隧道工程期末复习重点知识

1、隧道：以某种用途、在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于2m2的洞室。2、隧道分类：地质条件：土质隧道、石质隧道。埋置深度：浅埋隧道、深埋隧道。所处位置：山岭隧道、水底隧道、城市隧道。断面形状：圆形、矩形、马蹄形。用途：交通隧道（铁路、公路、水底、地下铁道、航运隧道、人行地道）、水工隧道、市政隧道、矿山隧道;按施工方法分：钻爆法隧道，明挖法隧道，机械法隧道（盾构机、TBM掘进机），沉埋法隧道。3、隧道特点：优点：（1）缩短线路长度，减少能耗；（2）节约地皮；（3）有利于环境保护；（4）应用范围广；缺点：（1）造价高（2）施工期限长（3）施工作业环境差。4、我国隧道的发展方向：1、推进城市隧道和水下隧道技术的发展。2、提高隧道机械化施工水平，减轻劳动强度。3、提高隧道防排水技术，减少隧道病害。4、推进隧道信息化施工，发展隧道超前地质预报技术，加强现场动态设计与科学的施工管理。5、隧道防灾救援措施系统化。6、做好隧道洞口的景观设计。5、为什么修建隧道？答：1、拓展地面空间2、城市道路建设绕避地面建筑，减少交通干扰。3、解决高程障碍；4、绕避江河、城镇、人口密集区等平面障碍等；5、避免对自然环境的破坏；6、时避开地面灾害的有效形式。6、地质调查测绘：是隧道工程地质勘测的核心。1、工程地质技术规范要求；2、地形地貌调查；3、地层、岩性调查；4、地质构造调查（褶皱，节理、断层）；5、水文地质调查；6、滑坡落石、岩堆、泥石流等部良地质调查；7、地温测定。7、隧道工程地质勘探分为：初测阶段和定测阶段。8、超前地质预报：在分析既有地质资料的基础上，采用地质调查、物探、超前地质钻探、超前导坑等手段，对隧道开挖工作面前方的工程地质条件与水文地质条件及不良地质体的工程性质、位置、物产规模等进行探测、分析解释及预报，并提出工程措施建议。9、超前地质预报的好处：在高速铁路隧道和长大隧道施工阶段，重视和加强超前地质预报，最大限度地利用地质理论和先进的地质超前预报技术，预测开挖工作方面的地质情况，对于安全施工、提高工效、缩短施工周期、避免事故损失具有重大的意义。10、地质超前预报的内容：地层岩性、地质构造、不良地质灾害、地下水的预报。11、地质超前预报的方法：地质分析法、超前平行导坑预报法、超前水平钻孔法、物理探测法（利用物体物性差异进行地质判断的间接方法）、特殊灾害地质的预测方法。12、初始应力产生的原因：自重、地质构造、地质地温作用13、岩体中结构面的成因类型：原生结构面、构造结构面、次生结构面14、围岩：是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体，或者指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体。15、围岩分级：各种围岩的物理性质之间存在一定的内在联系和规律，依照这些联系和规律，可将围岩划分为若干级，这就是围岩分级。16、围岩应力：时指引起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作用力。17、围岩分级方法的发展趋势：1、分级应主要以岩体为主。2、分级宜与地质勘探手段有机联系在一起。3、分级要有明确的工程对象和工程目的。4、分级宜逐渐定量化。18、围岩分级方法：主要以围岩稳定性为基础的分级方法。19、围岩分级确定因素：岩石坚硬程度和岩体完整程度20、围岩分级的修正：考虑地下水状态、初始应力状态等因素。21、衡量围岩完整程度考虑的因素：1、对于受软弱面控制的岩体，按照软弱面的产状、贯通性以及填充物的情况，可将围岩分为：完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎。