隧道工程王婷課后參考答案

第一章緒論

習(xí)題1.1什么叫隧道？結(jié)合隧道發(fā)展的歷史以及在當(dāng)前社會(huì)中的應(yīng)用,論述學(xué)習(xí)、研究與發(fā)展隧道技術(shù)的重要意義。答：（1）以任何方式修建,最終使用于地表以下的條形建筑物,其內(nèi)部空洞凈空斷面在2m2以上的均稱為隧道。（2）開放題，言之有理即可。示例：學(xué)習(xí)、研究與發(fā)展隧道技術(shù)對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、交通運(yùn)輸、資源開發(fā)、災(zāi)害防治和技術(shù)創(chuàng)新等方面具有重要意義。隧道的歷史發(fā)展與人類文明的進(jìn)步相互關(guān)聯(lián)，而隨著社會(huì)的發(fā)展需求，不斷提升隧道技術(shù)水平將為我們創(chuàng)造更加便捷、安全和可持續(xù)的未來。1.2在交通線路上修建隧道的意義是什么?答：（1）解決地形障礙，縮短交通線路距離，提高運(yùn)輸效率；（2）改善交通狀況，減少擁堵和事故，提高通行能力和安全性；（3）縮短交通線路的距離和時(shí)間，提高交通運(yùn)輸?shù)男?；?）進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提供高效交通通道，促進(jìn)地區(qū)間交流和貿(mào)易活動(dòng)，加強(qiáng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化。總而言之，通過在交通線路上修建隧道，可以提供便捷、安全、高效的交通通道，滿足人們對(duì)交通線路暢通的需求，促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。1.3當(dāng)前我國隧道建設(shè)發(fā)展的特點(diǎn)和趨勢(shì)主要有哪些方面?答：（1）隧道越建越長、越建越高；（2）曲線隧道越來越多；（3）隧道跨度越來越大；（4）隧道建設(shè)的機(jī)械化及智能化和BIM技術(shù)的應(yīng)用；（5）以盾構(gòu)/TBM制造及再制造技術(shù)使大斷面隧道機(jī)械化掘進(jìn)成為現(xiàn)實(shí)；（6）地下立交正在成為現(xiàn)實(shí)?，F(xiàn)代隧道建設(shè)的特點(diǎn)和趨勢(shì)體現(xiàn)了科技進(jìn)步、可持續(xù)發(fā)展理念以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求的影響，推動(dòng)著隧道工程的創(chuàng)新和發(fā)展。1.4隧道分為哪些類型?公路隧道如何分類?答：（1）隧道可以按照不同的角度進(jìn)行分類，如地層分類、所處位置分類、施工方法分類等；此外，根據(jù)隧道的用途，可以將其初步分為交通隧道、水工隧道、市政隧道和礦山隧道等。（2）公路隧道按照長度分類：長度大于3000m為特長隧道；長度在3,000m到1,000m之間為長隧道；長度在1,000m到500m之間為中長隧道；長度小于或等于500m為短隧道。1.5現(xiàn)代隧道建設(shè)和維護(hù)急需解決的問題有哪些?答：（1）地質(zhì)災(zāi)害防治：如何科學(xué)評(píng)估和預(yù)防地震、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，確保隧道的安全運(yùn)營；（2）施工安全與效率：在復(fù)雜地質(zhì)條件下，如何提高施工效率、減少事故風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)保證工程質(zhì)量；（3）環(huán)境影響與生態(tài)保護(hù)：隧道建設(shè)對(duì)土地利用、水資源、生物多樣性等方面可能產(chǎn)生影響，如何減少不良影響并保護(hù)生態(tài)環(huán)境；（4）運(yùn)營與維護(hù)管理：如何有效運(yùn)營和維護(hù)隧道設(shè)施，包括設(shè)備監(jiān)測(cè)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、照明設(shè)施、火災(zāi)安全等管理和維護(hù)；（5）新材料與技術(shù)應(yīng)用：如何合理選擇和應(yīng)用新材料，采用先進(jìn)的施工技術(shù)和監(jiān)測(cè)手段，提高隧道的性能和可持續(xù)性。第二章隧道勘測(cè)2.1在隧道的勘測(cè)任務(wù)中,需要搜集哪些相關(guān)的基礎(chǔ)資料?需要進(jìn)行哪些方面的調(diào)查?答：在隧道的勘測(cè)任務(wù)中，需要搜集的基礎(chǔ)資料：（1）地形地貌，（2）工程地質(zhì)，（3）水文地質(zhì)，（4）工程，（5）氣象，（6）用地及環(huán)境，（7）災(zāi)害，（8）相關(guān)法律法規(guī)等。需要調(diào)查的方面：（1）直接觀察自然跡象和露頭，（2）訪問當(dāng)?shù)厝罕娏私庥嘘P(guān)問題的歷史情況及當(dāng)?shù)嘏c自然災(zāi)害作斗爭的經(jīng)驗(yàn)。2.2工程地質(zhì)測(cè)繪的內(nèi)容和方法都有哪些?答：工程地質(zhì)測(cè)繪的內(nèi)容有：（1）地形地貌，（2）地層巖性，（3）地質(zhì)構(gòu)造，（4）第四紀(jì)地質(zhì)，（5）地表水及地下水，（6）特殊地質(zhì)、不良地層，（7）地震，（8）工程經(jīng)驗(yàn)等。方法有：（1）像片成圖法，（2）實(shí)地測(cè)繪法，（3）遙感技術(shù)法等。2.3隧道工程地質(zhì)勘察一般分為哪幾個(gè)階段?每個(gè)階段的側(cè)重點(diǎn)有哪些?答：隧道工程地質(zhì)勘察一般分為：（1）可行性勘察，側(cè)重點(diǎn)：為工程的可行性研究提供所需的地質(zhì)資料。（2）初步勘察，側(cè)重點(diǎn)：為選擇隧道方案作出工程地質(zhì)論證。（3）詳細(xì)勘察，側(cè)重點(diǎn)：根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)，對(duì)已選定的隧道位置進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察，為編制隧道的施工圖提供工程地質(zhì)資料。（4）施工勘察，側(cè)重點(diǎn)：前期勘察工作的重要補(bǔ)充。2.4隧道的勘測(cè)方法有哪些?答：隧道的勘測(cè)方法有：（1）工程地質(zhì)調(diào)查，（2）工程地質(zhì)測(cè)繪，（3）工程地質(zhì)勘探。2.5隧道勘探的主要手段都有哪些?答：隧道勘探的主要手段有：（1）挖探，（2）簡易鉆探，（3）鉆探，（4）物探等。2.6隧道的鉆探和物探都各有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?答：鉆探優(yōu)點(diǎn)：直觀真實(shí)深度大，缺點(diǎn)：成本高效率低；物探優(yōu)點(diǎn)：效率高成本低從淺部到深部都可以控制，缺點(diǎn)：多解性，非直觀性。2.7隧道水文調(diào)查的任務(wù)是什么?方法都有哪些?答：隧道水文調(diào)查的任務(wù)：為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、發(fā)展規(guī)劃或工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供水文地質(zhì)資料。方法有：（1）資料搜集，（2）工程測(cè)量，（3）水文地質(zhì)工程地質(zhì)綜合測(cè)繪，（4）工程物探，（5）水文地質(zhì)鉆探等。2.8為什么要進(jìn)行隧道涌水調(diào)查和枯水調(diào)查?答：隧道內(nèi)涌水將惡化圍巖穩(wěn)定狀態(tài)，導(dǎo)致施工困難，增加工程造價(jià)；且隧道工程的建設(shè)導(dǎo)致地表枯水，將破壞隧道附近區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，并造成工業(yè)用水及飲水困難，因此必須進(jìn)行調(diào)查預(yù)測(cè)。討論題1隧道工程的勘測(cè)與勘察工作內(nèi)容有哪些不同?隧道的初步勘察和詳細(xì)勘察在目的任務(wù)、內(nèi)容、方法、手段及提交的資料等方面有何要求?答：勘測(cè)是指確定建筑物或者工程項(xiàng)目在建設(shè)過程中需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。包括地形、地貌、土壤、水文地質(zhì)、附屬設(shè)施、管線、電力供給等方面，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量和分析，以便對(duì)建筑物進(jìn)行合理的選址和設(shè)計(jì)。需要進(jìn)行地形測(cè)量、地貌測(cè)量、土壤測(cè)量、水文地質(zhì)測(cè)量等。需要利用測(cè)量儀器對(duì)建筑物所在的地理位置進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，以便對(duì)建筑物進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)?？辈焓侵冈谶x定建筑地點(diǎn)之后，對(duì)該地點(diǎn)的自然環(huán)境、地貌、土壤、水文地質(zhì)等進(jìn)行全面詳細(xì)的研究和調(diào)查的工作。其目的是為了明確選擇該地點(diǎn)是否適合進(jìn)行建筑工程。需要考慮的因素包括自然環(huán)境、地貌、氣候氣象、土壤和水文地質(zhì)等。需要通過采樣實(shí)驗(yàn)等方式對(duì)這些環(huán)境因素進(jìn)行詳細(xì)的研究和調(diào)查。隧道的初步勘察和詳細(xì)勘察的要求：初勘：任務(wù)：（1）選擇隧道位置，（2）初步確定隧道通過地層的圍巖等級(jí)，（3）確定隧道開挖難易程度、可采用的施工方法、襯砌支護(hù)類型及設(shè)計(jì)所需參數(shù)；內(nèi)容：（1）地形地貌、地層巖性、水文地質(zhì)條件、地震動(dòng)參數(shù)。（2）褶皺的類型、規(guī)模、形態(tài)特征。（3）斷裂的類型、規(guī)模、產(chǎn)狀,破碎帶寬度、物質(zhì)組成、膠結(jié)程度、活動(dòng)性。（4）隧道圍巖巖體的完整性、風(fēng)化程度、圍巖等級(jí)。（5）隧道進(jìn)出口地帶的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、自然穩(wěn)定狀況、隧道施工誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的可能性。（6）隧道淺埋段覆蓋層的厚度、巖體的風(fēng)化程度、含水狀態(tài)及穩(wěn)定性。（7）水庫、河流、煤層、采空區(qū)、瓦斯、含鹽地層、膨脹性地層、有害礦體及富含放射性物質(zhì)的地層的發(fā)育情況。（8）不良地質(zhì)和特殊性巖土的類型、分布、性質(zhì)。（9）深埋隧道及構(gòu)造應(yīng)力集中地段的地溫、圍巖產(chǎn)生巖爆或大變形的可能性。（10）巖溶、斷裂、地表水體發(fā)育地段產(chǎn)生突水、突泥及塌方冒頂?shù)目赡苄?。?1）傍山隧道存在偏壓的可能性及其危害。（12）洞門基底的地質(zhì)條件、地基巖土的物理力學(xué)性質(zhì)和承載力。（13）地下水的類型、分布、水質(zhì)、涌水量。（14）平行導(dǎo)洞、斜井、豎井等輔助坑道的工程地質(zhì)條件。方法：工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪及綜合勘察。一般情況下，采用物探、鉆探、原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)等，以必要的工作量完成本階段的勘察任務(wù)。手段：（1）收集與研究既有資料，（2）調(diào)查與測(cè)繪，（3）勘探，（4）試驗(yàn)等。提交資料：地質(zhì)條件簡單的短隧道可列表說明其工程地質(zhì)條件，特長隧道、長隧道、中隧道和地質(zhì)條件復(fù)雜的短隧道應(yīng)按工點(diǎn)編制文字說明和圖表資料。詳勘：任務(wù)：（1）對(duì)隧道所在區(qū)域的地形地貌（包括洞外接線），工程地質(zhì)特征及水文地質(zhì)條件作出正確的評(píng)價(jià)；（2）根據(jù)控制圍巖穩(wěn)定的各因素及地層彈性縱波的波速，分段確定隧道洞身的圍巖類別。內(nèi)容：詳勘是在初勘的基礎(chǔ)上開展進(jìn)一步深入細(xì)致的工作，著重查明和解決初勘時(shí)未能查明解決的地質(zhì)問題，補(bǔ)充和核對(duì)初測(cè)時(shí)的地質(zhì)資料，對(duì)初勘時(shí)建議深入調(diào)查、勘探的重大復(fù)雜地質(zhì)問題應(yīng)作出可靠的結(jié)論。隧道進(jìn)、出洞口地段是地質(zhì)復(fù)雜地段及不良地質(zhì)地段，加之邊、仰坡較陡，因此洞口邊、仰坡穩(wěn)定性較差，詳勘應(yīng)根據(jù)地質(zhì)特征,著重分析隧道圍巖的穩(wěn)定性及洞口斜坡的穩(wěn)定性。另外，詳勘應(yīng)正確評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)隧址區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及其發(fā)展趨勢(shì)，提供設(shè)計(jì)、施工所需的定量指標(biāo)，以及設(shè)計(jì)施工應(yīng)注意的事項(xiàng)和整治措施意見。方法：充分利用初勘取得的各項(xiàng)地質(zhì)資料，采用以鉆探、測(cè)試為主，調(diào)繪、物探、簡易勘探等手段為輔的綜合勘察方法，對(duì)路線及各類構(gòu)造物建設(shè)場地的工程地質(zhì)條件進(jìn)行勘察。手段：（1）工程勘察，（2）鉆探，（3）采樣，（4）化驗(yàn)等。提交資料：詳勘野外工作結(jié)束后，原始記錄、計(jì)算、底圖等應(yīng)在工地認(rèn)真進(jìn)行校驗(yàn)、分類整理，并完成詳勘說明書。詳勘完成后提交下列資料：詳勘說明書（根據(jù)詳勘提出對(duì)設(shè)計(jì)及施工方案的建議）、地質(zhì)詳勘成果書（包括地質(zhì)平面圖及剖面圖，重大地質(zhì)問題的評(píng)價(jià)，鉆探、試驗(yàn)資料整編等）。第三章隧道總體設(shè)計(jì)思考題3.1簡述隧道總體設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則。答：①隧道位置應(yīng)滿足公路功能和發(fā)展的需要，符合路線總體要求。②在地形、地貌、地質(zhì)、氣象、社會(huì)和人文環(huán)境等調(diào)查的基礎(chǔ)上，綜合比選隧道各軸線方案的走向、平縱線形、洞口位置、洞外接線條件等，提出推薦方案。