隧道工程期末复习重点问答题.docx

1.隧道的定义：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.隧道的分类：①隧道从所处地质条件分类：土质隧道、石质隧道②隧道从埋置的深度分类：浅埋隧道、深埋隧道③隧道从所在的位置分类：山岭隧道、水底隧道、城市隧道④隧道按用途分类（最主要）：交通隧道：铁路隧道、公路隧道、水底隧道、航运隧道、人行地道水工隧道：引水隧道、尾水隧道、导流隧道或泄洪隧道、排沙隧道市政隧道：地下铁道、给水隧道、污水隧道、管路隧道、线路隧道、人防隧道矿山隧道：运输巷道、给水巷道、通风巷道3.隧道的截面形状：矩形（适用于围岩性质好的隧道，施工方法：TBM）马蹄形（适用于围岩性质适中的隧道，施工方法：矿山法）圆形（适用于围岩性质差的隧道，施工方法：盾构法）4.工程地质条件包括：地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、自然地质作用与现象5.隧道工程地质调查与勘测的内容：初勘：调查测绘，包括踏勘、物勘等详勘：勘探测试，包括钻孔、槽探、坑探等6.岩体的基本工程性质：①岩体处于一定的天然应力作用之下②岩体物理力学性质的不均匀性③岩体是由结构面分割的多裂隙体④岩体具有各向异性⑤岩体具有可变性⑥单向应力状态下岩石的变形特征⑦三轴压缩下岩石的强度及变形特征⑧裂隙岩体的强度性质7.岩体初始应力：岩体在天然状态下所具有的内在应力。8.岩体的初始应力由岩体自重、地质地温、地质构造引起9.软化系数=饱水岩石抗压强度/干燥岩石抗压强度规定：软化系数小于0.75的岩石是软化岩石。 1.RQD（岩石质量指标）：钻探时长度钻孔中10cm以上的岩芯占有的比例2.岩体完整性指数的定义：用现场测定的岩体弹性波速度的平方与同种岩石试件弹性波速度的平方的比值。3.岩体的四个定量指标：①软化系数②岩体饱和单轴极限抗压强度③（岩石质量指标）④（岩体完整性指数）4.围岩的定义：是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体，或指隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩体（这里所指的岩体是土体和岩体的总称）5.围岩分级的定义：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。6.围岩分级的目的：①作为选择施工方法的依据；②进行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、材料消耗标准的基础等等围岩分级的要素：第Ⅰ类：与岩性有关的因素；第Ⅱ类：与地质构造有关的因素；第Ⅲ类：与地质构造和岩性综合7.我国铁路隧道规范规定围岩划分为6级。8.围岩级别修正（隧道级别修正）需要考虑的因素：①地下水影响的修正；②围岩初始应力的修正；③风化作用的影响9.围岩分级方法按性质分为：①以岩石强度或岩石的物性指标为代表的分级方法②以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法③与地质勘探手段相联系的分级方法10.围岩压力的定义：是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，它包括由地应力引起的围岩应力以及围岩变形受阻而作用在支护结构上的作用力。 1.围岩压力分类：松动压力、形变压力、膨胀压力、冲击压力松动压力：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上的压力形变压力：由于围岩变形受到与之密贴的支护限制，而使围岩与支护结构在共同变形过程中，围岩对支护结构施加的接触压力膨胀压力：岩体具有吸水、应力解除等膨胀性特征时，由于围岩膨胀所引起的压力冲击压力：在围岩中积累大量弹性变形能以后，由于隧道开挖，围岩约束被解除时能量突然释放所产生的压力2.影响围岩压力的因素：①地质因素,它包括初始应力状态、岩石力学性质、岩体结构面等；②工程因素，它包括施工方法、支护设置时间、支护刚度、坑道形状3.围岩结构的计算方法：结构力学方法、岩体力学方法4.结构力学方法所采用的模型：荷载—结构模型岩体力学方法所采用的模型：地层—结构模型5.岩体力学方法包括：数值法、剪切滑移破坏法、特征曲线法6.