隧道工程復(fù)習(xí)題(答案)

1.隧道的定義及類型。答：定義：以某種用途、在地面下用任何方法按規(guī)定形狀和尺寸修筑的斷面積大于2m2類型：按地質(zhì)條件分為：土質(zhì)隧道和石質(zhì)隧道；按埋置深度分為：淺埋隧道和深埋隧道；按所在位置分為：山嶺隧道、水底隧道、城市隧道；按用途分為：交通隧道、水工隧道、市政隧道、礦山隧道。2.圍巖和圍巖分級(jí)的定義，圍巖分級(jí)的目的。答：圍巖：圍巖是指隧道開挖后，其周圍產(chǎn)生應(yīng)力重力分布范圍內(nèi)的巖體，或者隧道開挖后對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的那部分巖體。圍巖分級(jí)：根據(jù)長期的工程實(shí)際，工程師們認(rèn)識(shí)到各種圍巖的物理性質(zhì)之間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，按照這些聯(lián)系和規(guī)律，可將圍巖劃分為若干級(jí)。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，給出襯砌類型及其尺寸，制定勞動(dòng)定額、材料消耗的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)等。3.我國現(xiàn)行的《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定圍巖基本分級(jí)有哪些因素確定？答：巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度。4.巖體質(zhì)量值Q實(shí)質(zhì)上是什么的復(fù)合指標(biāo)？答：Q實(shí)質(zhì)上是巖石尺寸、抗剪強(qiáng)度和作用力的復(fù)合指標(biāo)5.隧道工程地質(zhì)調(diào)查的主要內(nèi)容。答：1.鐵路工程地質(zhì)技術(shù)規(guī)范總要求2.地形地貌調(diào)查3.地層巖性調(diào)查4.地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查5.水文地質(zhì)調(diào)查6.滑坡、落石、巖堆、泥石流和溶巖地質(zhì)調(diào)查7.地溫的測(cè)定6.現(xiàn)行的許多圍巖分級(jí)方法中，作為分級(jí)的基本要素大致有哪三類？答：1.與巖性有關(guān)的要素；2.與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)的要素；3.與地下水有關(guān)的要素。7.隧道洞口原則，確定洞口的因素。答：原則：1.洞口不宜設(shè)置在隘口、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)原聲地表，以保持山體的天然平衡；4.減少洞口路塹段長度，延長隧道提前進(jìn)洞；5.洞口線路宜與等高線正交；6.線路位于有可能被水淹沒的河灘或水庫回水影響范圍內(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。因素：工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、人文景觀等綜合因素。8.隧道的縱斷面坡度類型各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：?jiǎn)蚊嫫拢簝?yōu)點(diǎn)：可以爭(zhēng)取高程，拔起或降落一定的高度，其隧道兩洞口高差較大，所產(chǎn)生的氣壓差和熱位差大，能促進(jìn)洞內(nèi)的自然通風(fēng)。缺點(diǎn)：在施工階段，對(duì)于下坡開挖，洞內(nèi)的水自然地流向開挖工作面，使開挖工作受到干擾。此外，運(yùn)渣時(shí)，空車下坡重車上坡，運(yùn)輸效率低。人字坡：優(yōu)點(diǎn)：施工時(shí)，水自然流向洞外，排水措施相應(yīng)簡(jiǎn)化，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不易排凈，長期積累使司機(jī)及洞內(nèi)維修人員健康受到影響。9.隧道襯砌斷面優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)的原則答：1.內(nèi)輪廓：襯砌的內(nèi)輪廓必須符合前述的隧道建筑凈空限界。2.結(jié)構(gòu)軸線：以混凝土為材料的隧道襯砌，是一種受壓結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)軸線應(yīng)盡可能地符合荷載作用下的壓力線。