中南大學(xué)年《隧道工程》期末復(fù)習(xí)簡答題及答案

1、第一章 緒論1.交通隧道的主要功能?交通隧道又分鐵路隧道，公路隧道，地下鐵道，水底隧道，航運隧道，人行地道，它們的作用是提供運輸?shù)目椎?，其主要功能有：克服高程障礙。裁彎取直，縮短線路。避開不良地質(zhì)地段。避開其他重要建筑或工程等。2.工程隧道的特點？優(yōu)點：縮短線路長度，減少能耗。節(jié)約地皮。有利于環(huán)境保護。應(yīng)用范圍廣泛。缺點：造價較高。施工期限長。施工作業(yè)環(huán)境和條件較差。3.隧道：一種修建在地下，兩端有出入口，供車輛、行人、水流及管線等通過的工程建筑物。4.隧道洞口位置選擇的總原則與目的？總原則：早進洞、晚出洞。目的：確保施工、運營的安全。5.隧道縱坡的型式、適用條件、限制坡度？縱坡型式：人字坡和

2、單面坡；適用條件：人字坡常出現(xiàn)在越嶺隧道、長大隧道中，單面坡多用于線路的緊坡地段或是展線地區(qū)及河谷隧道中，以利爭取高程；限制坡度：隧道內(nèi)最大限制坡度鐵路3，公路不大于3%，不小于0.3%。第二章確定隧道建筑限界需要考慮哪些因素？A.鐵路隧道：各種型號的機車和車輛在橫斷面尺寸上的最大的需要、列車裝在貨物的不同情況；B.公路隧道：行車道寬度(W)、路緣帶(S)、側(cè)向?qū)挾?L)、人行道(R)或檢修道(J) 、當(dāng)設(shè)置人行道時含余寬(C)、道數(shù)比較鐵路隧道與公路隧道在建筑限界與曲線加寬等方面的異同？相同點：車輛在曲線上行駛時，均是由于車輛內(nèi)情和偏移，導(dǎo)致車輛通過所需要的面積增大，為了車輛正常通過，而需要

3、對建筑限界，和曲線進行加寬、不同點：鐵路隧道的建筑限界是固定統(tǒng)一的，而公路的隧道的建筑限界則取決于公路等級，地形車道數(shù)等條件，公路隧道的附屬設(shè)施要求較高，每座隧道均會因交通量的不同而有不同的要求比較鐵路隧道與公路隧道襯砌斷面，思考有哪些因素會影響到斷面形狀？隧道內(nèi)輪廓線必須滿足建筑限界凈空的要求，結(jié)構(gòu)的任何部位都不應(yīng)該侵入限界以內(nèi)要考慮附屬設(shè)施的富余量，采用施工方法要確保斷面形狀與尺寸有利于隧道穩(wěn)定從經(jīng)濟觀點出發(fā)，保證土石開挖量和圬工量最省結(jié)構(gòu)的軸線符合荷載作用下的所決定的壓力線，充分利用材料的抗壓性能，另外還要考慮圍巖等級，地質(zhì)條件地下水，覆蓋層厚度，車輛型號車道數(shù)等等4.隧道凈空：隧道襯砌

4、內(nèi)輪廓所包含的空間。 隧道建筑限界：襯砌內(nèi)緣不能侵入的輪廓線。5.曲線隧道加寬原因：當(dāng)列車在曲線上行駛時，由于車體內(nèi)傾和平移，使得所需面積有所增加，為了保證列車在曲線隧道中安全通行，曲線段的凈空必須加大。6.襯砌斷面設(shè)計步驟：1）確定隧道類型，選定建筑限界。2）根據(jù)圍巖類型擬定截面形狀和厚度。3）確定對應(yīng)的斷面幾何參數(shù)。4）作出評估。對于拼裝式襯砌，可以采取哪些措施改善其防水性能? 增大管片面積以及尺寸精度，盡量減少接縫處的誤差，減少接縫數(shù)量，在預(yù)制管片上增加 膨脹性止水帶，使其遇水膨脹，減少水的滲漏，增加其防水性能，通過排水堵水，使得地下水盡量遠離隧道，增加隧道防水性能，若有足夠的資金還可以

