(qiáng)度為 基礎(chǔ)的分級(jí)方法、以巖石的物理指標(biāo)為基礎(chǔ)的分級(jí)方法）2、以巖體構(gòu)造、巖體特征為代 表的分級(jí)方法（泰沙基分級(jí)法、以巖體綜合物性為指標(biāo)的分級(jí)方法）3、余地質(zhì)勘探手段 相聯(lián)系的分級(jí)方法（按彈性波（

4、縱波）速度的分級(jí)方法、以巖石質(zhì)量為指標(biāo)的分級(jí)方法 （RQD方法）所謂的巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD是指鉆探時(shí)巖芯復(fù)原率，或稱巖芯采取率。巖芯復(fù)原率即單 位長(zhǎng)度鉆孔中10cm以上的巖芯占有的比例。（RQD=10cm以上巖芯累計(jì)長(zhǎng)度彳單位鉆孔長(zhǎng)度X 100%）巖石質(zhì)量-Q的分級(jí)方法：Q=RQDJh X Jr + Ja X Jw+SRF Jh一節(jié)理組數(shù)目， Jr一一節(jié)理粗糙度，Ja節(jié)理蝕變值，Jw一一節(jié)理含水折減系數(shù)，SRF一一應(yīng)力折減系 數(shù)圍巖的分級(jí)方法的發(fā)展趨勢(shì)：分級(jí)應(yīng)主要以巖體為對(duì)象，分級(jí)宜于地質(zhì)勘探手段有機(jī) 聯(lián)系起來，分級(jí)要有明確的工程對(duì)象和工程目的，分級(jí)應(yīng)逐漸定量化。鐵路隧道目前鐵路隧道圍巖分級(jí)采用

5、以圍巖穩(wěn)定性為基礎(chǔ)的分級(jí)方法，由巖石堅(jiān)硬程度和巖體 完整程度兩個(gè)因素確定?？幢砀瘢簢鷰r堅(jiān)硬程度的劃分P24、圍巖完整程度的劃分P25、鐵路隧道圍巖分級(jí)P25隧道級(jí)別的修正：圍巖級(jí)別應(yīng)在基本分級(jí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合隧道工程的特點(diǎn)，考慮地下 水、初始地應(yīng)力狀態(tài)和風(fēng)化作用等必要因素進(jìn)行修正。地下水的影響（軟化圍巖、軟化結(jié)構(gòu)面、承壓水作用.第三章隧道位置的選擇隧道的位置與線路是互為相關(guān)的。在一般情況下，當(dāng)一段線路的方案比選一旦確定以 后，區(qū)段上的隧道的位置就只能依從于線路的位置大體決定，最多是在上、下、左、右很 小幅度內(nèi)做些小的移動(dòng)。但是，如果隧道很長(zhǎng)、工程規(guī)模很大、技術(shù)上也有一定困難、屬 于本區(qū)段的重點(diǎn)控

6、制工程，那么這一區(qū)段的線路就得依從丁隧道所選定的最優(yōu)位置，然后 線路以相應(yīng)的引線湊到隧道的位置上來。越嶺線上的隧道位置的選擇依據(jù)：主要以選擇短口和確定隧道高程兩大因素河谷線 上的隧道位置的選擇，要考慮山體的偏側(cè)壓力。P33,兩個(gè)都看看隧道洞口位置的選擇“早出晚進(jìn)”原則：即在決定隧道洞口位置時(shí)，為了確保施工、運(yùn)營的安全，寧可早 一點(diǎn)進(jìn)洞，晚一點(diǎn)出洞，這樣做，雖然隧道長(zhǎng)度修長(zhǎng)了一點(diǎn)，卻較為安全可靠。選擇隧道洞口位置注意的原則：1洞口不宜設(shè)在城口溝谷的中心或溝底低洼處。2洞 口應(yīng)避開不良地質(zhì)地段。3當(dāng)隧道線路通過巖壁陡立，基巖裸露處時(shí)，最好不刷動(dòng)或少刷 動(dòng)原生地表，以保持山體的天然平衡。4減少洞口路

7、墊段長(zhǎng)度，延長(zhǎng)隧道，提前進(jìn)洞。5 洞口線路宜于等高線正交。6當(dāng)線路位于有可能被水淹沒的河灘或水庫回水影響范圍以內(nèi) 時(shí)，隧道洞口標(biāo)高應(yīng)高出洪水位加波浪高度，以防洪水灌入隧道。7為了確保洞口的穩(wěn)定 和安全，邊坡及仰坡均不宜開挖過高。8當(dāng)洞口附近遇有水溝或水渠橫跨線路時(shí)，可設(shè)置 拉槽開溝的橋梁或涵洞，以排泄水流。9當(dāng)洞口地勢(shì)開闊，有利于施工場(chǎng)地布置時(shí)，可利 用棄渣有計(jì)劃、有目的地改造洞口場(chǎng)地、以便布置運(yùn)輸便道、材料堆放場(chǎng)、生產(chǎn)設(shè)施用地 及生產(chǎn)、生活用房等。另外，在橋隧相連時(shí)，應(yīng)注意防止因棄渣造成橋孔堵塞或推壞橋梁 墩臺(tái)建筑物。鐵路隧道的坡道形式一般采用單面坡或人字坡單面坡：適用范圍：多用于線路的緊坡

