西南交通大學(xué)地下工程期末復(fù)習(xí)(精簡)

1、地下空間利用的形態(tài)：(1)為人類生存，確保安全的，如糧食的地下儲藏，地下式住宅；(2)伴隨城市的現(xiàn)代化發(fā)展的，如城市的有軌交通系統(tǒng)，地下商業(yè)街，地下停車場等；(3)伴隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展的如地下水利發(fā)電站，地下能源發(fā)電站等；(4)大規(guī)模國土有效利用的，如城市間、國家間的交通設(shè)施（鐵路、公路、跨海通道工程等；(5)防御和減少災(zāi)害的地下設(shè)施，如人防避難工程，防御洪水災(zāi)害的地下壩、地下河等。地下工程的固有特性：構(gòu)造特性；物理特性；化學(xué)特性；環(huán)境特性；技術(shù)及力學(xué)特性。力學(xué)及工程特性：1隱蔽性：2力學(xué)狀態(tài)的不確定性；3地下環(huán)境影響的嚴重性；4可維修性差；5施工條件和環(huán)境條件的約束。典型的地下空間：開挖出來的空

2、間、開挖后覆土的空間、明挖空間地下工程的空間種類：1、開挖空間：從地表能直接進入的地點，用橫通道或縱通道相互聯(lián)系的空間，設(shè)在地下深層，距地表較遠。2、明挖空間和用土覆蓋的空間。3、與地表的關(guān)系：有建筑物填土和埋設(shè)在土中兩大類；4、開口部與地表面的關(guān)系：密閉型，天窗型，側(cè)面開口型，半地下型。住宅地下空間的分類：從地下空間與外部聯(lián)系看分為完全地下密閉型，半地下型，側(cè)部開放型，中庭型、開放型；從地下空間與上部的結(jié)構(gòu)關(guān)系分為獨立型、部分地下型，全地下型；從地形條件分為平底型、臺地型、斜坡地型。8、水封式貯槽原理：利用液體的比重小于水，與水不相容的特性，在穩(wěn)定的地下水位一下的完整堅硬巖石中開挖洞槽，不襯

3、砌直接儲存，利用巖石的承載力和地下水的壓力將液體燃料封存在洞管中。分類：A按儲藏壓力分(常壓儲藏、加壓儲藏)；B按儲藏溫度分(常溫、低溫儲藏)；C按水床類型分(變動水床法、固定水床法)；D按泵型分(設(shè)于貯槽內(nèi)、設(shè)于貯槽外)9、城市地下工程發(fā)展的重點：聯(lián)絡(luò)城市地下各處設(shè)施的地下通道；城市有軌交通系統(tǒng)、防災(zāi)設(shè)施的地下化； 10、地下街類型：廣場型，特點是規(guī)模大、客流量大、停車面積大。街道型，特點是出入口多與地面街道和地面商場相連也兼作地下人行道或過街人行道。復(fù)合型，兼具兩者的特點。11、 地下空間的優(yōu)點：避免對視覺空間的影響；地表面的開放空間；有效的土地利用；有效地往來和運送方式；環(huán)境和利益；能源

4、利用的節(jié)省和氣候的控制，地中的季節(jié)濕度的差異，自然災(zāi)害的保護，市民防衛(wèi)，安全，噪聲和振動的隔離，維修管理缺點：獲得眺望和自然采光的機會有限；進入和往來的限制；能源上的限制。12、修建地下街目的：建立各建筑物之間的聯(lián)絡(luò)通道，減少地面人員交叉流動，減少交通事故；功能：A解決地面購物及服務(wù)設(shè)施等的不足；B建立交通樞紐的聯(lián)絡(luò)通道，便于辦公樓人員生活交通，避免地面交通堵塞；C解決鬧市區(qū)車輛的停放；D滿足戰(zhàn)備要求。注意事項、修建原則：店鋪面積一般不要大于通道面積；設(shè)有簡易的誘導(dǎo)標志，以解決緊急情況下利用者的避難及疏散；與地面廣場、道路等相配合，形成一體化，充分發(fā)揮地下街的功能；原則上禁止與其他建筑物的地下