5、在管片周圍是做防水性較好的二次襯砌混凝土，增加隧道的防水性能。隧道洞門的結(jié)構(gòu)類型，適用范圍及特點？洞口環(huán)框式洞門 適用范圍：適用于類或級圍巖，地形陡峻而又無排水要求特點：不承載，加固洞口 減少雨后洞口滴水，簡單裝飾 端墻式洞門 適用范圍：適于地形開闊，巖質(zhì)基本穩(wěn)定的 級圍巖。特點：能有效抵抗山體縱向推力。翼墻式洞門 適用范圍：適用于山體縱向推力較大,洞口地質(zhì)較差的級及以下的圍巖。特點：翼墻與端墻共同作用，以抵抗山體縱向推力。增加洞門的抗滑動和抗傾覆能力。柱式洞門 適用范圍：適用于地形較陡，地質(zhì)條件較差，仰坡可能下滑，而又受地形或地質(zhì)條件限制，不能設(shè)置翼墻時。特點：可以在端墻中部設(shè)置兩個斷面較大

6、的柱墩，以增加端墻的穩(wěn)定性。 臺階式洞門 適用范圍：適于傍山側(cè)坡地區(qū)，洞門一側(cè)邊坡較高時特點：減小仰坡高度及外露坡長，減少開挖量。有一定美化作用。斜交洞門 適用范圍：線路方向與地形等高線斜交時。特點：將洞門做成與地形等高線一致，使洞門左右可以仍保持近似對稱，但襯砌洞口段和洞門相對于線路呈斜交形式。削竹式洞門 適用范圍：適用于洞口段有較長的明洞襯砌，由于洞門背后一定范圍內(nèi)是以回填土為主，山體的推滑力不大；地形相對比較對稱和不太陡峻。特點：1.洞口邊仰坡開挖量少 2.減少對植被的破壞和有利于保護環(huán)境 3.適用各種圍巖類別8.洞身襯砌結(jié)構(gòu)類型：整體式混凝土襯砌，拼裝式襯砌，噴錨支護，復(fù)合式襯砌，連拱

7、襯砌。第三章1.避車洞應(yīng)如何設(shè)置，需注意避開那些位置？碎石道床每側(cè)每隔300m布置一個，整體道床每側(cè)每隔420m布置一個隧道長度在300400m時，在隧道中間布置一個單線隧道每側(cè)每隔60m布置一個小避車洞，雙線隧道每側(cè)每隔30m布置一個小避車洞隧道內(nèi)大、小避車洞應(yīng)交錯設(shè)置于兩側(cè)邊墻內(nèi)，大避車洞之間設(shè)小避車洞 不得將避車洞設(shè)于襯砌斷面變化處、不同襯砌類型銜接處或變形縫處 鐵路隧道附屬設(shè)施：避車洞、電力及通訊設(shè)施、通風(fēng)設(shè)施。公路：通風(fēng)設(shè)施、照明設(shè)施、安全、應(yīng)急、電力及通訊、防排水設(shè)施。2、鐵道隧道主要采取哪幾種通風(fēng)方式，為什么？ 自然通風(fēng)機械通風(fēng)：鐵路隧道機械通風(fēng)一般采用縱向式通風(fēng)。縱向式通風(fēng)具體

8、方式：洞口風(fēng)道式通風(fēng)，噴嘴式通風(fēng)，射流式通風(fēng)，豎井、斜井式通風(fēng)3、公路隧道通風(fēng)方式主要有哪些類型，其一般適用條件是什么？答：自然通風(fēng)、機械通風(fēng)機械通風(fēng)： a：縱向式（射流式、風(fēng)道式和噴嘴式、豎井排風(fēng)）b：半橫向式（送風(fēng)式、吸風(fēng)式）c：全橫向式d：混合式適用條件：縱向射流式：雙向交通時可用于長度1km以下隧道。 單向交通時可用于2km左右的隧道水底隧道 全橫向式通風(fēng) 城市隧道 全橫向式和半橫向式山嶺隧道 縱向式通風(fēng)和半橫向式。4為什么公路隧道要設(shè)置不同的照明亮度段？它們各自的作用是什么？a：在洞口前，從注視點到適應(yīng)點之間的一段道路，在照明上稱為接近段。b：指進入隧道洞口的第一段，如設(shè)置了遮陽棚等

