隧道工程2011.11复习

隧道工程复习资料2011年11月整理者：伏奎洋第一章1.什么是隧道？修建在地下，两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通行的工程建筑物。2.隧道工程包含哪两方面含义？（1）是指从事研究和建造各种隧道及地下构筑物的规划、勘测、设计、施工和养护的一门应用科学和工程技术；（2）是指在岩体或土层中修建的通道和各种类型的地下建筑物。3.隧道有几种分类方法？按用途分类：交通隧道：铁路隧道、公路隧道、地下铁道、水底隧道、航运隧道、人行隧道市政隧道：给水隧道、污水隧道、管线隧道、人防隧道水工隧道：引水隧道、尾水隧道、导流隧道、排沙隧道矿山隧道：矿山隧道、给水隧道、通风隧道第二章：隧道工程的勘测设计1.隧道工程调查的项目及其内容？既有文献资料收集（地形地貌资料、地质资料、工程资料、气象资料、用地及环境资料、灾害资料）地形、地质调查气象调查工程环境调查2.隧道洞身选择的类型及注意事项？按地形条件选择按线路条件选择注意事项：越岭隧道选择（地形上：宜选垭口底部通过；地质上：地质相对较好垭口；以临界高程，作为比选基础）沿河傍山隧道（河道窄河流冲刷强处，设置护坡支档结构）不良地质地段隧道（崩塌；滑坡；泥石流；流沙；溶洞、土洞；瓦斯；围岩、落石…）3.隧道洞口选择的原则及具体要求？原则：（1）综合考虑：地形、地质、造价、施工、环保。（2）重点考虑：洞口边坡、仰坡稳定性，排截水构筑物设置、环境协调。（3）早进晚出：“早进洞、晚出洞”。具体要求：（1）与不良地质段有关：避开；（2）与边坡、仰坡有关：贴壁、明洞；（3）与防水、防洪有关：洪水线；（4）与洞口场地有关的：平缓；（5）与地形条件有关的：正交。4.隧道平面与纵断面设计的主要内容？平面：（1）小半径曲线问题：视距→加宽→施工难，噪声-振动↑，限速→安全。（2）超高问题：防止车辆转弯外倾，曲线外侧路面提高，会导致断面加宽。根据停车视距，计算不设超高的圆曲线半径。（3）分离式隧道最小净距问题。纵断面：（1）纵坡坡度设计：排水0.3%，通风2% 隧道工程复习资料2011年11月整理者：伏奎洋（2）纵坡形式设计：单下坡，人字坡4.什么是隧道净空和建筑限界？净空概念：隧道内轮廓线所包围的空间，包括隧道的建筑限界、通风、照明、消防及其他所需面积。限界概念：为保证隧道内各种交通的正常运行与安全，衬砌、通风管道等建筑物不侵入的界限。5.衬砌轮廓线（内轮廓，外轮廓，实际开挖线）？衬砌内轮廓线：是衬砌的完成线，在内轮廓线之内的空间，即为隧道的净空断面。衬砌外轮廓线：指为保持净空断面的形状，衬砌须有足够的厚度(或称最小衬砌厚度)的外缘线。该线又称为最小开挖线。实际开挖线：为保证衬砌外轮廓，开挖时往往稍大，尤其用钻爆法开挖时，实际开挖线不可避免的成为不规则形状。因为它比衬砌外轮廓线大，所以又称为超挖线。6.圆形、直墙式、曲墙式衬砌各适用于何种围岩？7.公路隧道设计文件主要包括哪些内容？隧道勘测说明书施工图设计文件第三章：隧道主体及附属建筑结构1-隧道主体及附属结构各包括？主体结构物：洞身、洞门附属结构物：紧急停车带、通风设施、照明设施、防排水设施2-什么是衬砌，隧道衬砌种类？衬砌是一种紧贴隧道内周壁的一层结构物，或者说是隧道的内衬结构物。种类：1.喷、锚衬砌2.整体式衬砌3.复合式衬砌4.装配式衬砌5.连拱式衬砌3-隧道洞门形式？（1）环框式洞门（2）端墙式洞门（3）翼墙式洞门（4）柱式洞门（5）台阶式洞门（6）削竹式洞门（7）遮光棚式洞门4-什么是明洞，有哪些类型？当隧道埋深较浅，上覆岩土体较薄，难采用暗挖法时，则应采用明挖法来开挖隧道。用这种明挖法修筑的隧道结构，通常称明洞类型：拱形明洞、棚式明洞、箱形明洞5-隧道通风的作用及类型？作用：主要对CO、烟雾和异味等进行稀释类型：自然通风、机械通风6-隧道照明区段如何划分？接近段、入口段、过渡段、基本段、出口段7-隧道防排水原则是什么？“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”8-隧道内防、排水构筑物有哪些？盲沟、排水沟、泄水孔 隧道工程复习资料2011年11月整理者：伏奎洋第四章隧道围岩分级与围岩压力1.围岩的概念？围岩：隧道周围一定范围内，对其稳定性产生影响的岩体。