③根據(jù)公路等級(jí)和設(shè)計(jì)速度確定建筑限界，在滿足隧道功能和結(jié)構(gòu)受力要求的前提下，確定經(jīng)濟(jì)合理的隧道內(nèi)輪廓。④隧道內(nèi)外平、縱線形應(yīng)協(xié)調(diào)順暢，滿足行車安全和舒適要求。⑤根據(jù)隧道長度、平面布置、交通量及其組成、環(huán)境保護(hù)和安全運(yùn)營要求等，選擇合理的通風(fēng)方式，確定通風(fēng)、照明、交通監(jiān)控、防災(zāi)救援等設(shè)施的設(shè)置規(guī)模。⑥應(yīng)結(jié)合公路等級(jí)、隧道長度、施工方法、工期和運(yùn)營要求，對(duì)隧道內(nèi)外防排水系統(tǒng)、輔助通道、棄渣處理、交通工程設(shè)施、管理設(shè)施、環(huán)境保護(hù)等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。⑦應(yīng)考慮隧道與相鄰既有建筑物和規(guī)劃建筑物的相互影響。⑧隧道總體設(shè)計(jì)應(yīng)考慮節(jié)能降耗、方便維修和養(yǎng)護(hù)。3.2簡述BIM技術(shù)應(yīng)用于隧道工程設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。答：（1）可視化設(shè)計(jì)：BIM技術(shù)通過數(shù)字化模型直觀展示隧道工程設(shè)計(jì)的三維模型，提供清晰直觀的設(shè)計(jì)效果展示，幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和利益相關(guān)方理解和溝通；（2）協(xié)同設(shè)計(jì)：基于BIM的協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境可以讓多個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作，在同一個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行設(shè)計(jì)、模擬和優(yōu)化，提高設(shè)計(jì)效率和協(xié)作效果；（3）預(yù)模擬與優(yōu)化設(shè)計(jì)：通過BIM模型進(jìn)行隧道工程的預(yù)模擬，可以模擬施工過程、預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)效果，發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和施工風(fēng)險(xiǎn)；（4）數(shù)據(jù)集成與共享：BIM模型是一個(gè)包含全部信息的數(shù)據(jù)庫，可以集成和共享各類設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，包括地形、地貌、地質(zhì)、氣象等多個(gè)方面的數(shù)據(jù)，便于設(shè)計(jì)人員進(jìn)行全面的信息分析和決策；（5）精細(xì)化設(shè)計(jì)：BIM技術(shù)可以精確計(jì)算和模擬隧道工程設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，如管片排版和預(yù)埋槽道布置，從而提高設(shè)計(jì)的精度和可靠性；（6）施工和運(yùn)維管理：隧道BIM模型可應(yīng)用于項(xiàng)目的施工和運(yùn)維管理，包括施工調(diào)度、材料管理和設(shè)備管理等，以提高施工效率和質(zhì)量，同時(shí)方便隧道的運(yùn)維和維護(hù)工作。綜上所述，BIM技術(shù)應(yīng)用于隧道工程設(shè)計(jì)可以提供可視化的設(shè)計(jì)效果展示、實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)、進(jìn)行預(yù)模擬和優(yōu)化設(shè)計(jì)、集成和共享設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計(jì)以及支持施工和運(yùn)維管理，從而提高設(shè)計(jì)效率、減少風(fēng)險(xiǎn)、提升工程質(zhì)量和可持續(xù)性。3.3請(qǐng)說明隧道位置在越嶺與河谷地段選擇的原則與區(qū)別。答：越嶺隧道的選址原則包括逢山穿洞、寧長勿短、早進(jìn)晚出等。在越嶺線的選線中，要考慮埡口選擇、過嶺高程和埡口兩側(cè)路線展線之間的關(guān)系。隧道標(biāo)高的選擇應(yīng)考慮道路等級(jí)、地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、凍結(jié)深度和積雪深度、后期運(yùn)營費(fèi)用和遠(yuǎn)期規(guī)劃等因素。沿河傍山隧道的路線宜向山側(cè)內(nèi)移，應(yīng)特別注意山體的穩(wěn)定性。隧道位置的選擇應(yīng)考慮路線總體規(guī)劃、交通運(yùn)輸條件、地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，并嚴(yán)格遵守相關(guān)法律法規(guī)，保護(hù)環(huán)境和耕地。隧道位置的選擇還應(yīng)結(jié)合隧道接線端的構(gòu)造物布置情況，確保隧道內(nèi)外線形順暢、協(xié)調(diào)一致。此外，對(duì)于不同地質(zhì)條件下的隧道位置選擇，需要避免不良地質(zhì)區(qū)段，并采取必要的工程處治措施。對(duì)于單斜地質(zhì)構(gòu)造和褶皺地質(zhì)構(gòu)造，也有相應(yīng)的選擇原則?？傊淼缆肪€和位置的選擇需要綜合考慮各種因素，以確保隧道的安全和順利建設(shè)。3.4什么是建筑限界和內(nèi)輪廓?答：（1）隧道建筑限界是為保證隧道內(nèi)各種交通的正常運(yùn)行與安全而規(guī)定在一定寬度和高度范圍內(nèi)不得有任何障礙物的空間限界。（2）內(nèi)輪廓是指隧道襯砌的內(nèi)部輪廓線，也稱為隧道凈空斷面；通過合理的設(shè)計(jì)，它能夠滿足建筑限界要求，并確保襯砌的經(jīng)濟(jì)性、施工便利性以及承受壓力的能力。3.5隧道平面線形設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)和隧道位置選擇需要考慮哪些主要因素?答：（1）地質(zhì)條件：選擇地質(zhì)構(gòu)造簡單、巖性較好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的地層，避免不良地質(zhì)條件如斷層、崩塌、滑坡、流砂、溶洞、陷穴等。（2）水文地質(zhì)條件：考慮地下水豐富、泥石流等水文地質(zhì)條件，避免對(duì)隧道施工和運(yùn)營安全造成影響。（3）環(huán)境影響：選擇對(duì)周邊環(huán)境影響小的位置，考慮對(duì)土地利用、森林保護(hù)、環(huán)境保護(hù)等法律法規(guī)的要求。（4）施工條件：考慮隧道出渣、隧道施工場地布置、防災(zāi)救援系統(tǒng)和管理養(yǎng)護(hù)等設(shè)施的設(shè)置條件。（5）隧道接線端的構(gòu)造物布設(shè)情況：確保隧道內(nèi)外線形順暢、協(xié)調(diào)一致，做好路線各控制點(diǎn)的銜接處理。（6）自然通風(fēng)和通風(fēng)設(shè)備：考慮隧道平面線形對(duì)自然通風(fēng)的影響，避免過多的曲線和平面超高，確保通風(fēng)效果和空氣質(zhì)量。（7）行車安全：綜合考慮平面線形對(duì)車輛運(yùn)行安全的影響，避免車輛合流、分流、交織等現(xiàn)象，設(shè)置停車視距和會(huì)車視距要求。（8）排水和防災(zāi)：考慮隧道縱斷面的設(shè)計(jì)對(duì)排水、防災(zāi)和后期維修等方面的要求。（9）經(jīng)濟(jì)性和投資：在滿足安全和功能需求的前提下，綜合考慮工程造價(jià)、運(yùn)營費(fèi)用和投資效益。3.6特殊地質(zhì)條件下隧道位置的選擇的影響因素和主要原則是什么?答：（1）影響因素：①地層條件：第四紀(jì)堆積層、冰磧層、富煤區(qū)、瓦斯含量高的地帶、黃土地區(qū)、多年凍土地區(qū)等。②地下水情況：地下水活動(dòng)對(duì)隧道的穩(wěn)定性和安全性具有重要影響。③凍融作用：多年凍土地區(qū)的特殊地質(zhì)現(xiàn)象，如凍脹、融沉、熱融滑坍。④地震活動(dòng)：地震對(duì)隧道的地震穩(wěn)定性和抗震設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響。（2）主要原則：①避免影響范圍大的地段：盡量選擇受影響范圍較小的地段，若無法完全避開，選擇影響范圍最小的地段。②選擇穩(wěn)定的地層：選擇穩(wěn)固的地層，避開松散、破碎的地層。③采取合理的工程措施：針對(duì)特殊地質(zhì)條件，采取合理的工程措施，減少其影響長度。④綜合考慮經(jīng)濟(jì)與技術(shù)因素：在選擇隧道位置時(shí)綜合考慮經(jīng)濟(jì)與技術(shù)因素，確保滿足工程要求的同時(shí)降低成本。3.7簡述隧道縱坡的確定方法和原則。答：（1）最小縱坡要求：確保隧道投入運(yùn)營后的水能夠自然排出，最低不小于0.3%。（2）最大縱坡要求：長大隧道最好控制在2%以下，中、短隧道一般控制在3%以下，特殊情況下可適當(dāng)增加至4%。短于100m的隧道可以不受此限制。（3）縱坡類型：一般采用單向坡，地下水發(fā)育的長隧道和特長隧道宜采用雙向人字坡。變坡點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置大半徑豎曲線以平緩過渡。（4）爬坡車道設(shè)置：一般不宜設(shè)置爬坡車道。縱坡大于4%的單向兩車道的長、特長隧道可考慮在出口端設(shè)置爬坡車道，以分離大型車和小型車，提高道路通行能力。（5）縱坡變化：變化不宜過于頻繁，變坡點(diǎn)數(shù)不宜多于3個(gè)，以確保行車的平穩(wěn)性。3.8簡述隧道加寬的原因和方法原則。答：隧道加寬的原因包括交通需求增加、安全考慮和隧道功能變更。方法原則包括地質(zhì)勘察和工程評(píng)估、加寬方向選擇、施工方式選擇、設(shè)計(jì)和施工的協(xié)調(diào)，以及交通管理和安全措施。遵循這些方法原則可以實(shí)現(xiàn)隧道加寬的目標(biāo)并確保施工的安全和順利進(jìn)行。3.9隧道設(shè)置的方式和主要控制指標(biāo)是什么?答：隧道設(shè)置的方式主要包括標(biāo)準(zhǔn)間距的分離隧道、小凈距隧道、連拱隧道和分岔式隧道。而隧道設(shè)置的主要控制指標(biāo)包括圍巖地質(zhì)條件、斷面形狀、尺寸大小、施工方法、支護(hù)時(shí)間、洞口兩端接線、占地大小、環(huán)境影響和工程造價(jià)等因素。這些指標(biāo)需要在設(shè)計(jì)隧道時(shí)綜合考慮，以確定最適合的隧道設(shè)置形式。討論題問題：隧道進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，除考慮隧道主體結(jié)構(gòu)、路面、防排水等土建工程要求外，如何結(jié)合通風(fēng)、照明、交通監(jiān)控、供配電、消防等運(yùn)營設(shè)施進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)？答：（1）通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：隧道通風(fēng)系統(tǒng)是確保隧道內(nèi)空氣流通和保證人員安全的重要設(shè)施。在總體設(shè)計(jì)中，需要考慮通風(fēng)系統(tǒng)的布局、通風(fēng)口的位置和尺寸、通風(fēng)風(fēng)機(jī)的選型等因素，以確保隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量和溫度滿足要求。（2）照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)：照明系統(tǒng)對(duì)于隧道內(nèi)部的能見度和安全性至關(guān)重要。綜合設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮照明設(shè)備的位置、亮度要求、燈具的選型以及照明系統(tǒng)的能耗和維護(hù)等因素。（3）交通監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)：隧道內(nèi)的交通監(jiān)控系統(tǒng)可以提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理交通流量、檢測(cè)事故和緊急情況等功能。在綜合設(shè)計(jì)中，需要確定監(jiān)控設(shè)備的位置和布局、監(jiān)控?cái)z像頭的視野范圍、監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫亍＃?）供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)：供配電系統(tǒng)為隧道提供電力供應(yīng)，包括照明、通風(fēng)、交通信號(hào)和監(jiān)控設(shè)備等的電力需求。在綜合設(shè)計(jì)中，需要考慮供配電系統(tǒng)的容量、線路布置、電纜敷設(shè)方式以及電源備份和故障處理等方面。（5）消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)：隧道內(nèi)的消防系統(tǒng)是保障人員安全和隧道資產(chǎn)的重要設(shè)備。綜合設(shè)計(jì)時(shí)，需要確定消防設(shè)備的布置、噴淋系統(tǒng)的位置和覆蓋范圍、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置以及應(yīng)急通道和疏散路線的規(guī)劃等。在進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)時(shí)，需要將土建工程要求與運(yùn)營設(shè)施的設(shè)計(jì)需求相結(jié)合，確保隧道的主體結(jié)構(gòu)與各項(xiàng)運(yùn)營設(shè)施的功能和要求相互配合、相互協(xié)調(diào)。此外，還需要考慮設(shè)施的可維護(hù)性、可操作性以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的遵守，以確保隧道的安全運(yùn)營和維護(hù)。分組討論要求：每組4~6人，設(shè)組長1名，負(fù)責(zé)明確分工和協(xié)作要求，并指定人員代表發(fā)言交流。第四章隧道圍巖分級(jí)及圍巖壓力4.1什么是圍巖？什么是圍巖壓力？圍巖壓力確定的方法有哪些？各自的特點(diǎn)是什么？答：圍巖是指地下工程中，包圍著洞室或隧道的巖石或土層。圍巖壓力是指圍巖對(duì)洞室或隧道的壓力，是地下工程設(shè)計(jì)和施工中需要考慮的重要因素之一。