地层特征线（地层收敛线）的定义：将地层在洞周的变形表示为衬砌对洞周地层的作用力的函数，其曲线表示洞室开挖后地层的受力变形特征7.支护特征线（支护限制线）的定义：洞室地层对衬砌结构的作用力，即为衬砌结构受到的地层压力，其量值也为，衬砌结构的变形也可表示为的函数，其曲线表示衬砌结构的受力变形特征8.隧道截面各处所受到的围岩压力为拱顶：松动压力侧墙：塑性区形变压力铺底：形变压力-松动压力9.隧道具体位置的选择与区域工程地质条件、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、以及现有的施工技术水平和今后运营条件等因素有关。10.选择越岭隧道的位置的因素：选择垭口、确定隧道高程11.不良地质：滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、溶洞、瓦斯地区、地下水12.隧道的进出口是隧道建筑唯一的暴露部分，也是整个隧道的薄弱环节13.隧道洞口位置的选择原则：①洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处②洞口应避开不良地质地段③当隧道线路通过岩壁陡立，基岩裸露处，最好不刷动或少刷动原生地表14.隧道支护结构计算的主要内容： ①按工程类比方法初步拟定断面的几何尺寸②确定作用再结构上的荷载，进行力学计算，求出截面的内力③检算截面的承载力1.隧道结构的组成：主体建筑物、附属建筑物主体建筑物：洞身结构及洞门附属建筑物：保证隧道正常使用的各种辅助设施，如避车洞和通风、排水、通讯设备2.隧道线路纵断面设计的内容：坡道形式、坡度大小、坡段长度、坡段间的衔接3.坡道形式分为：单面坡、人字坡单面坡多用于线路的紧坡地段或展现地区。优点：通风条件好；缺点：空车下坡，重车上坡，运输效率低人字形坡道多用于长隧道，尤其是越岭隧道。优点：重车下坡，空车上坡，运输效率高；缺点：通风条件差4.隧道净空的定义：是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间如何确定隧道净空：隧道净空→隧道建筑限界→基本建筑限界→机车车辆限界5.隧道最小的允许坡度：3‰6.隧道衬砌断面的初步拟定需要考虑的因素：内轮廓、结构轴线、截面厚度7.支护的主要方式：锚杆、钢架、钢筋网、喷射混凝土以及其他组合8.衬砌的主要方式：整体式混凝土衬砌、装配式混凝土衬砌、锚喷式衬砌、复合式混凝土衬砌整体式混凝土衬砌分为：直墙式衬砌（优）、曲墙式衬砌装配式混凝土衬砌、锚喷式衬砌（配合新奥法使用）、复合式衬砌（越岭隧道）9.复合式衬砌的组成：锚杆、初期支护、防水层、二次衬砌采用复合式衬砌的条件：围岩稳定性差、地下水发育地段10.洞门的作用：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11.洞门的形式：环框式洞门、端墙式（一字式）洞门、翼墙式（八字式）洞门、柱式洞门、台阶式洞门、斜交式洞门、喇叭口式洞门12.翼墙的作用：在正面起到抵抗山体纵向推力，增加洞门的抗滑以及抗倾覆能力。两侧面保护路堑边坡，起挡土墙作用13.喇叭式洞门的采用情况及原因：高速铁路隧道；为减缓高速列车的空气动力学效应14.洞门形式确定原则：洞口的地形、地质条件、隧道长度和所处位置等15.明洞的定义：隧道的一种变化形式，它用明挖法修筑 1.明洞的结构类型：拱式明洞、棚式明洞拱式明洞分为：路堑式对称型、路堑式偏压型、半路堑式偏压型、半路堑式单压型棚式明洞分为：盖板式、刚架式、悬臂式2.避车洞的定义：当列车通过隧道时，为了保证洞内行人、维修人员以及维修设备的安全，在隧道两侧边墙上交错均匀修建的人员躲避和放置车辆、料具的洞室。3.避车洞根据其断面尺寸的大小分为：大避车洞、小避车洞4.影响铁路隧道衬砌结构耐久性的因素：结构物所处的环境（主要）、高速列车运行引起的压力波动、列车振动作用5.我国高速铁路隧道的衬砌结构多数采用复合式衬砌6.隧道施工的定义：是指修建隧道以及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总成7.隧道施工方法8.开挖是隧道施工的第一道工序，也是关键工序9.隧道开挖的原则：在保证围岩稳定或减少对围岩扰动的前提条件下，选择恰当的开挖方法和掘进方式，并应尽量提高掘进速度10.