2.隧道围岩稳定性影响因素？地质因素的影响：⑴岩土体结构状态：破碎性、完整性⑵岩石的工程性质：强度、物理性质⑶地下水作用和影响：强度影响问题⑷围岩的初应力状态：应力平衡设计和施工因素，或人为因素：⑴隧道形状和尺寸，尤其跨度影响较为显著⑵支护结构的类型及支护时间⑶施工方法3.现行公路围岩分级目的、方法？目的：①作为选择施工方法的依据；②科学管理及正确评价经济效益；③确定结构上的荷载（松散荷载）；④给出衬砌结构的类型及其尺寸；⑤制定劳动定额、材料消耗标准等。隧道围岩分级用两步法：第1步-根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标BQ综合进行初步分级；第2步-在岩体基本质量分级基础上考虑修正因素的影响。4.围岩压力分类？按作用力发生形态分为：松散压力、形变压力、膨胀压力、冲击压力。5.松动压力概念及计算方法？松散压力：是指由于开挖而松动或坍塌的岩体以重力形式直接作用在支护结构的压力.计算方法：深埋：垂直压力：水平压力：浅埋：均布竖向压力：侧向压力e： 隧道工程复习资料2011年11月整理者：伏奎洋第五章隧道支护结构计算1.隧道支护体系组成及作用？隧道支护结构体系=岩体+支护结构2.支护特性曲线（支护围岩共同作用）及其作用？围岩与支护结构平衡状态的建立3个问题1支护特快2支护不及时3最佳时间3.隧道衬砌受力特点（弹性抗力）及荷载组成？支护力+围岩自承力=原岩压力取其最不利作为设计荷载，求得最危险截面最大内力值，作为截面选择依据。结构自重＋围岩压力＋附加恒载（基本）结构自重＋土压力＋附加恒载＋地震作用4.半衬砌、曲墙衬砌、直墙衬砌特点；基本结构、抗力分布或计算简图？半衬砌结构：受力特点：仅拱圈受力适用条件：坚硬稳定性好的岩层直墙拱形衬砌：受力特点：拱圈、边墙受力适用条件：水平压力大或稳定性较差岩层曲墙拱形衬砌：受力特点：受力较好适用条件：垂直压力和水平压力较大或稳定性差的软弱岩层 隧道工程复习资料2011年11月整理者：伏奎洋1.了解隧道洞门（端墙与翼墙式）计算方法？步骤：洞门墙承受荷载墙背土石主动压力Ea，墙身与基础自重，墙基与地基间的摩擦力洞门墙稳定性及强度验算抗滑移，抗倾覆（转动），墙体截面强度，基础底面压力不得超过地基承载力2.了解衬砌截面强度验算内容？衬砌结构检算计算截面抗压（或抗拉）强度安全系数K。检查是否满足规范所要求的数值抗裂要求地基容许承载力第六章隧道施工方法1.什么是新奥法（概念、核心及要素）？概念：以控制爆破为开挖方法，以锚喷混凝土为主要支护手段，通过监测控制围岩变形，动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧道施工方法，同时它又是一系列指导隧道设计和施工的原则。核心：是充分发挥围岩的自承能力。要素：2.新奥法几种施工方法含义及适用条件？全断面法：按隧道设计轮廓线一次爆破成型的施工方法。适用于较完整的、坚硬围岩，如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩。台阶法：台阶法中包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法等三种，其划分一般是根据台阶长度来决定的。适用条件：（1）跨度较大（2）围岩较破碎分部开挖法：台阶分部开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法。适用条件，这种方法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩中。三大类及若干变化方案3.新奥法施工基本原则：“少扰动”“早支护”“勤量测”“紧封闭”4.隧道塌方原因及防治措施？原因：不良地质及水文地质条件隧道设计考虑不周 隧道工程复习资料2011年11月整理者：伏奎洋施工方法和措施不当防治措施：选择安全合理施工方法和措施至关重要。加强坍方的预测加强初期支护，控制坍方2.隧道超前支护与预加固类型？超前锚杆或超前小钢管、超前管棚法洞内超前钻孔注浆，地表注浆加固3.溶洞类型及穿越方法？溶洞一般有死、活、干、湿、大、小几种。常用处理溶洞的方法，有“引（水）、堵（洞）、越、绕”四种。4.光面爆破与预裂爆破异同点？