西南交通大學(xué)年《隧道工程》期末復(fù)習(xí)知識點匯總

1、1.隧道工程類型：按照用途劃分：交通、水工、市政、礦山隧道；按修建位置分：山嶺隧道、城市隧道、水下隧道；按修建環(huán)境分：土質(zhì)、巖質(zhì)、懸浮隧道；按施工方法劃分鉆爆法、明挖法、機(jī)械法、沉埋法；按照斷面形式劃分：圓形、矩形、馬蹄形2隧道工程的功能：(1)克服高程障礙(2)克服平面障礙(3)避開不良地質(zhì)(4)避開其它建筑、工程等障礙(5) 規(guī)避不良?xì)庀笏淼拦こ痰膬?yōu)點：(1) 縮短線路、降低能耗(2) 節(jié)約土地(3) 保護(hù)環(huán)境(4) 提高交通服務(wù)水平缺點：(1) 工程造價高(2) 施工難度大(3) 施工風(fēng)險高(4) 維修困難3.隧道工程勘測（1）地形資料（2）水文地質(zhì)資料（3）用地及環(huán)境資料（4）氣候氣象

2、資料（5）文化、風(fēng)俗資料（6）災(zāi)害資料（7）類似工程資料8）國防要求4.隧道工程位置選擇的重要性a.關(guān)系工程造價b.關(guān)系施工難易c.關(guān)系施工安全d.關(guān)系施工工期e.關(guān)系運營成本與安全從地形角度選擇隧道位置（傍山隧道位置選擇的原則）a 保證最小覆蓋層厚b 盡量內(nèi)靠c 注意周圍既有建筑對隧道穩(wěn)定的影響d 盡可能“裁彎取直” 從地質(zhì)角度選擇隧道位置(典型地質(zhì)條件下隧道位置選擇)：單斜、褶皺、斷層。常見的不良地質(zhì)：滑坡、崩塌、松散堆積、泥石流、巖溶及含鹽、含煤地層、地下水發(fā)育等。5隧道洞口位置選擇（早進(jìn)洞，晚出洞；盡可能避開不良地質(zhì)；盡可能垂直等高線進(jìn)洞，避免地形偏壓）（1）洞口應(yīng)盡可能地設(shè)在山體穩(wěn)定

3、、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，不要與水爭路（3）洞口應(yīng)盡可能設(shè)在線路與地形等高線相垂直的地方，使洞門結(jié)構(gòu)物不致受到偏壓力作用。（4）當(dāng)隧道附近有河流、湖泊、溪水等水源時，洞口標(biāo)高應(yīng)在洪水位安全線以上，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挖過高，不使山體開挖太甚，也不使新開出的暴露面太大。(6)若進(jìn)洞處巖壁陡立，基巖裸露，則最好不刷動原生坡面，不挖開山體.（7）考慮施工場地。（8）考慮環(huán)境保護(hù)。 6.隧道線路設(shè)計（1）平面設(shè)計a.在地形地質(zhì)條件可能的情況下，應(yīng)盡可能采用直線或大半徑曲線，避免小半徑曲線。b.隧

4、道應(yīng)盡量避免設(shè)反向曲線或復(fù)曲線，以利于運營施工c.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)距洞口一定距離(如公路隧道應(yīng)保證停車視距)。d.公路隧道不設(shè)超高的最小曲線半徑（2）縱斷面設(shè)計：坡道形式；坡度大?。黄露伍L度；坡段間的銜接；隧道內(nèi)列車最小行車速度7a主體建筑結(jié)構(gòu)：為了保證隧道穩(wěn)定和行車安全而修建的基本建筑結(jié)構(gòu),主要包括洞身襯砌和洞門結(jié)構(gòu)b附屬建筑結(jié)構(gòu)：為了進(jìn)一步提高隧道的耐久性、安全性和舒適性而修建的輔助設(shè)施，包括安全避讓設(shè)施、交通設(shè)施、通訊設(shè)施、通風(fēng)照明設(shè)施、防排水設(shè)施、防災(zāi)救災(zāi)設(shè)施，等等c建筑限界：為了保證隧道內(nèi)各種交通的正常運行與安全，而規(guī)定在一定寬度和高度范圍內(nèi)不得

