隧道工程---復(fù)習(xí)總結(jié)

1、一 名詞解釋襯砌：地層開(kāi)挖后，除了在極為穩(wěn)固的地層中而且 沒(méi)有地下水的地方外，大都要在坑道的周圍修建支 護(hù)結(jié)構(gòu)，稱為襯砌。隧道建筑限界：在一般的“基本建筑限界”的基礎(chǔ) 上，再適當(dāng)放大一點(diǎn)，留出少許空間，用以安裝一 些如照明、通訊、信號(hào)等設(shè)備，這便形成了隧道建 筑限界。巖體：巖體是在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中， 經(jīng)過(guò)巖石建造、 構(gòu)造形變和次生形變而形成的地質(zhì)體。干噴：把噴射混凝土的拌和材料在輸送到噴嘴以 前，與水匯合而成噴射的漿液，稱為干噴。蠕變：是流變的一種，指作用應(yīng)力不變，而應(yīng)變隨 著時(shí)間增長(zhǎng)。結(jié)構(gòu)體：巖體被許多不同方向、不同規(guī)模的斷層面、 層理面、節(jié)理面和裂隙面等各種地質(zhì)界面切割成大 小不等，形狀各

2、異的各種塊體，工程地質(zhì)學(xué)中將這 些塊體稱為結(jié)構(gòu)體。隧道圍巖：指地層中受開(kāi)挖隧道影響的那一部分巖 體。結(jié)構(gòu)面：巖體被許多不同方向、不同規(guī)模的斷層面、 層理面、節(jié)理面和裂隙面等各種地質(zhì)界面切割成大 小不等，形狀各異的各種塊體，工程地質(zhì)學(xué)中將這 些界面稱為結(jié)構(gòu)面。巖爆：整體狀和塊狀結(jié)構(gòu)巖體，在高應(yīng)力區(qū)，洞周 應(yīng)力集中處巖石成碎片射出并發(fā)出破裂響聲，這種 現(xiàn)象稱為巖爆。初始應(yīng)力場(chǎng)：由于巖體的自重和地質(zhì)構(gòu)造作用，在 開(kāi)挖隧道前巖體中就已經(jīng)存在著一定的地應(yīng)力場(chǎng)， 稱為初始應(yīng)力場(chǎng)。彈性抗力：支護(hù)結(jié)構(gòu)在主動(dòng)荷載作用下一部分將會(huì) 發(fā)生向圍巖方向的變形，只要圍巖具有一定的剛 度，就必然會(huì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生反作用力來(lái)抵

3、制它的 變形，這種反作用力就是彈性抗力， 屬于被動(dòng)荷載。 形變壓力：指在支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍巖共同變形過(guò)程中圍 巖對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加的壓力。收斂：開(kāi)挖隧道時(shí)，由于臨空面的形成，圍巖開(kāi)始 向洞內(nèi)產(chǎn)生位移，這種位移稱為收斂。錨噴支護(hù)：噴射混凝土是以壓縮空氣為動(dòng)力，將摻 有速凝劑的混凝土拌和料與水匯合成漿狀，噴射道 坑道的巖壁上凝結(jié)而成的，當(dāng)圍巖不夠穩(wěn)定時(shí)，可 以加錨桿和金屬網(wǎng)，構(gòu)成一種支護(hù)形式，稱為錨噴 支護(hù)。松弛：流變的一種形式，指作用的應(yīng)變不變，而應(yīng)力隨時(shí)間而衰減。巖體：巖體是在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中，經(jīng)過(guò)巖石建造、 構(gòu)造形變和次生形變而形成的地質(zhì)體。洞門(mén)：隧道端部外露面，一般都修筑為保護(hù)洞口和排放流水的檔土墻

