隧道工程复习重点.docx

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隧道工程复习重点

《隧道工程》复习重点

名词解释

1、隧道：

以任何方式修建，最终使用于地表以下的条形建筑物，其内部净空断面在2㎡以上的洞室称为隧道。

2、地质超前预报：

在隧道勘察阶段，通过综合勘察手段，可查明重要的地质问题，确定影响较大的地质构造和主要的不良地质，对隧道的施工起宏观指导作用。

3、岩体：

与工程结构有关的那一部分岩石。

4、初始应力：

对于地壳岩体来说，再未被认为扰动的天然状态下，由岩体的自重和地质构造作用和地质地温作用引起的应力称为初始应力。

5、围岩：

是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体。

6、围岩分级：

根据长期的工程实际，工程师们认识到各种围岩的物理性质之间存在着一定的内在联系和规律，依照这些联系和规律，可将围岩分为若干个等级，这既是围岩分级。

7、隧道洞门：

是隧道两端的外露部分，也是联系洞内衬砌与洞口外路堑的支护结构。

8、机车车辆限界：

是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。

要求所有在线路上行驶的机车车辆停在平坡直线上时，沿车体所有部分都必须容纳在此界限范围内。

9、基本建筑限界：

指线路上各种建筑物和设备均不可侵入的轮廓线。

用途是保证机车车辆的安全运行和建筑物和设备不受损害。

10、隧道建筑限界：

是指包围“基本建筑限界”的外部轮廓线，即要比“基本建筑限界”大一些，留出少许空间，用于安装通讯信号、照明、电力设备。

△11、直线隧道净空：

要比“隧道建筑限界大一点”，除了满足限界的要求外，考虑避让等安全空间、救援通道及技术作业控件，还考虑了在不同围压下，衬砌的合理受力变形形状以及施工方便等因素

△12、仰拱：

是指为改善上部结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构。

13、整体式衬砌：

采用整体式衬砌设备进行一次全断面衬砌的，以较大厚度和刚度的整体模筑混凝土作为隧道的结构。

14、装配式衬砌：

将衬砌分为若干构件，这些构件在现场或工厂预制，然后运到坑道内用机械将它们拼装成一环接着一环的衬砌。

15、锚喷式衬砌：

指锚喷结构既作为隧道的临时支护，又作为隧道永久结构的形式。

16、复合式衬砌：

复合式衬砌是把衬砌分为两层或两层以上，可以是同一种形式、方法和材料施作的，也可是不同形式、方法、时间和材料施作的。

△17、明洞：

隧道的一种变化形式，采用明挖法修筑。

△18、明挖：

把岩体挖开，在露天修筑衬砌，然后回填土石的方法。

19、围岩压力：

指引起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作用力。

20、松动压力：

由于开挖而松动或坍塌的岩体以重力形式直接作用在支护结构上的压力称为松动压力。

20、形变压力：

由于围岩变形受到与之密贴的支护如锚喷支护的抑制，而使围岩与支护结构在共同变形过程中，围岩对支护结构施加的接触压力。

21、膨胀压力：

当岩体具有吸水、应力解除等膨胀特征时，由于围岩膨胀所引起的压力称为膨胀压力。

22、冲击压力：

围岩积累了大量弹性变形能后，由于隧道的开挖，围岩的约束被解除，能量突然释放所产生的压力。

23、隧道施工：

指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称。

24、矿山法：

因最早应用于采矿坑道而得名。

多数情况下采用钻眼爆破进行开挖，故又称钻爆法。

25、新奥法：

以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段，通过检测控制围岩变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法。

奥地利隧道学会认为，新奥法是在围岩中形成一个以封闭岩石支撑环为主要目的的隧道施工方法。

26、辅助稳定该措施：

是指隧道在开挖的过程中控制和减少坑道周边收敛变形防止坍塌的措施。

27、超前锚杆：

指沿开挖轮廓线，以一定的外插角，向开挖面前方钻孔安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固。

28、管棚：

指利用刚拱架沿开挖轮廓线以较小的外插角、向开挖面前方打入钢管构成的棚架来形成对开挖面前方围岩的预支护。

29、超前注浆小导管：

在开挖前，沿坑道周边，向前方围岩钻孔并安装带孔小导管，或直接打入带孔小导管，并通过小导管向围岩压注起胶结作用的浆液，待浆液硬化后，坑到周围掩体就形成了有一定厚度的加固圈。

