《鐵路隧道》復(fù)習(xí)資料

1、鐵路隧道課程復(fù)習(xí)重點(diǎn)：1非電化隧道：指內(nèi)燃牽引列車通行的鐵路隧道。2翼墻式洞門：在端墻前面設(shè)置兩道縱向支撐的斜擋墻，以增強(qiáng)端墻的穩(wěn)定性。3圍巖失穩(wěn)：圍巖變形達(dá)到了一定的限度，不能自穩(wěn)，產(chǎn)生松動(dòng)、坍塌。4斜眼掏槽：與開挖工作面呈一定角度的掏槽眼，掏槽效果較好。5礦山法：采用鉆眼、放炮開挖隧道的方法。6硬巖：指飽和極限抗壓強(qiáng)度Rb大于30MPa的巖石。7曲線隧道：隧道的縱向線形為曲線，鐵路隧道需要加寬，公路隧道依據(jù)曲線半徑的情況8隧道預(yù)支護(hù)：超前于開挖工作面的支護(hù)，如超前錨桿、管棚等。9圍巖壓力：圍巖對(duì)隧道結(jié)構(gòu)形成的壓力。10噴錨支護(hù)：用噴射混凝土和錨桿組成，對(duì)隧道施作的初期支護(hù)。開敞式掘進(jìn)機(jī)：大

2、型全斷面掘進(jìn)機(jī)械，適用于中硬巖層。11圍巖：隧道開挖后對(duì)周圍地層發(fā)生擾動(dòng)的那一部分巖體。12防水板：第 1 頁(yè) 共 9 頁(yè)在隧道結(jié)構(gòu)中的防水材料，有外貼式和夾層式。13二次襯砌：在復(fù)合式襯砌中的模注混凝土襯砌，待圍巖基本穩(wěn)定后施作。14非電控制爆破：采用藥卷、塑料導(dǎo)爆管、傳爆索、非電毫秒雷管等器材進(jìn)行的爆破，它能有效地減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。 15新奧法特點(diǎn)：“少擾動(dòng)，早錨噴，勤量測(cè)，緊封閉”16礦山法特點(diǎn)：“少擾動(dòng)，早支撐，慎撤擼，快襯砌”17隧道勘查的目的：查明隧道所處位置的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工提供資料 為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工提供資料對(duì)存在的巖土工程問題、環(huán)境問題進(jìn)行分析評(píng)價(jià)

3、，提出合理的設(shè)計(jì)和施工建議隧道施工和運(yùn)營(yíng)對(duì)環(huán)境保護(hù)的影響提出意見18隧道勘查的三個(gè)階段：可行性勘察（預(yù)可行性研究；工程可行性研究；橋隧可行性研究現(xiàn)狀） 初步勘察（收集資料；工程地質(zhì)選定隧道線位；初步勘察資料整理）詳細(xì)勘察（目的：為線位布設(shè)和編制施工圖設(shè)計(jì)提供完整的工程地質(zhì)資料；任務(wù)：在初勘基礎(chǔ)上，進(jìn)一步查明隧道沿線地質(zhì)特征和不良地質(zhì)規(guī)模、大小范圍；步驟(1)前期的準(zhǔn)備工作(2)沿線地質(zhì)勘察(3)試驗(yàn)(4)資料整理(5)編寫詳勘報(bào)告）19洞門位置的選擇考慮哪些因素：1洞口應(yīng)盡可能地設(shè)在山體穩(wěn)定、地質(zhì)較好，地下水不太豐富的地方。2不應(yīng)設(shè)在排水困難的溝谷低洼中心，不要與水爭(zhēng)路。）理由：(1)溝谷地勢(shì)

4、狹窄第 2 頁(yè) 共 9 頁(yè)不利施工(2)不利防洪排水(3)洼地一般地質(zhì)條件較差；3洞口應(yīng)盡可能設(shè)在線路與地形等高線正交處,使隧道正面進(jìn)入山體，洞門結(jié)構(gòu)物不致受到偏側(cè)壓力；4線路與等高線斜交無法避免時(shí)：可采用斜交洞門，但圍巖類別應(yīng)不小于級(jí)且斜交角度一般不小于45°；接長(zhǎng)明洞；采用臺(tái)階式洞門；5當(dāng)線路位于有可能被淹沒的河灘上或水庫(kù)回水影響范圍以內(nèi)時(shí)，隧道洞口標(biāo)高應(yīng)在洪水位以上；6為洞口穩(wěn)定和安全,邊坡及仰坡均不宜開挖過高, 不使新開出的暴露面太大； 7當(dāng)隧道穿過懸崖陡壁時(shí)，可貼壁進(jìn)洞；8當(dāng)隧道穿過懸崖陡壁時(shí)，巖壁穩(wěn)定且落石或坍塌不可能時(shí)，一般不宜刷動(dòng)原坡面，破壞地表植被，暴露風(fēng)化破碎巖層