圍巖壓力的確定方法有以下幾種：

直接測(cè)量法：通過在洞室或隧道周圍安裝應(yīng)變計(jì)、壓力計(jì)等儀器，直接測(cè)量圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，從而確定圍巖壓力。

數(shù)值模擬法：利用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬軟件，建立圍巖的數(shù)學(xué)模型，模擬圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，從而確定圍巖壓力。

經(jīng)驗(yàn)公式法：根據(jù)已有的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算出圍巖壓力。

巖體分類法：根據(jù)圍巖的巖性、結(jié)構(gòu)、斷裂等特征，將其劃分為不同的巖體類型，然后根據(jù)不同巖體類型的特點(diǎn)，確定圍巖壓力。

這些方法各有特點(diǎn)：

直接測(cè)量法可以直接獲得圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，精度較高，但需要在施工前進(jìn)行，成本較高。

數(shù)值模擬法可以模擬不同條件下的圍巖應(yīng)力狀態(tài)，可以預(yù)測(cè)圍巖的變形和破壞情況，但需要建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，且計(jì)算量較大。

經(jīng)驗(yàn)公式法簡單易行，適用于一些簡單的工程，但精度較低，不適用于復(fù)雜的工程。

巖體分類法可以根據(jù)不同的巖體類型確定圍巖壓力，適用范圍廣，但需要對(duì)圍巖的巖性、結(jié)構(gòu)、斷裂等特征進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。

在實(shí)際工程中，通常會(huì)綜合運(yùn)用以上方法，以獲得更準(zhǔn)確的圍巖壓力數(shù)據(jù)。

4.2隧道圍巖分級(jí)的意義是什么?答：隧道圍巖分級(jí)是指根據(jù)圍巖的巖性、結(jié)構(gòu)、斷裂等特征，將其劃分為不同的巖體類型，以便確定圍巖的力學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性，從而為隧道設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。

隧道圍巖分級(jí)的意義主要有以下幾點(diǎn)：

確定圍巖的力學(xué)性質(zhì)：不同類型的圍巖具有不同的力學(xué)性質(zhì)，如強(qiáng)度、變形性能等，通過分級(jí)可以確定圍巖的力學(xué)性質(zhì)，為隧道設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。

預(yù)測(cè)圍巖的穩(wěn)定性：不同類型的圍巖在不同的應(yīng)力狀態(tài)下具有不同的穩(wěn)定性，通過分級(jí)可以預(yù)測(cè)圍巖在不同應(yīng)力狀態(tài)下的穩(wěn)定性，為隧道設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。

選擇合適的支護(hù)措施：不同類型的圍巖需要采用不同的支護(hù)措施，通過分級(jí)可以選擇合適的支護(hù)措施，提高隧道的安全性和穩(wěn)定性。

評(píng)估隧道的風(fēng)險(xiǎn)：不同類型的圍巖在不同的應(yīng)力狀態(tài)下具有不同的風(fēng)險(xiǎn)，通過分級(jí)可以評(píng)估隧道的風(fēng)險(xiǎn)，為隧道的管理和維護(hù)提供依據(jù)。

綜上所述，隧道圍巖分級(jí)對(duì)于隧道設(shè)計(jì)和施工具有重要意義，可以提高隧道的安全性和穩(wěn)定性，降低隧道施工和運(yùn)營的風(fēng)險(xiǎn)。

4.3圍巖單一性指標(biāo)和綜合性指標(biāo)分別有哪些？如何確定？答：圍巖單一性指標(biāo)是指圍巖的某一特定性質(zhì)，如巖石的強(qiáng)度、巖石的變形模量、巖石的壓縮強(qiáng)度等。常用的圍巖單一性指標(biāo)有：

巖石的強(qiáng)度：巖石的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。

巖石的變形模量：巖石的彈性模量、剪切模量等。

巖石的壓縮強(qiáng)度：巖石的壓縮強(qiáng)度、巖石的壓縮模量等。

巖石的裂隙性：巖石的裂隙密度、裂隙角度、裂隙長度等。

圍巖綜合性指標(biāo)是指綜合考慮圍巖的多個(gè)性質(zhì)，綜合評(píng)價(jià)圍巖的穩(wěn)定性和可靠性。常用的圍巖綜合性指標(biāo)有：

RMR指標(biāo)：RMR指標(biāo)是巖石力學(xué)分類系統(tǒng)中的一種，通過對(duì)巖石的強(qiáng)度、裂隙性、地應(yīng)力等因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，將巖石分為不同的級(jí)別。

Q值指標(biāo)：Q值指標(biāo)是隧道圍巖質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的一種，通過對(duì)巖石的強(qiáng)度、裂隙性、地應(yīng)力等因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，將圍巖分為不同的質(zhì)量等級(jí)。

GSI指標(biāo)：GSI指標(biāo)是巖石穩(wěn)定性評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的一種，通過對(duì)巖石的強(qiáng)度、裂隙性、地應(yīng)力等因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，將巖石分為不同的穩(wěn)定性等級(jí)。

確定圍巖單一性指標(biāo)和綜合性指標(biāo)需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)和野外調(diào)查，通過對(duì)圍巖的采樣、試驗(yàn)和分析，確定圍巖的力學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性，從而確定圍巖的單一性指標(biāo)和綜合性指標(biāo)。同時(shí)，也需要考慮圍巖的地質(zhì)特征、地形地貌、地下水等因素對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響。

4.4圍巖分級(jí)巖性指標(biāo)選擇的原則是什么？答：圍巖分級(jí)巖性指標(biāo)的選擇應(yīng)該遵循以下原則：

與工程實(shí)際需要相符：圍巖分級(jí)巖性指標(biāo)應(yīng)該與實(shí)際工程需要相符，能夠反映圍巖的穩(wěn)定性和工程施工的難易程度。

具有代表性：圍巖分級(jí)巖性指標(biāo)應(yīng)該具有代表性，能夠反映圍巖的整體性質(zhì)，而不是局部特征。

可靠性高：圍巖分級(jí)巖性指標(biāo)應(yīng)該具有高的可靠性，能夠準(zhǔn)確地反映圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)。

易于測(cè)定：圍巖分級(jí)巖性指標(biāo)應(yīng)該易于測(cè)定，能夠在實(shí)際工程中方便地進(jìn)行測(cè)量和判定。

經(jīng)濟(jì)合理：圍巖分級(jí)巖性指標(biāo)應(yīng)該經(jīng)濟(jì)合理，能夠在實(shí)際工程中得到有效的應(yīng)用，同時(shí)不會(huì)增加工程成本。

與國家標(biāo)準(zhǔn)相符：圍巖分級(jí)巖性指標(biāo)應(yīng)該與國家標(biāo)準(zhǔn)相符，能夠滿足國家相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)的要求。

在選擇圍巖分級(jí)巖性指標(biāo)時(shí)，需要綜合考慮以上原則，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，以確保圍巖分級(jí)巖性指標(biāo)的準(zhǔn)確性和可靠性。