30、帷幕注浆：

注浆后即形成较大范围的筒状封闭加固区。

31、水平旋喷预支护：

实在一般初期导管注浆的基础上发展起来的，它已高压旋喷的方式压注水泥土浆，从而在隧道开挖轮廓外形成拱形预衬砌的超前支护。

32、机械切槽法：

利用专门的切槽机械，沿隧道外轮廓线切割一定深度的切槽。

在硬质底层中，利用该切除哦啊，作为爆破振动的隔振层，主要起隔振或减振作用；在软石或砂质地层中，在切槽内填筑混凝土，形成预支护拱。

33、掏槽眼：

针对隧道开挖爆破只有一个临空面的特点，为提高爆破效果，宜现在开挖断面适当位置布置新的临空面。

34、周边眼：

沿着隧道周边布置的炮眼称为周边眼，其作用是炸出较平整的隧道断面轮廓。

35、辅助眼：

位于掏槽眼和周边眼之间的炮眼称为辅助眼，其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔，为周边眼爆破创造临空面。

36、光面爆破：

是通过正确确定爆破参数和施工方法，在设计断面内的岩体爆破崩落后才爆周边孔，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆破对围岩的扰动和破坏，尽可能地保持原岩完整性和稳定性的爆破技术。

37、预裂爆破：

先起爆周边眼，在其他炮眼未爆之前沿着开挖轮廓线预裂爆破初一条反射爆破地震应力波的裂缝。

由于这个预裂面的存在，对后爆的掏槽眼、辅助眼的爆轰波能起反射和缓冲作用，可以减轻爆轰波对围岩的破坏影响，保持岩体的完整性，使爆破后的开挖面整齐规则。

38、超欠挖：

以设计开挖轮廓线为基准，实际开挖的断面在基准线以外的部分称为超挖，在基准线以内称为欠挖。

39、TBM：

用隧道掘进机切削破岩，开凿岩石隧道的施工方法。

40、盾构：

暗挖法施工中采用盾构机的一种全机械施工方法。

它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支撑四周围岩防止发生坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过土机搬运出洞外，靠千斤顶在后部加压推进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

填空

1、隧道由主体建筑物和附属建筑物组成，主体建筑物由洞门、洞身组成，附属构造物由通风系统、照明系统、排水系统和安全系统组成。

2、按照隧道的用途可将隧道划分为交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿山隧道四种。

3、按照隧道所处地质环境条件分为土质隧道和石质隧道。

4、按照隧道埋置深度分为浅埋隧道和深埋隧道。

5、按照隧道所在位置分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。

6、隧道的结构设计模型分为工程类比为依据的经验法、以测试为依据的使用法如收敛—约束法、作用—反作用模型和连续介质模型。

7、隧道的勘探工作包括可行性勘察、初步勘察和详细勘察。

8、地质超前预报的方法有地质分析法、超前水平导坑预报法、超前水平钻孔法、物理探测法（TGP12隧道地质预报系统、TSP超前预报系统、负视速度法）、水平声波反射法、地质雷达法、红外探水法。

9、岩体的初始应力包括岩体的自重和由地质构造作用引起的应力。

△10、在不同岩体条件中开挖隧道后岩体所表现出的性态是不同的，可归纳为充分稳定、基本稳定、暂时稳定和不稳定四种。

△11、围岩分级中，作为分级的基本要素为与岩性有关的要素、与地质构造有关的要素和与地下水有关的要素。

12、围岩分类的方法大致有以岩石强度或岩石的物理性指标为代表的分级方法、以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法、与地质勘测手段相联系的分级方法和组合多种因素的分级方法。

我国铁路隧道围岩分级方法为采用以围岩稳定性为基础的分级方法。

13、我国铁路隧道围岩基本分级应由岩石的坚硬程度和岩体的完整程度两个因素确定。

14、岩石坚硬程度和岩体完整程度应采用定性划分和定量指标两种方法确定。

△15、岩石按坚硬程度划分可分为硬质岩和软质岩。

△16、岩体按照完整程度划分可分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎。

△17、《铁路隧道设计规范》将单、双线铁路隧道的围岩分为6级。

18、选择越岭隧道的位置主要以选择垭口和确定隧道高程两大因素为依据。

△19、隧道穿越褶皱构造时，选在背斜中比较有利。

△20、隧道纵断面设计就是选定隧道内线路的坡道形式、坡度大小、坡段长度和坡段的衔接等。

21、铁路隧道的坡道形式有单面坡和人字坡两种。

22、隧道防排水设施的原则“防、堵、截、排、因地制宜、综合治理。

”

