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
隧道工程复习重点?
1.隧道的定义?
用作地下通道的工程建筑物。
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2.隧道的作用?
（1）缩短行车里程、提高交通效率（基本目的）?
（2）从根本免除落石、坍方、雪崩等危害?
（3）减少对植被的破坏，保护生态环境?
（4）在城市，节约土地，构成立体交叉，解决交叉路口的拥挤堵塞?
（5）在江河、海峡、港湾地区，可不影响水运?
（6）增加隐蔽性，提高防护能力、不受气候影响?
3.隧道的分类?
（1）按地层划分：
岩石隧道（山岭隧道），软土隧道?
（2）按施工方法分：
矿山法（钻爆法）、明挖法、盾构法、沉埋法、掘进机法等?
（3）按埋置深度分：
深埋隧道、浅埋隧道、超浅埋隧道。
三种埋置深度隧道的设计和施工方法有很大区别。
通常深埋隧道荷载按塌落拱计算，浅埋隧道按全土柱重量计算，超浅埋隧道则按全土柱加地面动、静换算荷载计算。
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（3）按断面形状分：
圆形、马蹄形、矩形隧道、直墙拱顶隧道等?
（4）按断面面积分（国际隧道协会）：
特大断面（100m2以上）、大断面（50～100m2）、中等断面（10～50m2），小断面（3～10m2），极小断面（3m2以下）?
（5）按车道数分：
单车道、双车道、多车道?
（6）按其长度分（设计规范）：
特长隧道（大于3000m）、长隧道（1000～3000m）、中隧道（500～1000m）、短隧道（小于500m）?
（7）按开挖跨度可分为四类：
小跨度隧道、中跨度隧道、大跨度隧道、特大跨度隧道?
（8）按隧道的用途进行分类?
交通隧道（公路隧道、铁路隧道、水底隧道、地下铁道、航运隧道、航运隧道、人行隧道），水工隧道（引水隧道、尾水隧道、泄洪隧道等）、市政隧道（给水隧道、污水隧道、管路隧道、线路隧道、人防隧道）、矿山隧道?
4.隧道的结构构造?
（1）组成?
主体构造物（洞身衬砌、洞门）与附属构造物（通风、照明、防排水、安全设备等）?
（2）衬砌的作用及定义?
定义：
为控制和防止围岩的变形或坍落，确保围岩的稳定，或为处理涌水和漏水，或为隧道的内空整齐或美观等目的，将隧道的周边围岩被覆起来的结构体。
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作用：
洞身衬砌：
承受围岩压力、结构自重及其他荷载，防止围岩风化、崩塌和洞内的防水、防潮?
（3）衬砌的材料要求?
a.具有足够的强度、耐久性、抗渗性、耐腐蚀性和抗冻性等?
b.从经济观点看，衬砌材料应价格便宜、就地取材、便于机械化施工?
（4）衬砌的分类及选择?
a、直墙式衬砌：
通常用于岩石地层垂直围岩压力为主要计算荷载、水平围岩压力很小的情况。
一般适用于Ⅴ、Ⅳ类围岩，有时也可用于Ⅲ类围岩。
大拱脚薄边墙衬砌?
b、曲墙式衬砌：
用于Ⅲ类以下围岩，水平压力较大。
当地基条件较差时，设置仰拱，形成封闭结构。
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c、喷射混凝土、喷锚衬砌及复合式衬砌?
d、圆形断面隧道：
膨胀性围岩，盾构、沉管、岩石隧道掘进机?
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e、矩形断面衬砌：
沉管法、明挖法?
（5）洞门的定义?