2、由于围岩完整性与所受地质构造变动的程度有关，因此，受地质构造影响程度，分为： 构造变动轻微、较重、严重、很严重。3、由于围岩完整性还与节理的发育程度有关，按节理发育程度不同分为：节理不发育、节理较发育、节理发育、节理很发育。4、当风化作用使结构发生变化时，还应按照岩体分化程度分为：分化轻微、较重、严重、极严重。1、地下水对围岩影响：1、软化围岩；2、软化结构面；3、承压水作用2、隧道位置选择的因素：区域工程地质条件、水文地质条件、地形地貌条件、工程难易程度、投资的数额、工期的要求、现有施工水平和今后运营条件。3、隧道位置选择主要是：垭口和隧道高程的确定。4、越岭线：当线路需要从一个水系过度到另一个水系时，必须跨越高程很大的分水岭，这段路线称为越岭线。5、垭口：当路线跨越分水岭时，分水岭的山脊线上总会有高程底处，称之为垭口。6、隧道位置选择时，最重要的影响因素是不良地质，包括：1、滑坡地区：（1）如果滑坡面的位置已经了解清楚，可以把隧道置于滑坡面一下的稳定岩体内。（2）如果确知滑坡是多年静止的滑坡或古滑坡，则在不得已的情况下，可以把隧道置于滑坡体内，但要在上部减载以及加强排水。2、崩塌地区：最好不要沿这类山坡通过。不得已时尽可能把隧道置于山体之中，穿过稳定岩层。3、岩堆地区：无粘结力的岩堆体，开挖极易发生塌方，给施工带来极大困难,宜把隧道放在堆体下稳定的地层。4、泥石流：（1）务必躲开泥石流泛滥区；如不能，也应选在泥石流下切深度以下的基岩中；（2）、查明泥石流洪积扇范围，不可把洞口放在洪积扇范围内。5、溶洞地区：应尽可能不开，如不能避开，应探明溶洞的规模、性质和隧道的位置关系，采取相应措施。6、瓦斯地区：尽可能避开，通风。7、地下水。7、洞口选择的主要原则：1、不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处。2、应避免不良地质地段。3、当隧道线路通过岩壁陡立，基岩裸露处时，最好不刷动或少刷动原生地表，以保持山体的天然平衡。4、减少洞口路堑段长度，延长隧道，提前进洞。5、洞口线路宜与等高线正交。6、当线路位于有可能被水淹没的河滩或水库回水影响范围以内时，隧道洞口标高应高出洪水位加波浪高度，以防洪水灌入隧道。7、边坡及仰坡不宜开挖过高。8、当洞口附近欲水沟或水渠横跨线路时，可设置拉槽开沟的桥梁或者涵洞，以泄水流。9、当洞口地势开阔，有利于施工场地布置时，可利用弃渣有计划的改造洞口场地。8、隧道纵断面设计坡道形式：单面坡(优点：可以争取高程，拔起或降落一定的高度，高程相差较大，能促进自然通风。缺点:由于是下坡开挖，施工时水流向开挖工作面，需要随时的抽水。运渣时空车下坡重车上坡，运输效率低)人字形坡（优点：水流自然向洞外排出排水措施简化，重车下坡空车上坡，运输效率高。缺点：有害气体在顶面聚集，长时间累计，使动内人员健康受到影响）9、隧道净空：隧道衬砌内轮廓线所包围的空间。10、限界：是一种规定的轮廓线，这种轮廓线内的空间是保证列车安全运营所必须的。11、建筑限界：是建筑物不得侵入的一种限界。12、隧道行车限界：为保证行车安全，在一定高度、宽度的空间范围内任何物件不得侵入的限界。13、限界包括有：机车车辆限界、基本建筑限界、隧道建筑限界14、墙效应：隧道墙壁往往给驾驶员危险感，行驶的车辆多向左侧偏离，无形中减少了车道的有效宽度，这种想象叫做墙效应。15、拟定衬砌结构尺寸的因素：选定净空形状、选定截面厚度16、衬砌的主要方式：整体式混凝土衬砌、拼装式衬砌、喷射混凝土衬砌、复合式衬砌。 1、整体式衬砌包括：直墙式和曲墙式（有仰拱、无仰拱）。