23、衬砌的主要方式有：

整体式衬砌、拼装式衬砌、喷射混凝土衬砌和复合式衬砌。

△22、明洞分为拱式明洞和棚式明洞。

△23、设置竖井和斜井的目的是增加开挖工作面和通风需要。

24、隧道支护结构计算理论大致可分为刚性结构阶段、弹性结构阶段和连续介质阶段。

25、围岩压力分为松动压力、形变压力、膨胀压力和冲击压力四种。

26、确定松动围岩压力的方法有：

现场实地测量、按理论公式计算确定、根据大量的实际资料采用统计的方法分析确定。

27、隧道施工方法大致可分为山岭隧道施工方法、浅埋软土隧道施工方法和水底隧道施工方法。

28、山岭隧道施工方法包括矿山法和掘进机法。

29、浅埋及软土隧道施工方法包括明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法和盾构法。

30、水底隧道施工方法包括沉埋法和盾构法。

31、新奥法施工的基本原则为“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早成环、勤测量、快衬砌”。

32、隧道施工中常用的辅助稳定施工措施有稳定工作面、超前锚杆、管棚超前支护前方围岩（小导管和长管棚）、水平旋喷超前预支护、预切槽超前预支护、超前小导管注浆、超前探孔帷幕注浆。

33、炮眼的种类有掏槽眼、辅助眼和周边眼。

34、隧道控制爆破包括光面爆破和预裂爆破。

简答题

1、隧道工程地质勘测的目的。

答：

①查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件；

②为规划、设计、施工提供相关资料；

③对存在的岩土工程问题、环境问题进行分析评价，提出合理的施工建议；

④隧道施工和运营对环境保护的影响提出建议。

2、地质超前预报的目的、内容和意义。

答：

目的：

在隧道勘察阶段，通过综合勘察手段，可查明重要的地质问题，确定影响较大的地质构造和主要的不良地质，对隧道的施工起宏观指导作用。

内容：

①地区地质分析与宏观地质预报；②不良地质及灾害地质超前预报；③重大施工地质灾害临警预报。

意义：

对安全施工、提高工效、缩短施工周期、避免施工损失由重大意义。

△3、地质超前预报方法的应用原则。

答：

①地区地质分析与宏观地质预报：

采用传统的地质分析方法，辅以必要的物探技术等手段，对隧道围岩的稳定性、水文地质情况进行宏观的地质预报；

②不良地质及灾害地质超前预报：

在传统分析方法的基础上，结合施工方法、施工工艺、工期等要求，以先进的物探技术为主要探测手段，并辅以必要的超前平行导坑预报法、超前水平钻孔法，对开挖面前方不良地质体的情况及可能产生的灾害进行预报，提出施工对策；

③重大施工地质灾害临警预报：

在传统地质分析方法的基础上，结合施工方法、施工工艺、工期等要求，以超前平行导坑预报法、超前水平钻孔为主，综合利用各种有效的物探手段，对开挖面前方有可能诱发的重大地质灾害建立临警预报系统，并评判其危险程度，提出施工预案对策。