4.5我國公路隧道圍巖分級(jí)主要考慮哪些指標(biāo)因素?答：我國公路隧道圍巖分級(jí)主要考慮以下指標(biāo)因素：

巖體結(jié)構(gòu)：包括巖體的構(gòu)造、節(jié)理、裂隙等特征，這些特征對(duì)圍巖的穩(wěn)定性和工程施工難易程度有重要影響。

巖體強(qiáng)度：包括巖體的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等，這些指標(biāo)能夠反映圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)。

巖體穩(wěn)定性：包括巖體的穩(wěn)定性分析、巖體的變形和破壞特征等，這些指標(biāo)能夠反映圍巖的穩(wěn)定性和變形特征。

巖體透水性：包括巖體的滲透系數(shù)、滲透壓力等，這些指標(biāo)能夠反映圍巖的滲透性和水文地質(zhì)特征。

巖體膨脹性：包括巖體的膨脹系數(shù)、膨脹壓力等，這些指標(biāo)能夠反映圍巖的膨脹性和變形特征。

巖體破碎性：包括巖體的破碎指數(shù)、破碎系數(shù)等，這些指標(biāo)能夠反映圍巖的破碎性和變形特征。

巖體耐久性：包括巖體的耐久性、耐久指數(shù)等，這些指標(biāo)能夠反映圍巖的耐久性和變形特征。

4.6簡述我國公路隧道圍巖分級(jí)的方法答：我國公路隧道圍巖分級(jí)的方法主要是根據(jù)圍巖的穩(wěn)定性和工程施工難易程度，將圍巖分為不同的等級(jí)。具體方法如下：

根據(jù)圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)，將圍巖分為巖石、巖屑、土等不同類型。

根據(jù)圍巖的結(jié)構(gòu)特征，如節(jié)理、裂隙等，將圍巖分為不同的結(jié)構(gòu)類型。

根據(jù)圍巖的強(qiáng)度特征，如抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等，將圍巖分為不同的強(qiáng)度等級(jí)。

根據(jù)圍巖的穩(wěn)定性特征，如穩(wěn)定性分析、變形和破壞特征等，將圍巖分為不同的穩(wěn)定性等級(jí)。

根據(jù)圍巖的滲透性和水文地質(zhì)特征，將圍巖分為不同的透水性等級(jí)。

根據(jù)圍巖的膨脹性和變形特征，將圍巖分為不同的膨脹性等級(jí)。

根據(jù)圍巖的破碎性和變形特征，將圍巖分為不同的破碎性等級(jí)。

根據(jù)圍巖的耐久性和變形特征，將圍巖分為不同的耐久性等級(jí)。

以上等級(jí)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和細(xì)分，最終確定圍巖的分級(jí)。根據(jù)圍巖的分級(jí)，可以制定相應(yīng)的圍巖支護(hù)方案，確保隧道的安全和穩(wěn)定。

4.7什么是隧道圍巖的完整性系數(shù)？它與圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)有和關(guān)系？答：隧道圍巖的完整性系數(shù)是指圍巖的完整性程度，即圍巖的破碎、裂隙、節(jié)理等缺陷的程度。完整性系數(shù)越高，圍巖的完整性越好，圍巖的穩(wěn)定性和承載能力也越強(qiáng)。

圍巖的完整性系數(shù)與圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)有一定的關(guān)系。圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)包括圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征、強(qiáng)度特征、穩(wěn)定性特征、滲透性和水文地質(zhì)特征、膨脹性和變形特征、破碎性和變形特征、耐久性和變形特征等。這些指標(biāo)反映了圍巖的基本質(zhì)量狀況，而圍巖的完整性系數(shù)則是反映圍巖的完整性程度。圍巖的完整性系數(shù)越高，圍巖的基本質(zhì)量指標(biāo)也越好，反之亦然。

在隧道工程中，圍巖的完整性系數(shù)是評(píng)價(jià)圍巖質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。通過對(duì)圍巖的完整性系數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以制定相應(yīng)的圍巖支護(hù)方案，確保隧道的安全和穩(wěn)定。

4.8圍巖完整性包括什么內(nèi)容？在圍巖分級(jí)中的作用是什么？答：圍巖完整性包括以下內(nèi)容：

巖石強(qiáng)度：圍巖的抗壓和抗拉強(qiáng)度。

巖體完整性：巖體內(nèi)部是否存在裂隙、節(jié)理等破壞性結(jié)構(gòu)。

地應(yīng)力：地下巖體所受到的應(yīng)力狀態(tài)。

地下水：地下水對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響。

在圍巖分級(jí)中，圍巖完整性的作用是評(píng)估圍巖的穩(wěn)定性和可靠性。通過對(duì)圍巖完整性的評(píng)估，可以將無限的巖體序列劃分為具有不同穩(wěn)定程度的有限個(gè)類別，即將穩(wěn)定性相似的一些圍巖劃歸為一類，將全部的圍巖劃分為若干類別。這樣可以為地下工程的設(shè)計(jì)和施工提供參考，以確保工程的安全性和穩(wěn)定性。圍巖分級(jí)可以根據(jù)巖體完整性的不同等級(jí)，確定相應(yīng)的支護(hù)措施和施工方法，以提高工程的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

4.9決定隧道圍巖穩(wěn)定性的因素有哪些？如何認(rèn)識(shí)這些因素的影響？答：決定隧道圍巖穩(wěn)定性的因素包括：

巖石性質(zhì)：包括巖石的強(qiáng)度、變形特性、巖石的透水性等。

巖體結(jié)構(gòu)：巖體的節(jié)理、裂隙、巖層傾角等結(jié)構(gòu)特征。

天然應(yīng)力狀態(tài)：地下巖體所受到的地應(yīng)力狀態(tài)，包括水平應(yīng)力、垂直應(yīng)力等。

地質(zhì)構(gòu)造：地下巖體的構(gòu)造特征，如斷層、褶皺等。

地下水：地下水對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響，包括靜水壓力、動(dòng)水壓力、軟化效應(yīng)等。

要認(rèn)識(shí)這些因素的影響，可以進(jìn)行以下工作：

地質(zhì)調(diào)查：對(duì)隧道所在地區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，了解巖石性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造等信息。

巖石力學(xué)試驗(yàn)：通過對(duì)巖石樣本進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)，獲取巖石的強(qiáng)度、變形特性等參數(shù)。

地應(yīng)力測(cè)量：通過地應(yīng)力測(cè)量儀器對(duì)地下巖體的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，了解地應(yīng)力的大小和方向。

水文地質(zhì)調(diào)查：對(duì)地下水的水位、水壓等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)查，了解地下水對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響。

數(shù)值模擬分析：利用數(shù)值模擬軟件對(duì)隧道圍巖進(jìn)行力學(xué)分析，模擬不同因素對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響。

通過以上工作，可以全面了解各種因素對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性的影響程度，為隧道設(shè)計(jì)和施工提供科學(xué)依據(jù)，確保隧道的安全和穩(wěn)定。

4.10為什么要進(jìn)行圍巖分級(jí)？怎樣進(jìn)行圍巖分級(jí)？圍巖分級(jí)的目的是為了評(píng)估圍巖的穩(wěn)定性和可靠性，并為地下工程的設(shè)計(jì)和施工提供參考，以確保工程的安全性和穩(wěn)定性。通過圍巖分級(jí)，可以將無限的巖體序列劃分為具有不同穩(wěn)定程度的有限個(gè)類別，即將穩(wěn)定性相似的一些圍巖劃歸為一類，將全部的圍巖劃分為若干類別。這樣可以為地下工程的設(shè)計(jì)和施工提供參考，以確保工程的安全性和穩(wěn)定性。

圍巖分級(jí)的具體方法可以根據(jù)不同的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)而有所不同。一般來說，圍巖分級(jí)可以根據(jù)以下因素進(jìn)行評(píng)估：

巖石強(qiáng)度：包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等。

巖體完整性：巖體內(nèi)部是否存在裂隙、節(jié)理等破壞性結(jié)構(gòu)。

巖體結(jié)構(gòu)：巖體的節(jié)理、裂隙、巖層傾角等結(jié)構(gòu)特征。

地應(yīng)力：地下巖體所受到的應(yīng)力狀態(tài)。

地下水：地下水對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響。

根據(jù)以上因素，可以采用定性和定量的方法對(duì)圍巖進(jìn)行分級(jí)。定性分級(jí)的方法是根據(jù)現(xiàn)場觀察和判斷，對(duì)影響圍巖質(zhì)量的因素進(jìn)行描述和鑒別，或?qū)χ饕蛩剡M(jìn)行評(píng)判和打分。定量分級(jí)的方法是根據(jù)對(duì)圍巖性質(zhì)的定量測(cè)量和分析，利用數(shù)值模擬等方法進(jìn)行綜合評(píng)估。

具體的圍巖分級(jí)方法可以根據(jù)不同的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇和應(yīng)用，例如根據(jù)巖體完整程度和巖石強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)，將圍巖劃分為不同的等級(jí)或類別。不同的分級(jí)方法可以根據(jù)具體工程的需求和地質(zhì)條件進(jìn)行選擇和調(diào)整。

4.11隧道各階段圍巖分級(jí)考慮的因素有哪些不同？在隧道各階段進(jìn)行圍巖分級(jí)時(shí)，考慮的因素可能會(huì)有所不同。以下是一些可能考慮的因素：

工程規(guī)劃階段：在隧道工程規(guī)劃階段，圍巖分級(jí)可能主要考慮地質(zhì)條件、地下水情況、地應(yīng)力狀態(tài)等因素。這個(gè)階段的圍巖分級(jí)主要是基于現(xiàn)有的地質(zhì)調(diào)查和勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行初步評(píng)估。

初步設(shè)計(jì)階段：在隧道初步設(shè)計(jì)階段，圍巖分級(jí)可能會(huì)更加詳細(xì)和準(zhǔn)確。除了考慮地質(zhì)條件、地下水和地應(yīng)力等因素外，還可能考慮巖石強(qiáng)度、巖體結(jié)構(gòu)、巖石變形特性等因素。這個(gè)階段的圍巖分級(jí)可以為后續(xù)的詳細(xì)設(shè)計(jì)和施工提供更具體的指導(dǎo)。

施工階段：在隧道施工階段，圍巖分級(jí)可能會(huì)更加細(xì)致和實(shí)際。除了考慮前述因素外，還可能考慮巖體揭露情況、巖體變形量、巖體穩(wěn)定狀態(tài)等因素。這個(gè)階段的圍巖分級(jí)可以為施工過程中的支護(hù)設(shè)計(jì)和施工方法提供指導(dǎo)。

需要注意的是，不同的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)有不同的圍巖分級(jí)方法和考慮因素。具體的圍巖分級(jí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行確定。在實(shí)際工程中，可能需要綜合考慮多個(gè)因素，并根據(jù)不同階段的需求進(jìn)行調(diào)整和修正。

討論題1隧道圍巖分級(jí)時(shí)出現(xiàn)定性分級(jí)與定量分級(jí)不吻合的情況是否正常？為什么？答：定性分級(jí)與定量分級(jí)不吻合的情況在隧道圍巖分級(jí)中是正常的。以下是一些可能的原因：

主觀因素：定性分級(jí)可能受到人為主觀判斷的影響，不同的評(píng)估人員可能會(huì)有不同的判斷標(biāo)準(zhǔn)和偏好，導(dǎo)致與定量分級(jí)結(jié)果不一致。

