1、隧道工程復習思考題第一章 緒論 什么是隧道？通常指用作地下通道的工程建筑物。 隧道在我國交通建設中的地位和作用是什么？重要性：隧道是交通線上的重要組成部分，是國家重要的基礎設施；必要性：快速暢通的交通網是經濟發展的前提，低等級公路已不適應高速經濟發展的需要；緊迫性：目前我國高速公路相對較少，與我國人口、經濟發展相比，太少。社會經濟發展，交 通必先行。 隧道工程的發展前景和需要解決的難題有哪些方面？發展：今后的隧道技術研究方向為非爆破的機械化施工，合理規劃與環境保護，設計可靠合理，使用安全等方面。問題：數量大，難度大，造價高。對圍巖的性質還只能從定性的角度去衡量，工程應用中偏離較大，計算模型的選

2、用和計算理論不完全符合實際，施工技術水平和管理方法還比較落后。隧道按照用途分為哪些類型？(1)交通隧道：提供運輸的孔道和通道（鐵路隧道、公路隧道、水底隧道、地下鐵道、人行地道。）(2)水工隧道：是水利工程和水利發電樞紐的一個重要組成部分。（引水隧道，尾水隧道，導流隧道（泄洪隧道），排沙隧道。）(3)市政隧道：是城市中為安置各種不同市政設施的地下孔道。（給水隧道、污水隧道、管路隧道、線路隧道、人防隧道。）(4)礦山隧道：其作用主要是為采礦服務的。（運輸巷道、給水隧道、通風隧道。）在我國隧規中隧道按照長度分為哪些類型？ (1)特長隧道： L>3000 m (2)長 隧 道：3000 m L&

3、gt;1000 m (3)中長隧道：1000 m L>500 m (4)短 隧 道： L500 m第二章 隧道勘察 隧道勘察的目的和意義是什么？隧道勘察的目的：1. 查明隧道所處位置的工程地質條件和水文地質條件 2. 為規劃、設計、施工提供資料 3. 對存在的巖土工程問題、環境問題進行分析評價提出合理的設計和施工建議4. 隧道施工和運營對環境保護的影響提出意見初步勘察和詳細勘察有何異同？初勘步驟：收集資料，工程地質選定隧道線位，初步勘察資料整理 詳細勘察：1.目的：為線位布設和編制施工圖設計提供完整的工程地質資料 2.任務：在初勘基礎上，進一步查明隧道沿線地質特征和不良地質規模、大小范圍

4、 3.步驟：(1)前期的準備工作(2)沿線地質勘察(3)試驗(4)資料整理(5)編寫詳勘報告隧道勘察方法除了收集資料、調查測繪、勘探外，據你所知還有哪些高科技手段和方法可用于隧道勘察？電法勘探；電磁法勘探（地質雷達）；地震勘探；聲波探測；重力勘探；磁力勘探；放射性勘探第三章 隧道總體設計 名詞解釋：埡口：當線路必須跨越分水嶺時，分水嶺的山脊線上總會有高程較低處。分水嶺：相鄰水系（或河流）之間的山嶺或河間高地。越嶺隧道：線路穿過分水嶺而修建的隧道。傍山隧道：山區道路通常傍山沿河而行，地勢往往變得陡峻。為改善線形、提高車速、縮短里程、節省時間，常需修建隧道，這種隧道叫做傍山隧道隧道凈空：隧道襯砌的

5、內輪廓線所包圍的空間隧道建筑限界：是指隧道襯砌等任何建筑物不得侵入的一種限界。隧道行車限界：保證隧道中行車安全，在一定高度和寬度范圍內任何物體不得侵入的限界墻效應：隧道邊墻給駕駛員造成危險的心理影響，行車偏左減少行車道仰拱：為改善上部支護結構受力條件而設置在隧道底部的反向拱形結構。隧道襯砌：是一種超靜定支護結構,是隧道的主體建筑物隧道內輪廓線：是襯砌的完成線，在內輪廓線之內的空間為隧道的凈空斷面。隧道外輪廓線：指為保持凈空斷面的形狀，襯砌必須有足夠的厚度的外緣線。該線又稱為最小開挖線隧道實際開挖線 ：為保證襯砌外輪廓，開挖時往往稍大，尤其用鉆爆法開挖時，實際開挖線不可避免的成為不規則形狀。越嶺