在隧道的洞口部位，为挡土、坡面保护等而设置的隧道结构物。
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（6）洞门的种类及其适用条件?
a.端墙式洞门：
适用于岩质稳定的Ⅲ级以上围岩地形开阔的地区?
b.翼墙式洞门：
适用于地质条件较差的Ⅳ级以下围岩，以及需要开挖较深路堑的地方。
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c.削竹式洞门：
当洞口为松软的堆积层时，通常为避免大刷坡、边坡，一般宜采用接长明洞，恢复原地形地貌的办法?
d.环框式洞门：
适用于洞口石质坚硬、整体性好，节理不发育，路堑开挖后仰坡稳定，地形陡峻而无排水要求的场合。
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e.遮光棚式洞门：
当洞外需要设置遮光棚时，入口外伸很远。
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（7）紧急停车带的定义及设置要求?
定义：
是为故障车辆离开干道进行避让，以免发生交通事故，引起混乱，影响通行能力而专供紧急停车使用的停车位置。
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设置要求：
a.紧急停车带的间隔主要是根据故障车的可能滑行距离和人力可能推动的距离，以及公路等级和交通密度确定，设置间距：
不宜大于750m?
b.紧急停车带的有效长度，应满足停放车辆、进入和驶出所需长度，一般考虑全挂车可以进入需20m，最低值为15m，宽度一般为3m。
长度应取40m，其中有效长度不得小于30m?
（8）复合式衬砌?
5.公路隧道的勘测设计?
（1）地质勘查的主要手段及特点：
1、挖探：
坑探和槽探?
能够取得详尽的直观资料和原状土样，单勘探深度有限，劳动强度大?
2、简易钻探：
小螺纹钻、钎探和洛阳铲等?
工具轻、体积小、操作方便、进尺较快、劳动强度较小；不能采取原状土样或不能取样，在密实或坚硬的地层内不易钻进或不能使用?
3、钻探：
冲击钻进、回转钻进、冲击回转钻进、以及振动钻进等可获得深部地层的可靠地质资料；?
4、地球物理勘探?
特点：
效率高，成本低，仪器和工具比较轻便?
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（2）水文地质勘查的内容：
1、地下水涌水调查?
内容：
通过对构造裂隙、地下水露头的调查，判明含水层、透水层、隔水层的范围及其与隧道的关系和影响程度。
调查地下水的类型以及与地表水的供给关系，地下水的动态变化规律；调查地下水的流量、流向及水质。
2、枯水调查?
水资源的利用状况，溪流的流域和流量，泉水、地下水的状态，植被、气象与隧道涌水的相关联问题，以往工程的枯水资料。
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（3）公路隧道位置的选择：
基本原则：
应修建在稳定的地层中，尽量避免穿越工程地质和水文地质极为复杂以及严重不良的地质地段，当必须通过时应减短其穿越长度，采取必要的工程措施。
P19?
（4）隧道建筑限界：
是指为了保证在隧道中的安全行车，在一定的宽度、高度空间范围内?
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任何部件不得侵入的界限。
P25?
（5）净空断面：
隧道衬砌内侧的断面面积、形状。
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（6）衬砌外轮廓线：
指为保持净空断面的形状，衬砌必须具有的足够厚度的外缘线。
P29?
（7）仰拱：
为改善隧道上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构?
（8）连拱隧道：
两洞拱部衬砌结构通过中柱相连接的隧道结构?
（9）洞口位置选择：
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一般应设置在山体稳定，地质条件较好、排水有利的地方。
隧道宜长不宜短，应早进洞、晚出洞，尽量避免大挖大刷，破坏山体稳定。
P35?
（10）隧道布置的形式及选择：
高速公路与一级公路的隧道在条件允许的情况下，应设计为上下行分离的独立双洞；当地形条件限制时，只得选用小间距隧道；如果地形条件相当困难，隧道长度比较短时，为了保护植被免遭破坏，可选用连拱隧道。
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上下行两座隧道之间净距较大，在施工或运营期间彼此不产生有害影响时，称为分离式独立双洞隧道；当两座之间净距小到使两洞结构彼此产生了有害影响，最小净距隧道；两座隧道之间的净距小到用中隔墙连成一个整体，即为连拱隧道。
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a、坡面正交型，隧道轴线与坡面正交，最理想。
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b、坡面斜交型，隧道轴线与坡面斜交进入，边坡切面与洞门为非对称，往往存在偏压，应讨论洞门型式和偏压的影响。
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c、坡面平行型：
极端的斜交情况，在较长区段的单边覆盖层较薄，特别应考虑偏压，往往容易出问题，应尽量避免这种形式。
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d、山脊突出部进入型：
山脊突出部一般是稳定的，但山脊突出部的背后侧可能存在断层，应注意。
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e、沟谷部进入型：
存在岩堆等不稳定对堆积层，地下水位较高，泥石流、雪崩等自然灾害容易发生。
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6.围岩压力?