數(shù)據(jù)不足或不準(zhǔn)確：定量分級(jí)依賴于準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和測(cè)量結(jié)果，如果數(shù)據(jù)不足或不準(zhǔn)確，可能導(dǎo)致定量分級(jí)與定性分級(jí)不一致。

分級(jí)方法的差異：定性分級(jí)和定量分級(jí)可能采用不同的方法和指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，這些方法和指標(biāo)的選擇可能會(huì)導(dǎo)致分級(jí)結(jié)果的差異。

分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的不一致：不同的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)可能對(duì)圍巖分級(jí)有不同的要求和標(biāo)準(zhǔn)，這也可能導(dǎo)致定性分級(jí)與定量分級(jí)不一致。

需要注意的是，圍巖分級(jí)是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及多個(gè)因素和評(píng)估方法。在實(shí)際工程中，可能會(huì)出現(xiàn)定性分級(jí)與定量分級(jí)不一致的情況，這需要綜合考慮各種因素，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和修正。最終的圍巖分級(jí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行確定。

討論題2隧道圍巖分級(jí)、圍巖壓力與聞言穩(wěn)定性之間有何關(guān)系？答：隧道圍巖分級(jí)、圍巖壓力和穩(wěn)定性之間存在密切的關(guān)系。以下是一些可能的關(guān)系：

圍巖分級(jí)與圍巖壓力：圍巖分級(jí)是根據(jù)圍巖的力學(xué)性質(zhì)、巖石強(qiáng)度、巖體結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行評(píng)估和分類的過程。圍巖壓力是指圍巖所受到的應(yīng)力狀態(tài)。圍巖分級(jí)的結(jié)果可以反映圍巖的穩(wěn)定性和承載能力，而圍巖壓力則是圍巖穩(wěn)定性的重要指標(biāo)之一。圍巖分級(jí)的結(jié)果可以為圍巖壓力的評(píng)估和分析提供依據(jù)。

圍巖壓力與穩(wěn)定性：圍巖壓力是圍巖所受到的內(nèi)部和外部力的作用，包括地應(yīng)力、地下水壓力、施工荷載等。圍巖的穩(wěn)定性與圍巖壓力密切相關(guān)，圍巖壓力的增大可能導(dǎo)致圍巖的變形和破壞，從而影響隧道的穩(wěn)定性。因此，對(duì)圍巖壓力的合理評(píng)估和控制對(duì)于確保隧道的穩(wěn)定性非常重要。

圍巖分級(jí)與穩(wěn)定性：圍巖分級(jí)的目的是根據(jù)圍巖的性質(zhì)和特點(diǎn)進(jìn)行分類，以評(píng)估圍巖的穩(wěn)定性和承載能力。圍巖分級(jí)的結(jié)果可以為隧道的支護(hù)設(shè)計(jì)和施工提供指導(dǎo)，從而提高隧道的穩(wěn)定性。不同級(jí)別的圍巖可能需要采取不同的支護(hù)措施和施工方法，以確保隧道的安全和穩(wěn)定。

需要注意的是，圍巖分級(jí)、圍巖壓力和穩(wěn)定性之間的關(guān)系是復(fù)雜的，受到多個(gè)因素的影響。在實(shí)際工程中，需要綜合考慮圍巖的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)條件等因素，并根據(jù)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估和分析，以確保隧道的穩(wěn)定性和安全性。

習(xí)題1：某隧道通過Ⅳ級(jí)圍巖,開挖尺寸為Ht=7.6m,Bt=9.9m,埋深約10.0m,采用礦山法

施工,圍巖天然容重γ=22kN/m3,試確定圍巖壓力值。答：根據(jù)給定的信息，我們可以使用公式計(jì)算圍巖壓力值：

圍巖壓力=γ×Ht

其中，γ為圍巖的天然容重，Ht為開挖尺寸的高度。

代入已知數(shù)值進(jìn)行計(jì)算：

圍巖壓力=22kN/m3×7.6m

圍巖壓力≈167.2kN/m2

因此，該隧道的圍巖壓力約為167.2kN/m2。

習(xí)題2：某高速公路隧道最大埋深約130m,設(shè)計(jì)凈高11.0m,凈寬14.0m,該隧道有兩段埋

深H分別為25m和6m,Ⅲ級(jí)圍巖,天然容重γ=24kN/m3。假定該隧道圍巖不產(chǎn)生顯著偏壓力和膨脹壓力,試問:①這兩段隧道各自屬于深埋隧道還是淺埋隧道?②這兩段隧道的垂直均布圍巖壓力各是多少?根據(jù)隧道的最大埋深約130m，設(shè)計(jì)凈高11.0m，凈寬14.0m，可以判斷這兩段隧道都屬于深埋隧道。

垂直均布圍巖壓力的計(jì)算公式為P=γ*H，其中P為垂直均布圍巖壓力，γ為圍巖容重，H為埋深。根據(jù)題目給出的信息，圍巖容重γ=24kN/m3，第一段埋深H=25m，第二段埋深H=6m。代入公式計(jì)算，第一段的垂直均布圍巖壓力為P1=24*25=600kN/m2，第二段的垂直均布圍巖壓力為P2=24*6=144kN/m2。