5、，使洞口處于不利地位；9若洞頂危巖活石難以清除，或支護(hù)上有落石掉塊危及行車安全時(shí)，應(yīng)延伸洞口接長(zhǎng)明洞至能坍落影響范圍以外35m；10當(dāng)洞口地形平緩時(shí)，由于選定洞口位置有較大的伸縮范圍時(shí)，此時(shí)應(yīng)結(jié)合洞外填方路塹施工難易、路塹排水支農(nóng)要求、棄碴場(chǎng)地、施工力量及機(jī)械設(shè)備等情況全面考慮；11洞口以外應(yīng)當(dāng)留有生產(chǎn)活動(dòng)的場(chǎng)所?？傊?，選定隧道洞口位置時(shí)，首先要按照地質(zhì)條件控制邊坡和仰坡的高度和坡面長(zhǎng)度，其次是避開不良地質(zhì)區(qū)域和排水影響，最后才從經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行比較。20洞門的作用：洞門是隧道兩端的外露部分，也是聯(lián)系洞內(nèi)襯砌與洞口外路塹的支護(hù)結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定邊坡；減少洞口土石方開挖量；裝飾洞口；引離地表流水引離地表流水

6、。（ 長(zhǎng)臺(tái)階法；短臺(tái)階法；超短臺(tái)階法21選擇臺(tái)階長(zhǎng)度的條件：1)初期支護(hù)閉合環(huán)的時(shí)間要求：圍巖越差，閉合時(shí)間要求越短，臺(tái)階必須縮短。第 3 頁(yè) 共 9 頁(yè)2)施工機(jī)械的效率：效率高，則可以縮短支護(hù)閉合時(shí)間，臺(tái)階可適當(dāng)加長(zhǎng)。 原則：希望初期支護(hù)盡快閉合。圍巖不好時(shí)，應(yīng)以條件為主；圍巖較好時(shí)，應(yīng)以條件為主。22隧道支護(hù)的特點(diǎn)；及時(shí)性（時(shí)間：噴射砼，早強(qiáng)，能迅速給圍巖提供支護(hù)抗力；空間：緊跟開挖面施工；超前支護(hù)。）密貼性：噴射砼與圍巖能全面密貼粘結(jié)，粘結(jié)力一般可達(dá)7MPa；連鎖作用；復(fù)合作用；增強(qiáng)作用填充凹隙)。柔柔性：錨桿桿+混凝土+鋼筋筋網(wǎng)+鋼纖維，容易調(diào)節(jié)圍巖變形，可控制圍巖塑性變形適度發(fā)展，

7、發(fā)揮自承能力。深入性：錨桿可深入圍巖一定深度加固圍巖，形成承載圈；系統(tǒng)錨桿，超前錨桿。靈活性：支護(hù)類型、參數(shù)、數(shù)量可靈活調(diào)整。封閉性 ：空間；力學(xué)。 23淺埋隧道施工方法以及各自優(yōu)缺點(diǎn)：1） 明挖法（放坡開挖 ，懸臂支護(hù)開挖 ，圍護(hù)有支撐開挖）優(yōu)點(diǎn)：可機(jī)械化施工，速度較快，施工較簡(jiǎn)單，質(zhì)量有保證，安全可靠。 缺點(diǎn)：開挖及回填土方量大，對(duì)于有支撐的圍護(hù)，支撐工藝較復(fù)雜（2分）2） 地下連續(xù)墻，又可分為現(xiàn)澆地下連續(xù)墻，預(yù)制地下連續(xù)墻，排樁地下連續(xù)墻優(yōu)點(diǎn)：地下連續(xù)墻既可作基坑開挖的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，也可作為地下結(jié)構(gòu)的一部分，由于其墻體剛度大，防滲性能好，能適應(yīng)軟土質(zhì)條件，工程施工對(duì)周圍土體擾動(dòng)小，對(duì)周圍建筑

8、物影響也小，施工時(shí)振動(dòng)小，噪音低，在狹窄場(chǎng)地也能安全施工。缺點(diǎn)：在鉆孔或挖槽中要用泥漿護(hù)壁，防止坍塌，應(yīng)隨不同地質(zhì)條件選用不同的挖槽機(jī)械，及護(hù)壁措施；有的需大型吊裝設(shè)備，或施工速度較慢。（2第 4 頁(yè) 共 9 頁(yè)分）3） 蓋挖法優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)水平位移??；結(jié)構(gòu)板可作為基坑開挖的支撐，節(jié)省臨時(shí)支撐；縮短占道時(shí)間，減少對(duì)地面的干擾；受外界氣候影響小。缺點(diǎn)：出土不方便，板、墻、柱施工按頭多，防水處理；功效低速度慢；結(jié)構(gòu)框架形成之前，中間立柱能夠支承的上部荷載有限。（2分）4） 淺埋暗挖法優(yōu)點(diǎn)：是參考新奧法的基本原理，開挖中用多種輔助措施加固圍巖，充分調(diào)動(dòng)圍巖的自承能力，及時(shí)支護(hù)，封閉成環(huán)，與圍巖共同形成聯(lián)