4、围岩分级的目的？

答：

①作为选择施工方法的依据；

②进行科学管理及正确评价经济效应；

③确定结构上的荷载（松散荷载）；

④给出衬砌结构的类型及尺寸；

⑤是制定劳动定额、材料消耗标准的基础。

5、简述地质条件对隧道位置的影响。

答：

隧道是埋置在岩层内的结构物，它受岩体的包围。

周围岩体的地质条件，对隧道结构形式和施工方法都有着决定性的影响。

①单斜构造地区：

必须事先把岩层的构造和倾角大小调查清楚，一定要尽可能避开大型软弱结构面。

尽量不要把隧道中线设计成与软弱结构面走向一致或平行，要有一定的交角。

②褶曲构造地区：

隧道在穿越褶曲构造地区时，选在背斜中要比在向斜中有利。

如恰在褶曲的两翼，将受到偏侧压力，结构需加强。

③断层构造地区：

隧道选择应尽量避开，不得已时，隧道走向要与断层走向隔开足够的安全距离，或隧道走向要与断层走向正交或斜交。

④不良地质地区：

隧道在位置选择时，最重要的影响因素就是不良地质：

a.滑坡地区：

隧道通过这种地段时，将会受到突然的土体推力，有时会把结构物挤压破坏或者剪切断开。

如果对滑坡面的位置已经了解清楚，可以把隧道置于滑坡面以下的稳定岩体中。

如果确定滑坡是静止多年了的滑坡或古滑坡，则在不得已时，也可以把隧道置于滑坡体内，但要在上部减载和加强排水。

b.崩塌地区：

崩塌的出现时突然地，冲击力很大，不易防范。

选择隧道位置时，最好不要沿这类山坡通过。

不得已时，应尽可能地把隧道置于山体之中，穿过稳定岩层。

岩体崩塌的情况不太严重而洞口又必须设置在崩塌地区时，可以设置明洞。

c.岩堆地区：

隧道通过这类地区，开挖极易塌方，给施工造成很大困难。

这时，宜把隧道位置放在岩堆以下的稳定岩体中。

d.泥石流：

务必躲开泥石流泛滥地区，如果躲避不开，也应选择泥石流下切深度以下的基岩中。

要查明泥石流洪积扇范围，不可将洞口设置在其范围内。

e.溶洞地区：

选择隧道位置时，应尽量避开，如果无法避开，应探明溶洞规模、性质和与隧道的位置关系，采取相应的设计、施工措施。

f.瓦斯地区：

尽量避开。

g.地下水：

尽量不要使隧道通过富水区。

6、隧道洞口位置选择的原则。

答：

①根据我国多年实践经验，总结出“早进晚出”的原则；

②洞口不宜设置在垭口沟谷中心或者沟底低洼处；

③洞口应避开不良地质地段；

④当隧道线路通过岩壁陡立，基岩裸露处时，最好不刷动或少刷动原生地表，以保持山体的天然平衡；

⑤减少洞口路堑长度，延长隧道，提前进洞；

⑥洞口线路宜与等高线正交；

⑦当线路位于有可能被水淹没的河滩或水库回水范围内时，隧道洞口标高应高出洪水位加波浪高度，以防洪水灌入隧道；

⑧边坡及仰坡不宜开挖过高；

⑨当洞口附近有水沟或者水渠横跨线路时，可设置拉槽开沟的桥梁或涵洞，以排泄水流；

总之，隧道洞口位置的选择，应根据地形、地质条件、考虑边坡、仰坡的确定，结合洞外有关工程及施工难易程度，本着“早进晚出”的指导思想，全面综合地分析确定。

7、铁路隧道为何要考虑坡度折减？

答：

①列车车轮与钢轨踏面间的黏着系数降低；

②洞内空气阻力增大。

△8、曲线隧道为何要进行加宽？

怎样进行加宽？

答：

加宽的原因：

车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车辆本身却不能随线路弯曲，仍保持矩形形状。

怎样加宽：

内侧加宽：

W1=d内1+d内2

外侧加宽：

W2=d外

△9、隧道衬砌断面的设计原则。

答：

拟定衬砌结构尺寸，需要考虑两个方面的因素：

①内轮廓

内轮廓总是紧贴着限界的，担忧不能随着限界曲折，而是平顺圆滑，使结构受力合理。

③结构轴线

一般总是使结构轴线接近于压力线，使大部分区域上主要承受压力，而部分区域断面承受很小的拉力，从而充分地利用混凝土材料的性能。

②截面厚度

要求设计的截面厚度具有足够的强度。

从施工角度出发，截面的厚度不应太薄，否则将使施工操作困难和质量不宜保证。

△10、圆形、直墙式、曲墙式衬砌各适用于何种围岩？

答：

圆形：

受径向分布水压式围岩；

直墙式：

应用于Ⅲ级以上围岩；