5、有任何障礙物的空間范圍d凈空：隧道襯砌內(nèi)輪廓線所包圍的空間，根據(jù)“隧道建筑限界”確定的e輪廓線：圍巖或支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)表面所形成的輪廓。包括開挖輪廓線、初期支護(hù)內(nèi)輪廓線、襯砌內(nèi)輪廓線（凈空）。8.鐵路隧道建筑界限（內(nèi)-外）：機(jī)車車輛限界-超限貨物車輛接近限界-隧道建筑限界-隧道襯砌內(nèi)輪廓 9（1）隧道襯砌斷面設(shè)計基本步驟：建筑限界-內(nèi)輪廓線-二次襯砌厚度初期支護(hù)內(nèi)輪廓線-初期支護(hù)厚度圍巖內(nèi)輪廓線-預(yù)留變形量開挖輪廓線(2)襯砌的作用：承受圍巖壓力、地下水壓力；保證圍巖穩(wěn)定、行車安全；降低風(fēng)阻力；提高照明質(zhì)量；改善駕駛員行車心理(3)襯砌類型：A整體式襯砌（直墻式和曲墻式）：早期隧道多采用單層整體式

6、襯砌；工藝流程：開挖必要的臨時剛性支撐立模澆筑拆模養(yǎng)生B復(fù)合式襯砌：目前隧道多采用復(fù)合式襯砌；工藝流程：開挖錨噴支護(hù)防水層二次襯砌C裝配式襯砌（管片襯砌）：盾構(gòu)法施工的隧道一般采用管片裝配式襯砌；工藝流程：盾構(gòu)機(jī)開挖管片裝配注漿錨固D噴錨支護(hù)：地質(zhì)條件很好、圍巖穩(wěn)定性很好的巖質(zhì)山嶺隧道，可不做襯砌或僅采用錨噴支護(hù)；工藝流程：開挖錨噴支護(hù)E連拱襯砌：就是將兩隧道之間的巖體用混凝土取代，或者說是將隧道相連的邊墻連接成為一個整體，形成雙洞拱墻相連的一種結(jié)構(gòu)形式。一般只適用于長度不超過500m的短隧道。10.隧道洞門結(jié)構(gòu)的作用：減少洞口土石方開挖量；穩(wěn)定邊坡；引離地表流水；裝飾洞口；減光作用（加長明洞

7、、棚洞、遮陽棚） 常見洞門類型： = 1 * GB3 環(huán)框式洞門（無洞門結(jié)構(gòu)）：適用于類或級圍巖，地形陡峻而又無排水要求；結(jié)構(gòu)特點：不承載，加固洞口；減少雨后洞口滴水；簡單裝飾 = 2 * GB3 端墻式洞門：適于地形開闊，巖質(zhì)基本穩(wěn)定的 級圍巖；結(jié)構(gòu)特點：能有效抵抗山體縱向推力。 = 3 * GB3 翼墻式洞門：適用于山體縱向推力較大,洞口地質(zhì)較差的級及以上的圍巖，增加洞門的抗滑動和抗傾覆能力。 = 4 * GB3 柱式洞門：適用于地形較陡，地質(zhì)條件較差，仰坡可能下滑，而又受地形或地質(zhì)條件限制，不能設(shè)置翼墻時；結(jié)構(gòu)特點：在端墻中部設(shè)置兩個斷面較大的柱墩，增加了端墻的穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)雄偉。 = 5

8、 * GB3 削竹式洞門：適用于洞口段有較長的明洞襯砌，由于洞門背后一定范圍內(nèi)是以回填土為主，山體的推滑力不大；地形相對比較對稱和不太陡峻。特點：a 洞口邊仰坡開挖量少；b減少對植被的破壞和有利于保護(hù)環(huán)境；c適用各種圍巖類別 = 6 * GB3 臺階式洞門：當(dāng)洞口處于傍山側(cè)坡地區(qū)，洞口一側(cè)邊坡較高時，為減小仰坡高度及外漏坡長，可以將端墻一側(cè)頂部改為逐步升級的臺階形式。 = 7 * GB3 斜交洞門 ：當(dāng)線路方向與地形等高線斜交時，也可將洞門做成與地形等高線一致，使洞門左右仍可以保持大致對稱。11 .A水對隧道工程的影響：（1）水對圍巖和支護(hù)襯砌的影響：水會增大圍巖容重，產(chǎn)生水壓力，產(chǎn)生膨脹力（