5、室連通；從防火觀點出發(fā)，每200平方米要設(shè)防火壁；13、地下街規(guī)劃和設(shè)計中的內(nèi)容：1周圍地區(qū)的土地利用2周圍地區(qū)的交通3周圍地區(qū)的商業(yè)4現(xiàn)場的狀況。對設(shè)施基本要求：安全性；便利性；舒適性；健康性。14、按位置不同地下停車場分為：公路型、公園型、廣場型、建筑物地下停車場。15、地下停車場動線規(guī)劃：汽車的交通動線、利用者的步行動線、停車場管理者的動線。16、地下停車場平面組成：車庫區(qū)；通風(fēng)設(shè)備區(qū)；辦公區(qū)； 構(gòu)造基準：車道寬度（單向大于3.5米，雙向大于5.5米）梁下有效高度（車道部分大于2.3米，停車室大于2.1米）彎曲段回轉(zhuǎn)半徑：內(nèi)經(jīng)大于5米；臺階寬度1.2m，臺階高度15cm左右。坡道：不得超

6、過17%，坡道底板要求抗滑、耐磨、保濕、防凍；地下鐵道的優(yōu)越性：運量大、速度快、運輸成本低；安全可靠、舒適；合理利用城市地下空間、保護城市景觀等。修建條件：人口100W，每小時單向交通量2.5萬，城市空間合理利用，適應(yīng)未來交通需求，經(jīng)濟能力。地鐵規(guī)劃路網(wǎng)形式：單線式、多線式、環(huán)線式、蛛網(wǎng)式、棋盤式。路網(wǎng)中車站的布置；車站間距（城市中心大約7001500米、郊區(qū)約15002000）、車站位置（換乘、聯(lián)絡(luò)方便）地鐵與輕軌的區(qū)別：軸重不同；運能不同，地鐵運能大，單向最大客運量可達6W8W人次/h，輕軌1W3W人次/h；輕軌投資較低，地鐵建設(shè)周期長，造價高。地鐵線路的埋置深度的確定：1）工程造價：一般

7、而言埋深越淺造價越低2）地面情況及城市地下管線設(shè)置：地面為道路時及考慮設(shè)置地下埋設(shè)物和管道：要求從地面到隧道拱頂?shù)纳疃?.5m（3）防護要求：埋深越深防護效果越好。地鐵線路的平面設(shè)計的要求：隧道應(yīng)位于對沿線房屋沒有影響的中心線上原則上都把隧道設(shè)在道路的中心，便于兩側(cè)出入口設(shè)于地面道路兩側(cè)當(dāng)隧道中心線為曲線時，盡量選擇大半徑曲線地鐵線路組成：區(qū)間隧道（雙線、單線）、車站及附屬建筑。地鐵區(qū)間隧道的設(shè)施：包括區(qū)間行車通道段和區(qū)間設(shè)備段（如折返線、地下存車線、聯(lián)絡(luò)線）以及其它附屬建筑物。內(nèi)設(shè)列車運行及安全檢查用的各種設(shè)施。如：軌道、電車線路、線路標志、通訊及信號用電纜、照明、通風(fēng)設(shè)施等。作用：供列車通

8、過；放置設(shè)備。地鐵的斷面形式：（1）箱形明挖法 結(jié)構(gòu)經(jīng)濟，施工簡便，材料用鋼筋混凝土（2）圓形盾構(gòu)法 采用盾構(gòu)掘進，一次為管片襯砌，二次為混凝土（3）馬蹄形礦山法 采用礦山法施工，復(fù)合式襯砌地鐵車站的類型：A按運營功能分：起始、終點站、中間站、換乘站、區(qū)域站、樞紐站；B：按設(shè)置位置分：聯(lián)絡(luò)站、中心站、郊區(qū)站、待避站；C：按形式分：雙層、單層、多層。功能：地下鐵道車站是供乘客上下車和換乘、候車的場所。 地鐵車站的站臺型式的優(yōu)缺點及其特點：（1）島式站臺（612m）優(yōu)缺點：規(guī)模大，相反方向站臺聯(lián)絡(luò)方便，適用于大流量，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資高，站臺利用度高，站臺延長困難，結(jié)構(gòu)內(nèi)空間利用率低，建筑高度必須加寬

9、。特點：折返方便、便于集中管理、需設(shè)中間站廳進入站臺、站臺長度固定。適用于規(guī)模較大的車站如終點站、換乘站。適用于規(guī)模較大的車站如終點站、換乘站。（2）側(cè)式站臺（47m）優(yōu)缺點（與島式相反：、建筑高度只在旅客設(shè)施部分加寬）特點：人流不交叉、折返需通過聯(lián)系通道、可不設(shè)中間站廳、管理分散、可延長站臺長度，適用于規(guī)模較小的車站。（3）混合式站臺特點：乘客可同時在兩側(cè)上下車，能縮短?？繒r間，常用于大型車站，折返方便。地鐵車站的組成：包括乘客使用、運營、技術(shù)用房、生活輔助用房、通風(fēng)、空調(diào)、防災(zāi)等設(shè)施。地鐵車站間距：郊區(qū)站：15002000m，城市中心站：7001500m，聯(lián)絡(luò)站和待避站。地鐵站臺有效長度：

