1、第3章 隧道附属建筑1.什么是避车洞?避车洞的设置间距是多少?在布置避车洞时应该避开哪些地方?2.营运隧道的通风方式有哪些?什么是风流中性点?它与通风方式的关系怎样?3.为什么公路隧道要设置不同的照明亮度段?它们各自的作用是什么?第4章 隧道围岩分类与围岩压力1.影响围岩稳定性的主要因素有哪些?围岩分级主要考虑什么因素?围岩分级的基本要素是哪几种?我国铁路隧道围岩分级主要考虑哪些因素?已知某隧道所处围岩节理发育,Rb26MPa,试问这是属于哪一级围岩?2. 某隧道内空净宽6.4m,净高8m,级围岩。已知:围岩容重20KN/m3,围岩似摩擦角530,摩擦角300,试求埋深为3m、7m,15m处的
2、围岩压力。第5章 隧道衬砌结构计算1.已知作用在衬砌基底面上的轴力N=870KN,弯矩M=43.5KN.m,墙底厚度h=0.6m,围岩抗力系数为150MPa/m。试求墙底中心的下沉量及墙底发生的转角。2. 什么情况下将围岩抗力弹簧径向设置?试推导径向设置的围岩抗力单元刚度矩阵。(注:抗力方向以挤压围岩为正)3.一对称等厚平拱,衬砌厚度为50 cm,已知内力如图示,墙底抗力系数Kd=350 MPa/m,请求出墙底中心水平位移、垂直位移以及墙底截面转角(注:图中1、2、3为截面编号)。第6章 隧道施工方法1.采用台阶法施工时,影响台阶长度的主要因素是什么?环形开挖留核心土法是如何稳定开挖工作面的?
3、2.在隧道分部开挖施工中,这些术语指的是开挖的哪些部位?落底、拉中槽、导坑、挖马口。3.指出错误,并改正之:某隧道位于软弱破碎地层中,采用长台阶法施工。施工过程中发现洞室周边位移加速度等于零,因而断定围岩变形已经稳定。4.指出错误,并改正之:新奥法施工时,隧道开挖后,为了调动围岩的承载能力,不宜立即喷射混凝土,而应经量测后,再施喷。为了隧道的稳定,复合式衬砌应在锚喷支护完毕后立即修筑内层模筑混凝土衬砌。第7章 隧道钻爆施工作业 1.请解释“临时支护”、“初期支护”与“永久支护”的含义,并各举一例说明之。2.某隧道的导坑,尺寸为2.8m2.8m,级围岩,岩石等级为坚石f=8,采用斜眼掏槽,2号岩
4、石硝铵炸药,药卷直径32mm,装药系数可取为0.6。试问:炸药用量;炮眼深度;炮眼数量。第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业 1.隧道施工的辅助作业有哪些?2.为什么有的隧道必须采用辅助坑道?选择辅助坑道时必须考虑哪些条件?3.隧道施工通风有几种方式?用得最多的是哪一种?它又分为几种什么样的方式?4.一座隧道,级围岩,断面积约为75m2,钻爆法施工,洞内同时工作的最多人数为35人。请按保证洞内人员新鲜空气要求计算通风机应提供的风量。第9章 新奥法 1.已知一座深埋圆形隧道,开挖直径10m,拱顶以上岩层覆盖厚度495m,围岩容重20KN/m3,弹性模量E=104MPa,粘结力C=1.5MPa,围
5、岩内摩擦角300,侧压力系数=1,泊松比=0.2。试问:开挖后不支护状态下,围岩是否出现塑性区?如果出现,问塑性区半径是多少?假定支护阻力Pa=8.5MPa,问洞室周边位移是多少?2.某单线铁路隧道,对量测数据进行回归分析后,知位移时态曲线方程为。已知隧道极限相对位移值为144mm,开挖6天后洞周实测相对位移值为64mm。试从位移值、位移速度、位移加速度三方面判断开挖6天后的隧道稳定性。3.某单线铁路隧道,位移时态曲线方程为。若以位移速度小于0.2mm/日为隧道稳定的判断准则,试从位移速度和位移加速度这两方面判断隧道能否稳定?需要多长时间才能稳定?是否需要采取加强措施?第10章 隧道掘进机施工
6、 岩石掘进机的适应条件?岩石掘进机有哪些类型?第11章 高速铁路的隧道施工 1. 高速铁路隧道会产生怎样的空气动力学效应?2. 如何克服空气动力学的不良效应影响?第12章 隧道施工组织与管理 1. 隧道现场施工的特点是什么?2. 如何加快施工进度?第13章 隧道的营运管理与养护维修 1. 隧道养护工作的原则是什么?2. 隧道病害治理的主要内容有哪些?3. 衬砌裂缝的延展方向与隧道的稳定性有何关系?习题参考答案 第1章 隧道工程勘测设计 1.答:依隧道类型不同而不同:对于长大隧道,线路选线应服从于隧道选址;对于中、短隧道,选址应服从于线路。2.答:早进晚出。保护洞口边仰坡的稳定。3.答: 地质构