2、复合式衬砌：把衬砌分成两层或这两层以上，可以是同一种形式、方法和材料施作的，也可以是不同形式、方法、时间、材料施作的。3、理想支护结构应满足3各条件：1、必须能与围岩大面积接触，保证支护结构与围岩作为一个整体进行工作。2、允许隧道围岩产生有限制的变形，发挥围岩的自承能力，减少对支护结构的作用；3、早期支护与后期支护合理结合。4、洞门的作用：1、减少洞口土石方开挖量。2、稳定边、仰坡。3、引离地表水流。4、装饰洞口。5、洞门的形式：洞口环框、端墙式、翼墙式、柱式、台阶式、斜交式、喇叭口式。6、明洞分类：拱式明洞（整体性好，承载力强。除对称型外，外墙承载力大于内墙），棚式明洞（承载力比拱式明洞弱，内墙承载力大于外墙）。7、避车洞：为了保证洞内行人、维修人员及维修设备的安全，在隧道两侧边缘墙上交错均匀修建的人员躲避及放置车辆、料具的洞室叫避车洞。8、支护结构发展阶段：1、刚性结构阶段2、弹性结构阶段3、连续介质阶段9、围岩压力：引起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作用力。10、围岩压力分类：松动压力、变形压力、膨胀压力、冲击压力。11、围岩松动压力的形成：1、隧道开挖后，在围岩应力重分布过程中，顶板开始沉陷，并出现拉断裂纹，视为变形阶段。2、顶板的裂纹继续发展并且张开，由于结构面切割等原因，逐渐变为松动，视为松动阶段。3、顶板岩体视其强度的不同而逐步塌落，视为塌落阶段。4、顶板塌落停止，达到新的平衡，此时其界面形成一近似的拱形，视为成拱阶段。12、荷载---结构法（结构力学方法）：将支护围岩分开考虑，支护结构是承载主体，地层对结构的作用只是产生作用在地下结构上的荷载，以计算衬砌在荷载作用下产生的内力和变形的方法。13、岩体力学法：核心是对喷锚支护进行预设计。这种方法的出发点是支护结构与围岩相互作用，组成一个共同承载体系，其中围岩为主要承载结构，支护结构为镶嵌在围岩孔洞上的承载环，只是用来约束和限制围岩的变形。14、一般采用概率极限状态设计法：单线隧道整体式衬砌洞门、单线隧道偏压衬砌及洞门、单线拱形明洞及洞门。其他采用破损阶段法或容许应力法设计。15、岩体力学方法主要是对锚喷支护进行预设计。16、收敛约束法：以地层收敛线与支护限制线相交于一点为依据的支护结构设计方法。17、盾构掘进机：用于土质隧道暗挖法施工，具有金属外壳，壳内装有整体及部分辅助设备，在其掩护下进行土体开挖，土渣排运，整体推进等作业，通过割刀切割土体使隧道成型的机械。18、机械通风方式：压入式、吸出式、混合式19、隧道施工：修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称。20、隧道施工方法：山岭隧道施工方法（矿山法【传统矿山法，新奥法】，掘进机法），浅埋及软土隧道施工方法（明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法、盾构法），水底隧道施工方法（沉管法、盾构法、沉箱法）。21、明挖法（基坑开挖法、地下连续法、盖挖法），暗挖法（矿山法、沉管法、顶管法、盾构法、掘进机法）22、选择施工方法时需要考虑的基本因素：施工条件，围岩条件，隧道断面积，埋深，工期，环境条件（重点是水文地质条件）。23、隧道开挖方法：全断面开挖法、台阶法（长、短、微台阶法）、分部开挖法（环形 开挖预留核心土法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法、交叉中隔壁法。1、隧道开挖方法：全断面开挖法、台阶法（长、短、微台阶法）、分部开挖法（环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法等）。