10、也稱站臺計算長度，它是供乘客上、下車的有效長度，也是列車停站位置。鐵路隧道規(guī)劃設(shè)計中：（1）越嶺隧道平面和立面位置選擇：（A)平面位置選擇：主要選擇埡口：a、兩端直線距離最近的低埡口b、良好的展線條件c、工程和水文地質(zhì)條件良好、便于布置施工場地。（B)立面位置選擇：確定隧道高程：a、隧道位置高，山體較薄，隧道長度短，工程量小，但線路拔起高度大，兩端引線長度增加，技術(shù)條件惡化；b、低位置隧道則與之相反。所以在選擇隧道高程時，務(wù)必從技術(shù)和經(jīng)濟兩方面綜合衡量，確定最優(yōu)立面位置。（2）傍山隧道位置選擇（寧里勿外，即隧道位置以稍內(nèi)(#)靠為好）：鐵路線沿河傍山修建的隧道稱為傍山隧道。應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)、河流

11、沖刷情況以及洞外相關(guān)工程和運營條件等綜合考慮。 在埋藏較淺的地段留出洞身必要的覆蓋厚度，隧道位置“寧里勿外”，即隧道位置以稍向內(nèi)靠為好；一般要求隧道外側(cè)最小覆蓋厚度不應(yīng)小于相應(yīng)規(guī)范的限值；應(yīng)考慮沖刷對山體和洞身穩(wěn)定的影響。（3）不良地質(zhì)條件有：滑坡-崩塌-巖堆-泥石流-溶洞-地下水發(fā)育和瓦斯（4）按地質(zhì)條件選擇:單斜構(gòu)造區(qū)：要避開軟弱結(jié)構(gòu)面。褶曲構(gòu)造區(qū)：最好在背斜，其次是兩翼注意偏壓，盡量避開向斜受力、排水不利。斷層地區(qū)：在斷層構(gòu)造的地區(qū)，斷層帶中的巖體呈破碎狀態(tài)，稱為斷層泥。它的強度很低，而且往往是地下水的通道。施工時，遇到這種地質(zhì)條件，十分困難。A、盡可能避開；B、不得已時，也要與斷層帶隔

12、開足夠的安全距離；C、切忌隧道中線與斷層方向一致，最好大角度相交，使穿越斷層的隧道距離最短。（5）影響因素：工程和水文地質(zhì)條件、地形地貌，工程難易程度、投資和工期、施工技術(shù)和運營條件等。隧道洞門位置的選擇原則：隧道位置確定后，隧道的長度是由它的兩端洞口位置來決定的。洞口位置的選擇影響著施工難易和工期、造價和運營安全。應(yīng)結(jié)合洞口的地形、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、施工技術(shù)、運營條件以及附近相關(guān)工程綜合考慮，詳細比較、決定。最重要的是考慮邊仰坡的安全。盡量避免大挖方和大刷坡。要求：（1）首先按地質(zhì)條件控制邊坡和仰坡的安全和穩(wěn)定（2）盡量躲避不良地質(zhì)區(qū)域，山體穩(wěn)定、地質(zhì)條件好、地下水不豐富。（3）最后才

13、考慮經(jīng)濟方面的因素。綜合考慮（1）、（2）之后，可盡量降低工程造價，縮短隧道。 隧道平面線形的要求：1）盡量采用直線或大半徑曲線，避免小半徑曲線；2）直線與圓曲線之間需設(shè)置緩和曲線；3）隧道內(nèi)應(yīng)盡量避免設(shè)置反向曲線；必須設(shè)置時，要求夾直線長度不宜小于44；4）當(dāng)洞外明線出現(xiàn)曲線時，最好要使曲線的緩直點（或直緩點）距洞口不小于25。 。縱斷面設(shè)計：主要是對坡度的設(shè)計，包括隧道內(nèi)線路的坡道形式、坡度大小和折減。坡段長度和坡段間的銜接等。A、坡度形式：（1）單面坡： 適用條件：多用于線路緊坡地段或展線地區(qū)，可以爭取高程。優(yōu)點：運營時通風(fēng)、排水有利；缺點：單下坡時，施工中排水、出碴困難。（2）人字坡：