6、隧道選址要考慮哪些原則？傍山隧道選址要考慮哪些原則？一越嶺隧道選址：1） 埡口選擇：優先考慮在路線總方向上或其附近的低埡口雖遠離線路總方向，但埡口兩側有良好的展線條件，又不損失越嶺高程的埡口。隧道一般選在分水嶺埡口兩邊河谷標高相差不多，并且兩邊河谷平面位置接近處。工程地質和水文地質條件良好的埡口。2） 越嶺隧道標高選擇：必須進行地形、地質、施工、運營、經濟等多種因素綜合比較確定最優隧道標高。二傍山隧道選址: 傍山隧道在埋深較淺的地段，一定要注意洞身覆蓋厚度問題?？紤]河岸沖刷對山體和洞身穩定的影響考慮既有建筑物對洞身穩定的影響。線路沿山嘴繞行應與直穿山嘴的隧道方案進行比較。隧道主體建筑物和附屬建

7、筑物各包括哪些項目？主體建筑物：洞門，洞身襯砌，明洞。附屬建筑物：通風、照明、防排水、安全設備、電力、同心設備等。隧道平面設計的原則是什么？隧道平面線形，一般采用直線、避免曲線。如必須設置曲線時，應盡量采用大半徑曲線，其半徑大小不宜小于不設超高時的平面曲線半徑，并確保視距要求。隧道縱坡有哪些類型？控制隧道縱坡大小的主要因素是什么？單面坡和人字坡控制因素：(一)隧道規范要求縱坡應不小于0.3，并不大于3（二）1.通風問題2.排水問題。3.施工作業安全及工程費用。在什么情況下需要設置仰拱？在圍巖情況較差的情況下為了保證二襯混凝土的封閉成環而設置。當襯砌有側壓力時需要設置仰拱。設置仰拱時要考慮水壓力

8、，設置仰拱不僅是滿足地基承載力的要求，更重要的是使結構即使封閉，提高結構的整體承載力和側墻抵抗側壓力的能力，抵御結構的下沉變形，達到調整圍巖和襯砌的應力狀態的目的，使襯砌處于穩定狀態。 圓形襯砌、直墻式襯砌、曲墻式襯砌各適用于何種圍巖類型？ 圓形襯砌：常用于盾構法和水下隧道、膨脹性圍巖以及接近圓形的山嶺隧道。直墻式：圍巖較好，一般不產生較大的側壓力，不需要設置仰拱，可以采用直墻，此時隧道的凈斷面積最小。一般適用于、級圍巖，有時也可用于 級圍巖.曲墻式： 級以下第四章 隧道結構構造 隧道洞身襯砌有哪些類型？各適用于何種場合圍巖？(1) 直墻襯砌：一般適用于、級圍巖，有時也可用于 級圍巖. (2)

9、 曲墻式襯砌： 級以下(3) 噴錨襯砌，噴混凝土襯砌 (4) 復合襯砌(5) 偏壓襯砌：當山體地面坡陡于1:2.5(6) 喇叭口襯砌(7) 圓形斷面襯砌：山嶺隧道為了抵御膨脹性圍巖壓力(8) 矩形斷面襯砌：沉管法，明挖法施工時。 初期支護和二次支護的作用是什么？在其間設置隔離層有何作用？初期支護是為了保證施工的安全、加固巖體和阻止圍巖的變形、坍塌而設置的臨時支護措施；二次支護是為了保證隧道使用的凈空和結構的安全而設置的永久性襯砌結構。 作用：當地一層產生形變及形變壓力較大時，仍給予極少量變形的可能，可降低形變壓力。而當第一次襯砌支護力不夠時，可將少量變形壓力均勻的傳布到二次襯砌上，并依靠二次襯

10、砌進一步制止繼續變形，且不使一次襯砌出現裂縫時，二次襯砌也出現裂縫。由于兩層襯砌之間有了隔離層，則防水效果良好，且可減少二次襯砌混凝土的收縮裂縫。隧道洞門有哪些類型？ （1）端墻式洞門（2）翼墻式洞門（3）環框式洞門（4）臺階式洞門（5）遮光棚式洞門在什么情況下設置明洞？明洞是指采用明挖法修筑的隧道結構 。當隧道埋深較淺，上覆巖（土）體較薄，難采用暗挖法時，則應采用明挖法開挖隧道。在什么情況下需設置豎井或斜井？豎井作用：增加開挖工作面，通風需要 。水對隧道結構有哪些危害？在施工期間，地下水的作用不僅降低圍巖的穩定性（尤其是對軟弱破碎圍巖影響更為嚴重），增加開挖難度，且增加了支護的難度和費用，甚

