隧道工程作業(yè)完整版

1、緒論思考題1. 什么是隧道？2. 隧道的種類有哪些？3. 隧道設(shè)計包括的內(nèi)容有哪些?4. 和地面結(jié)構(gòu)相比，隧道工程有哪些特點？5. 試從隧道的廣泛用途上論述學(xué)習(xí)、研究與發(fā)展隧道技術(shù)的重要意義。6. 你認為隧道工程需要解決的難題有哪些？第二章思考題1、 隧道工程地質(zhì)調(diào)查與勘測的內(nèi)容有哪些？2、 施工地質(zhì)超前預(yù)報的內(nèi)容有哪些？3、 簡述巖石與巖體的區(qū)別。4、 巖體的工程性質(zhì)有哪些？5、 圍巖的定義，圍巖分級的目的？6、 圍巖分級的基本因素有哪些？7、 影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素有哪些？8、 簡述我國鐵路隧道設(shè)計規(guī)范的圍巖分級方法。第三章思考題：1、 影響隧道位置選擇的因素有哪些？2、 越嶺隧道與河谷

2、隧道有何區(qū)別？它們在位置的選擇上采取什么原則？3、 地質(zhì)條件對隧道位置選擇有哪些影響？4、 隧道洞口位置的選擇遵循哪些原則？確定洞口位置考慮哪些因素？5、 什么是隧道凈空？6、 鐵路隧道的橫斷面是根據(jù)什么設(shè)計的？7、 簡述曲線鐵路隧道加寬的原因和方法。8、 曲線鐵路隧道和直線隧道銜接的方法是什么？向直線方向延長13m和22m的理由是什么？9、 公路隧道建筑限界包含哪些內(nèi)容？10、 隧道襯砌斷面設(shè)計的原則是什么？計算題1、某隧道位于半徑R=800m的圓曲線上，通過三級圍巖地段，設(shè)計為直墻式襯砌，曲線加寬40cm，中線偏移值d=12.5cm，外軌超高值E=9.5cm，隧道竣工后，測得DK23+15

3、、DK23+20、DK23+25各起拱線處內(nèi)外側(cè)寬值如表1所示，試按隧限2A計算各點侵限情況。表1樁號外側(cè)寬/m內(nèi)側(cè)寬/mDK23+152.532.77DK23+202.542.76DK23+252.5452.752、某單線鐵路隧道位于圓曲線半徑R=1000m，緩和曲線長Lc=100m的曲線上，曲線全長L=309.44m，隧道進口樁號DK27+844，出口DK28+344，ZH點樁號DK27+958，設(shè)計最高行車速度為120km/h。試計算隧道加寬值W，中線偏移值d，并繪圖說明隧道斷面的變化位置、線路中線和隧道中線的關(guān)系。1.解： ，曲線加寬則：內(nèi)側(cè)加寬=32.5cm，外側(cè)加寬=7.5cm。由

4、“隧限2A”的圖3-4-2（教材）所示：隧道起拱線處曲線半徑為2.44m。則對該隧道，不侵限的條件為：外側(cè)：2.44+7.5/100=2.515m；內(nèi)側(cè)：2.44+32.5/100=2.765m因此：DK23+15、DK23+20、DK23+25外側(cè)都不侵限；DK23+15內(nèi)側(cè)不侵限，DK23+20、DK23+25內(nèi)側(cè)侵限。2.解：外軌超高值為： 內(nèi)側(cè)加寬值為：外側(cè)加寬值為：總加寬值為：中線偏移值為：則分段里程：與斷面：ZH點DK27+948993 與 斷面： DK27+993出口DK28+344示意圖如下：第四章習(xí)題：1、隧道襯砌的類型及適用條件？2、洞門有何作用，有哪些洞門形式，適用于什么

5、地質(zhì)條件？3、什么是明洞？試述明洞的結(jié)構(gòu)類型、受力特點和適用條件？4、如何做好隧道的防水與排水？5、避車洞布置的原則是什么？其底面標(biāo)高是如何確定的？6、高速鐵路隧道出口設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)的原因是什么？有哪些相應(yīng)的工程措施？7、某單線曲線隧道，設(shè)計行車速度160km/h，位于II級圍巖內(nèi)，采用直墻式襯砌，襯砌厚度為40cm，加寬值W=30cm，中線偏距d=10cm，線路上部建筑為次重型，試查表確定其主要尺寸，并繪制襯砌施工斷面圖。7.見教材圖4-1-4，設(shè)計參數(shù)見表4-1-1第五章 作業(yè)11. 某公路隧道進口30米處圍巖是IV級，容重25kN/m3，開挖斷面寬度12米，凈高為8m，隧道上覆巖體厚度8米

