隧道工程复习大总结.doc

名词解释---------隧道：是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。垭口：垭口是连续山梁的一块平坦上相对较低的。隧道净空：指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间，包括隧道建筑限界、通风及其他所需的断面积隧道建筑限界：是为保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间限界。墙效应：隧道边墙给驾驶员造成危险的心理影响，行车偏左减少行车道。围岩压力：岩体受扰动产生应力重分配过程中的围岩变形受到支护结构的阻挡而在支护与围岩的接触面上所产生的压力。洞门：是隧道两端的外露部分，也是联系洞内衬砌与洞口外路堑的支护结构。明洞：当隧道埋深较浅，上覆岩体较薄，难采用暗挖法时，则应采用明挖法来开挖隧道。用这种挖法修筑的隧道结构称为明洞主动荷载：是主动作用于结构并引起结构变形的荷载被动荷载：是因结构变形压缩围岩而引起的围岩被动抵抗力，即弹性抗力，它对结构变形起限制作用喷锚支护：喷射混凝土支护与锚杆支护的简称。隧道作用：1交通枢纽的重要结构2快速畅通的交通网是经济发展的前提3高速路与我国人口经济发展相比太少交通隧道作用：提供交通运输和人行通道，以满足交通路线畅通的要求。改善路线指标缩短里程和行车时间提高营运效益发展国民经济。隧道发展特点：1隧道越修越长2曲线隧道多3纵向式通风方式占主导地位4双向取代单向5隧道功能多样化隧道分类按地层分：岩石隧道、土质隧道。按所处位置分：山岭隧道、城市隧道、水底隧道按施工方法分：矿山法、明挖法、盾构法、沉埋法、掘进机法。按用途分：交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道隧道的勘察方法：收集与研究既有资料、调查与测绘、勘探、试验与长期观测越岭隧道选址考虑因素：1.平面位置选择：路线总方向上的垭口、地质条件、和隧道长度、两侧展线的难易程度、线形和工程量大小2.高程选择：地形、地质、施工、运营、经济技术傍山隧道选址考虑因素：地形地质、河流冲刷情况、洞外的相关工程和运营条件越岭隧道：线路为穿越分水岭而修建的隧道位置隧道洞口位置选择：（早进晚出）隧道组成：主体建筑物和附属建筑物。主体建筑物：洞门和洞身衬砌以及由于地形地质情况而需要在洞口地段接长的明洞。附属建筑物：通风、照明、防排水、安全设备、电力、通信设备。隧道平面线形原则上采用直线，避免曲线。设计衬砌断面主要解决内轮廓线、轴线和厚度三个问题隧道内纵坡不应小于0.3%：为了使隧道涌水和施工用水能在坑道内侧沟中流出。隧道纵坡类型：单面坡、人字坡衬砌断面：1衬砌内轮廓线：是衬砌的完成线，在内轮廓线之内的空间。即隧道的净空断面。2衬砌外轮廓线：指为保持净空断面的形状，衬砌必须有足够的厚度的外缘线。3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地成为不规则形状，又称超挖线。我国围岩分级的方法：定量和定性相结合的办法。国外：隧道稳定性分极为主。在多参数综合分级法中，基本采用和差法或积商法分级因素指标：1.单一的岩性指标2.单一的综合岩性指标（1）岩体的弹性波传播速度（2）岩石质量指标（3）围岩的自稳时间3.复合指标（1）Q复合指标分级（2）RMR复合指标（3）岩体基本质量指标隧道围岩分级方法：1按岩石强度为单一岩性指标的分级法2按岩体构造和岩性特征为代表的分级法3与地质勘察手段相联系的分级法4多种因素的组合分级法5 以工程对象为代表的分类法我国公路隧道围岩分级的出发点（原则）：1强调岩体的地质特征的完整性和稳定性，避免单一的岩石强度分级的方法2分级指标应采用定性和定量指标相结合的方式3明确工程目的和内容，并提出相应的措施4分级应简明，便于使用5应考虑吸收其它围岩分级的优点，并尽量和我国其它工程分级一致。我国公路隧道围岩分级所考虑的指标和因素：1岩体的结构特征和完整性2岩石强度3围岩基本质量指标BQ。4地下水等影响因素（遇水降级）。公路围岩分级BQ值：I级>550,II500-451,III450-351,IV350-251,V<250,VI---围岩压力分类：松动压力和形变压力隧道深浅判断方法：计算公式、破坏时是否形成自然拱。围岩应力现场量测方法：直接量测法和间接量测法。