11、至需采取超前支護或預注漿堵水和加固圍巖外，若對地下水處理不當，則可能造成更大的危害。在運營期間，地下水常從混凝土襯砌的施工縫、變形縫（伸縮縫和沉降縫）、裂縫甚至混凝土孔隙等通道滲漏進隧道中。隧道綜合治水的原則是什么？“以排為主，防、排、截、堵相結合”截水、排水和堵水的措施有哪些？ (1)截水措施：在地表上游設截水導流溝，地下水上游設泄水洞，或洞外井點降水 (2)排水措施：利用盲溝，泄水管，渡槽，中心排水溝或排水側溝等將水排出洞外（3）堵水措施a、噴射混凝土堵水b、塑料板堵水c、注漿堵水d、模注混凝土襯砌堵水 第五章 隧道圍巖分類與圍巖壓力 隧道圍巖分級的意義是什么？隧道圍巖分級是正確地進行隧道

12、設計與施工的基礎。1.作為選擇施工方法的依據；2.進行科學管理及正確評價經濟效益；3.確定結構上的荷載4.給出襯砌結構的類型及尺寸；5.制定勞動定額，材料消耗標準基礎等。圍巖單一性指標有哪些？1.巖石的單軸飽和極限抗壓強度2.巖石的抗壓、抗拉強度、彈性模量等物理學參數；3.巖石的抗鉆性、抗爆性等工程指標。  圍巖綜合性指標有哪些？ 巖體的彈性波傳播速度，巖石質量指標，圍巖的自穩時間。圍巖分級巖性指標選擇的原則是什么？ 1.首先應考慮選擇的圍巖穩定性有重大影響的主要因素，如巖石強度、巖體的完整性、地下水、地應力、結構面產狀，以及他們的組合關系作為分級指標；2.其次選擇測試設備比較簡單、

13、認為因素小、科學性較強的定量指標；3.再考慮分級標準時要有一定的綜合性，如復合指標等。我國公路隧道圍巖分級特點是什么？1.強調巖體的地質特征的完整性和穩定性避免單一的巖石強度指標的分級方法；2.分級指標應采用定性和定量指標相結合的方式；3.明確工程目的和內容，并提出相應的措施；4.分級應簡明，便于使用；5.應考慮吸收其他圍巖分級的優點，并盡量和我國其他工程分級一致。 我國公路隧道圍巖分級主要考慮哪些指標因素？巖體的結構特征與完整性；巖石強度；地下水新公路隧道圍巖分級的基本步驟？1）按巖體基本質量指標BQ進行初步分級；2）根據天然應力，地下水和結構面方位等對BQ進行修正；3）按修正后的【BQ】進

14、行詳細分級。施工圍巖分級有何特點？其分級的評定指標有哪些？施工階段的判定是最直接、最可靠的判定，由于施工后的隧道地質狀態已完全暴露，這給圍巖級別的判定創造了極好的條件。評定指標有：圍巖堅硬程度、圍巖完整程度、地下水狀態。什么是圍巖？什么是圍巖壓力？圍巖：指的是隧道周圍一定范圍內，對洞身的穩定有影響的巖（土）體。圍巖壓力：是指引起地下開挖空間周圍巖體和支護變形或破壞的作用力。圍巖壓力按作用力發生形態分為： 松散壓力： 形變壓力： 膨脹壓力： 沖擊壓力：什么是初始應力場、構造應力場和重力應力場？初始應力場：泛指隧道開挖前巖體的初始靜應力場；構造應力場：地質力學把構造體系和構造形式在形成過程中的應力

15、狀態稱為構造應力場；自重應力場：是巖土體內由自身重量引起的應力場隧道開挖后初始應力場將如何變化？隧道的開挖，移走了隧道內原來受力的部分巖體，破壞了圍巖的初始應力場的平衡狀態，圍巖從相對靜止狀態轉變為變動狀態。圍巖力圖達到一個新的平衡，其應力和應變開始一個新的變化運動，運動的結果使圍巖的應力重新分布并向開挖的隧道空間變形。 確定圍巖壓力有哪些方法？直接測量法，經驗法或工程類比法，理論估算法。隧規深埋圍巖壓力計算公式的適用條件是什么？ 1.H/B < 1.7， 式中H為隧道高度；2.深埋隧道；3.不產生顯著偏壓力及膨脹力的一般隧道；4.采用鉆爆法施工的隧道。深埋隧道和淺埋隧道的分界如何確定？