9、膨脹性圍巖），產(chǎn)生凍脹力（寒區(qū)隧道），還會軟化圍巖，加速圍巖風(fēng)化，沖蝕襯背圍巖，侵蝕支護(hù)結(jié)構(gòu)，這樣會使荷載增大，降低承載力。（2）對隧道施工的不利影響：引發(fā)施工災(zāi)害，如涌水，突泥，塌方等；會降低施工效率，洞內(nèi)排水，增加工作量，洞內(nèi)積水，降低作業(yè)效率，積水或潮濕，降低設(shè)備效率；還會威脅人員的健康。（3）水對隧道運營的危害：惡化運營環(huán)境，如降低設(shè)備效率，縮短壽命，引起滲漏水，侵蝕襯砌結(jié)構(gòu)，威脅運營及司乘人員健康；還會威脅運營安全，如水霧造成能見度降低，滲漏水導(dǎo)致路面濕滑，引起電力系統(tǒng)漏電或火災(zāi)。B.隧道防排水工程的特點和難點（1）隧道工程整體處于地下水環(huán)境中，防水難度大（2）隧道施工環(huán)境惡劣，難以

10、做到精細(xì)化施工（3）隧道隱蔽工程多，檢測和維修都非常困難（4）防排水系統(tǒng)設(shè)計存在缺陷C隧道常用防排水工程措施:(1)地表截、排水溝(2)洞內(nèi)外圍巖注漿堵水(3)初期支護(hù)半圓排水管（形排水管）排水（4）環(huán)向排水盲管排水（5）拱腳縱向排水管排水（6）橫向排水管導(dǎo)水（7）邊溝或中央排水管排水（8）土工布+防水板防水（9）防水混凝土襯砌堵水（10）襯砌施工縫止水條（帶）堵水D.隧道防排水失效的主要原因;（1）隧道防排水體系設(shè)計不合理（2）隧道防排水體系施工質(zhì)量不高E.常見隧道防排水失效現(xiàn)象:（1）洞外截排水工程不當(dāng)（2）防水層虛焊或焊穿（3）防水層在施工中破損（4）防水層在運營過程中自然破損（5）止水

11、條（包括膩子型）的失效現(xiàn)象（6）普通背貼式止水帶的失效現(xiàn)象（7）中埋式止水帶的失效現(xiàn)象（8）洞內(nèi)排水工程失效12. 隧道工程防排水原則。隧規(guī)規(guī)定：隧道防排水應(yīng)遵循“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，保證隧道結(jié)構(gòu)物和營運設(shè)備的正常使用和行車安全。隧道防排水設(shè)計應(yīng)對地表水、地下水妥善處理，洞內(nèi)外應(yīng)形成一個完整通暢的防排水系統(tǒng)。具體而言：防水設(shè)不透水層防止穿透，如防水板、防水混凝土;排水排走進(jìn)入隧道區(qū)域內(nèi)的水，如各種排水管;截水防止水進(jìn)入隧道區(qū)域，如截水溝;堵水堵塞滲水通道，如注漿、止水條等13A 隧道圍巖：隧道開挖后其周圍產(chǎn)生應(yīng)力重分布范圍內(nèi)的巖（土）體隧道開挖后對其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的

