西南交大隧道工程.pdf

《隧道工程》第一章一、隧道的定义及分类隧道：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2平方米的洞室。分类：1.交通隧道：铁路、公路、水底、航运、人行隧道、地下铁道；2.水工隧道：引水、尾水、导流或泄洪、排沙隧洞；3.市政隧道：给水、污水、管路、线路、人防隧道；4.矿山隧道：运输、给水、通风巷道。二、国际隧道协会英文简称是什么？提出了哪四种结构设计计算模型？ITA：以工程类比为依据的经验法、以测试为依据的实用法如收敛—约束法、作用—反作用模型、连续介质模型。第二章一、我国《铁路隧道设计规范》中围岩分级的基本因素是什么？修正因素是什么？岩石坚硬程度划分的依据是什么？基本因素：由岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定。划分依据：单轴饱和极限抗压强度Rc，Rc>30Mpa硬岩、5Mpa5L）；2.短台阶法(1L-2L)；3.微台阶法(1/5时，喷层为刚性厚度状态，其破坏形式为弯曲破坏；当h/r0<1/5时，喷层为柔性状态，其破坏形式为剪切破坏；当h/r0=1/8—1/12时，支护能力最大，喷层处于从剪切破坏到弯曲破坏的过渡阶段。所以喷层厚度要具有柔性必须控制其厚度，柔性较好且具有足够抗力的喷层厚度应控制在：h=（0.025~0.033）r0喷层也不是越薄越好。九、喷射混凝土的作用、特点和施工方法？作用：“卸载”作用；支撑围岩；填平补强围岩；覆盖围岩表面；阻止围岩松动；分配外力。特点：1.强度增长快、粘结力强、密度大、抗渗性好；2.施工快捷、简捷；3.能及早发挥承载能力；4.和模筑混凝土相比，其密实性和稳定性要差些。施工方法：干喷；潮喷；湿喷；混合喷。十、隧道现场监控量测项目与内容？（1）地质和支护状态现场观察：开挖面附近的围岩稳定性，围岩构造情况，支护变形与稳定情况，准确掌握围岩情况。（2）岩体（岩石）力学参数测试：抗压强度Rb、变形模量E、黏聚力c、内摩擦角φ、泊松比v。（3）应力应变测试：岩体原应力、围岩压力、应变，支护结构的应力、应变。（4）压力测试：支护上的围岩压力、渗水压力。（5）位移测量：围岩位移（含地表沉降）、支护结构位移。（6）温度测量：岩体（围岩）温度、洞内温度、洞外温度。（7）物理探测：弹性波（声波）测试，即纵波速度Vp、横波速度Vs、动弹性模量Ed、泊松比vdp。十一、隧道施工辅助坑道的种类及作用？种类：横洞；斜井；竖井；平行导坑。作用：横洞，进入正洞以避免施工干扰和提前进洞加快速度；斜井，超强掘进可进行地质勘查充分掌握前方地质状况、增加正洞工作面加快时光速度将洞内作业分区段进行减少相互干扰、构成洞内测量导线网提高测量精度。第八章一、膨胀岩基本特征及对隧道工程施工的危害？特征：1.质软、强度低；2.自由膨胀率高；3.空隙率大；4.易分化、崩解性强；5.膨胀压力大。危害：1.围岩普通开裂；2.坑道下沉；3.围岩膨胀突出和坍塌；4.隧道底部隆起；5.衬砌变形和破坏。二、膨胀性和挤压性围岩的隧道设计理念及施工原则？设计理念：1、柔性结构设计；（1）、先行导坑法；（2）、多重支护方法；（3）、可缩式支护方法；（4）、分阶段综合控制法；2、刚性结构设计：（1）、大刚度支护和衬砌结构；（2）、大范围围岩注浆施工原则：1、加强调查，量测围岩的压力和变形特性2、合理的选择施工方法3、防止围岩湿度变化4、合理进行围岩支护：（1）喷锚支护，稳定围岩（2）衬砌结构及早闭合5、适时衬砌控制变形三、岩溶地段隧道常用处理溶洞的方法？“引、堵、越、绕”1.引排水：用暗管、涵洞、小桥、泄水洞、引水槽宣泄水流2.堵填：用混凝土、浆砌片石和干砌片石3.跨越4.绕行施工：迂回导洞5 四、隧道内岩爆的特点、产生的条件及防治措施。