（1）围岩：
隧道周围一定范围内对洞身的稳定性有影响的岩体。
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（2）围岩压力：
是指由于围岩的变形挤压或各种破坏而作用在支护衬砌上的压力。
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（3）围岩压力的计算P68~P73、P87例题（自己多看看）?
a.深浅埋的判断?
b.非均匀分布围岩压力的计算?
c.均匀分布围岩压力的计算?
（4）分类：
松散压力、形变压力、膨胀压力、冲击压力?
7.衬砌结构计算?
（1）弹性抗力：
在抗力区内，衬砌挤压围岩变形，围岩对衬砌产生反作用抵抗力，即弹性抗力。
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（2）弹性抗力分布假定（曲强式衬砌）?
a上零点b（即脱离区与抗力区的分界点）与衬砌垂直对称中线的夹角假定为45b下零点a在墙脚处，认为弹性抗力为零?
c最大抗力点h假定发生在最大跨度处附近，计算时一般取弧ah=2/3ab，为简化计算可假定在分段的接缝上。
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d抗力图形的分布假定为二次抛物线?
e忽略衬砌与围岩之间的摩擦力?
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f墙脚支承在弹性岩体上，可发生转动和垂直位移（无水平位移）?
（3）弹性地基梁：
在工程结构中，通常在结构底部设置基础梁和基础板，如果假定地基是弹性的，这类基础梁或板就叫做弹性地基梁。
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（4）衬砌计算中存在的问题及对策P112?
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8.锚喷支护?
（1）锚喷支护：
是一种组合支护，它是将喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土、钢拱架喷射混凝土结构组合起来的支护形式。
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（2）现代支护理论（新奥法）三大技术支撑：
锚喷支护、现场量测、光面爆破?
（3）特点：
及时性、紧贴性、柔韧性、深入围岩2、岩体完整程度定量指标P193?
（2）详细分级时的修正因素：
1、地下水影响的修正2、主要软弱结构面产状影响的修正3、初始应力状态影响的修正。
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（3）工程类比设计的两大支柱1、工程岩体分级2、锚喷支护参数表?
（4）公路隧道围岩分级特点P204?
10.监控设计?
（1）位移量测项目:
净空相对位移测试、拱顶下沉量测、地表下沉量测、围岩内部位移量测?
（2）量测数据反馈的分类：
定性反馈、定量反馈?
（3）围岩稳定性判别标准（位移、位移速度、位移加速度）?
一、根据实测位移或预计最终位移值判别：
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在隧道开挖过程中若发现量测的位移总量超过某一临界值时，或者根据已回归函数预计最终位移将超过某一临界值时，表明围岩难以稳定，需要加强支护。
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二、根据位移变化速率判断?
位移变化速率大于某临界值时则认为围岩未稳定，反之则认为围岩已经达到基本稳定。
可根据工程特点和围岩条件，制定本工程的位移临界变化速率的标准。
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三、根据位移变形加速度判断?
变形速率不断下降，表示围岩趋于稳定，支护是安全的；变形速率长时间保持不变，应及时调整施工程序和加强支护系统的刚度和强度；变形速率逐渐增加，表示围岩已达到危险状态，必须立即停工加固。
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11.防排水?
（1）防排水设计的原则：
隧道防排水应遵循防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理的原则?
（2）主要的防水措施?
1、隧道地表沟谷、坑洼积水、渗水对隧道有影响时，宜采用疏导、勾补、铺砌和填平等处治措施。
废弃的坑穴、钻孔等应填实封闭。
隧道附近的水库、池沼、溪流、井泉水、地下水，?