12、那部分巖(土)體B圍巖的三位一體特性: 圍巖是修建隧道的介質(zhì)，是構(gòu)成隧道的基本材料; 圍巖是產(chǎn)生圍巖壓力的原因，是隧道結(jié)構(gòu)的荷載來源；圍巖同時還是承載結(jié)構(gòu)，可以分擔(dān)一部分圍巖壓力。C圍巖對隧道設(shè)計施工的影響: 隧道開挖難易程度; 隧道開挖后的穩(wěn)定程度；隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)承受荷載的大小D影響圍巖穩(wěn)定性的因素：a自然因素（地質(zhì)條件）：巖體結(jié)構(gòu)特征；結(jié)構(gòu)面性質(zhì)和空間組合特征；巖石的力學(xué)性質(zhì)；初始地應(yīng)力場地下水； b人為因素（設(shè)計施工因素）：隧道形狀和尺寸；隧道埋深；支護(hù)類型和時間；施工方法14.隧道結(jié)構(gòu)分析的兩種模型的比較：荷載-結(jié)構(gòu)模型即結(jié)構(gòu)力學(xué)模型（松弛荷載理論）：（1）以支護(hù)結(jié)構(gòu)作為承載主體和計算分

13、析對象；（2）圍巖對支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用體現(xiàn)為兩點：圍巖壓力；圍巖彈性抗力。圍巖自身承載力間接考慮；（3）采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算。適用于：過分松弛、坍塌圍巖.地層-結(jié)構(gòu)模型即巖體力學(xué)模型（巖承理論）：（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖視為一體，同為承載結(jié)構(gòu)和計算分析對象，且以圍巖作為承載主體；（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)約束圍巖的變形；（3）采用巖體力學(xué)方法和數(shù)值計算；（4）圍巖體現(xiàn)為形變壓力。適用于：圍巖具有自穩(wěn)和承載能力。15隧道結(jié)構(gòu)分析評價主要方法: 1)結(jié)構(gòu)力學(xué)法2)巖石力學(xué)法3)監(jiān)測評估法16荷載結(jié)構(gòu)法（結(jié)構(gòu)力學(xué)法）中：A荷載結(jié)構(gòu)法的基本原理:將支護(hù)和圍巖分開考慮，支護(hù)結(jié)構(gòu)是承載的主體，圍巖作為荷載的來源和支護(hù)結(jié)構(gòu)的彈

14、性支承，與其對應(yīng)的計算模型稱為荷載結(jié)構(gòu)模型B隧道襯砌結(jié)構(gòu)的受力變形特征: 圍巖對襯砌變形起雙重作用：圍巖產(chǎn)生主動壓力使襯砌變形，又產(chǎn)生被動壓力阻止襯砌變形。這種效應(yīng)的前提條件是圍巖與襯砌必須全面地緊密地接觸。 C幾種主要的荷載結(jié)構(gòu)模型:主動荷載模型、主動荷載加被動荷載模型、實測荷載模型 17襯砌結(jié)構(gòu)分析的地層結(jié)構(gòu)法（巖石力學(xué)法）中：有限單元法基本流程：1）問題的界定與簡化2）離散化3）單元插值4）單元分析，建立平衡方程5）系統(tǒng)（整體）分析，建立結(jié)構(gòu)平衡方程6）求解系統(tǒng)（整體）方程，計算單元應(yīng)力7）其它物理量的計算與分析8）工程問題分析與評價1公路隧道工程的特點：斷面大、形狀扁平、運營環(huán)境要求高

15、（通風(fēng)、照明、防水、安全監(jiān)控、防災(zāi)救災(zāi)）2.公路隧道施工的特點：地質(zhì)信息不充分；作業(yè)環(huán)境差；工序復(fù)雜；隱蔽工程多，維修困難，質(zhì)量要求高；經(jīng)驗性強(qiáng)。3公路隧道施工的主要方法：施工準(zhǔn)備超前支護(hù)開挖初期支護(hù)防水層二次襯砌路面。4、公路隧道常見問題：圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)大變形、塌方；內(nèi)輪廓不滿足要求；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不滿足要求；結(jié)構(gòu)裂損滲漏水。5、預(yù)加固的主要方法：圍巖注漿（地表、洞內(nèi)）；超前管棚；超前小導(dǎo)管；超前錨桿；其它（如凍結(jié)法等）。6、圍巖注漿質(zhì)量控制要點：（1）漿液質(zhì)量（類型、配比、流動性、結(jié)石強(qiáng)度、膠凝時間等）（2）注漿準(zhǔn)備質(zhì)量（成孔深度、注漿孔孔徑及數(shù)量、止?jié){墻質(zhì)量等）（3）注漿過程控制質(zhì)量（注漿壓力