第五章隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造5.1什么是整體襯砌、復(fù)合式及錨噴襯砌?各適用于什么場合?答：整體襯砌是指在隧道洞身周邊使用鋼筋混凝土等材料修建的永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)。復(fù)合式襯砌是指在隧道洞身周邊采用外襯和內(nèi)襯兩層結(jié)構(gòu)的支護(hù)形式，也被稱為雙層襯砌。錨噴襯砌是指通過噴涂混凝土或粘貼防水層的方式進(jìn)行支護(hù)。各種襯砌形式適用于不同的場合。整體襯砌適用于地質(zhì)條件較好的隧道，具有較強(qiáng)的整體性和抗?jié)B性。復(fù)合式襯砌適用于地質(zhì)條件較差的隧道，通過外襯和內(nèi)襯的結(jié)構(gòu)形式提供更強(qiáng)的支護(hù)能力。錨噴襯砌適用于圍巖較松散、易塌方的隧道，通過噴涂混凝土或粘貼防水層的方式增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性。5.2隧道襯砌及其適用條件是什么?答：隧道襯砌的適用條件包括地質(zhì)條件、圍巖穩(wěn)定性、隧道尺寸等因素。具體來說，襯砌的選擇應(yīng)根據(jù)隧道所處的地質(zhì)條件和圍巖的穩(wěn)定性來確定。同時(shí)，隧道的尺寸和設(shè)計(jì)要求也會(huì)影響襯砌的選擇。在軟弱破碎圍巖的情況下，需要采取超前支護(hù)措施，如超前錨桿、插板、超前小導(dǎo)管、管棚等。5.3洞門的類型有哪些?各自的特點(diǎn)是什么?答：洞門的類型主要有以下幾種：1、端墻式洞門：洞門兩側(cè)設(shè)置墻體，形成一個(gè)封閉的門洞。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、施工方便，適用于圍巖較好的隧道。2、拱形洞門：洞門采用拱形結(jié)構(gòu)，具有良好的承載能力和抗震性能。適用于圍巖較差的隧道。3、框架式洞門：洞門采用框架結(jié)構(gòu)，具有較高的剛度和穩(wěn)定性。適用于圍巖較差的隧道。4、鋼筋混凝土洞門：洞門采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有較高的強(qiáng)度和耐久性。適用于圍巖較差的隧道。5.4公路隧道常見的洞門形式有哪些?它們的適用條件是什么?以端墻式洞門為例,說明洞門設(shè)計(jì)要點(diǎn)。答：公路隧道常見的洞門形式包括端墻式洞門、拱形洞門和框架式洞門。它們的適用條件主要取決于隧道的地質(zhì)條件、圍巖穩(wěn)定性和設(shè)計(jì)要求。一般來說，端墻式洞門適用于圍巖較好的隧道，拱形洞門和框架式洞門適用于圍巖較差的隧道。以端墻式洞門為例，洞門設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：1、洞門尺寸：根據(jù)隧道的設(shè)計(jì)要求和交通流量確定洞門的寬度和高度。2、洞門結(jié)構(gòu)：洞門采用端墻式結(jié)構(gòu)，需要考慮墻體的厚度、墻體與洞身的連接方式等。3、洞門開啟方式：根據(jù)隧道的使用要求，確定洞門的開啟方式，如平開門、折疊門等。4、洞門材料：根據(jù)隧道的使用環(huán)境和設(shè)計(jì)要求，選擇合適的材料，如鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等。5.5隧道結(jié)構(gòu)類型與圍巖級(jí)別有什么關(guān)系?答：隧道結(jié)構(gòu)類型與圍巖級(jí)別有一定的關(guān)系。一般來說，圍巖較好的隧道可以采用簡單的端墻式洞門，而圍巖較差的隧道則需要采用更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式，如拱形洞門和框架式洞門，以提供更強(qiáng)的支護(hù)能力。5.6洞門墻計(jì)算的方法及主要內(nèi)容是什么?答：洞門墻計(jì)算的方法主要包括結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算和有限元分析。主要內(nèi)容包括洞門墻的受力分析、墻體的穩(wěn)定性分析、墻體與洞身的連接設(shè)計(jì)等。計(jì)算過程中需要考慮洞門墻的承載能力、抗震性能、變形控制等因素，以確保洞門的安全可靠。5.7明洞的形式有哪些?其適用條件是什么?答：明洞的形式主要有以下幾種：1、開挖式明洞：通過開挖地面形成的洞穴，適用于地下礦井、地下車庫等場所。2、隧道式明洞：通過挖掘地下隧道形成的洞穴，適用于地鐵、交通隧道等場所。3、管廊式明洞：通過建設(shè)管廊形成的洞穴，適用于城市地下綜合管線、電纜隧道等場所。5.8明洞基礎(chǔ)和洞頂填土有哪些要求?答：明洞基礎(chǔ)和洞頂填土有以下要求：明洞基礎(chǔ)：明洞的基礎(chǔ)需要具備足夠的承載能力和穩(wěn)定性，以支撐洞體的重量和外部荷載?；A(chǔ)的設(shè)計(jì)要考慮地質(zhì)條件、地下水情況等因素。洞頂填土：明洞的洞頂填土需要滿足以下要求：填土材料應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以防止洞頂塌陷；填土層應(yīng)具備一定的排水性能，以防止水分積聚；填土層應(yīng)具備一定的抗?jié)B性能，以防止地下水滲入洞內(nèi)。5.9隧道防排水的原則是什么?答：隧道的水害是由洞內(nèi)、洞外的多種因素引起的,采用單一的辦法難以很好地解決問題。根據(jù)多年來隧道治水的經(jīng)驗(yàn),防排水設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“防、排、截、堵結(jié)合,因地制宜,綜合治理”的原則,采取切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案、施工措施,達(dá)到防水可靠、排水通暢、經(jīng)濟(jì)合理的目的。1、防。要求隧道襯砌、防水層具有防水能力,防止地下水透過防水層、襯砌結(jié)構(gòu)滲入洞內(nèi),達(dá)到隧道襯砌、路面、設(shè)備箱洞等結(jié)構(gòu)表面無濕潤痕跡。2、排。將已經(jīng)滲入隧道區(qū)域的地下水及路面結(jié)構(gòu)層下的積水排入洞內(nèi)中心水溝或路側(cè)邊溝,減少或消除襯砌背后的水壓力,防止積水或凍害的發(fā)生,創(chuàng)造良好的防水環(huán)境。排得越好,襯砌滲漏水的概率就越小,防水也就更容易;排出路面結(jié)構(gòu)層下的積水,能防止路面冒水、翻漿、結(jié)構(gòu)破壞。3、截。對(duì)易于滲漏到隧道的地表水,應(yīng)采用設(shè)置截(排)水溝、清除積水、填筑積水坑洼地、封閉滲漏點(diǎn)等措施。對(duì)于地下水,應(yīng)采取導(dǎo)坑、泄水洞、井點(diǎn)降水等措施。4、堵。就是以襯砌混凝土為基本防水層,以其他防水材料為輔助防水層,采用注漿或嵌填等方法對(duì)隧道圍巖裂隙、隧道結(jié)構(gòu)本身存在的滲漏水路徑進(jìn)行封堵,使之不能進(jìn)入隧道。堵水措施可以較好地保護(hù)地下水環(huán)境。5.10隧道防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要點(diǎn)是什么?答：隧道防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：1、排水系統(tǒng)布置：確定排水系統(tǒng)的布置方案，包括排水管道的位置、坡度、連接方式等。2、排水設(shè)施設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)合適的排水設(shè)施，如排水井、排水泵站等，以保證排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。3、排水管道設(shè)計(jì)：確定排水管道的材料、直徑、坡度等參數(shù)，以滿足排水需求。4、排水系統(tǒng)的維護(hù)和管理：制定合理的維護(hù)和管理計(jì)劃，定期檢查和清理排水系統(tǒng)，確保其正常運(yùn)行。5.11簡述寒區(qū)隧道防排水設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及其要求。答：寒區(qū)隧道防排水設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及要求包括以下幾個(gè)方面：1、防凍措施：采取合適的防凍措施，如加熱、保溫等，防止排水系統(tǒng)受到凍結(jié)的影響。2、排水管道的保溫：對(duì)排水管道進(jìn)行保溫處理，防止管道內(nèi)的水結(jié)冰。3、排水系統(tǒng)的排水能力：考慮寒區(qū)地區(qū)的降雪量和融雪水量，設(shè)計(jì)合適的排水系統(tǒng)，確保能夠及時(shí)排除積水。4、排水系統(tǒng)的排水路線：選擇合適的排水路線，避免排水系統(tǒng)受到冰雪堵塞的影響。5.12簡述寒區(qū)隧道防排水設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及其要求。答：隧道內(nèi)附屬構(gòu)造物主要包括以下幾種：1、照明設(shè)施：用于提供隧道內(nèi)的照明，確保通行安全。2、通風(fēng)設(shè)施：用于保持隧道內(nèi)的空氣流通，排除尾氣和煙霧，提供良好的通風(fēng)環(huán)境。3、消防設(shè)施：包括消防栓、滅火器等，用于應(yīng)對(duì)火災(zāi)等緊急情況。4、監(jiān)控設(shè)施：包括攝像頭、監(jiān)控系統(tǒng)等，用于監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)的交通情況和安全狀況。5、信號(hào)設(shè)施：包括交通信號(hào)燈、標(biāo)志牌等，用于指示和引導(dǎo)車輛行駛。隧道內(nèi)附屬構(gòu)造物的設(shè)置要求主要包括以下幾點(diǎn)：1、安全性：附屬構(gòu)造物的設(shè)置應(yīng)符合相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保其在使用過程中不會(huì)對(duì)通行車輛和行人造成危險(xiǎn)。2、可靠性：附屬構(gòu)造物的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)保證其穩(wěn)定性和可靠性，能夠在各種環(huán)境條件下正常運(yùn)行。3、維護(hù)性：附屬構(gòu)造物的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到維護(hù)和檢修的便利性，方便對(duì)設(shè)施進(jìn)行維護(hù)和修理。5.13隧道內(nèi)裝飾主要解決哪些問題?隧道內(nèi)部的裝飾類型有哪些?答：隧道內(nèi)裝飾主要解決以下幾個(gè)問題：1、美觀性：通過裝飾，使隧道內(nèi)部具有良好的視覺效果，提升通行者的體驗(yàn)感。2、舒適性：通過裝飾，改善隧道內(nèi)的環(huán)境，如降低噪音、改善空氣質(zhì)量等，提供舒適的通行環(huán)境。3、安全性：通過裝飾，設(shè)置合適的標(biāo)識(shí)和指示，提供清晰的導(dǎo)向和警示，確保通行安全。隧道內(nèi)部的裝飾類型主要包括以下幾種：1、壁畫和藝術(shù)裝飾：通過繪制壁畫和設(shè)置藝術(shù)裝飾品，增加隧道的藝術(shù)氛圍和觀賞性。2、照明裝飾：通過合適的照明設(shè)計(jì)，營造出不同的光影效果，提升隧道的美觀性和舒適性。3、聲音裝飾：通過設(shè)置吸音材料和隔音設(shè)施，降低隧道內(nèi)的噪音，提供安靜的通行環(huán)境。5.14防止噪聲的措施主要有哪些?答：1、隔音墻：在隧道內(nèi)設(shè)置隔音墻，減少噪音的傳播。2、吸音材料：在隧道內(nèi)部使用吸音材料，如吸音板、吸音磚等，減少噪音的反射和回聲。3、隔音門窗：在隧道入口和出口設(shè)置隔音門窗，減少噪音的傳入和傳出。4、噪音屏障：在隧道周圍設(shè)置噪音屏障，減少外部噪音對(duì)隧道的影響。討論題1除本章介紹的形式外,隧道洞門形式還有哪些?舉例一種形式說明其設(shè)計(jì)理念是什么?答：隧道洞門還可以分為淺拱門形、漸開線門形等。以淺拱門形為例，其設(shè)計(jì)理念是為了在保證隧道結(jié)構(gòu)安全性的前提下，盡量減小洞門截面尺寸，從而降低建造成本。在這種形式中，隧道洞門的頂部弧形較為平緩，側(cè)墻基本上是直立的，進(jìn)出口矮圓，頂部存在一定長度的水平直線段。這樣設(shè)計(jì)可以使得洞門處的橫向力轉(zhuǎn)化為縱向力，以提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。此外，淺拱門形的弧形也有一定的美學(xué)效果，能夠更好地融入周圍自然環(huán)境中。討論題2舉例說明一種特殊結(jié)構(gòu)明洞的特點(diǎn)適用條件及作用原理是什么?答：特殊結(jié)構(gòu)明洞是一種常用于大型隧道工程中的洞門結(jié)構(gòu)，它具有以下特點(diǎn)：（1）開敞明亮：特殊結(jié)構(gòu)明洞通常采用大型的開洞方式，使得洞內(nèi)光線充足，呈現(xiàn)出較好的開敞感，提供了良好的視野和通風(fēng)條件。（2）空間感強(qiáng)：特殊結(jié)構(gòu)明洞通常擁有相對(duì)較大的截面尺寸，為隧道內(nèi)的車輛和行人提供了寬敞的通過空間，提高了通行的舒適性和安全性。（3）強(qiáng)化視覺效果：特殊結(jié)構(gòu)明洞常常配合燈光、裝飾等設(shè)計(jì)手法，營造出良好的景觀效果，增添了隧道的美感和人文氛圍。