围岩压力的确定方法：直接测量法经验法或工程类比法理论估算法影响围岩稳定性的因素：地质因素:1岩土体结构状态2岩土的工程性质3地下水状态4围岩的初始应力场设计、施工因素:1隧道形状和尺寸2支护方法和时间3施工方法4埋深洞身衬砌的类型及施工条件：1直墙式衬砌—用于较好的岩石地层，垂直围岩压力为主要计算荷载和水平围岩压力很小的情况2曲墙式衬砌---通常在IV级以下围岩中，水平压力较大，为了抵抗较大的水平压力把边墙也做成曲线形状3圆形断面衬砌---适用于软弱围岩4矩形断面衬砌---水底隧道采用沉管法施工时5偏压衬砌---山体地面坡较陡，线路外侧山体覆盖较薄，或地形构造明显偏压6喇叭口隧道衬砌—公路常设计为有线隧道洞身衬砌的组合形式：喷锚衬砌、复合式衬砌隧道洞门的作用：保证洞口边仰坡的稳定和安全，引离地表流水，减少洞口土石方开挖量洞门的类型及适用条件：1端墙式洞门：适用于岩质较好的稳定的围岩，以及地形开阔的地区2翼墙式洞门：适用于地质较差的围岩，以及需要开挖路堑的地方3削竹式洞门：当洞口岩层坚硬、整体性好、节理不发育，且不易风化，路堑开挖后仰坡极为稳定，并且没有较大的排水要求时采用明洞类型分类：拱形明洞、棚式明洞水对隧道影响：影响正常施工和运营。在施工期间地下的作用不仅降低围岩的稳定性，增加挖难度，且增加了支护的难度和费用，甚至需采取超前支护或预注浆堵水和加固围岩。若对地下水处理不当，则可能造成更大的危害。在运营期间，地下水常从混凝土衬砌的施工缝、变形缝、裂缝甚至混凝土空隙等通道，渗漏进隧道中，形成洞内通信、供电、照明等设备处于潮湿环境而发生锈蚀，使路面积水或结冰，造成打滑，危及行车安全。（避免危害：以堵为主，截堵排相结合）防排水原则“截、堵、排相结合”防排水措施：截水措施：在地表水上游设截水导流沟；设泄水洞或洞外井点降水堵水措施：喷射混凝土堵水，塑料板堵水，混凝土衬砌堵水，注浆堵水排水措施：盲沟，泄水管，渡槽，洞内排水--中心排水沟或排水侧沟隧道地下结构设计方法（设计模型）：1以参照过去隧道工程实践经验进行工程类比为主的经验设计法2以现场量测和实验为主的实用设计方法3荷载-结构模型。将围岩对结构的作用简化为荷载作用于结构上进行计算4连续介质模型，将围岩和结构作为整体进行计算。解析法和数值法-有限单元法。荷载结构法：弹性连续框架法、假定抗力法、弹性地基梁法荷载类型：永久荷载、可变荷载、偶然荷载 喷锚支护的特点：及时性、紧贴性柔韧性、深入围岩内部加固、支护组合和设置时间的灵活性、密封性喷锚支护结构的设计是基于喷射混凝土和锚杆作为加强和利用围岩自身支承能力的手段。喷锚支护的力学作用：1锚杆支护结构a锚杆的联结作用b锚杆的减跨作用c锚杆的组合作用d锚杆支护的整体加固作用2喷混凝土支护结构a喷混凝土支护结构的局部稳定原理—冲击破坏计算、撕开作用计算b喷混凝土支护结构的整体稳定原理锚杆支护的类型按照作用原理可划分为全长黏接型、端头锚固型、摩擦型、预应力型。锚杆支护作用原理主要有联接作用、减跨作用、组合作用、整体加固作用。空间效应：洞室在掘进过程中，由于受到开挖面的约束，使开挖面附近的围岩不能立即释放其全部位移，这种现象称为开挖面的“空间效应”喷锚支护施工原则：一、采取各种措施，确保围岩不出现有害松动a争取一个好的受力条件b施工过程中要尽量减少围岩强度的恶化c合理利用开挖面的“空间效应”，抑制围岩变形d尽量减少其他外界因素对围岩的影响二、使围岩变形适度发展，最大限度发挥围岩自承能力三、保证喷锚支护与围岩共同体四、选择合理的支护类型与参数并充分发挥其功效。五、采取正确施工方法六、依据现场监测数据指导施工。（必测项目：洞周边位移、洞顶下沉、地表沉降、开挖掌子面地质描述）隧道施工方法分为：矿山法（传统矿山法和新奥法）、掘进机法、沉管法、顶进法、明挖法新奥法基本施工方法及条件（指导施工原则理念）：全断面法—适用于I-III级岩质较完整的硬岩中，必须具备大型施工机械。隧道长度或施工区段长度不宜太短、台阶法、分部开挖新奥法施工技术：掘进技术、支护技术、辅助技术、量测技术、防排水技术。新奥法基本原则：少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭CD法（中隔壁法），若每一步施工修建临时仰拱，使步步封闭成环，每一施工阶段都是一个封闭的承载体系，可有效地控制地表下沉，这种方法又叫CRD法。预裂爆破和光面爆破区别：预裂爆破实质也是光面爆破的一种形式，其爆破原理和光面爆破原理相同。只是在爆破的顺序上，光面爆破是先引爆掏槽眼，接着引爆辅助眼，最后引爆周边眼；而预裂爆破则是首先引爆周边眼，使沿周边眼的连心线炸出平顺的预裂面。由于成洞过程和破岩条件不同，在减轻对围岩的扰动程度，预裂爆破较光面爆破的效果更好一些。隧道通风的目的：1对有害气体进行稀释，保证隧洞内卫生条件2对烟雾进行稀释，保证隧洞内行车安全3对异味进行稀释，提高隧道内行车的舒适性隧道通风方式：1自然通风2机械通风a纵向通风b半横向通风c全横向通风d混合式通风隧道内照明布置方式：平面（对称布置，交错布置，中间布置），纵断面（双排布置，单排布置）电光源分为：热辐射光源和气体放电光源隧道设计原则：早进晚出