14、適用條件：多用于長隧道，尤其是越嶺隧道無需爭取高程的情況。優(yōu)點：是利于兩端施工時的出碴和排水；缺點：是對運營通風(fēng)不利。B、最大坡度限制：明線上直線段的最大限坡f限 隧道里直線段的最大限坡f隧=f限折減系數(shù)A、折減原因：空氣阻力增大，削弱了列車的牽引力；機車動輪與鋼軌間的粘著系數(shù)降低。B、折減范圍：上坡進洞前，1/2個遠期貨物列車的長度范圍。C、折減系數(shù)（m）的取值：當(dāng)隧道長L400m時,根據(jù)隧道長度及牽引方式的不同，m的取值界于0.70.9之間。 曲線段的最大限坡：為克服曲線上的阻力，需減去一個曲線的當(dāng)量坡度最小坡度限制：考慮到通風(fēng)、排水需求隧道坡度不宜3 ，特殊不2C、坡段連接：坡段長度不小

15、于列車長度。當(dāng)相鄰坡段間的坡度代數(shù)差大于3時，應(yīng)設(shè)置半徑為10000m的豎曲線。隧道凈空：鐵路隧道襯砌內(nèi)輪廓所包絡(luò)的空間。隧道凈空比建筑界限要大，這是因為凈空必須滿足建筑限界的要求外，還應(yīng)考慮列車擺動和襯砌結(jié)構(gòu)受力合理等因素。隧道建筑限界：指隧道襯砌不得侵入的一種界限。洞門及附屬建筑物：洞門：洞口環(huán)框式洞門：洞口巖層堅硬而穩(wěn)定、完整不易風(fēng)化、地形陡峭且勿排水要求，一般不承載；洞口端墻式洞門：適用于地形開闊，巖質(zhì)穩(wěn)定的地區(qū)；洞口翼墻式洞門：巖體較差、山體縱向推力較大時；還有臺階式、削竹式、柱式、斜交式；附屬建筑物：避車洞，防排水系統(tǒng)、電纜槽、隧道洞身襯砌的作用：承受圍巖壓力、保持使用空間、封閉圍

16、巖，防止圍巖風(fēng)化；襯砌類型：現(xiàn)場灌注混凝土襯砌、裝配式、錨噴式、復(fù)合式。結(jié)構(gòu)形式：拱形直墻拱、曲墻拱；圓形、矩形等。支護結(jié)構(gòu)的基本類型：初期支護（為了在施工過程中控制威嚴的松弛和過度變形、并保證和永久支護（二次襯砌）兩大類。 初期支護一般又包括：噴射混凝土/鋼筋網(wǎng)/錨桿/ 格柵 （鋼拱架 ）錨桿的作用：支撐圍巖；加固圍巖；“組合梁”作用；“懸吊”作用噴射混凝土的作用：支撐圍巖；“卸載”作用；填平補強圍巖；覆蓋圍巖表面；阻止圍巖松動；分配外力。二次襯砌的基本類型：混凝土整體式襯砌 錨噴襯砌復(fù)合式襯砌裝配式襯砌。鐵路隧道洞門作用：減少洞口土方開挖量；引離洞頂流水；穩(wěn)定邊、仰坡；承受山體縱向推力；裝

17、飾洞口；保護洞口邊坡的穩(wěn)定和仰坡的安全。明洞：明挖法修建的隧道，在開挖的路塹或敞開的基坑里，先修建結(jié)構(gòu)物再回填土石。作用：保護洞口線路免受落石、塌方等危害解決洞口因地形地質(zhì)條件難以用暗挖法修建的施工困難類型：拱形明洞棚洞35、隧道內(nèi)運營通風(fēng)方式：自然通風(fēng)和機械通風(fēng)。機械通風(fēng)包括：縱向式、半橫向式、橫向式、混合式。鐵路隧道治水原則：防、截、排、堵，因地制宜，綜合治理。37、規(guī)劃中的調(diào)查內(nèi)容：自然環(huán)境調(diào)查、經(jīng)濟環(huán)境調(diào)查、社會環(huán)境調(diào)查。施工中調(diào)查方法：開挖工作面直接觀察、利用超前鉆孔、輔助導(dǎo)坑、試驗坑道。38、地質(zhì)調(diào)查流程：(規(guī)劃階段)，(設(shè)計階段)、(施工階段)、(維修管理階段)39、鐵路隧道圍巖