2、新奥法的核心内容：充分发挥围岩的自承能力。3、新奥法：即奥地利隧道施工方法，是以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段，通过监测控制围岩变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法。4、新奥法施工二十四方针：管超前，严注浆，短进尺，弱爆破，强支护，早成环，勤量测，快衬砌。5、新奥法施工基本原则：“少扰动（指在进行隧道开挖时，要尽量减少对围岩的扰动次数、强度、范围和持续时间）、早支护（指开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩的变形进入受控制状态）、勤测量（指以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以便及时调整支护形式、开挖方法，确保施工安全和顺利进行）、紧封闭（一方面指采取喷射混凝土等防护措施，另一方面指要适时对围岩施作封闭形支护）”。6、为什么仰拱选择时间很重要？1上部结构未完全成立；2仰拱做好后，其他工作全都停下来。7、隧道工程中常用的辅助稳定措施：稳定工作面（预留核心土档护开挖面、喷射混凝土封闭工作面）、超前锚杆、管棚超前支护前方围岩（小导管、长管棚）、水平旋喷超前预支护、预切槽超前预支护、注浆加固围岩和堵水（超前小导管注浆、超前深孔帷幕注浆）。8、管棚是指利用钢拱架沿开挖轮廓线以较小的外插角、向开挖面前方打入钢管构成的棚架来形成对开挖面前方围岩的预支呼。（主要用于预加固，一半《=20m）9、超前深孔帷幕注浆分类：渗透注浆，劈裂注浆，压密注浆，高压喷灌注浆。10、爆破作用分为三个区域：1、压缩粉碎区2、破裂区3、震动区11、殉爆：一个药包爆炸后，能引起与它不相接触的临近药包爆炸。12、掏槽的形式：斜眼掏槽（垂直楔形掏槽、锥心掏槽）、直眼掏槽、混合掏槽13、隧道施工运输包括：有轨运输、无轨运输14、初期支护：为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即施作刚度较小并作用永久承载结构一部分的结构层，称为初期支护。15、常用的支护方法：锚杆，喷射混凝土，钢筋网喷射混凝土或纤维喷射混凝土，钢拱架（型钢拱架或格栅拱架）等。16、锚喷支护工程特点：灵活性、及时性、密贴性、深入性、柔性、封闭性17、锚杆支护效应分类：支承围岩、加固围岩、提高层间摩阻力，形成组合梁、悬吊作用18、锚杆的种类：端头锚固式【机械内锚头锚杆（胀壳式锚杆、楔缝式锚杆、楔头式锚杆）、黏结式内锚头锚杆（水泥砂浆内锚头锚杆、快硬水泥卷内锚头锚杆、树脂内锚头锚杆）】、全长黏结式（水泥浆全黏结式锚杆、水泥砂浆全黏结式锚杆、树脂全粘结式锚杆）、摩擦式（楔管式锚杆、缝管式锚杆）、混合式（先张拉后灌浆预应力锚杆、先灌浆后张拉预应力锚杆）。19、喷射混凝土的作用：1、支撑围岩2、卸载作用3、填平补强围岩4、覆盖围岩表面5、阻止围岩松动6、分配外力20、喷射混凝土的特点：1、喷射混凝土具有强度增长快、黏结力强、密度大、抗渗性好的特点。2、与普通模铸混凝土相比，喷射混凝土施工将运输、浇筑、捣固几道工序合而为一。3、喷射混凝土能及早发挥承载作用。4、喷射混凝土与模铸混凝土相比，其 密实性和稳定性要差一些。1、喷射混凝土的特性：强度和变形。2、喷层的受力变形阶段：1、黏结抵抗2、梁效应3、薄壳效应3、喷射混凝土的工艺流程：干喷、潮喷、湿喷、混合喷4、喷射作业时注意事项：1、喷射时应分段、分块，严格按先墙后拱，先下后上的顺序进行。2、喷射时可以采用S形往返移动前进，也可采用螺旋形移动前进。3、喷射时喷嘴要垂直于受喷面。