3截面厚度：襯砌各截面的厚度，是結(jié)構(gòu)軸線確定以后的重點(diǎn)確定內(nèi)容，要求設(shè)計(jì)截面厚度具有足夠的強(qiáng)度。10.隧道襯砌的類型及適用條件答：一、整體式混凝土襯砌：1.直墻式襯砌（適用于地質(zhì)條件比較好，以垂直壓力為主，而水平圍巖壓力較小的情況）2.曲墻式襯砌（適用于地質(zhì)較差，有較大水平圍巖壓力的情況.）二、裝配式襯砌（適用于盾構(gòu)法施工的城市地下鐵道和水底隧道.）三、錨噴式襯砌（適用于在圍巖較好的軍事工程，各類用途的使用期較短及重要性較低的隧道.）四、復(fù)合式襯砌（適用于高速鐵路山嶺隧道或圍巖穩(wěn)定性差、地下水發(fā)育地段.）11..洞門的作用答：1.減少洞口土石方開挖量；2.穩(wěn)定邊坡仰坡；3.遠(yuǎn)離地表水流；4.裝飾洞口。12.洞門的類型及適用條件答：1.洞口環(huán)框（適用于洞口石質(zhì)堅(jiān)硬穩(wěn)定且地形陡峻、無排水要求）2.端墻式洞門（適用于地形開闊，石質(zhì)較穩(wěn)定的地區(qū)）3.翼墻式洞門（適用于洞口地質(zhì)較差，山體縱向推力較大時(shí)）4.柱式洞門（適用于地形較陡，仰坡有下滑的可能性，又受地形或地質(zhì)條件限制，不能設(shè)置翼墻式時(shí)）5.臺(tái)階式洞門（適用于傍山側(cè)坡地區(qū)，洞門一側(cè)邊仰坡較高時(shí)）6.交叉式洞門（適用于隧道洞口線路與地面等高線斜交時(shí)）7.喇叭口式洞門（適用于高速鐵路隧道）13.鐵路隧道避車洞的設(shè)置原則答：根據(jù)避車洞的斷面尺寸的大小分為大避車洞和小避車洞。1.大避車洞：在碎石道床的隧道內(nèi)，每側(cè)間隔300m布置一個(gè)避車洞；在整體道床的隧道內(nèi)，每側(cè)間隔420m布置一個(gè)大避車洞。長度為300~400m的隧道，可在中間布置一個(gè)大避車洞；長度小于300m的隧道，可不布置。當(dāng)橋上無避車臺(tái)或路塹兩邊側(cè)溝外無平臺(tái)時(shí)，應(yīng)與隧道一并布置大避車洞。2.小避車洞：無論何種道床的隧道內(nèi)，每側(cè)邊墻上應(yīng)在大避車洞之間間隔60m（雙線隧道30m）布置一個(gè)小避車洞。14.圍巖壓力的定義及種類答：定義：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。種類：松動(dòng)壓力、形變壓力、膨脹壓力、沖擊壓力。15.影響圍巖壓力的因素答：1.地質(zhì)因素：初始應(yīng)力狀態(tài)、巖石力學(xué)性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)面；2.工程因素：施工方法、支護(hù)設(shè)置時(shí)間、支護(hù)剛度、坑道形狀。16.圍巖松動(dòng)壓力的確定方法答：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)的方法確定。17.結(jié)構(gòu)力學(xué)法的基本原理答：此法將支護(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)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。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，通過彈性支撐實(shí)現(xiàn)圍巖對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的約束，而圍巖的承載能力則在確定圍巖壓力和彈性支撐的約束能力時(shí)間接考慮。圍巖的承載能力越高，其給予支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力越小，彈性支撐約束支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的彈性反力越大，相對(duì)而言，支護(hù)結(jié)構(gòu)所起作用就變小了。18.隧道襯砌結(jié)構(gòu)的受力變形特點(diǎn)答：隧道襯砌在圍巖壓力作用下產(chǎn)生變形。在隧道拱頂，其變形背向圍巖，不受圍巖的約束而自由地變形此區(qū)域稱為“脫離區(qū)”；而在隧道兩側(cè)及底部，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生朝向圍巖的變形，受到圍巖的約束作用，因而圍巖對(duì)隧道襯砌產(chǎn)生的約束反力，此區(qū)域稱為“抗力區(qū)”。19.