曲墙式：

应用于Ⅲ级以下围岩。

△11、隧道衬砌及其使用条件？

答：

隧道衬砌的主要方式有整体式衬砌、拼装式衬砌、喷射混凝土衬砌和复合式衬砌。

①整体式衬砌一般适用于Ⅱ、Ⅲ级围岩，有时用于IV级围岩；

②装配式衬砌多在使用盾构施工法的城市地下铁道和水底隧道中采用；

③锚喷式衬砌在围岩稳定性较好的军事工程，各类用途的使用期较短及重要性较低的隧道中广泛采用；

④复合式衬砌可适用于Ⅱ级及以下各级围岩。

12、隧道洞门的作用。

答：

①减少洞口土石方开挖量；

②稳定边坡、仰坡；

③引离地表水流；

④装饰洞口。

13、洞门的类型有哪些？

它们各自有哪些特点？

答：

①削竹式：

适用于石质坚硬稳定的围岩；

②端墙式：

由端墙和洞门顶排水构成。

端墙的作用是抵抗山体纵向推力及支撑洞口正上方的仰坡，保持其稳定。

洞门顶排水沟用来将仰坡流下来的地表水汇集后排走；

③翼墙式：

翼墙将正面起到抵抗山体纵向推力，同事增加洞门的抗滑和抗倾覆能力；

④台阶式：

为了提高靠山侧仰坡起点，减少仰坡高度，将端墙顶端部改为逐渐提高的台阶形式，以适应地形特点；

⑤柱式：

比较美观，适用于城市附近、风景区或长大隧道洞口；

⑥斜交式：

由于这种洞口及衬砌斜口段的受力复杂，施工也不方便，所以只在十分必要时才修筑；

⑦喇叭口式：

高速铁路隧道，为了减缓高速列侧的空气空力学效应，一般设置喇叭口缓冲段，同时兼做隧道洞门。

14、影响围岩压力的因素。

答：

①地质因素：

初始应力状态、岩石力学性质、岩体结构面等；

②工程因素：

施工方法、支护设置时间、支护刚度、坑道形状。

15、深、浅埋隧道的判定原则。

答：

一般情况下，应以隧道顶部覆盖层能否形成“自然拱”为原则，但是确定界限是困难的。

因此根据经验，设Hp=（2~）hq（等效荷载高度值），当隧道覆盖层厚度h≥Hp时为深埋，h

深浅埋分界的其他方法：

比尔鲍曼公式中，当h增加到σv趋于常数时即为深埋；用泰沙基公式当h≥5b时即为深埋。

16、防止或减少超欠挖的措施。

答：

①优化每循环进尺，尽可能将探针深度设计在4m之内；

②选择与岩石声阻抗相匹配的炸药品种；

③利用空孔导向，或在有利条件采用异型钻头钻凿有翼型缺口的炮孔；

④利用装药不偶合系数或相应的间隔装药方式；

⑤提高施工人员素质，加强岗位责任制。

17、监控量测的目的和内容。

答：

目的：

①掌握围岩力学形态的变化和规律；

②掌握支护结构的工作状态；

③为理论解析，数据分析提供计算数据与对比指标；

④为隧道工程设计与施工积累资料。

内容：

①地质和支护状态现场勘查：

开挖面附近的围岩稳定性，围岩构造情况，支护变形与稳定情况，准确掌握围岩情况；

②岩体（岩石）力学参数测试：

抗压强度、变形模量、粘聚力、内摩擦角、泊松比；

③应力应变测试：

岩体原岩应力、围岩应力、应变、支护结构应力、应变；

④压力测试：

支护上的围岩压力，渗水压力；

⑤位移测试：

围岩位移（含地表沉降）、支护结构位移；

⑥温度测试：

岩体温度、洞内温度、洞外温度；

⑦物理探测：

弹性波测试。

18、高地应力条件下的施工

答：

高地应力是一个相对概念，它是相对于围岩强度而言的，也就是说，当围岩内部最大地应力与围岩强度的比值到达某一水平时，才能称之为高地应力、

高地应力下的软岩：

一般而言高地应力下的软岩容易发生塑性挤出破坏，其变形特点为：

①变形量大；②变形速度高；③变形持续时间长；

设计有柔性结构设计和刚性结构设计

柔性结构设计包括先行导坑法、多重支护法、可缩式支护法和分阶段综合控制法。

刚性结构设计包括大刚度支护和衬砌、大范围围岩加固法等。

高地应力下的硬岩：

在开挖过程中易产生岩爆

防治措施主要有两种，强化围岩和弱化围岩。

强化围岩的措施很多，如喷射混凝土、喷钢纤维混凝土、锚杆加固、喷锚网联合、钢支撑网喷联合或紧跟混凝土衬砌等。

弱化围岩的措施是注水、超前预裂爆破、排空法、切缝法等。

19、隧道遇到溶洞的处理措施

答：

常用的方法有“引、堵、越、绕”四种

①引排水

②填堵

③跨越

④绕行施工