9、光過渡建筑，則其入口為該段的開始點（入口段）。使司機的視力開始適應(yīng)隧道內(nèi)的照明光線,c：過渡段，介于入口段和中間段之間的區(qū)段。其任務(wù)是解決從入口段的高亮度到中間段的低亮度之間的的劇烈變化給司機造成的不適應(yīng)現(xiàn)象，使之能有充分的適應(yīng)時間。d：中間段也稱基本短，此時司機已適應(yīng)洞內(nèi)光線。中間段的基本任務(wù)就是保證行車照明；e:出口段，單向交通隧道中，應(yīng)設(shè)置出口段照明，以便緩和白洞效應(yīng)帶來的不利影響。雙向交通隧道中，無出口段照明。5我國隧道工程的治水原則是什么？隧道防排水應(yīng)遵循“防、排、截、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則。6隧道工程治水措施主要有哪些？防：采用防水混凝土使襯砌本身達到一定的抗?jié)B強度，

10、采用止水帶封閉襯砌變形縫，設(shè)置防水層等。排：采用彈塑軟式透水管、打孔波紋管等暗管在襯砌與圍巖之間組成縱橫交錯的排水管網(wǎng)，然后將水經(jīng)由暗管引入隧道內(nèi)，再從洞內(nèi)水溝排走。截：在洞口邊、仰坡開挖線5m以外，設(shè)置排水溝，并加以鋪砌，將地表水?dāng)r截在邊、仰坡范圍之外；或?qū)Χ错數(shù)乇淼南菅ā⑸羁蛹右曰靥?，對裂縫進行堵塞。堵：普遍采用的方法是壓漿，還可以采用壓漿分段堵水，使地下水集中在一處或幾處后再引入隧道內(nèi)排出。第四章 1試說明影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素有哪些？在進行圍巖分類時主要考慮什么因素？我國交通隧道圍巖分類對這些因素是如何處理的？答：影響圍巖穩(wěn)定性的因素地質(zhì)因素 巖體結(jié)構(gòu)特征 結(jié)構(gòu)面性質(zhì)和空間的組合 巖

11、石的力學(xué)性質(zhì) 地下水的影響 圍巖的初始應(yīng)力狀態(tài)人為因素 隧道形狀和尺寸 支護結(jié)構(gòu)類型 施工方法2.公路鐵路在進行圍巖分類時主要考慮4種因素巖石堅硬程度圍巖完整狀態(tài)地下水圍巖初始地應(yīng)力圍巖工程性質(zhì)：物理性質(zhì)，水理性質(zhì)，力學(xué)性質(zhì)。圍巖壓力分類：松動壓力，形變壓力，膨脹壓力、沖擊壓力3.巖體的形變特性（1）受壓變形：壓密階段、彈性階段、塑性階段、破裂和破壞階段。（2）剪切變形4.圍巖初始壓力：隧道開挖前未擾動的巖體壓力狀態(tài)。等于自重應(yīng)力+構(gòu)造應(yīng)力。影響圍巖壓力的因素：（1）地質(zhì)因素:原始應(yīng)力狀態(tài)、巖石力學(xué)性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)面。（2）工程因素:施工方法、支護設(shè)置時間、支護本身剛度、坑道形狀。第五章1.隧道

12、結(jié)構(gòu)的受力特點？隧道結(jié)構(gòu)體系的概念？ 受力特點：1、隧道工程是在自然狀態(tài)下的巖土地質(zhì)中開挖的，隧道周邊圍巖的地質(zhì)環(huán)境對隧道支護結(jié)構(gòu)的計算起著決定性作用。2、隧道支護結(jié)構(gòu)周圍的圍巖不僅對支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生荷載，同時它本身又是一種承載體，隧道開挖后的圍巖壓力是由圍巖本身和支護結(jié)構(gòu)共同來承載的。3、作用在支護結(jié)構(gòu)上的荷載受到施工方法和施工時間的影響4、與地面結(jié)構(gòu)不同，隧道工程支護結(jié)構(gòu)安全與否，既要考慮到支護結(jié)構(gòu)能否承載，又要考慮圍巖是否失穩(wěn)。隧道結(jié)構(gòu)體系概念：是埋置于地層中的結(jié)構(gòu)物，它的受力變形于圍巖密切相關(guān)，支護結(jié)構(gòu)于圍巖作為一個統(tǒng)一的受力體相互約束，共同作用。2.什么是結(jié)構(gòu)力學(xué)模型？什么是巖體力學(xué)模型