9、合支護(hù)體系，能有效地抑制圍巖過大變形。缺點(diǎn)：應(yīng)與其他方法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，施工中必須嚴(yán)格控制地表的變形沉陷；要求要?jiǎng)傂灾ёo(hù)或地層改良；亦可按不同地質(zhì)條件通過試驗(yàn)段的施工來指導(dǎo)設(shè)計(jì)施工。（4分）24噴射混凝土防水適用情況：適用：圍巖有大面積裂隙滲水，水量壓力較小時(shí)，結(jié)合初期支護(hù)采用噴射混凝土堵水，加大速凝劑用量，進(jìn)行連續(xù)噴射，在主裂縫處不噴射混凝土，使水流能集中于主裂隙流入盲溝，通過盲溝排出。塑料防水板防水：適用：圍巖有大面積裂隙滲水，水量、壓力不太大時(shí)。初期支護(hù)施作完畢，二次襯砌施作前。巖壁全斷面鋪設(shè)防水板防水25模筑混凝土襯砌防水：適用：模筑混凝土本身就有一定的抗?jié)B阻水能力。普通混凝土的抗?jié)B

10、性能較差。保證混凝土襯砌的抗?jié)B防水性能。26涂料防水特點(diǎn)：在隧道內(nèi)表面噴涂或刷涂防水涂料，如乳化瀝青、環(huán)氧焦油等。在山嶺隧道中應(yīng)用還不是很廣泛。第 5 頁(yè) 共 9 頁(yè)27防水砂漿抹面特點(diǎn)：是在普通水泥砂漿中摻加各種防水劑，提高抹面的防水性能。氯化鐵防水砂漿、氯化鈣防水砂漿。在隧道內(nèi)產(chǎn)生較大變形的部位，由于防水砂漿是一種剛性防水層，不宜采用。28注漿堵水特點(diǎn)：圍巖破碎、含水、易坍塌的地段，采用注漿加固圍巖和防水措施?；瘜W(xué)注漿，比較有效。壓注水泥砂漿，效果一般。巖性（抗壓強(qiáng)度、彈性模量、彈性波速等）。地質(zhì)構(gòu)造（巖體完整性或結(jié)構(gòu)狀態(tài)）。地下水（地下水發(fā)育時(shí)圍巖級(jí)別應(yīng)降低）。1個(gè)附加因素：初始地應(yīng)力（

11、適當(dāng)考慮）。目前國(guó)內(nèi)外圍巖的分級(jí)方法，按其性質(zhì)主要分為：以巖石強(qiáng)度或物理指標(biāo)為代表的分級(jí)方法。1以巖石強(qiáng)度為基礎(chǔ)的分級(jí)法以巖石強(qiáng)度為基礎(chǔ)的分級(jí)法（代表：土石分類法堅(jiān)石、次堅(jiān)石、松石、土。 ）；2以巖石物性指標(biāo)為基礎(chǔ)的分級(jí)法（代表：巖石堅(jiān)固性系數(shù)(f值)分級(jí)法普氏法氏法 f值：一個(gè)綜合的物性指標(biāo)值，如巖石的抗鉆性、抗爆性、強(qiáng)度等。但核心還是巖石強(qiáng)度）。以巖體構(gòu)造特征為代表的分級(jí)方法。代表：1 泰沙基法考慮圍巖的完整狀態(tài)和巖性，共9級(jí)。2我國(guó)交通隧道圍巖分級(jí)法借鑒了泰沙基法，考慮巖體綜合物性，共6級(jí)。以地質(zhì)勘探手段相聯(lián)系的分級(jí)方法。代表： 彈性波速分級(jí)法波速是反映巖性與巖體結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)綜合指標(biāo)，波速

12、越高，圍巖越好。巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD指標(biāo)也是反映巖性與巖體結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)綜合指標(biāo)。 巖芯復(fù)原率RQD=（10cm以上的巖心累計(jì)長(zhǎng)度/鉆孔總長(zhǎng)度）×100%。組合多種因素的分級(jí)方法。 代表： 巖體質(zhì)量分級(jí)法。巴頓等人提出的“巖體質(zhì)量QQ”分級(jí)法。組合了6個(gè)參數(shù)：巖石質(zhì)量指標(biāo)、節(jié)理組數(shù)目、節(jié)理粗糙度、節(jié)理蝕變值、節(jié)理含水折減系數(shù)、應(yīng)力折減系數(shù)。以工程對(duì)象為代表的分級(jí)法。代表：專門適用于噴錨支護(hù)的原國(guó)家建委頒布第 6 頁(yè) 共 9 頁(yè)的圍巖分布的圍巖分級(jí)法(1979年) 、蘇聯(lián)在巴庫(kù)修建地下鐵道時(shí)所采用的圍巖分級(jí)法(1966年)等。處理溶洞的方法：“引、堵、越、繞”四種引-注意：遇到暗到暗河或或溶