6、，試計算并判斷該處隧道屬深埋還是淺埋？2. 級圍巖中的一直墻型隧道，埋深26m，圍巖容重22KN/m3，計算內(nèi)摩擦角320，隧道寬6m，高8m。試按淺埋隧道確定圍巖壓力。3. 某隧道埋深為30m，圍巖為級，凈寬為12m，凈高為10m，圍巖天然容重20KN/m3，試計算該隧道圍巖壓力。4. 沙性土質(zhì)隧道，埋深h=40m，圍巖容重20KN/m3，內(nèi)摩擦角280，隧道寬6m，高8m，試確定圍巖壓力。5. 某隧道內(nèi)空凈寬6.4m，凈高8m，級圍巖。已知：圍巖容重20KN/m3，圍巖似摩擦角530，摩擦角300，試求埋深為3m、7m、15m處的圍巖壓力。 6.一直墻型隧道建于軟弱破碎巖體中，埋深40m，

7、圍巖巖石容重23KN/m3，內(nèi)摩檫角360，巖石抗壓強度Rb =8Mpa，隧道寬6m，高8m，使用泰沙基理論和普氏理論確定圍巖壓力。7. 一直墻形隧道建于軟弱破碎巖體中，埋深50m，圍巖容重24KN/m3，360，巖體抗壓強度Rb=12Mpa，隧道寬6m，高8m，試確定圍巖壓力。答案：1. 某公路隧道進口30米處圍巖是IV級，容重25kN/m3，開挖斷面寬度12米，凈高為8m，隧道上覆巖體厚度8米，試計算并判斷該處隧道屬深埋還是淺埋？解：Kpa>8m屬于淺埋隧道。2. 級圍巖中的一直墻型隧道，埋深26m，圍巖容重22KN/m3，計算內(nèi)摩擦角320，隧道寬6m，高8m，試確定隧道圍巖壓力。

8、解：Kpa<26m屬于深埋隧道。 Kpa=6.5 Kpa3. 某隧道埋深為30m，圍巖為級，凈寬為12m，凈高為10m，圍巖天然容重20KN/m3，試計算該隧道圍巖壓力。解：Kpa屬于深埋隧道。 Kpa=73.44122.4 Kpa4. 沙性土質(zhì)隧道，埋深h=40m，圍巖容重20KN/m3，內(nèi)摩擦角280，隧道寬6m，高8m，試確定圍巖壓力。解：此時令側(cè)壓力系數(shù)，上覆土體產(chǎn)生圍巖壓力，則隧道頂部垂直壓力： =812KPa 水平壓力：=294KPa=351 KPa5. 某隧道內(nèi)空凈寬6.4m，凈高8m，級圍巖。已知：圍巖容重20KN/m3，圍巖似摩擦角530，摩擦角300，試求埋深為3m、

9、7m、15m處的圍巖壓力。 解：求自然拱高度；判斷深淺埋分界；分別按淺或深埋隧道求圍巖壓力。 結(jié)果(小數(shù)點后四舍五入)： KPa埋深3m時，屬于淺埋。 q=60KPa， e=15.67KPa； 埋深7m時，屬于淺埋。=3.5378=0.1414=143.67 KPa=19.8KPa=42.42 KPa埋深15m時，屬于深埋。=82.1KPa，e=(12.324.6)KPa6.一直墻型隧道建于軟弱破碎巖體中，埋深40m，圍巖巖石容重23KN/m3，內(nèi)摩擦角360，巖石抗壓強度Rb =8Mpa，隧道寬6m，高8m，使用泰沙基理論和普氏理論確定圍巖壓力。解：（1）泰沙基理論計算：確定自然平衡拱的半跨

10、： 確定自然平衡拱的寬度：隧道的垂直壓力為： KPa水平側(cè)壓力為：=82.2 KPa（2）普氏理論計算：確定自然平衡拱的跨度：平衡拱高度為：隧道的垂直壓力為：Kpa水平壓力 =52.94 Kpa =100.8 Kpa7. 一直墻形隧道建于軟弱破碎巖體中，埋深50m，圍巖容重24KN/m3，360，巖體抗壓強度Rb=12Mpa，隧道寬6m，高8m，試確定圍巖壓力。解：巖石堅固性系數(shù)=12/10=1.2，壓力拱高h為=5.9m隧道頂部垂直壓力=24×5.9=141.6 Kpa=36.76 Kpa=86.6 Kpa第5章 作業(yè)31. 隧道結(jié)構(gòu)的受力特點？隧道結(jié)構(gòu)體系的概念？2. 試繪出半襯