13、 荷載結(jié)構(gòu)模型：以支護結(jié)構(gòu)作為承載主體，圍巖對支護結(jié)構(gòu)的變形起約束作用的計算模型，它認為圍巖對支護結(jié)構(gòu)的作用只產(chǎn)生作用在結(jié)構(gòu)上的荷載（包括主動的圍巖壓力和被動的圍巖彈性抗力）巖體力學(xué)模型：以圍巖為承載主體，支護結(jié)構(gòu)限制圍巖向隧道內(nèi)變形的計算模型,建立“圍巖支護”力學(xué)體系。適用于噴錨支護。3。巖體力學(xué)模型求解方法：解析法，數(shù)值法、特征曲線法、剪切滑移破壞法。襯砌截面強度檢算目前有幾種方法？ 1.破損階段法2.概率極限狀態(tài)法洞門如何檢算？洞門具體計算內(nèi)容包括：墻身偏心及強度，繞墻趾的抗傾覆性，沿基底滑動的穩(wěn)定性以及基底應(yīng)力檢算，洞門端墻及擋（翼）墻計算結(jié)果應(yīng)滿足要求。第六章隧道施工方法：明挖法、掘

14、進機法、盾構(gòu)法、沉管法、頂進法。1.新奧法的施工方法有？它們各自的特點及適用條件？1）全斷面法其優(yōu)點是：工序少，相互干擾少，便于組織施工和管理；工作空間大，便于開展大型機械化施工；開挖一次成型，對圍巖的擾動次數(shù)少，有利于圍巖的穩(wěn)定；施工進度快，這是礦山法中進度最快的方法。2）臺階法，分為：長臺階法，短臺階法，超短臺階法。其共同特點是初期支護能盡快閉合。長臺階法適用范圍較全斷面法廣泛，當(dāng)全斷面缺乏大型機械，或者短隧道施工調(diào)用大型機械不劃算時，都可以考慮改用長臺階法。3）分部開挖法：環(huán)形開挖留核心土法主要優(yōu)點：開挖工作面穩(wěn)定性較好。施工安全性好。施工速度可加快。適用于一般土質(zhì)或易坍塌的軟弱圍巖。單

15、側(cè)壁導(dǎo)坑法主要優(yōu)點是明顯地提高了圍巖的穩(wěn)定性，缺點是提高工程的造價。適用于斷面跨度大，地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法特點是施工安全，但進度慢，成本高。適用于在軟弱圍巖中，當(dāng)隧道跨度更大，或因環(huán)境要求，對地表沉陷需嚴(yán)格控制時。與傳統(tǒng)礦山法比，新奧法有什么優(yōu)勢?新奧法與傳統(tǒng)礦山法相比，能節(jié)省大量木材外，還能及時施作，因而能有效的控制圍巖變形，并充分發(fā)揮圍巖的承載能力。強調(diào)閉合支護使得新奧法更符合巖體力學(xué)的原則，有利于穩(wěn)定圍巖；控制爆破比常規(guī)爆破要優(yōu)越，新奧法的分塊在同樣的條件下都要少于傳統(tǒng)的礦山法，這是因為采用了噴錨支護。因為沒有了礦山法中縱橫交錯的密布的木支撐，使得新奧法施工的工作

16、空間大為闊展。 3.洞口段施工方法：（1）全斷面法進洞，適用于二級以上圍巖，地層條件良好（2）臺階法進洞。4.什么是輔助施工措施？具體有哪些？哪些屬于預(yù)加固？哪些屬于預(yù)支護？ 在鉆爆法施工過程中，隧道隨時可能會遇到開挖工作面不能自穩(wěn)，或地表沉陷過大的情況，為了確保隧道工程順利進行和施工安全，必須采取一定的工程措施對地層進行支護或預(yù)加固。稱之為輔助施工措施。具體分為預(yù)加固和預(yù)支護。預(yù)支護措施有：預(yù)留核心土，噴射混凝土封閉開挖工作面、超前錨桿、管棚、臨時仰拱封底。預(yù)加固措施有：預(yù)注漿加固地層、地表錨噴預(yù)加固。超前小導(dǎo)管注漿有雙重作用，外插角控制在1015。第七章1.炸藥的性能：（1）敏感度：炸藥在