13、洞有有水流時(shí)時(shí)，宜排不宜堵。方法：暗管、涵管或小橋等堵-對(duì)象：已停止發(fā)育、跨徑較小，無水的溶洞。方法： 混凝土、漿砌或干砌片石回填封閉越-現(xiàn)象1： 隧道一側(cè)遇到狹長(zhǎng)而較深的溶洞。方法方法：加深該側(cè)的邊墻基礎(chǔ)加深該側(cè)的邊墻基礎(chǔ)?，F(xiàn)象2：隧道底部遇有較大溶洞并有流水。方法：在隧底以下砌筑圬工承重墻，跨越而過而過，承重墻內(nèi)套設(shè)涵管引排溶洞水承重墻內(nèi)套設(shè)涵管引排溶洞水。 現(xiàn)象3：隧道邊墻部位遇到較大、較深的溶洞，加深邊墻基礎(chǔ)困難。方法：在邊墻部位或隧底以下筑拱跨過29依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)內(nèi)容： 隧道內(nèi)目測(cè)觀察 隧道收斂量測(cè) 地表下沉量測(cè) 位移反分析，指導(dǎo)施工。30如何掌握好施作時(shí)間和支護(hù)剛

14、度k。：隧道開挖后，若支護(hù)非?？?，且支護(hù)剛度又很大，隧道周邊圍巖沒有變形或變形很小，圖中A點(diǎn)取得平衡，支護(hù)需提供很大支護(hù)力pmax；圍巖僅負(fù)擔(dān)產(chǎn)生彈性變形u0的壓力；假如平衡位置由A點(diǎn)移至C點(diǎn)、E點(diǎn)，則形變壓力由pmax減至p C、p E。若隧道開挖后不加支護(hù)，或支護(hù)很不及時(shí)，即允許圍巖自由變形。表現(xiàn)為曲線DB。這時(shí)，隧道周邊位移達(dá)到最大值umax，形變壓力pa很小或接近于零。圍巖已經(jīng)出現(xiàn)松馳、坍塌，圍巖對(duì)支護(hù)的壓力就是松散壓力，只能按傳統(tǒng)施工第 7 頁(yè) 共 9 頁(yè)方法施作模注混凝土襯砌。較佳的支護(hù)工作點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在D點(diǎn)以左附近，如圖中EE點(diǎn)點(diǎn)。在該點(diǎn)上在該點(diǎn)上 ，圍巖既可產(chǎn)生較大的圍巖既可產(chǎn)生較大

15、的變形 ，以較多地分擔(dān)巖體壓力，而由支護(hù)分擔(dān)的形變壓力較小。31錨噴支護(hù)特點(diǎn)：分為兩次支護(hù)：首先在隧道開挖后，及時(shí)地進(jìn)行初期支護(hù)和封閉；通過對(duì)圍巖變形的監(jiān)測(cè)，掌握隧道周邊圍巖和支護(hù)的變形情況，待變形基本趨于穩(wěn)定時(shí)，即達(dá)到圖中F點(diǎn)附近時(shí)，再進(jìn)行第二次支護(hù)。如作內(nèi)層二次襯砌，所承受的形變壓力就更小，或?yàn)榱?。?shí)際工作中，支護(hù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定，包括支護(hù)時(shí)間和支護(hù)類型的確定，支護(hù)后變形數(shù)值的判定標(biāo)準(zhǔn)，是否進(jìn)行二次支護(hù)，以及何時(shí)進(jìn)行二次支護(hù)等往往要依靠經(jīng)驗(yàn)確定。32明洞應(yīng)重視拱背和墻背的回填，其中重視：回填是為了保護(hù)拱背及拱腳，增強(qiáng)拱腳的固結(jié)，增加其穩(wěn)定性，起加強(qiáng)的作用。墻背回填質(zhì)量的好壞，直接影響到墻背巖土的穩(wěn)定、側(cè)壓力的大小，也影響到墻背抗力的大小。一般對(duì)、V類圍巖的回填要求用片石混凝土或漿砌片石回填密實(shí)，并與圍巖面接合良好。對(duì)類及I類圍巖，墻背回填料的內(nèi)摩擦角也應(yīng)高于圍巖的內(nèi)摩擦角，如用漿砌片石、干砌片石回填。墻背回填料的內(nèi)摩擦角，應(yīng)