8、地段或展線的地區(qū)，優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)閱蚊嫫驴梢誀?zhēng) 取高程，拔起或降低一定的高度，促進(jìn)洞內(nèi)的自然通風(fēng)。缺點(diǎn)：在施工階段，對(duì)F下坡開 挖，洞內(nèi)的水自然的流向開挖工作面，使開挖工作受到干擾，需要隨時(shí)抽水外排。此外， 運(yùn)渣時(shí)，空車下坡重車上坡，運(yùn)輸效率低。人字坡：適用范圍：多用于長(zhǎng)隧道，尤其是越嶺隧道。優(yōu)點(diǎn)：施工時(shí)，水白然的流向 洞外，排水措施相應(yīng)的簡(jiǎn)化，而且重車下坡空車上坡運(yùn)輸效率高。缺點(diǎn)：列車通過時(shí)排出 的有害氣體聚集在兩坡間的頂峰處，盡管用機(jī)械通風(fēng)，有時(shí)也排除不干凈，長(zhǎng)時(shí)間積累， 濃度漸漸增大，使司機(jī)以及洞內(nèi)維修人員的健康受到影響。了解坡道長(zhǎng)度P44隧道凈空：是指隧道襯砌的內(nèi)輪廓線所包圍的空間。鐵路隧道

9、凈空是根據(jù)“基本建筑 限界”確定的，“基本建筑限界” 乂是根據(jù)“機(jī)車車輛限界”制定的。限界：是一種規(guī)定的輪廓線，這種輪廓線以內(nèi)的空間是保證列車安全運(yùn)行所必需的。 建筑限界：是建筑物不得侵入的一種限界機(jī)車車輛限界：是指機(jī)車車輛最外輪廓的限界尺寸。基本建筑限界：是指線路上各種建筑物和設(shè)備均不得侵入的輪廓線。隧道建筑限界：是指包圍“基本建筑限界”外部的輪廓線，即要比“基本建筑限界” 大一些，留出少許空間，用于安裝通信信號(hào)、照明、電力等設(shè)備。直線隧道凈空：”直線隧道凈空”要比“隧道建筑限界”稍大一些，除了滿足限界要 求外，考慮避難等安全空間、救援通道級(jí)技術(shù)作業(yè)空間，還考慮了在不同的圍巖壓力作用 下，襯

10、砌結(jié)構(gòu)的合理受力形狀以及施工方便等因素。曲線隧道凈空加寬加寬值的計(jì)算方法P51隧道襯砌斷面的初步擬定，采取經(jīng)驗(yàn)類比 的方法，考慮三個(gè)因素1內(nèi)輪廓，2結(jié)構(gòu)軸線，3截面厚度。第四章隧道結(jié)構(gòu)建筑可分為主體建筑物和附屬建筑物，主體建筑物是為了保持隧道的穩(wěn)定和 正常使用而修建的，由洞門及洞身結(jié)構(gòu)組成，附屬建筑物指保證隧道正常使用所需的各種 輔助設(shè)施。一、襯砌的主要方式有：整體式混凝土襯砌、拼裝式襯砌、噴射混凝土襯砌 和復(fù)合式襯砌。1、整體式混凝土襯砌多為臨時(shí)支護(hù)，傳統(tǒng)礦山法采用較多，不作為結(jié)構(gòu)的組成部分, 有直墻式和曲墻式兩種，分別由頂部拱圈、邊墻和下部鋪底組成。直墻式適用于地質(zhì)條件 較好，以垂直圍巖壓

11、力為主的地區(qū)。曲墻式適用于地質(zhì)條件較差，有較大水平壓力的情況, 分為有仰拱和無仰拱兩種。2、拼裝式襯砌以盾構(gòu)法施工采用較多，多用于城市地鐵，是將構(gòu)件事先預(yù)制，在隧 道內(nèi)部用機(jī)械進(jìn)行拼裝的襯砌方式，特點(diǎn)是成環(huán)后立即受力，便與機(jī)械施工節(jié)省勞力。3、錨噴式襯砌既作為隧道的臨時(shí)支護(hù)，乂作為永久結(jié)構(gòu)存在，在圍巖整體性較好、 試用期較短、重要性較低的隧道中廣泛使用。特點(diǎn)是開挖后襯砌及時(shí)、施工方便、經(jīng)濟(jì)。4、復(fù)合式襯砌目前大都采用內(nèi)外兩層襯砌，可以是一種形式、方法和材料施作的， 也可以是不同形式、方法、時(shí)間和材料施作的，是山嶺隧道的主要施工方法。按組合情況 可分為錨噴支護(hù)與混凝土襯砌。按圍巖條件不同分別采用