特点：1、岩爆在未发生前并没用明显的征兆2、岩爆时，岩块自洞壁围岩母体弹射出来，一般呈中厚边薄的不规则片状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条件：地层的岩性条件和地应力的大小是产生岩爆与否的两个决定性因素。岩爆是否发生及其表现形式的主要取决于岩体中是否储存了足够的能量，是否具有释放能量的条件及能量释放的方式。防护措施：防止岩爆发生的措施主要有两个：一是强化围岩，二是软化围岩；强化围岩的措施很多，如喷射混凝土或喷钢纤维混凝土、锚杆加固、喷锚支护、喷锚网联合、钢支撑网喷联合或紧跟混凝土衬砌等。软化围岩的主要措施是注水、超前预裂爆破、徘空法、切缝法等。四、瓦斯的性质及隧道内防止瓦斯事故的措施。性质：1、瓦斯是无色、无臭、无味的气体，与碳化氢或硫化氢混合在一起，发生类似苹果的气味，由于空气中瓦斯的浓度增加，氧气就会相应减少，很容易使人窒息或发生死亡事故。2、瓦斯密度小，易扩散很容易透过裂隙发达、结构松散的岩层。3、瓦斯不能自燃，但极易燃烧防止措施：（1）隧道穿过瓦斯溢出地段时，应预先确定瓦斯探测方法，并制定瓦斯稀释措施、防爆措施和紧急救援措施。（2）隧道通过瓦斯地段时，宜采用全断面开挖，随掘进随衬砌。（3）加强通风。（4）控制洞内瓦斯浓度（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%以下。）（5）开挖工作面风流中和电动机附近20m内风流中瓦斯浓度达到1.5%时，必须停工、停机，撤出人员，切断电源，进行处理。（6）使用超前周边全封闭预注浆。（7）采用防爆措施。六、隧道施工产生塌方的原因、预防及处理措施？原因：1.不良地质及水条件；2.隧道设计考虑不周；3.施工方法和措施不当。预防：1.采用“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工方法；2.加强对坍方的预测（观察法、一般量测法、微地震学测量方法和声学测量法）；3.加强初期支护，控制坍方。处理措施：1.隧道发生坍方应及时处理；2.先加固未坍方地段，再处理；3.处理坍方的同时应加强防排水工作；4.坍方地段的衬砌应视坍穴大小和地质情况予以加强。第九章一、隧道掘进机施工的优缺点及隧道掘进机类型。优点：（1）安全、（2）快速、（3）经济、（4）省工与降低劳动强度、（5）排渣容易、（6）由于集中控制操作，有实现远距离操作和自动化的可能性缺点：（1）一次投资大，尺寸大，重量大，制造周期长，装运费时、费事、费钱，刀具的消耗和维修费用亦很昂贵（2）对于岩层变化的适应性差（3）开挖的隧洞断面局限于圆形，对于其他形状的断面，则需要进行二次开挖（4）作业率低（5）能耗大全断面掘进机类型有：敞开式和护盾式6 第十章一、什么是隧道施工辅助作业？主要内容有哪些？修建隧道时为配合开挖、运输、支护及衬砌等基本作业而进行的其他作业，称为辅助作业主要内容有：压缩空气供应、施工供水、施工供电和照明以及施工通风与防尘等二、隧道施工通风方式选择应注意的问题。（1）自然通风因其影响因素较多，通风效果不稳定且不易控制，故除短直隧道外，应尽量避免采用（2）压入式通风能将新鲜空气直接运输至工作面，有利于工作面施工，但污浊空气将流经整个坑道。风机位置固定，随隧道掘进不断延伸风管，施工方便，但其排烟速度慢（3）吸出式通风的风流方向与压入式相反，流经整个管道的空气新鲜，排烟速度快。但风机位置要随隧道掘进不断前移，施工不方便（4）混合式通风集压入式和吸出式的优点于一身，但管路、风机等设施增多（5）利用平行导坑作巷道通风，是解决长隧道施工通风的方案之一，其通风效果主要是取决于通风管理的好坏。若无平行导坑，如断面较大，可采用风墙式通风第十一章一、铁路隧道运营通风的方式是哪两种？机械通风方式有哪些？（1）运营隧道通风有自然通风和机械通风两种（2）机械通风的方式有：1)纵向式通风，该方式包括，洞口风道式通风，喷嘴式通风，竖井，斜井式通风；2)横向式通风。计算题一、曲线隧道净空加宽内侧加宽：