4、結(jié)構(gòu)，稱為洞門(mén)。圍巖：指地層中受開(kāi)挖隧道影響的那一部分巖體。自重應(yīng)力場(chǎng)：指地層中在地心引力和離心慣性力共 同作用下產(chǎn)生的應(yīng)力場(chǎng)。新奧法：是以控制爆破或機(jī)械開(kāi)挖為主要掘進(jìn)手段，以錨桿、噴射混凝土為主要支護(hù)方法，理論、 量測(cè)和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的一種施工方法。松動(dòng)壓力：指深埋隧道所處的地層中形成的天然拱 作用在隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力。二問(wèn)答題1 .什么是臨空面？隧道施工中炮眼的種類和作用 如何？所謂臨空面就是指需要爆破的巖體暴露與空間 的平面掏槽炮眼一一用以掏出開(kāi)挖面的中央部分增加臨空面改善后繼炮眼的爆破條件。輔助炮眼一一用以擴(kuò)大掏槽體積。周邊炮眼一一用以炸落坑道周邊巖石保證按設(shè)計(jì)要求炸出開(kāi)挖斷面輪廓。2

5、.光面爆破和預(yù)裂爆破的概念、異同點(diǎn)？光面爆破是一種控制開(kāi)挖輪廓的爆破方法。它是 在開(kāi)挖面的預(yù)定爆破線上布谿一排周邊炮眼，選擇 合理間距與抵抗線采用弱性裝藥結(jié)構(gòu)最后同時(shí)起爆使相鄰兩炮眼間靠爆破沖擊波的合力產(chǎn)生輪廓裂縫炸下最后一層巖石。預(yù)裂爆破是由光面爆破演變而來(lái)的兩者不同之處是預(yù)裂爆破時(shí)周邊炮眼在所有其他炮眼之前先行同時(shí)起爆如其參數(shù)選擇合理則可使周邊炮眼之間形成一連續(xù)的預(yù)裂面成為隨后斷面中部其他炮眼爆破所產(chǎn)生的沖擊波的屏障 使周邊以 外的圍巖受到的擾動(dòng)和破壞減到最小程度 從而得到光滑平整的開(kāi)挖輪廓所以更宜用于軟巖。相同點(diǎn) 他們都屬于控制爆破 其目的是使開(kāi) 挖輪廓線光滑 平整減少超前欠挖 減少對(duì)圍

6、 巖的擾動(dòng)。不同點(diǎn)光面爆破適用于硬巖預(yù)裂爆破適用于軟巖起爆順序不同 光面爆破先起爆掏 槽眼其次輔助眼 最后周邊眼 而預(yù)裂爆破先 爆周邊眼其次掏槽眼最后輔助眼。3 .新奧法隧道施工的基本原則基本原理？基本原則少擾動(dòng)早錨噴勤量測(cè)緊封閉。 基本原理圍巖巖體是隧道承載的主要部分。用最小的支護(hù)阻力設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)?？刂茋鷰r的初始變形。適應(yīng)圍巖的特性采用薄層柔性的支護(hù)結(jié)構(gòu)。采用量測(cè)來(lái)檢驗(yàn)并修改設(shè)計(jì)及施工。4 .論述影響圍巖穩(wěn)定性的地質(zhì)因素答：1）巖體結(jié)構(gòu)特征。從穩(wěn)定性角度看，巖體結(jié) 構(gòu)特征可以簡(jiǎn)單地用巖體地破碎程度或完整性表 示，一般情況下，巖體越破碎，坑道越容易失穩(wěn)。2）結(jié)構(gòu)面性質(zhì)和空間的組合。在塊狀或?qū)訝?/p>

7、 結(jié)構(gòu)的巖體中，控制巖體破壞的主要因素是軟弱結(jié) 構(gòu)面的性質(zhì)，以及它們?cè)诳臻g的組合狀態(tài)。單一的 軟弱結(jié)構(gòu)面，一般不影響坑道的穩(wěn)定性，只有當(dāng)結(jié) 構(gòu)面與隧道軸線的相互關(guān)系不利時(shí)，才能構(gòu)成容易 墜落的分離巖體。3）巖石的力學(xué)性質(zhì)。整體結(jié)構(gòu)的圍巖，控制 圍巖穩(wěn)定性的主要因素時(shí)巖石的力學(xué)性質(zhì)，尤其時(shí) 巖石的強(qiáng)度。一般說(shuō)來(lái)，巖石強(qiáng)度越高，坑道越穩(wěn) 定。4）圍巖的初始應(yīng)力場(chǎng)。圍巖的初始應(yīng)力場(chǎng)是 隧道圍巖變形、破壞的根本作用力，它直接影響圍 巖的穩(wěn)定性。5）地下水狀況。地下水是造成坍方，使圍巖 喪失穩(wěn)定性的最主要的因素之一。水可以使巖石軟 化，沖走充填物或使夾層軟化，對(duì)某些巖石還會(huì)遇 水膨脹。注：人為因素：1）