12、不同的斷面形式和支護(hù)、襯砌參 數(shù)。關(guān)于復(fù)合式襯砌內(nèi)外層結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，有三種看法：A,圍巖具有自承載力，它與初 期支護(hù)組合在一起能起到永久建筑物的作用，故二次襯砌只是用來提高安全度的；B,二 次襯砌是主要的，它不僅穩(wěn)定圍巖變形且在整個(gè)襯砌結(jié)構(gòu)中起主導(dǎo)作用：C,內(nèi)外層襯砌 共同承我受力。實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合式襯砌的極限承我力比同等厚度的單層模筑混凝土襯砌強(qiáng)度 高15%一25%。若合理調(diào)整內(nèi)襯的施作時(shí)間，其強(qiáng)度還可提高。二、1、洞門作用：減少洞口土石方開挖量，穩(wěn)定邊坡、仰坡，引離地表水， 裝飾洞口。2、洞門形式：環(huán)框式、端墻式、翼墻式、柱式、臺(tái)階式、斜交式、喇叭口式。端墻式最常見，適用于地形開闊、石質(zhì)穩(wěn)定

13、的地區(qū)，由端墻和洞門頂排水溝組成。作 用是抵抗山體縱向推力及維系洞口仰坡穩(wěn)定。翼墻式適用于地質(zhì)差山體縱向推力較大的情 況，由翼墻和側(cè)面邊坡組成，翼墻抵抗山體縱向推力，增加洞門抗滑抗傾覆能力，側(cè)面邊 坡保護(hù)路塹，類似擋土墻。柱式洞門可增加端墻穩(wěn)定性，適用于地形較陡，仰坡下滑可能性大，乂因地形限制不能設(shè)翼墻的情況，乂因美觀性，適用于城市、風(fēng)景區(qū)或長(zhǎng)大隧道洞 口。3、明洞是采用明挖法修筑的隧道，主要有拱式和棚式兩種。拱式明洞由拱圈、邊墻 和仰拱組成?？煞譃槁穳q式對(duì)稱性、路塹式偏壓型、半路塹式偏壓型、半路塹式單壓型。 棚式可分為蓋板式、剛架式、懸臂式。三、附屬建筑物包括防排水設(shè)施、電力及通信設(shè)施、運(yùn)營

14、通風(fēng)設(shè)施和避車洞。避車洞 用以保證行人、維修人員安全，放置工具和材料。根據(jù)斷面尺寸可分為大避車洞（隧道每 隔300m一個(gè)）和小避車洞（隧道每隔30m 一個(gè)）。第五章1.圍巖壓力：圍巖壓力是指引起地下開挖空間周圍巖體和支護(hù)變形或破壞的作用力。 2.圍巖壓力分類：A.松動(dòng)壓力（由于開挖而松動(dòng)或坍塌的巖體以重力形式直接作用在支 護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力稱為松動(dòng)壓力，松動(dòng)壓力分為豎向壓力和側(cè)向壓力）形成取決因素：隧道的形狀和尺寸：隧道的埋深；施工因素確定方法：現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地量測(cè)，按理論公式計(jì)算確定，根據(jù)大量的實(shí)際資料，采用統(tǒng)計(jì)的 方法分析確定。B.形變壓力（形變壓力是由于圍巖變形受到與之密貼的支護(hù)如錨噴支護(hù)等的抑制，

15、而使圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)在共同變形過程中，圍巖對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加的接觸壓力）C.膨脹壓力（當(dāng)巖體具有吸水，應(yīng)力解除等膨脹性特征時(shí)，由于圍巖膨脹所引起的壓 力稱為膨脹壓力）D.沖擊壓力（沖擊壓力是圍巖中積累了大量的彈性變形能以后，由于隧道的開挖，圍 巖的約束被解除，能量突然釋放所產(chǎn)生的壓力）3.影響圍巖壓力的因素、一類是地質(zhì)因素它包括初始應(yīng)力狀態(tài)，巖石力學(xué)性質(zhì)， 巖體結(jié)構(gòu)面等，另一類是工程因素，它包括施工方法、支護(hù)設(shè)置時(shí)間、支護(hù)剛度、坑道形狀 等。4.結(jié)構(gòu)力學(xué)方法：這種方法是將支護(hù)和圍巖分開考慮，支護(hù)結(jié)構(gòu)是承載主體，地層對(duì)結(jié)構(gòu)的作用只是產(chǎn)生作用在地下結(jié)構(gòu)上的荷載，以計(jì)算襯砌在荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力和變 形的方法，也稱為荷載一結(jié)構(gòu)法。5.結(jié)構(gòu)力學(xué)方法基本原理：其設(shè)計(jì)原理是按圍巖分級(jí) 或由實(shí)用公式確定圍巖壓力，圍巖對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的約