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当有可能渗入隧道时，应采取防止或减少其下渗的处理措施。
（隧道地表水）?
2、隧道采用复合式衬砌时，在初期支护与二次衬砌之间应设置防水板与无纺布：
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3、隧道二次衬砌应满足抗渗要求。
混凝土的抗渗等级，有冻害的地段及最冷月份平均气温低于－150C的地区不低于S8，其余地区不低于S6。
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4、隧道二次衬砌的施工缝、沉降缝、伸缩缝应采取可靠的防水措施（止水板）?
5、围岩破碎、涌水易坍塌地段，宜向围岩机械式通风方式分为纵向式、半横向式、全横向式、混合式。
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特点：
纵向式通风，经济；空气污染浓度呈直线分布；沿车道纵向风速匀速的，但较大；通风所需动力与长度的立方成正比；半横向式通风，污染浓度大体上保持一致，纵向风速较大；全横向式通风，污染浓度均匀，可靠，纵向风速小，造价很高，隧道通风计算中的各种系数，确定时比较困难。
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P552?
（3）烟雾设计浓度取值?
1）采用钠灯光源时，烟雾设计浓度如下取值；采用荧光光源时，烟雾设计浓度应提高一个等级。
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2）当烟雾浓度达到0.012m-1,应按采取交通管制等措施考虑?
3）隧道内进行养护维修时，应按现场实际烟雾浓度不大于0.0035m-1考虑。
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（4）公路隧道通风设计风速要求?
1、单向交通的隧道的设计风速不宜大于10m/s，特殊情况下可取12m/s；双向交通的隧道的设计风速不应大于8m/s；人车混合通行的隧道设计风速不应大于7m/s。
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2、风机产生的噪声及隧道中废气的集中排放均应符合环保的有关规定。
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3、确定的通风方式在交通条件等发生变化时，应具有较高的稳定性，并能适应火灾工况下的通风要求。
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4、运营通风的主流方向不应频繁变化?
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13.照明?
（1）亮度曲线：
道路轴线，由入口洞外的接近段经入口段、过渡段、中间段直至出口段，司机在白天所需要的路面亮度变化曲线，称为亮度曲线?
人工亮度曲线：
人工照明在路面反射引起的亮度是因自然光不足或根本影响不到而需用人工照明加以弥补的亮度，人工亮度沿路轴的变化曲线称为人工亮度曲线。
P519?
（2）照明区段的划分及作用?
a.接近段：
保证行车安全、测定洞外实际亮度?
b.入口段：
入口段在洞口处的最高亮度应该怎么取值?
c.过渡段：
其任务是从入口段高亮度到中间段低亮度的剧烈变化给司机造成的不适应现象，使之有充分的适应时间?
d.中间段：
基本任务是保证停车视距，中间段的亮度水平与空气透过率（即通风条件）、行车速度以及交通量。
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e.出口段：
单向交通：
缓和白洞现象带来的不利影响?
（3）照明质量影响因素：
适宜的亮度、对象的大小、对象和背景的亮度对比、颜色对比的影响、环境亮度的影响、空气对能见度的影响、观察时间的长短。
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P567?
（4）从明亮环境接近、进入、通过、驶出隧道过程中产生的视觉问题?
进入隧道前的视觉问题长隧道会出现黑洞效应，短隧道出现黑框效应亮度差异过分悬殊?
通过隧道时，会出现暗适应，适应的滞后性?
驶出隧道时，会出现亮洞，眩光现象?
14.隧道路面?
（1）路面形式：
1、水泥混凝土路面2、沥青混凝土路面3、复合式路面?
（2）复合式路面：
采用沥青混合料上面层与水泥混凝土下面层组成的路面?
（3）混凝土路面：
指的是用水泥混凝土板作面层的路面。
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它是指以水泥混凝土板作为面层，下设基层、垫层所组成的路面结构，又称刚性路面?
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