7、造、 岩体强度、水文地质条件、不良地质; 越岭线隧道的位置应选择穿越垭口; 河谷线隧道应使隧道外侧最小覆盖厚度满足工程要求,以避免偏压。1.解:超高E0.76V2/R=16.21cm 15cm 取为15cm d内4050/1200+2.7E=43.9cmd外4400/1200=3.7cmd总d内d外47.6cm (取为50cm)d偏(d内d外)/2=(43.9-3.7)/2=20.1cm分段里程:d总 与d偏 断面: 进口DK150+310345d总/2 与d偏/2 断面: DK150+345出口DK150+8102. 答:因台阶的不同高差逐渐改变了起坡点的高度,起坡点越高则刷坡点越低。第3章
8、 隧道附属建筑 铁路隧道中供行人躲避列车,或堆放维修器材的洞室;大避车洞:碎石道床,对侧150m间距; 整体道床,对侧210m间距;小避车洞:对侧30m 间距;应避开不同衬砌类型衔接处、变形缝处、不同断面加宽处、不同围岩分界处。有自然通风和机械通风两种基本方式,而机械通风又有: 洞口风道式通风、 喷阻式通风、辅助坑道通风以及射流式通风。风流中性点指风速为零的点,它不会出现在纵向式通风中,而只会出现在半横向式和全横向式通风之中。为了让司机的眼睛逐渐适应洞内外的亮度状况;接近段在洞口前,从注视点到适应点之间的一段道路,不需设照明;入口段进入隧道洞口的第一段,使司机的视力开始适应隧道内的照明光线;过
9、渡段介于入口段和中间段之间的照明区段,解决从入口段的高亮度到中间段的低亮度之间的的剧烈变化;中间段司机已基本适应洞内的照明光线,中间段的基本任务就是保证行车照明;出口段 单向交通隧道中,应设置出口段照明,让司机逐渐适应由洞内到洞外的光线变化。而双向交通隧道中,无出口段照明。第4章 隧道围岩分类与围岩压力 影响围岩稳定性的主要因素:地质因素;人为因素 围岩分级主要考虑:地质因素 围岩分级的基本要素:4种 岩性要素强度、变形性质等(力学性质);地质构造要素指围岩的完整性状态;地下水要素地下水对围岩的软化作用;地应力要素初始地应力对围岩产生岩爆、裂缝、岩体剥离与位移等作用。我国铁路隧道围岩分级主要考
10、虑因素有4种:岩体的结构特征与完整性状态;岩石强度;地下水;初始地应力 这是级围岩,软岩。2. 解:求自然拱高度;判断深浅埋分界;分别按土柱法、一院法、统计法求围岩压力。结果(小数点后四舍五入):埋深3m时: q=128KPa, e=31KPa;埋深7m时: q=60KPa, e=16KPa;埋深15m时:q=84KPa,e=(1325)KPa;第5章 隧道衬砌结构计算 运用温氏假定解之。 解:抗力设置方向提问,见教材P108。见图1:抗力Ri=Ki.Si.i,将其沿x、y方向分解为:Rix=-Ri.sini Riy=Ri.cosi 见图2,将节点产生的水平位移与垂直位移合成为径向位移:i=-
11、uix. sini+uiy. cosi故有:Ri= Ki.Si.i = Ki.Si.( -uix. sini+uiy. cosi) 将其代入,得:Rix= Ki.Si.( sin2i. uix- sini. cosi. uiy)Riy= Ki.Si.( -cosi.sini.uix+cos2i.uiy)写成矩阵形式后得抗力单刚(元素):Ki.Si. sin2i -Ki.Si. cosi.sini-Ki.Si. cosi.sini Ki.Si.cos2i0 00 0 3.解:求墙底中心水平位移:墙底中心应力中287kn.m/0.5m=574KN/m2由温氏假定:中中/Kd=574 KN/m2 /
12、350000 kn/m3=0.164cm (1Mpa =1000kn/m2)墙底中心水平位移0.164cos 600=0.082cm墙底中心垂直位移0.164sin 600=0.142cm在弯矩M作用下,墙底边缘应力边=M/W=15/(0.52/6)=360kn/m2,由温氏假定:边缘垂直于墙底面的位移边=边/Kd=360/350000=0.00103m=0.103cm墙底截面转角=0.103/25=0.00412=0.236第6章 隧道施工方法 地质因素,在软弱围岩中,为了及时形成封闭支护结构,应减小台阶长度; 进度因素,在较好围岩中为了加快进度,在机械设备允许的情况下,应适当延长台阶长度。“环”法:利用核心土稳定工作面,且能及时施作拱部初期支护。落底开挖隧道底部 中槽开挖隧道中部 导坑于隧道断面中先行开挖的部分均称为导坑,有上部弧形导坑、侧壁导坑、中导坑等。挖马口先拱后墙法施工中,开挖边墙。错误长台阶法、断定围岩变形已经稳定。4.答:错误不宜立即喷射混凝土、锚喷支护完毕后立即修筑内层模筑混凝土衬砌。临时支护仅在开挖过程
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