特殊結(jié)構(gòu)明洞適用條件主要包括以下情況：（1）用于地質(zhì)條件相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，不易發(fā)生較大的地層變形和破壞。（2）適用于通過洞門的車輛和行人較為密集的交通流量，提供更好的通行環(huán)境。特殊結(jié)構(gòu)明洞的作用原理主要是通過采用較大的截面尺寸和良好的設(shè)計(jì)手法，來提供寬敞明亮的通行環(huán)境。（1）特殊結(jié)構(gòu)明洞的較大截面尺寸可以增加洞內(nèi)的空間感，提供足夠的寬度和高度，使得車輛、行人等通行物體能夠更加自由地通過洞門，減少碰撞風(fēng)險(xiǎn)和行人擁擠現(xiàn)象。此外，較大的截面尺寸還能夠提供充足的采光空間，使得洞內(nèi)較為明亮，減少了對(duì)照明設(shè)備的依賴，提供了更好的能見度，使駕駛員和行人能夠更清晰地看到前方的路況和障礙物，提高了安全性。（2）良好的設(shè)計(jì)手法則可以通過合理的燈光安排、景觀裝飾等方式，營造宜人的環(huán)境氛圍，在通行的同時(shí)提供美感和舒適感，使得洞內(nèi)的通行體驗(yàn)更加愉悅。討論題3隧道內(nèi)部裝飾有哪些新型材料?舉例一種說明其創(chuàng)新點(diǎn)是什么?答：隧道內(nèi)部裝飾用的新型材料很多，例如：（1）聚合物材料：聚合物材料是目前應(yīng)用較多的隧道內(nèi)裝飾材料之一，主要由聚氨酯、聚苯乙烯和聚酯等構(gòu)成，具有保溫隔熱、阻燃防火、耐腐蝕、防水防潮等特點(diǎn)。（2）石墨烯材料：石墨烯是一種新型高強(qiáng)度材料，由于其具有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性能，因此被廣泛應(yīng)用于隧道內(nèi)部裝飾，例如制作高檔地板。（3）陶瓷材料：隧道內(nèi)部采用陶瓷材料進(jìn)行裝飾，不僅具有耐高溫、防火、耐磨損、防污等特點(diǎn)，而且能夠自潔，易于清潔和維護(hù)。如高性能礦物質(zhì)巖板，這種材料使用的原料是礦物質(zhì)天然粉末，遵循可持續(xù)發(fā)展理念，不僅環(huán)保，而且具有很好的隔音、防火、防潮、抗污染等特性。它的創(chuàng)新點(diǎn)在于采用了新的材料和新的生產(chǎn)工藝，不僅提高了材料性能和裝飾效果，而且更加環(huán)保和可持續(xù)。另外，這種材料顏色豐富，可以自由調(diào)配，使得裝飾的效果更加美觀。第六章隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法6.1什么是共同變形理論和局部變形理論?二者有何區(qū)別?答：局部變形理論是以溫克爾(E.Winkler)假定為基礎(chǔ)的。它認(rèn)為應(yīng)力σi和變形δj之間呈線性關(guān)系，即σi=kδi，k為獨(dú)立巖柱的彈性抗力系數(shù)。這一假定，相當(dāng)于認(rèn)為圍巖是一組各自獨(dú)立的彈簧，每個(gè)彈簧表示一個(gè)小巖柱。實(shí)際的彈性體變形是互相影響的，施加于一點(diǎn)的荷載會(huì)引起整個(gè)彈性體表面的變形，即共同變形。溫克爾假定能反映襯砌的應(yīng)力與變形的主要因素，且計(jì)算簡便實(shí)用，可以滿足工程設(shè)計(jì)的需要。應(yīng)當(dāng)指出，彈性抗力系數(shù)k并非常數(shù)，它取決于很多因素，如圍巖的性質(zhì)、襯砌的形狀和尺寸，以及荷載類型等，不過對(duì)于深埋隧道，其值可以視為常數(shù)。共同變形理論把圍巖視為彈性半無限體，考慮相鄰巖柱之間變形的相互影響，即考慮獨(dú)立巖柱之間的聯(lián)系。它用縱向變形系數(shù)E和橫向變形系數(shù)μ表示地層特征，并考慮黏聚力c和內(nèi)摩擦角的影響。但這種方法所需圍巖物理力學(xué)參數(shù)較多，計(jì)算相對(duì)復(fù)雜。區(qū)別：共同變形理論所需圍巖物理力學(xué)參數(shù)較多，計(jì)算相對(duì)復(fù)雜，計(jì)算模型有嚴(yán)重缺陷，另外假定施工過程中對(duì)圍巖不產(chǎn)生擾動(dòng)。局部變形理論簡單實(shí)用，可以滿足工程的需要，其主要計(jì)算參數(shù)為彈性抗力參數(shù)。6.2隧道結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型主要有哪些?答：經(jīng)過總結(jié)，國際隧道協(xié)會(huì)（ITA）認(rèn)為可將其歸納為以下4種模型：(一)以參照以往隧道工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行工程類比為主的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。(二)以現(xiàn)場量測(cè)和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)為主的實(shí)用設(shè)計(jì)方法，例如以洞周位移量測(cè)值為根據(jù)的收斂-限制法。(三)作用-反作用模型，例如對(duì)彈性地基圓環(huán)和彈性地基框架建立的計(jì)算法等。(四)連續(xù)介質(zhì)模型，包括解析法和數(shù)值法。解析法中有封閉解，也有近似解；數(shù)值計(jì)算法目前主要是有限單元法、有限差分法、邊界元法、離散元法、流形元法和無網(wǎng)格法等。根據(jù)多年來隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)踐，我國采用的設(shè)計(jì)方法可歸納為以下4種模型：1）經(jīng)驗(yàn)類比模型經(jīng)驗(yàn)類比計(jì)算模型是目前國內(nèi)外隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用最廣泛的設(shè)計(jì)模型之一，尤其是建造在巖層中以錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)的隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用更為廣泛。經(jīng)驗(yàn)類比計(jì)算模型通常有直接類比法和間接類比法兩種。2）荷載結(jié)構(gòu)模型荷載結(jié)構(gòu)計(jì)算模型也稱為結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算模型。該模型的思路認(rèn)為，地層對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的作用只是產(chǎn)生作用在結(jié)構(gòu)上的荷載(包括主動(dòng)的地層壓力和由于地層約束結(jié)構(gòu)變形而產(chǎn)生的彈性抗力)，按照結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算隧道結(jié)構(gòu)在地層荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力和變形。3）地層結(jié)構(gòu)模型地層結(jié)構(gòu)計(jì)算模型又稱為連續(xù)介質(zhì)計(jì)算模型，其基本原理是按照連續(xù)介質(zhì)力學(xué)原理及變形協(xié)調(diào)條件分別計(jì)算地下結(jié)構(gòu)與地層中的內(nèi)力，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)和地層的穩(wěn)定性驗(yàn)算。地層結(jié)構(gòu)計(jì)算模型將隧道結(jié)構(gòu)和地層視為一個(gè)整體，作為共同承載的地下結(jié)構(gòu)體系。在連續(xù)介質(zhì)設(shè)計(jì)模型中，地層也是承載單元，隧道結(jié)構(gòu)是承載單元的一部分，其主要作用是約束和限制地層的變形，兩者共同作用的結(jié)果是使隧道結(jié)構(gòu)體系達(dá)到新的平衡狀態(tài)。從這一點(diǎn)來說，地層結(jié)構(gòu)計(jì)算模型與荷載結(jié)構(gòu)計(jì)算模型是相反的。4）收斂限制模型收斂限制計(jì)算模型又稱為特征曲線計(jì)算模型或變形計(jì)算模型，是一種以理論為基礎(chǔ)、實(shí)測(cè)為依據(jù)、經(jīng)驗(yàn)為參考的較為完善的地下結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。嚴(yán)格來說，收斂限制計(jì)算模型是連續(xù)介質(zhì)設(shè)計(jì)模型之一，但由于該計(jì)算模型以現(xiàn)場實(shí)測(cè)結(jié)果為設(shè)計(jì)依據(jù)，與理論分析或數(shù)值結(jié)果為依據(jù)的連續(xù)介質(zhì)計(jì)算模型存在較大的差別，因此，通常將其單列為一種設(shè)計(jì)模型。6.3公路隧道結(jié)構(gòu)承擔(dān)的主要荷載有哪些?如何進(jìn)行荷載組合？答：永久荷載（圍巖壓力、結(jié)構(gòu)自重、附加恒載、土壓力、混凝土收縮和徐變的影響力）、基本可變荷載（公路荷載、列車荷載）、其他可變荷載（溫度變化的影響力、凍脹力、施工荷載）、偶然荷載（落石沖擊力、地震力）荷載組合：（1）荷載基本組合組合一：永久荷載：圍巖壓力+結(jié)構(gòu)自重+附加恒載。組合二：①永久荷載+基本可變荷載：結(jié)構(gòu)自重+附加荷載+土壓力+公路荷載；②永久荷載+基本可變荷載：結(jié)構(gòu)自重+附加荷載+土壓力+列車荷載；③永久荷載+基本可變荷載：結(jié)構(gòu)自重+附加荷載+土壓力+渡槽流水壓力。組合三：永久荷載+基本可變荷載：圍巖壓力（土壓力）+結(jié)構(gòu)自重+施工荷載+溫度作用力。（2）荷載偶然組合組合四：永久荷載+基本可變荷載：圍巖壓力（土壓力）+結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+地震作用或落石沖擊力。（3）荷載長期效應(yīng)組合組合五：永久荷載：圍巖壓力（土壓力）+結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+混凝土收縮和徐變力。組合六：永久荷載+基本可變荷載或其他可變荷載：結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+土壓力+公路荷載、列車荷載或渡槽流水壓力。（4）荷載短期效應(yīng)組合組合七：永久荷載+其他可變荷載：圍巖壓力（土壓力）+結(jié)構(gòu)自重+附加恒載+混凝土收縮和徐變力+溫度荷載+凍脹力。6.4試畫出半襯砌的計(jì)算圖式和基本結(jié)構(gòu)。答：6.5在曲墻式襯砌內(nèi)力計(jì)算中，對(duì)抗力分布規(guī)律有哪些假定?答：抗力圖形分布規(guī)律按結(jié)構(gòu)變形特征作以下假定：①上零點(diǎn)b(即脫離區(qū)與抗力區(qū)的分界點(diǎn))與襯砌垂直對(duì)稱中線的夾角假定為φ_b=45°。②下零點(diǎn)a在墻腳。墻腳處摩擦力很大，無水平位移，故彈性抗力為零。③最大抗力點(diǎn)h假定發(fā)生在最大跨度處附近，計(jì)算時(shí)一般取ah≈2/3ab，為簡化計(jì)算，可假定在分段的接縫上。④抗力圖形的分布按以下假定計(jì)算：拱部bh段抗力按二次拋物線分布，任一點(diǎn)的抗力σi與最大抗力σσi=cos2邊墻ha段的抗力為：σi=1-y式中φi，φb，φh——i，b，yi'——i點(diǎn)所在截面與襯砌外輪廓線的交點(diǎn)至最大抗力點(diǎn)hyh'——墻底外緣至最大抗力點(diǎn)ha段邊墻外緣一般都做成直線形，且比較厚，因剛度較大，故抗力分布也可假定為與高度呈直線關(guān)系。若ha段的一部分外緣為直線形，則可將其分為兩部分分別計(jì)算，即曲邊墻段按式(6.26)計(jì)算，直邊墻段按直線關(guān)系計(jì)算。兩側(cè)襯砌向圍巖方向的變形引起彈性抗力，同時(shí)也引起摩擦力si，其大小等于彈性抗力和襯砌與圍巖間的摩擦系數(shù)的乘積：si=μσi計(jì)算表明，摩擦力影響很小，可以忽略不計(jì)，而忽略摩擦力的影響是偏于安全的。墻腳彈性地固定在地基上，可以發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直位移。如前所述，在結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱時(shí)，垂直位移對(duì)襯砌內(nèi)力不產(chǎn)生影響。6.6直墻式襯砌計(jì)算中，對(duì)邊墻進(jìn)行分類的依據(jù)是什么?如何對(duì)邊墻進(jìn)行分類計(jì)算?答：由于拱腳不是直接支承在圍巖上，而是支承在直邊墻上，所以直墻式襯砌的拱圈計(jì)算中的拱腳位移，需要考慮邊墻變位的影響。直邊墻的變形和受力狀況與彈性地基梁相類似，可以作為彈性地基上的直梁計(jì)算。墻頂(拱腳)變位與彈性地基梁(邊墻)的彈性特征值及換算長度α?有關(guān)，按α?可以分為3種情況：邊墻為短梁(1<α?<2.75)、邊墻為長梁(α邊墻為短梁(1<α?短梁的一端受力及變形對(duì)另一端有影響，計(jì)算墻頂變位時(shí)，要考慮到墻腳的受力和變形的影響。(2)邊墻為長梁(α?≥2.75)換算長度α?≥2.75時(shí)，可將邊墻視為彈性地基上的半無限長梁(簡稱長梁)或柔性梁，近似看作為α?=∞。此時(shí)邊墻具有柔性，可認(rèn)為墻頂?shù)氖芰?除垂直力外)和變形對(duì)墻底沒有影響。這種襯砌應(yīng)用于較好(3)邊墻為剛性梁(α?