隧道开挖方法按开挖隧道的横断面分布情况来分：全断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法台阶开挖法按台阶长度不同，分为长台阶法、短台阶法、微台阶法分部开挖法分为：环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法11.新奥法的定义：以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法施工原则：充分保护，并利用围岩的承载能力施工要点：控制爆破、锚喷支护和施工检测施工方法：设计、施工和监测三位一体的动态模式 1.新奥法施工的基本原则：少扰动、早支护、勤量测、紧封闭问答题2.隧道选址的原则？【答】①协调适合，即隧道设计必须与总体设计相协调适应②方案比选：越岭隧道应进行较大范围的方案比选，进行全面的技术经济比选，选择在地质条件较好的地段穿越③稳定地层：隧道位置应该选择在稳定地层中④宁里勿外：沿河傍山隧道，其位置宜向山侧内移，避免一侧洞壁过薄产生偏压⑤早进晚出：在决定隧道洞口位置时，为了确保施工运营、安全，尽量早一点进洞，晚一点出洞3.高速铁路隧道单洞双线和双洞单线方案的优缺点？【答】1、单洞双线优点：①单洞双线所需的地位宽度比双洞单线的地位宽度要小，选线时易于安排布置②单洞双线的开挖面积比双洞单线的开挖总面积要小，也就是工程量要小，而施工的相互干扰也少些③单洞双线的净空较大，坑道宽敞，有条件使用大型机械施工④单洞双线的通风条件好，维修养护都较方便缺点：①单洞双线断面跨度大，所受围岩压力也就较大，因此需要更为有力的支护结构②隧道施工时，因为围岩压力大，临时支护困难，发生塌方事故的威胁较大③单洞双线的一次工程投资比双洞单线修建的初期投资大④单洞双线断面积大，不能充分利用列车活塞风2、双洞单线优点：①断面小，压力小，坑道的稳定性好，施工容易，支护简单而安全 ②对于尚不准备修建第二线的新建隧道来说，可以先修建第一线的单线隧道，预留第二线，待需要时才修，如此则初期一次投资较少③若第一线隧道施工时采用了平行导坑，则平行导坑可作为第二线隧道的前进导坑缺点：①两座单线隧道必须横向相隔一定的安全距离，才能保证两隧道间的围岩土柱有足够的支承能力，以避免在修建第二线隧道的施工中，对第一线隧道有影响②两座单线隧道无论是同时施工还是先后施工，施工时总会有些相互干扰，尤其是在修建第二线隧道时，多半是在第一线不间断行车的条件下进行的，这样就增加了施工的困难1.结构力学方法与岩体力学方法的区别？【答】1、从围岩和围岩压力的认识上：结力：围岩压力是由洞室塌落的围岩“松动压力”造成的岩力：围岩具有自承能力，围岩作用于支护结构上的围岩压力不是松散压力，而是阻止围岩变形的形变压力2、在围岩和支护间的相互关系上结力：将围岩和支护分开考虑，视为“荷载—结构”体系共同参与工作岩力：将围岩和支护视为统一体，二者组成“围岩—支护”系统3、在支护功能和作用原理上结力：支护只是为了承受荷载岩力：支护只是为了及时稳定和加护围岩4、计算方法上结力：主要是确定作用在支护结构上的荷载岩力：设计的作用荷载是岩体的地应力，由围岩和支护共同承担2.什么是地层特征曲线？什么是支护特征曲线？怎样合理选择支护设置的时间和结构刚度？【答】如果考到要配图说明!!!!!!!!地层特征线（地层收敛线）的定义：将地层在洞周的变形表示为衬砌对洞周地层的作用力的函数，其曲线表示洞室开挖后地层的受力变形特征支护特征线（支护限制线）的定义：洞室地层对衬砌结构的作用力，即为衬砌结构受到的地层压力，其量值也为，衬砌结构的变形也可表示为的函数，其曲线表示衬砌结构的受力变形特征 ①为地层特征线，②③④⑤⑥为支护特征线。设地层特征线最低点为点，一般使支护特征线在点以左附近与地层特征线相交作为设计准则②表示洞室开挖后立刻支护时的特征曲线，③为洞室开挖后一段时间后再支护的特征曲线，两斜线相互平行，表示支护刚度完全相同。可知同一刚度的支护设置时间不同，作用在衬砌结构上的地层压力和衬砌位移不同，可适当推迟设置支护的时间有利于减小作用于衬砌结构上的地层压力。③④⑤为同一时间设置的刚度不同的两种支护的特征曲线，③的刚度＞④的刚度＞⑤的刚度，说明④比③承受较小的地层压力，而⑤说明支护刚度严重不足，地层松动压力急剧增长，扩大围岩破坏范围。⑥表示衬砌结构刚度过于不足时，支护在围岩变形过程中早已破坏。