4、对于岩面凹陷处应先喷多喷，凸出应后喷少喷。5、喷射时一次喷射不应喷太薄或太厚。6、若喷射较厚时应该分层喷射，一般分2-3次。7、喷射混凝土的养护应该在终凝1-2H后进行养护养护时间一般不低于7天。8、冬季施工时喷射混凝土作业区的气温不得低于5度。9、回弹物料的利用。5、隧道现场监控量测项目及测量方法：1地质和支护状态观察（岩性、结构面产状及支护裂缝观察和描述）2、周边位移（各种类型收敛计）3、拱顶下沉（水准仪、水准尺、钢尺或测杆）4、地表下沉（水准仪、水准尺）5、围岩内部位移（地面钻孔中安设各种位移计）6、围岩内部位移（洞内钻孔中安设单点、多点杆式或钢弦式位移计）7、围岩压力及两层支护间压力（各种类型压力盒）8、钢支撑内力及外力（支柱压力计或其他测力计）6、辅助坑道：横洞，平行导坑，斜井，竖井。7、特殊及不良地质：富水软弱围岩，流沙，溶洞，膨胀岩，瓦斯，高地应力。8、膨胀岩的基本特征：1、质软，强度低；2、自由膨胀率高；3、空隙率大；4、易风化，崩解性强；5、膨胀压力大。9、膨胀性围岩对隧道施工的危害：围岩普通开裂；坑道下沉；围岩膨胀突出和坍塌；隧道底部隆起；衬砌变形和破坏。10、高地应力：当围岩内部的最大地应力与围岩强度的比值达到某一水平时，才能称为高地应力或极高压力。11、高地应力挤压性围岩的变形特点：变形量大，变形速度快，变形持续时间长。12、黄土是在干燥气候条件下形成的一种具有褐黄、灰黄或黄褐等颜色，并有针状大孔、垂直节理发育的特殊性土。13、黄土地层对隧道工程的影响：1、黄土节理影响；2、黄土冲沟地段对施工的影响；3、黄土溶洞与陷穴影响；4、水对黄土隧道施工的影响。14、黄土隧道的施工原则：短开挖，少扰动，强支护，实回填，严治水，勤量测。15、岩溶地质的治理方法：引（引排水）、堵（堵填）、越（跨越）、绕（绕行施工）16、溶洞类型：死、活、干、湿、大、小17、溶洞的主要灾害：突泥，突水。条件：水，岩溶，动力。18、，岩溶地区施工，一定要做超前地质预报。岩溶超前地质预报的内容：探明溶洞的形状，范围，大小，充填物及地下水19、产生岩爆的标志：断口。岩爆的特点：1、岩爆在未发生前并无明显的预兆；2、岩爆时，岩块自洞壁围岩母体弹射出来；3、岩爆发生的地点，多在新开挖工作面及其附近，个别的也有在距离新开挖工作面较远处。20、岩爆产生的主要条件：地层的岩性条件（硬岩），地应力的大小。21、防治岩爆发生的主要措施：强化围岩；弱化围岩。22、瓦斯：加强通风。23、瓦斯浓度规定：1、洞内总回风风流中的瓦斯浓度小于0.75%；2、从其他工作面进来的风流中的瓦斯浓度小于0.5%；3、掘进工作面的瓦斯浓度在2%以下；4、工作面装药爆破前空气中的瓦斯浓度在1%一下。 1、隧道发生塌方的原因：1、不良地质水文条件2、隧道设计考虑不周3、施工方法和措施不当2、预防塌方的施工措施：1、选择安全合理的施工方法和措施。（先排水，短开挖，弱爆破，强支护，早衬砌，勤量测）2、加强对塌方的预测（观察法，一半量测法，微地震学测量法）3、加强初期支护，控制塌方。3、TBM优点：工人劳动强度低，施工作业安全，隧道掘进速度快，机械化、自动化程度高4、掘进机的类型：全断面（敞开式和护盾式）和悬臂式。5、盾构掘进机：用于土质隧道暗挖法施工，具有金属外壳，壳内装有整体及部分辅助设备，在其掩护下进行土体开挖，土渣排运，整体推进等作业，通过割刀切割土体使隧道成型的机械。6、机械通风方式：压入式、吸出式、混合式7、盾构法概念：在盾构保护下进行全断面隧道开挖和衬砌的方法。适用条件：软土，软岩（含水，不含水）地层的隧道开挖。盾构分类：手掘式，挤压式，半机械式，机械式。挖软土：盾构；挖石头：TBM。8、不良地质地段隧道施工原则：先排水，弱爆破，短开挖，早衬砌，勤量测，强支护，稳步推进原则。