8、坑道尺寸和形狀 2）施工中 采用的開(kāi)挖方法5 .論述圍巖分類指標(biāo)及其優(yōu)缺點(diǎn)。1）單一的巖性指標(biāo)。包括巖石的抗壓和抗拉 強(qiáng)度、彈性模量等參數(shù)，以及如抗鉆性、抗爆性等 工程指標(biāo)。單一的巖性指標(biāo)只能表達(dá)巖體特征的一 個(gè)方面，因此，用來(lái)作為分類的唯一指標(biāo)是不合適 的。2）單一的綜合巖性指標(biāo)。它表明指標(biāo)是單一 的，單反映的因素卻是綜合的，例如，巖體的彈性 波傳播速度，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD,圍巖自穩(wěn)時(shí)間等 等。單一綜合巖性指標(biāo)多與地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展有 關(guān)，因此，這類指標(biāo)的精度就將受到一定的限制， 有時(shí)會(huì)因操作上的原因或地質(zhì)特征異常而得不到 可靠的結(jié)論。3）復(fù)合指標(biāo)。這是一種用兩個(gè)或兩個(gè)以上的巖性指標(biāo)或綜合巖

9、性指標(biāo)所表示的復(fù)合性指標(biāo)。例 如巖體質(zhì)量一一Q,就是其中比較完善的一個(gè)。復(fù) 合指標(biāo)考慮多種因素的影響，故對(duì)判斷隧道圍巖的 穩(wěn)定性是比較合理和可靠的。6 .簡(jiǎn)述復(fù)合式雙層襯砌由哪幾部分組成，并說(shuō)明各 部分作用答：1）外襯：一般采用早強(qiáng)的噴射混凝土和錨桿， 其作用主要是承受荷載和限制圍巖變形。2）內(nèi)襯：理論上圍巖的形變壓力已被外襯所 吸收，內(nèi)襯基本上可以不再承受什么力，僅僅作為 美化外觀和隔潮而已，但實(shí)際上外襯的變形并沒(méi)有 完全停止，所以內(nèi)襯也要承受荷載，它主要作用是 安全儲(chǔ)備。3）防水層：內(nèi)外襯之間通常用防水材料鋪設(shè) 一層防水層，其作用主要是防水。7 .論述用“新奧法”指導(dǎo)隧道設(shè)計(jì)和施工的基本原

10、 則。答：新奧法是以控制爆破或機(jī)械開(kāi)挖為主要掘進(jìn)手 段，以錨桿、噴混凝土為主要支護(hù)方法，理論、量 測(cè)和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合地一種施工方法。同時(shí)又是一系列 指導(dǎo)隧道設(shè)計(jì)和施工的原則，其中包括：（1）必須充分保護(hù)圍巖，盡量減少對(duì)它的擾 動(dòng)，避免過(guò)度破壞巖體的強(qiáng)度。為此，施工中斷面 分塊不宜過(guò)多，開(kāi)挖應(yīng)當(dāng)采用光面爆破、預(yù)裂爆破 或機(jī)械掘進(jìn)。（2）為了充分發(fā)揮巖體的承載能力，應(yīng)允許 并控制巖體的變形，一方面允許變形，使圍巖中能 形成承載環(huán)，令一方面又必須限制它，使巖體不至 于過(guò)度松弛而喪失或大大降低承載能力。為此，在 施工中應(yīng)采取能與圍巖密貼、及時(shí)砌筑又能隨時(shí)加 強(qiáng)的柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)。（3）為了改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性