17、外界起爆能的作用下發(fā)生爆炸反應(yīng)的難易程度。（2）爆速：炸藥爆炸是爆轟在炸藥內(nèi)部的傳播速度。（3）爆力：炸藥爆炸時對周圍介質(zhì)做功的能力。2.常用的爆破方法是傳統(tǒng)炮眼爆破。（掏槽爆破技術(shù)，炮眼參數(shù)確定及炮眼布置、裝藥起爆）。3.炮眼的種類：（1）掏槽眼（2）輔助眼（3）周邊眼掏槽眼形式：斜眼掏槽（垂直楔形掏槽、錐形掏槽），直眼掏槽4.隧道控制爆破：光面爆破，預(yù)裂爆破。光面爆破特點盡可能維持圍巖原有完整性和穩(wěn)定性。主要參數(shù)：周邊眼的間距，光面爆破層的厚度，周邊炮眼密集系數(shù)和裝藥集中度。分區(qū)起爆順序：掏槽眼輔助眼周邊眼底板眼。預(yù)裂爆破：分區(qū)爆破順序：周邊眼掏槽眼輔助眼底板眼。5.產(chǎn)生超挖的原因：（1）

18、圍巖層理與節(jié)理（2）測量放樣誤差（3）炮眼開挖位置的準(zhǔn)確性（4）鑿巖機體構(gòu)造的影響。（5）爆破方法與參數(shù)。6.隧道防排水措施有哪些？ 盲溝 2.泄水孔 3.排水溝第八章 隧道施工的輔助導(dǎo)坑1.輔助坑道形式：橫洞，平行導(dǎo)坑，斜井和豎井。第九章 新奧法1.新奧法基本概念：用薄層支護手段來保持圍巖強度，控制圍巖變形，以發(fā)揮圍巖的自承載能力，并通過施工監(jiān)控量測來知道隧道工程的設(shè)計與施工。爆圍巖看作是支護的重要組成部分，通過監(jiān)控量測，有控制的調(diào)節(jié)圍巖的變形，最大限度的利用圍巖自承能力，是新奧法的核心。基本原則：少擾動，早支護，勤測量，緊封閉。混凝土噴射方式：干噴，潮噴，濕噴。錨桿的支護效應(yīng)：懸吊效應(yīng)、組

19、合梁效應(yīng)、加固效應(yīng)。錨桿種類：機械式錨桿、粘結(jié)式錨桿、自進式中空注漿錨桿錨桿布置：局部布置、系統(tǒng)布置。2.新奧法監(jiān)控量測的目的（1）為設(shè)計和修正支護結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)提供依據(jù)。（2）正確選擇開挖方法和支護施作時間（3）為隧道施工和長期使用提供安全信息（4）是研究新奧法力學(xué)機理和設(shè)計理論的重要途徑第十一章 1.影響瞬變壓力變化的各種因素：列車的速度，列車的橫斷面積，列車的長度，列車頭部形狀，隧道的橫斷面積，隧道長度。2.微氣壓波：列車突入隧道是形成的壓縮波，在隧道內(nèi)傳播到達出口時向外放射脈沖狀的壓力波。因素：列車速度，列車橫斷面積，列車長度，隧道長度。3.減少隧道空氣動力效應(yīng)的對策：（1）擴大隧道斷面和減小阻塞比。（2）設(shè)置洞口緩沖結(jié)構(gòu)。（3）設(shè)置通風(fēng)豎井。（4）修剪平行輔助隧道 （5）其他措施。論述題一、論述影響圍巖穩(wěn)定性因素答：自然因素方面（地質(zhì)）1）巖體結(jié)構(gòu)特征。2）結(jié)構(gòu)面性質(zhì)和空間的組合。3）巖石的力學(xué)性質(zhì)。4）圍巖的初始應(yīng)力場。5）地下水狀況。四、荷