≤1)換算長度α?≤1時(shí)，可近似作為彈性地基上的絕對(duì)剛性梁，近似認(rèn)為α?=0(即EJ=∞)。認(rèn)為邊墻本身不產(chǎn)生彈性變形，在外力作用下只產(chǎn)生剛體位移，即只產(chǎn)生整體下沉和轉(zhuǎn)動(dòng)。由于墻底摩擦力很大，所以不產(chǎn)生水平位移。當(dāng)邊墻向圍巖方向位移時(shí)，圍巖將對(duì)邊墻產(chǎn)生彈性抗力，墻底處為零，墻頂處為最大值σh6.7隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)應(yīng)進(jìn)行哪些計(jì)算？答：隧道結(jié)構(gòu)先根據(jù)工程類比法初步擬定隧道結(jié)構(gòu)的尺寸，按照荷載-結(jié)構(gòu)法計(jì)算隧道襯砌結(jié)構(gòu)軸力N，彎矩M和剪力Q等內(nèi)力，然后開展隧道襯砌結(jié)構(gòu)的承載能力和正常使用功能進(jìn)行驗(yàn)算。鐵路隧道襯砌結(jié)構(gòu)分為極限狀態(tài)法和破損階段法兩種方法進(jìn)行驗(yàn)算，公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算則采用破損階段法。6.8什么是荷載-結(jié)構(gòu)法，其計(jì)算原理是什么？答：荷載-結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為，地層結(jié)構(gòu)的作用只是產(chǎn)生作用在隧道結(jié)構(gòu)上的荷載(包括主動(dòng)地層壓力和被動(dòng)地層抗力)，襯砌在荷載的作用下產(chǎn)生內(nèi)力和變形，與其相應(yīng)的計(jì)算方法稱為荷載-結(jié)構(gòu)法。計(jì)算原理：（1）基本未知量與基本方程取襯砌結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)的位移為基本未知量。由最小勢(shì)能原理或變分原理可得到系統(tǒng)整體求解時(shí)的平衡方程為：（6.1）式中[K]——襯砌結(jié)構(gòu)的整體剛度矩陣，為m×m階方陣，m為體系結(jié)點(diǎn)自由度的總個(gè)數(shù)；{δ}——由襯砌結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)位移組成的列向量，即{δ}=[δ1δ2…δm]T；{P}——由襯砌結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)荷載組成的列向量，即{P}=[P1P2…Pm]T。矩陣{P}、[K]和{δ}可由單元的荷載矩陣{P}e、單元的剛度矩陣{k}e和單元的位移向量矩陣{δ}e組裝而成，故在采用有限元方法進(jìn)行分析時(shí)，需先劃分單元，建立單元?jiǎng)偠染仃噞k}e和單元荷載矩陣{P}e。隧道承重結(jié)構(gòu)軸線的形狀為弧形時(shí)，需用折線單元模擬曲線。劃分單元時(shí)，只需確定桿件單元的長度。桿件厚度d即為承重結(jié)構(gòu)的厚度，桿件寬度取為1m。相應(yīng)的桿件橫截面面積A=d×1，抗彎慣性矩，彈性模量E取為混凝土的彈性模量。（2）單元?jiǎng)偠染仃嚨挠?jì)算設(shè)梁單元在局部坐標(biāo)系下的結(jié)點(diǎn)位移為，對(duì)應(yīng)的結(jié)點(diǎn)力為，則有：（6.2）式中[k]e——為梁單元在局部坐標(biāo)系下的剛度矩陣，并有（6.3）式中l(wèi)——梁單元的長度；A——梁的截面積；I——梁的慣性矩；E——梁的彈性模量。對(duì)于整體結(jié)構(gòu)而言，各單元采用的局部坐標(biāo)系均不相同，故在建立整體矩陣時(shí)，需按式(6.4)將按局部坐標(biāo)系建立的單元?jiǎng)偠染仃嘯k]e轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)整體坐標(biāo)系中的單元?jiǎng)偠染仃嘯k]e。（6.4）式中[T]——轉(zhuǎn)置矩陣，表達(dá)式為（6.5）式中β——局部坐標(biāo)系與整體坐標(biāo)系之間的夾角。（3）地層反力作用模式地層彈性抗力由下式給出：（6.6）（6.7）其中（6.8）（6.9）式中Fn，F(xiàn)s——分別為法向和切向彈性抗力；Kn，Ks——相應(yīng)的圍巖彈性抗力系數(shù)，且K+、K-分別為壓縮區(qū)和拉伸區(qū)的抗力系數(shù)，通常令K+=K-=0。桿件單元確定后，即可確定地層彈簧單元，它只設(shè)置在桿件單元的結(jié)點(diǎn)上。地層彈簧單元可沿整個(gè)截面設(shè)置，也可只在部分結(jié)點(diǎn)上設(shè)置。沿整個(gè)截面設(shè)置地層彈簧單元時(shí)，計(jì)算過程中需用迭代法作變形控制分析，以判斷出抗力區(qū)的確切位置。6.9什么是地層-結(jié)構(gòu)法，其計(jì)算原理是什么？答：地層結(jié)構(gòu)法的計(jì)算原理，是將襯砌和地層視為整體共同受力的統(tǒng)一體系，在滿足變形協(xié)調(diào)條件的前提下，分別計(jì)算襯砌與地層的內(nèi)力，據(jù)此驗(yàn)算地層的穩(wěn)定性和進(jìn)行結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)。目前計(jì)算方法以有限單元法為主，適用于計(jì)算構(gòu)筑在軟巖或較穩(wěn)定的地層內(nèi)的襯砌。討論題1荷載-結(jié)構(gòu)法的計(jì)算原理是什么？在哪些類型隧道結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)可以采用？試舉例說明。如何進(jìn)行隧道襯砌結(jié)構(gòu)截面驗(yàn)算？答：荷載結(jié)構(gòu)法計(jì)算原理：見思考題6.8。深埋隧道中的整體式襯砌、淺埋隧道中的整體或復(fù)合式襯砌及明洞襯砌等宜采用荷載-結(jié)構(gòu)法來計(jì)算。舉例見案例6.4。公式見6.2.6節(jié)。討論題2地層結(jié)構(gòu)法的計(jì)算原理及分析流程是什么？如何建立隧道地質(zhì)計(jì)算模型？如何開展隧道開挖方法的模擬？答：地層結(jié)構(gòu)法的計(jì)算原理，是將襯砌和地層視為整體共同受力的統(tǒng)一體系，在滿足變形協(xié)調(diào)條件的前提下，分別計(jì)算襯砌與地層的內(nèi)力，據(jù)此驗(yàn)算地層的穩(wěn)定性和進(jìn)行結(jié)構(gòu)截面設(shè)計(jì)。目前計(jì)算方法以有限單元法為主，適用于計(jì)算構(gòu)筑在軟巖或較穩(wěn)定的地層內(nèi)的襯砌。分析流程：1）初始地應(yīng)力計(jì)算。2）本構(gòu)模型（1）巖石單元。包括①彈性模型、②非線性彈性模型、③彈塑性模型、④黏彈性模型。（2）梁單元（3）桿單元3）單元模式（1）一維單元（2）三角形單元（3）四邊形單元4）施工過程的模擬（1）一般表達(dá)式（2）開挖工序的模擬（3）填筑工序的模擬（4）結(jié)構(gòu)的施作與拆除（5）增量荷載的施加建立隧道地質(zhì)計(jì)算模型：見案例6.4地層結(jié)構(gòu)法部分計(jì)算模型的建立隧道開挖方法的模擬：開挖過程的模擬一般通過在開挖邊界上施加釋放荷載來實(shí)現(xiàn)。將一個(gè)相對(duì)完整的施工階段稱為施工步，并設(shè)每個(gè)施工步包含若干增量步，則與該施工步相應(yīng)的開挖釋放荷載可在所包含的增量步中逐步釋放，以便較真實(shí)地模擬施工過程。7.1噴錨支護(hù)的類型有哪些?各有什么特點(diǎn)?常用的噴錨支護(hù)類型有噴混凝土支護(hù)、噴混凝土+錨桿支護(hù)、噴混凝土+錨桿支護(hù)+鋼筋網(wǎng)支護(hù)、噴混凝土+錨桿支護(hù)+鋼筋網(wǎng)支護(hù)+鋼架支護(hù)等。（1）噴混凝土支護(hù)：混凝土支護(hù)施工及時(shí)，速度快，施工簡便，且混凝土有柔性，緊貼圍巖，能與圍巖共同變形。（2）噴混凝土+錨桿支護(hù)：錨桿還具有深入性，能夠深入圍巖內(nèi)部一定深度，對(duì)圍巖起到約束作用，有錨桿加固的巖體可以允許有較大變形而不破壞,因此,噴混凝土+錨桿支護(hù)具有比傳統(tǒng)支護(hù)更好的調(diào)控圍巖變形的作用。（3）噴混凝土+錨桿+鋼筋網(wǎng)支護(hù)：鋼筋網(wǎng)鋪在混凝土中間，可以防止噴射混凝土因塌落、收縮、振動(dòng)和位移而導(dǎo)致裂縫的作用,以及作為改善噴混凝土受力的構(gòu)造鋼筋，此外，安裝鋼筋網(wǎng)后打錨桿可以增加鋼筋網(wǎng)的穩(wěn)定性。（4）噴混凝土+錨桿+鋼筋網(wǎng)+鋼架支護(hù)：當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)由鋼架、鋼筋網(wǎng)和噴混凝土構(gòu)成時(shí),可將鋼筋網(wǎng)的部分視為受力鋼筋，可提高噴射混凝土的抗剪、抗彎強(qiáng)度及整體性，減少噴射混凝土的收縮裂紋，防止局部掉塊。7.2噴錨支護(hù)理論經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展歷程?錨噴支護(hù)理論，又稱現(xiàn)代支護(hù)理論，其發(fā)展歷程大致如下：20世紀(jì)50年代以來,巖體力學(xué)開始成為一門獨(dú)立的學(xué)科,圍巖彈性、彈塑性及粘彈性解答逐漸出現(xiàn)。同時(shí),錨桿與噴射混凝土一類新型支護(hù)的出現(xiàn)和與此相應(yīng)的一套新奧地利隧道設(shè)計(jì)施工方法的興起,終于形成了以巖體力學(xué)原理為基礎(chǔ)的、考慮支護(hù)與圍巖共同作用的隧道工程現(xiàn)代支護(hù)理論?，F(xiàn)代支護(hù)理論的形成與發(fā)展,首先是由于噴錨支護(hù)等現(xiàn)代支護(hù)結(jié)構(gòu)的大量使用,給人們積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),新奧法是典型的代表。尤其是現(xiàn)場監(jiān)控量測(cè)的應(yīng)用,至20世紀(jì)80年代又將現(xiàn)場監(jiān)控量測(cè)與理論分析結(jié)合起來,發(fā)展成為一種適應(yīng)隧道工程特點(diǎn)的和當(dāng)前技術(shù)水平的新的設(shè)計(jì)方法——現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)計(jì)方法；隨著巖石力學(xué)理論的發(fā)展,20世紀(jì)60年代中期和70年代末期,以有限元法和邊界元法為基礎(chǔ)的數(shù)值解法開始運(yùn)用到隧道工程中來。20世紀(jì)70年代后期,在解析方面,國內(nèi)外學(xué)者對(duì)軸對(duì)稱問題獲得了比較完善的解答,提出了噴錨支護(hù)的一些計(jì)算與設(shè)計(jì)方法,在國內(nèi)外稱為收斂-約束法或特征曲線法。有限元法、邊界元法及離散元法等數(shù)值解法迅速發(fā)展,模擬圍巖彈塑性、黏彈塑性及巖體節(jié)理面等的大型程序已經(jīng)很多,這些理論都是以支護(hù)與圍巖共同作用和需得知地應(yīng)力及施工條件為前提的,比較符合隧道工程的力學(xué)原理。隧道工程支護(hù)結(jié)構(gòu)理論的另一類內(nèi)容,是巖體中由于節(jié)理裂隙切割而形成的不穩(wěn)定塊體失穩(wěn),一般應(yīng)用工程地質(zhì)和力學(xué)計(jì)算相結(jié)合的分析方法,即巖石塊體極限平衡分析法。此外,在隧道工程支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用可靠性理論,推行概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)研究方面也取得了重要進(jìn)展。隧道工程支護(hù)結(jié)構(gòu)理論正在不斷發(fā)展，從發(fā)展趨勢(shì)看,新奧法開創(chuàng)的理論—經(jīng)驗(yàn)—量測(cè)三者結(jié)合的“信息化設(shè)計(jì)”體現(xiàn)了隧道工程支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展方向。7.3噴錨支護(hù)的力學(xué)作用有哪些?1、混凝土的作用：（1）支撐圍巖:由于噴層能與圍巖密貼和黏結(jié),并給圍巖表面以抗力和剪力,從而可使圍巖處于三向受力的有利狀態(tài),防止圍巖強(qiáng)度惡化。；（2）“卸載”作用:由于噴層屬柔性,能有控制地使圍巖在不出現(xiàn)有害變形的前提下,產(chǎn)生一定程度的塑性,從而圍巖“卸載”；（3）填平補(bǔ)強(qiáng)圍巖:噴射混凝土可射入圍巖張開的裂隙,填充表面凹穴,使裂隙分割的巖塊層面黏結(jié)在一起,保持巖塊間的咬合、鑲嵌作用,提高其間的黏結(jié)力、摩阻力,有利于防止圍巖松動(dòng),并避免或緩和圍巖應(yīng)力集中；（4）覆蓋圍巖表面:噴層直接粘貼巖面,形成防風(fēng)化和止水的防護(hù)層,并阻止節(jié)理裂隙中充填物流失；（5）分配外力:通過噴層把外力傳給錨桿、網(wǎng)架等,使支護(hù)結(jié)構(gòu)受力均勻分擔(dān).2、錨桿的作用：（1）加固圍巖。錨桿的加固作用使圍巖中，尤其是松動(dòng)區(qū)中的節(jié)理裂隙、破裂面得以連接，從而提高了錨固區(qū)圍巖的強(qiáng)度，即c、φ值,尤其對(duì)節(jié)理發(fā)育的巖體和圍巖松動(dòng)區(qū)的加固作用更為明顯，有助于裂隙巖體和圍巖松動(dòng)區(qū)形成