16、、漿液注入量等）（4）注漿效果檢測（注漿過程分析；取芯試驗；雷達(dá)掃描；其它檢測）。7、超前管棚質(zhì)量控制要點：先做套拱，后鉆孔安裝鋼管；嚴(yán)格控制鉆孔角度：鋼管與套拱工字鋼有效連接：確保鋼管連接質(zhì)量，接頭交錯布置：由高到低，間隔鉆孔注漿。8、開挖方法：（1）高質(zhì)量開挖的重要性：有利于保證圍巖穩(wěn)定；有利于保證工程質(zhì)量；有利于降低工程造價。（2）高質(zhì)量開挖的特征：開挖輪廓符合設(shè)計要求，超挖小，無欠挖；爆破強(qiáng)度低，對圍巖的擾動強(qiáng)度小；開挖次數(shù)少，對圍巖的擾動次數(shù)少；爆破下來的巖體塊度適中，便于裝渣運輸。9、兩車道隧道常用開挖方法：全斷面開挖法、臺階開挖法、分部開挖法。10、爆破作用的影響分區(qū)：壓縮粉碎區(qū)

17、、拋擲區(qū)、破壞區(qū)、振動區(qū)。11、臨空面:又叫自由面，是指暴露在大氣中的開挖面。12、爆破作用指數(shù)：爆破漏斗半徑r與最小抵抗線W的比值n（n=r/w）稱為爆破作用指數(shù)。 n=1的爆破稱為標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破，其漏斗標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗；n1的爆破稱為加強(qiáng)拋擲爆破或揚棄爆破；0.75n1的爆破稱為加強(qiáng)松動或減弱拋擲爆破；n0.75的爆破稱為松動爆破。13、炸藥的主要性能指標(biāo)：敏感度、爆速、爆力（威力）、猛度、殉爆距離、臨界直徑、最佳密度、管道效應(yīng)。14、炮眼的分類：掏槽眼針對隧道開挖爆破只有一個臨空面的特點，為提高爆破效果，宜先在開挖斷面的適當(dāng)位置布置幾個掏槽炮眼；輔助眼位于掏槽炮眼與周邊炮眼之間的炮眼稱為輔

18、助眼繼爆管；周邊眼沿隧道周邊布置的炮眼稱為周邊眼。 15、控制爆破：（1）光面爆破光面爆破是通過正確確定周邊眼的各爆破參數(shù)，使爆破后的圍巖斷面輪廓整齊，最大限度地減輕爆破對圍巖的震動和破壞，盡可能維持圍巖原有完整性和穩(wěn)定性的爆破技術(shù)。光面爆破的分區(qū)起爆順序為：掏槽眼輔助眼周邊眼底板眼 。（2）預(yù)裂爆破：預(yù)裂爆破實質(zhì)上是光面爆破的一種，其爆破原理與光面爆破相同，只是分區(qū)起爆順序不同。預(yù)裂爆破的分區(qū)起爆順序為：周邊眼掏槽眼輔助眼底板眼。16、隧道初期支護(hù)的常用手段：噴射混凝土、錨桿、鋼支撐、鋼筋網(wǎng)片17、鋼支撐的作用機(jī)理：對柔性支護(hù)的剛度補(bǔ)償、作為超前支護(hù)系統(tǒng)的后支點（2）類型：格柵、工字鋼及H型鋼、U型鋼、鋼管。18、施工監(jiān)控的目的與意義：保障施工安全；為設(shè)計、施工優(yōu)化提供依據(jù)；積累工程資料，為運營及其它工程提供支持。1、膨脹性圍巖：含有大量親水礦物（如蒙脫石）的巖體或處于高地應(yīng)力狀態(tài)的巖體，吸水或開挖后體積顯著膨脹的圍巖。特性：吸水膨脹、失水崩解、卸荷膨脹、顯著流變特性2、膨脹性圍巖對隧道的危害：（1）圍巖開裂：吸水或卸荷可導(dǎo)致膨脹開裂；失水干縮也可導(dǎo)致崩解、開裂。（2）隧道下沉：（承載力低）（3）圍巖大變形（擠出、收