相同点：控制爆破轮廓，尽量保持围岩稳定。不同点：分区起爆顺序不同，预裂爆破：周边眼-掏槽眼-辅助眼-底板眼光面爆破：掏槽眼-辅助眼-周边眼-底板眼5.隧道装渣运输方式？常用运输方式有有轨运输与无轨运输两种。6.隧道监控量测目的与内容？目的：进行信息反馈及预测预报，优化施组设计，校核理论计算结果，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会经济效益。内容：必测项目：（1）洞内地质和支护状况观察；（2）周边位移；（3）拱顶下沉；（4）锚杆拉拔力选测项目：（1）地表下沉；（2）围岩深部多点位移；（3）围岩压力；（4）钢支撑内力；（5）衬砌内力，表面应力及裂缝量测7.什么是TBM及其适用条件？TBM：适用于坚硬岩石地层的隧道掘进机（TunnelBoringMachine）,简称TBM，替代钻爆法。8.什么是盾构及其适用条件？盾构：使用盾构机械，在软土地层中进行开挖、出土、衬砌一体化的施工方法。用盾构法修建的隧道称为盾构隧道。9.盾构法与钻爆法的区别？对象不一样（软土和坚硬岩石地层），方法不一样（挖和爆破）。。。第七章隧道工程设计中的有限元方法1.什么是有限元分析？有限元分析：利用数学近似方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。2.有限元的分析步骤？受力连续体“离散化”，仅节点联系，节点传力； 隧道工程复习资料2011年11月整理者：伏奎洋单元外力转化为等效节点力建立节点力的平衡方程式加入位移边界条件求解方程组得到全部未知位移后，进而求得的单元应变与应力3.隧道中最常用有限元分析软件有哪些？大型通用软件：ANSYS，ABAQUS,MARC专用软件：FLAC，MADAS自编软件：第八章隧道施工组织设计1.施工组织设计的内容包括哪些？对施工工艺、机械设备、施工工序、组织安排、工程投资、场地布置、材料供应和技术措施等做出全面的科学规划和布置（对人、料、机械等科学规划和布置）2.隧道施工进度计划的作用、内容及表示形式？作用：控制工程施工进度和工程竣工期限等各项施工活动的依据。内容：研究科学组织施工，合理加快施工速度的基本途径；施工进度与计划的表现形式。表示形式：进度图（横道图、网络计划图）3.隧道施工组织设计的编制方法？（程序）施工调差和技术交底分析设计资料，拟定、研究选择施工方案和施工方法编制工程施工进度图计算人工、材料、机具的需要量，制定供应计划临时工程、供水、供电、供热计划工地运输组织布置施工平面图编制技术措施计划与计算技术经济指标编制说明书4.隧道施工组织设计文件的内容组成？说明书、附图、附表第九章隧道运营管理与养护1.隧道运营管理内容与养护两个主要对象？隧道运营管理：交通管理管理设施、安全设施隧道运营养护：隧道结构附属设施2.隧道衬砌常见病害及其防治措施？衬砌常见病害：1）衬砌变形、开裂、渗漏水2）衬砌表面腐蚀、剥落及灰缝脱落3）路面拱起、沉陷、错台、开裂4）洞口墙体位移、开裂防治措施：1）衬砌变形、开裂治理措施针对衬砌背面空隙，压注水泥砂浆 隧道工程复习资料2011年11月整理者：伏奎洋针对衬砌厚度不足，可外喷混凝土，在满足限界要求时，可加筑套拱，2）衬砌裂缝稳定时的处理压注环氧水泥砂浆或水泥砂浆的方法加固3）衬砌表面腐蚀、剥落及灰缝脱落处理先清除表面已松动部分；分段或全面加喷水泥砂浆或混凝土保护层，喷厚3-6cm。4）端墙、侧墙、翼墙位移、开裂处理针对地基问题，采取扩大基础或设置仰拱措施；端墙外倾，可采取改换墙背填料，完善端墙后排水系统；内侧墙鼓肚，可采取墙岩间压注水泥砂浆或锚杆加固围岩措施。5）路面拱起、沉陷、错台、开裂针对侧压过大，路面下加设水平支撑或仰拱；路面局部沉陷、错台、严重碎裂，采取以下措施a..挖出碎裂路面和基岩，清底后重铺。b.渗漏水严重时，同时治理，将水引入两侧边沟。6）隧道衬砌局部坍塌处理暂封闭交通，采取临时支护措施。清除塌渣，砌筑衬砌，快速成环，塌穴最高处，预留回填及进出料孔以便拆除支撑，坍方围岩不稳定，可考虑坍体护拱。坍穴回填，拱背浆砌片石，厚2-3米，其上用干砌片石回填，尽量填满。1.了解公路隧道交通监控主要内容（1）隧道交通控制；（2）隧道通风与照明（3）隧道异常报警（4）火灾检测及消防设施（5）隧道中央管理设施