11、砌拱圈的彎矩圖和軸力圖的大致形狀。3. 什么是圍巖彈性抗力？計算模型中有哪幾種處理方式？溫氏假定與它有什么關(guān)系？4. 已知作用在襯砌基底面上的軸力N=870KN，彎矩M=43.5KN.m,墻底厚度h=0.6m，圍巖抗力系數(shù)為150MPa/m。試求墻底中心的下沉量及墻底發(fā)生的轉(zhuǎn)角。5. 一對稱等厚平拱，襯砌厚度為50 cm，已知內(nèi)力如下圖示，墻底抗力系數(shù)Kd=350 MPa/m,請求出墻底中心水平位移、垂直位移以及墻底截面轉(zhuǎn)角(注：圖中1、2、3為截面編號)。 4.解：運用溫氏假定解之。 ， , 墻底中心下沉量=9.67+4.83=14.5mm墻底轉(zhuǎn)角5.解：求墻底中心水平位移：在軸力N作用下：

12、 墻底中心應(yīng)力由溫氏假定：則：墻底中心水平位移墻底中心垂直位移在彎矩M作用下：墻底邊緣應(yīng)力由溫氏假定：邊緣垂直于墻底面的位移墻底截面轉(zhuǎn)角 第六章 作業(yè)1. 隧道施工方法的種類和選擇依據(jù)。2. 采用臺階法施工時，影響臺階長度的主要因素是什么？環(huán)形開挖留核心土法是如何穩(wěn)定開挖工作面的？3. 比較新奧法和隧道圍巖變形控制分析工法。4. 某隧道位于軟弱破碎地層中，采用長臺階法施工。施工過程中發(fā)現(xiàn)洞室周邊位移加速度等于零，因而斷定圍巖變形已經(jīng)穩(wěn)定。指出錯誤，并改正之。5. 新奧法施工時，隧道開挖后，為了調(diào)動圍巖的承載能力，不宜立即噴射混凝土，而應(yīng)經(jīng)量測后，再施噴。為了隧道的穩(wěn)定，復(fù)合式襯砌應(yīng)在錨噴支護完

13、畢后立即修筑內(nèi)層模筑混凝土襯砌。指出錯誤，并改正之。4. 應(yīng)該是： 改為短臺階法；并未穩(wěn)定。5. 應(yīng)該是：立即噴射混凝土；經(jīng)監(jiān)控量測，圍巖基本穩(wěn)定后，再修筑內(nèi)層模筑混凝土襯砌。 第七章 作業(yè)1某隧道在開挖過程中用多點位移計對拱頂圍巖內(nèi)部位移進行了量測，不同時刻各點的位移值不同，結(jié)果繪于右圖。試據(jù)此圖判斷拱頂圍巖的松動范圍；如用錨桿加固，其長度如何確定？2某隧道在鋼支撐架設(shè)時，在同一架鋼支撐上安裝了三支液壓測力計（圖a），測得各測力計的壓力時間關(guān)系曲線，如圖b。試據(jù)此分析該斷面的壓力特征，并說明加強初期支護時應(yīng)采取的措施。圖a 圖b3. 已知一座深埋圓形隧道，開挖直徑10m，拱頂以上巖層覆蓋厚度

14、495m，圍巖容重20KN/m3，彈性模量E=104MPa，粘結(jié)力C=1.5MPa，圍巖內(nèi)摩擦角300，側(cè)壓力系數(shù)=1，泊松比=0.2。試問： 開挖后不支護狀態(tài)下，圍巖是否出現(xiàn)塑性區(qū)？ 如果出現(xiàn)，問塑性區(qū)半徑是多少？ 假定支護阻力Pi=8.5MPa，問洞室周邊位移是多少？4. 某公路隧道，對量測數(shù)據(jù)進行回歸分析后，知位移時態(tài)曲線方程為。已知隧道極限相對位移值為144mm，開挖6天后洞周實測相對位移值為64mm。試從位移值、位移速度、位移加速度三方面判斷開挖6天后的隧道穩(wěn)定性。5. 某鐵路隧道，位移時態(tài)曲線方程為。若以位移速度小于0.2mm/日為隧道穩(wěn)定的判斷準(zhǔn)則，試從位移速度和位移加速度這兩方面判斷隧道能否穩(wěn)定？需要多長時間才能穩(wěn)定？是否需要采取加強措施？1.解：由圖可見，在距巖面3m處，位移隨時間變化不大，圍巖的松動范圍應(yīng)該在該處附近。如用錨桿加固，錨桿長度應(yīng)該超過圍巖松動范圍，錨桿長度應(yīng)采用3.54m為宜。2.解：該段地層斷面I和斷面III明顯壓力不對稱，存在偏壓現(xiàn)象；應(yīng)在隧道斷