彈性抗力的定義答：圍巖對(duì)隧道襯砌產(chǎn)生約束反力，即為彈性抗力。20.巖體力學(xué)方法的基本原理答：此法主要是對(duì)錨噴支護(hù)進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)。出發(fā)點(diǎn)是支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖相互作用，形成共同承載體系，其中圍巖是主要承載結(jié)構(gòu)，支護(hù)用來約束和限制圍巖的變形，二者共同作用使支護(hù)體系達(dá)到平衡狀態(tài)。21.巖體力學(xué)法與結(jié)構(gòu)力學(xué)法的區(qū)別答：22.收斂的定義答：地層趨向中間變形即收斂。23.監(jiān)控設(shè)計(jì)法的定義答：24.隧道施工的定義答：隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技術(shù)和施工管理的總稱。25.選擇施工方法的主要依據(jù)是什么？答：選擇的主要依據(jù)是工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，并結(jié)合隧道斷面尺寸、長度、襯砌類型、隧道的使用功能和施工技術(shù)水平等因素綜合考慮研究決定。26.畫出新奧法施工的各種開挖方法（全斷面、臺(tái)階及幾種分部開挖法橫斷面分部圖）27.論述新奧法的基本概念、基本原則及其精髓是什么？答：新奧法即奧地利隧道施工新方法（NATM），是以噴射混凝土錨桿作為主要支護(hù)手段，通過監(jiān)控圍巖的變形，充分發(fā)揮圍巖的自承能力的施工方法。原則：少擾動(dòng)、早支護(hù)、勤量測(cè)、緊封閉。28.隧道圍巖的主要預(yù)支護(hù)措施有哪些？答：1.穩(wěn)定工作面（預(yù)留核心土擋護(hù)開挖面、噴射混凝土封閉工作面）2.超前錨桿3.管棚超前支護(hù)前方圍巖（小導(dǎo)管、長管棚）4.水平旋噴超前預(yù)支護(hù)5.預(yù)切槽超前預(yù)支護(hù)6.注漿加固圍巖和堵水（超前小導(dǎo)管注漿、超前深孔帷幕注漿）29.噴射混凝土的作用答：1.支撐圍巖2.“卸載”作用3.填平補(bǔ)強(qiáng)圍巖4.覆蓋圍巖表面5.阻止圍巖松動(dòng)6.分配外力30.噴射混凝土的特點(diǎn)答：噴射混凝土特點(diǎn)：1.強(qiáng)度增長快、黏結(jié)力強(qiáng)、密度大、抗?jié)B性好2.與普通模筑混凝土相比，它的施工將輸送、澆筑、搗固合而為一，不需模板，施工快速、簡(jiǎn)捷3.能及早發(fā)揮承載作用4.實(shí)驗(yàn)表明與模筑混凝土相比，其密實(shí)性和穩(wěn)定性較差。31.噴射混凝土的工藝種類及其各自的特點(diǎn)答：1.干噴和潮噴（干噴產(chǎn)生粉塵量大，回彈量大，但機(jī)械簡(jiǎn)單，清洗和故障易處理；潮噴可降低上料、拌和與噴射時(shí)的粉塵，但大量的水在噴頭處加入和噴出，工藝不同于干噴）2.濕噴（混凝土質(zhì)量容易控制，粉塵和回彈量很少，對(duì)機(jī)械要求高，清洗和故障處理較麻煩，不宜用于噴層較厚的軟巖和滲水隧道）3.混合噴射（機(jī)械設(shè)備與干噴基本相同，但混凝土質(zhì)量較干噴好，粉塵、回彈量大幅降低，但機(jī)械數(shù)量多，工藝較復(fù)雜，清洗和故障處理較麻煩，只用于噴射混凝土量大和大斷面隧道施工中）32.錨桿的分布原則有哪些？（局部和系統(tǒng)）答：1.局部布置：拱腰以上的部位錨桿方向應(yīng)有利于錨桿的受拉，拱腰以下即邊墻部位錨桿宜逆向不穩(wěn)定巖塊滑動(dòng)方向。2.系統(tǒng)布置：①在隧道橫斷面上，錨桿宜垂直隧道周邊輪廓布置，對(duì)水平成層巖層，應(yīng)盡可能與層面垂直布置，或使其與層面成斜交布置；對(duì)于傾斜成層的巖層，其失穩(wěn)原因主要是層面滑動(dòng)，錨桿與層面成斜交布置；②在巖層上，錨桿宜成菱形排列，縱橫間距為0.6~1.5m，其密度約為0.6~3.6根/m2；③為了使系統(tǒng)布置的錨桿形成連續(xù)均勻的壓縮帶，其間距不宜大于錨桿長度的1/2，在Ⅳ、Ⅴ圍巖中，錨桿間距宜為0.5~1.2m，但當(dāng)錨桿長度超過2.5m時(shí)，仍按其間距不大于的1/2錨桿長度的規(guī)定，則錨桿間的巖塊可能因咬合和連鎖不良而導(dǎo)致掉塊墜落，為此其間距不大于1.25m。33.錨桿的支護(hù)效應(yīng)包括哪些？答：1.圍巖支護(hù)2.加固圍巖3.提高層間摩阻力，形成“組合梁”4.“懸吊”作用34.隧道施工的輔助坑道的類型及其適用條件答：1.橫洞（適用于隧道傍山沿河，側(cè)向覆蓋層較薄）2.平行導(dǎo)坑（適用于長大越嶺