11、能，施工中 應(yīng)盡快使之閉合，而成為封閉的筒形結(jié)構(gòu)。另外， 隧道斷面形狀要盡可能地圓順，以避免拐角處的應(yīng) 力集中。（4）在施工的各階段，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)監(jiān)視, 及時(shí)提出可靠的、數(shù)量足夠的量測(cè)信息，如坑道周 邊的位移或收斂、接觸應(yīng)力等，并及時(shí)反饋用來(lái)指 導(dǎo)施工和修改設(shè)計(jì)。（5）為了鋪設(shè)防水層，或?yàn)榱顺惺苡捎阱^桿 銹蝕，圍巖性質(zhì)惡化、流變、膨脹所引起的后續(xù)荷 載，可采用復(fù)合式襯砌。上述新奧法大的基本原則可概括為：少擾動(dòng)、早噴 錨、勤量測(cè)、緊封閉。8 .簡(jiǎn)述新奧法與傳統(tǒng)礦山法的根本區(qū)別；答：新奧法強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮圍巖的自承能力，而傳統(tǒng)礦山法則不然。具體如下：1）傳統(tǒng)礦山法不強(qiáng)調(diào)使用錨噴支護(hù)，而是大量采用鋼、

12、木支撐。2）傳統(tǒng)礦山法不強(qiáng)調(diào)及早閉合支護(hù)環(huán)。3）傳統(tǒng)礦山法很少采用復(fù)合式襯砌，而是大量采用剛度較大的單層襯砌。4）傳統(tǒng)礦山法不進(jìn)行施工量測(cè)。9 .簡(jiǎn)述隧道在河谷線上位置選擇的原則；答：河谷地段往往是山坡陡峻，巖體風(fēng)化破碎，河道蜿蜒，線路彎轉(zhuǎn)。在設(shè)計(jì)線路位置時(shí)，如果偏向河流一側(cè)，則線路位置恰恰落在山體的風(fēng)化層內(nèi)，極易引起塌方落石，如果偏向靠山一側(cè)，則將受到山體的偏側(cè)壓力，對(duì)施工和結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)十分不利。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐總結(jié)出一條經(jīng)驗(yàn)，就是： “寧里勿外” ，就是在河谷線上，隧道位置以稍向內(nèi)靠為好，當(dāng)然，過(guò)分內(nèi)靠，使土石方量增加太多，隧道增長(zhǎng)，也是沒(méi)有必要的。為了使隧道頂上有足夠的覆蓋巖體，隧道結(jié)構(gòu)不

13、致受到偏壓，還能形成天然拱，洞頂以上外測(cè)應(yīng)該有足夠的厚度。10 . 簡(jiǎn)述在整體式襯砌中直墻式和曲墻式各自適用的條件。答：直墻式襯砌適用于地質(zhì)條件比較好的地層，圍巖壓力以豎向?yàn)橹?，幾乎沒(méi)有或僅有很小的水平側(cè)向壓力，地下水不太發(fā)育。曲墻式襯砌適用于地質(zhì)條件比較差，巖體松散破碎，強(qiáng)度不高，又有地下水，側(cè)向水平壓力也相當(dāng)大的情況。11 .論述隧道洞口位置選擇的基本原則答：總的原則：早進(jìn)晚出，即：為了施工及運(yùn)營(yíng)的安全，寧可早一點(diǎn)進(jìn)洞，晚一點(diǎn)出洞。具體原則如下：1） 洞口應(yīng)該盡可能地設(shè)在山體穩(wěn)定、地質(zhì)較好、地下水不太豐富的地方。2） 洞口不宜設(shè)在埡口溝谷的中心或溝底低洼處，不要與水爭(zhēng)路。3） 洞口應(yīng)該盡可