18、分級指標：單一的巖性指標；單一的綜合巖性指標；多因素定性和定量的指標相結(jié)合；多因素組合的復(fù)合指標。分級方法：鐵道隧道圍巖分級方法是根據(jù)地質(zhì)勘察資料，對巖石堅硬程度和圍巖完整程度兩個因素應(yīng)采用定性劃分和定量指標兩種方法確定。在此基礎(chǔ)上確定圍巖的基本分級，再結(jié)合隧道工程的特點，考慮地下水和初始地應(yīng)力的狀態(tài)等因素進行修正。40、地下結(jié)構(gòu)體系的主要計算模型：由地層和支護結(jié)構(gòu)共同組成，其中以地層為主，支護僅用來約束地層，不使它產(chǎn)生過大的變形而破壞坍塌，地層既是承載結(jié)構(gòu)的基本組成部分，又是造成荷載的根本來源。模型建立方法：以參照過去隧道工程實踐經(jīng)驗進行了工程類比為主的經(jīng)驗設(shè)計法；以現(xiàn)場量測和實驗室試驗為主

19、的實用設(shè)計方法；作用反作用模型；即荷載結(jié)構(gòu)模型；連續(xù)介質(zhì)模型；41、地下結(jié)構(gòu)（鐵路隧道）的設(shè)計方法：結(jié)構(gòu)力學(xué)方法、巖石力學(xué)方法、經(jīng)驗類比方法、情報化設(shè)計方法。42、圍巖：地殼中受開挖影響的巖體。范圍：A從力學(xué)角度分析，圍巖邊界應(yīng)劃在因開挖應(yīng)力變化可以忽略不記的地方。B從變形角度分析，圍巖邊界上因開挖而產(chǎn)生的位移為零的地方。C經(jīng)驗上，圍巖邊界在橫斷面上約為6-10倍洞徑。43、鐵路隧道結(jié)構(gòu)計算的步驟：A斷面形式和結(jié)構(gòu)尺寸的擬定工程類比法；B計算作用在結(jié)構(gòu)上的荷載主動和被動荷載；C計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力； D檢算：安全系數(shù)，偏心距，基底承載力；44、被動荷載：視圍巖為彈性體，襯砌在主動荷載作用下，產(chǎn)生朝向圍

20、巖方向的變形而擠壓圍巖引起圍巖的反作用力。性質(zhì)：反映圍巖對地下結(jié)構(gòu)變形的約束能力，圍巖穩(wěn)定性越強對結(jié)構(gòu)變形的約束能力越大；彈性抗力的大小和分布形態(tài)取決于支護結(jié)構(gòu)的變形，而支護結(jié)構(gòu)的變形又和彈性抗力有關(guān)，所以說彈性抗力是主動荷載與被動荷載共同作用的結(jié)果。計算：按局部變形理論計算時，相當(dāng)于把圍巖簡化成一系列彼此獨立的彈簧， 某一彈簧受到壓縮時所產(chǎn)生的反作用力只與該彈簧有關(guān)，與其它彈簧無關(guān)45、地下工程施工特點：A施工方法因地質(zhì)條件不同而變化；B工作面少，一般情況下只有2個。如要增加工作面，必須開挖輔助坑道，造價提高；C工作空間狹窄，施工工序易發(fā)生相互干擾；D施工環(huán)境差，空氣交流不便，光線暗而且潮濕

21、；E修建后改造困難；46、地下工程施工基礎(chǔ)技術(shù)：地層改良技術(shù) ；錨固技術(shù)；支擋技術(shù)；襯砌技術(shù)；爆破技術(shù)；量測技術(shù)。47、地下工程施工方法分類：A明挖法：基坑法，蓋挖法，沉管法。B暗挖法：礦山法（一般礦山法：全斷面法，臺階法，分步開挖法；淺埋礦山法）；盾構(gòu)法；掘進機法（TBM法）；頂進法。49、明挖法施工方法：（1）明挖順筑法，施工順序是在開挖到預(yù)定深度后，按底板、側(cè)壁（中柱或中壁）、頂板的順序修筑，此為明挖法的標準施工方法。（2）明挖逆筑法，本方法多用在深層開挖、軟弱地層開挖、靠近建筑物施工等情況下。在開挖過程中，結(jié)構(gòu)物的頂板（或中層板）利用剛性的支擋結(jié)構(gòu)先行修筑；而后進行開挖。下部開挖前，可對頂板上面的埋設(shè)物和地面進