14、能設(shè)在線路與地形等高線相垂直的地方，使隧道正面進(jìn)入山體，洞門(mén)結(jié)構(gòu)物不致受到偏側(cè)壓力。4） 當(dāng)線路位于有可能被淹沒(méi)的河灘上或水庫(kù)回水影響范圍以內(nèi)時(shí)，隧道洞口標(biāo)高應(yīng)該在洪水位以上，并加上波浪的高度，以防洪水倒灌到隧道中去。5） 為了保證洞口的穩(wěn)定和安全，邊坡及仰坡均不宜開(kāi)挖過(guò)高，不使山體擾動(dòng)太厲害。6） 若洞口附近遇到有水溝或水渠橫跨線路時(shí)， 可以設(shè)置挖槽開(kāi)溝的橋梁或涵洞，以排水。7） 若洞口前方巖壁陡立，基巖裸露，此時(shí)最好不要?jiǎng)釉旅妫婚_(kāi)挖山體。8） 洞口以外必須留有生產(chǎn)活動(dòng)的場(chǎng)所?？偟膩?lái)說(shuō)，選定隧道洞口位置時(shí)，首先要按照地質(zhì)條件控制邊坡和仰坡的高度和坡面長(zhǎng)度，其次是避開(kāi)不良地質(zhì)區(qū)域和排水影

15、響，最后才談得到從經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行比較。12 .隧道洞身襯砌結(jié)構(gòu)類型答：1）整體式混凝土襯砌：直墻式襯砌曲墻式襯砌2）拼裝式襯砌3）噴錨支護(hù)4）復(fù)合式襯砌5）連拱是襯砌13 .洞門(mén)作用：減少洞口土石方開(kāi)挖量：穩(wěn)定邊坡：引離地面流水：裝飾洞口14 .治水原則：防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理15 .圍巖分類基本要素： 與巖石有關(guān)的要素地質(zhì)構(gòu)造 地下水16 .計(jì)算模型 一類是以支護(hù)結(jié)構(gòu)作為承載主體，結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，又稱為荷載結(jié)構(gòu)模型； 另一類則相反，視圍巖為承載主體，支護(hù)結(jié)構(gòu)則為約束圍巖變形的模型，即巖體力學(xué)模型或稱為圍巖結(jié)構(gòu)模型。17 隧道施工的方法及其適用范圍礦山法（傳統(tǒng)礦山法和新奧法）依新奧

16、法為主，明挖法 適合于淺挖隧道、地下隧道和市政隧道施工，盾構(gòu)法主要應(yīng)用于土質(zhì)地層，尤其適用于軟土流沙淤泥等特殊地層，掘進(jìn)機(jī)法主要用于巖石地層，沉管法主要用于修建水底隧道，頂進(jìn)法主要用于城市地下人行通道和市政隧道18 .輔助施工措施預(yù)支護(hù)措施有預(yù)留核心土，噴射混凝土封閉開(kāi)挖面，超前錨桿，管棚，臨時(shí)仰拱封底：預(yù)加固措施有預(yù)注漿加固地層，地表錨噴預(yù)加固；兼有超前小導(dǎo)管注漿19 .特殊地質(zhì)路段施工總原則膨脹土圍巖，軟弱黃土，溶洞， 斷層， 松散地層，流沙，巖爆以及瓦斯地層總原則：先治水，短開(kāi)挖，弱爆破，強(qiáng)支護(hù)，早襯砌，勤檢查，穩(wěn)步前進(jìn)20 關(guān)于圍巖巖爆是巖體中集聚的高彈性應(yīng)變能，是因隧道開(kāi)挖而產(chǎn)生的一

17、種應(yīng)力釋放現(xiàn)象。需要兩個(gè)條件：地層的巖性條件只發(fā)生于結(jié)構(gòu)完整或基本完整的脆性硬巖地層地應(yīng)力條件多發(fā)生在埋深大的隧道中，因只有埋深大才足以形成高地應(yīng)力，在高地應(yīng)力作用下，地層中才能集聚很高的彈性應(yīng)變能防治巖爆發(fā)生的措施：強(qiáng)化圍巖弱化圍巖 （注水改變物理力學(xué)性質(zhì)，降低脆性和儲(chǔ)存能量的能力；解除高地應(yīng)力，有超前預(yù)裂爆破，排孔法，切縫法）21 .隧道混凝土模筑襯砌施工期間的質(zhì)量檢查有哪些內(nèi)容？22 隧道出渣運(yùn)輸形式有幾種？有何特點(diǎn)？答：有軌運(yùn)輸基本上不排除有害氣體，對(duì)空氣污染較輕，設(shè)配構(gòu)造簡(jiǎn)單，容易操作；占用空間小而且固定等。缺點(diǎn)： 軌道鋪設(shè)較復(fù)雜，維修工作量大；調(diào)車作業(yè)復(fù)雜；開(kāi)挖面延伸軌道影響正常裝

18、渣作業(yè)等無(wú)軌運(yùn)輸主要是汽車運(yùn)輸，不需要鋪設(shè)軌道，運(yùn)送速度快，管理工作簡(jiǎn)單，配套設(shè)施少等特點(diǎn)。缺點(diǎn)：內(nèi)燃機(jī)排放大量廢氣，對(duì)洞內(nèi)空氣污染嚴(yán)重，尤其在長(zhǎng)隧道中，需要有強(qiáng)大的通風(fēng)設(shè)備。一、名詞解釋題1 . 非電化隧道：指內(nèi)燃牽引列車通行的鐵路隧道。2 .翼墻式洞門(mén)：在端墻前面設(shè)置兩道縱向支撐的斜擋墻，以增強(qiáng)端墻的穩(wěn)定性。3 .圍巖失穩(wěn)：圍巖變形達(dá)到了一定的限度，不能自穩(wěn)，產(chǎn)生松動(dòng)、坍塌。4 .斜眼掏槽：與開(kāi)挖工作面呈一定角度的掏槽眼，掏槽效果較好。5 .礦山法：采用鉆眼、放炮開(kāi)挖隧道的方法。6 .硬巖：指飽和極限抗壓強(qiáng)度Rb 大于 30MPa 的巖石。7 .曲線隧道：隧道的縱向線形為曲線，鐵路隧道需要

19、加寬，公路隧道依據(jù)曲線半徑的情況8.隧道預(yù)支護(hù)：超前于開(kāi)挖工作面的支護(hù)，如超前錨桿、管棚等。9. 圍巖壓力：圍巖對(duì)隧道結(jié)構(gòu)形成的壓力。10. 噴錨支護(hù)：用噴射混凝土和錨桿組成，對(duì)隧道施作的初期支護(hù)。11. 開(kāi)敞式掘進(jìn)機(jī)：大型全斷面掘進(jìn)機(jī)械，適用于中硬巖層。12. 圍巖： 隧道開(kāi)挖后對(duì)周圍地層發(fā)生擾動(dòng)的那一部分巖體。13. 防水板：在隧道結(jié)構(gòu)中的防水材料，有外貼式和夾層式。14. 二次襯砌：在復(fù)合式襯砌中的模注混凝土襯砌，待圍巖基本穩(wěn)定后施作。15. 非電控制爆破：采用藥卷、塑料導(dǎo)爆管、傳爆索、非電毫秒雷管等器材進(jìn)行的爆破，它能有效地減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。二、填空題1. 在地下水發(fā)育地段，隧道結(jié)構(gòu)的施工縫應(yīng)該采用止水帶防止漏水。2. 混凝土襯砌截面的最小厚度是20m。3. 當(dāng)遇到不良地質(zhì)時(shí)，隧道選線應(yīng)盡可能的避開(kāi)4. 鐵路曲線隧道不同加寬斷面的銜接是采用臺(tái)階過(guò)渡。5. 預(yù)裂爆破的特征是首先在隧道周邊炸出輪廓線。6. 溫克爾假定認(rèn)為，某點(diǎn)的圍巖彈性抗力與該點(diǎn)的變形成正比。7. 隧道圍巖分級(jí)共分為6 級(jí)級(jí)，級(jí)別越小，則圍巖越穩(wěn)定。8公路隧道的運(yùn)營(yíng)通風(fēng)要求比較高，是否設(shè)置通風(fēng)機(jī)械的因素是隧道長(zhǎng)度和車流量。9在直剛法計(jì)算中，襯砌結(jié)構(gòu)的邊界條件是基底水平位