16、Hp（22.5）hq，當隧道覆蓋層厚度HHp時為深埋，HHp時為淺埋。深埋隧道和淺埋隧道的圍巖壓力如何計算？深埋隧道圍巖壓力的確定方法：均布豎向壓力q = 0.45 ×2 s-1× (kN/m2) 式中 ：S圍巖級別，如屬II級，則S2； 圍巖容重， (kN/m3)； 1+ i(B-5) 寬度影響系數；B 隧道寬度,(m）；i 以B5m為基準，B每增減1m時的圍巖壓力增減率。當B<5m，取i 0.2；當B > 5m,取i 0.1。 淺埋隧道圍巖壓力的確定方法：埋深(H)小于或等于等效荷載高度hq時，荷載視為均布豎向壓力 q = H （ 式中: q勻布豎向壓力；深

17、度上覆圍巖容重； H隧道埋深，指隧道頂至地面的距離。） 側向壓力e，按勻布考慮時，其值為： e = (H + 1/2 Hi)tan2(450/2) （式中: e 側向勻布壓力； 圍巖容重，以kN/m3計；H 隧道埋深，以m計；Hi 隧道高度，以m計； 一圍巖計算摩擦角，可查有關規范。）圍巖應力現場量測有哪些方法？直接量測：主要采用儀器為壓力盒、壓力傳感器等設備；間接量測：利用量測隧道襯砌的應變、變形來推算作用在其上的圍巖壓力的方法，即間接量測法。如電阻應變片、鋼筋應變計、遙測應變計、混凝土應變磚等影響隧道圍巖穩定性的自然因素和人為因素有哪些？ 自然因素：巖土體結構狀態，巖石的工程性質，地下水的

18、作用和影響，圍巖的初應力狀態；人為因素：隧道的形狀和尺寸，尤其是跨度影響較為顯著，支護結構的類型及支護時間，施工方法。第六章 隧道結構計算 共同變形理論：把圍巖視為彈性半無限體，考慮相鄰質點之間變形的相互影響。局部變形理論：應力和變形之間呈線性關系。圍巖彈性抗力：在抗力區內，約束著襯砌變形的圍巖，相應地產生被動抵抗力。隧道結構計算模型有哪些？以工程類比為主的經驗設計法；以現場量測和試驗為主的實用設計法；荷載結構模型方法；巖體力學模型方法，包括解析法和數值法。隧道結構上的主要荷載有哪些？附加荷載有哪些？主要荷載有：圍巖壓力、回填土荷載、襯砌自重、地下靜水壓力等；附加荷載有：灌漿壓力、凍脹壓力、混

19、凝土收縮應力、溫差應力以及地震力等。 第七章 錨噴支護設計與施工錨噴支護：噴射混凝土，錨桿，鋼筋網噴混凝土等結構組合起來的支護形式。 錨噴支護的工藝和受力機理有何特點？特點：及時性、粘貼性、柔性、深入性、靈活性、封閉性；什么是錨噴支護的聯結作用、組合作用和整體加固作用？聯合作用：隧道圍巖有不穩定的巖塊和巖層時，可用錨桿將它們聯結起來，并盡可能的深入到穩定的巖層中；組合作用：依靠錨桿將一定厚度的巖層，尤其是成層的巖層組合在一起，組成組合拱或者組合梁，組織巖層的滑移和坍塌；整體加固：通過有規律布置錨桿群，將隧道四周一定深度的圍巖進行擠壓和黏結加固，組成一個承載環。在錨桿預應力作用下，每根錨桿周圍圍

20、巖的巖體形成一個兩頭帶圓錐的筒狀壓縮區，每根錨桿的壓縮區彼此聯結。什么是噴射混凝土支護的局部穩定原理和整體穩定原理？局部穩定原理：危石除用錨桿支護外，也可用噴射混凝土層支護。在危石重力作用下混凝土噴層可能出現沖切破壞和撕裂破壞；整體穩定原理：噴混凝土層與圍巖表面緊密粘結、咬合使巖體密貼，組成“組合結構”或“整體結構物”共同工作。錨噴支護結構設計的力學原理是什么？采用的是圍巖體和柔性支護共同變形的彈塑性理論什么是隧道圍巖支護特性曲線？它有何特點？1） 對于一定的支護結構，作用在支護結構上的變形壓力pa與支護結構外緣所產生的徑向位移間的比值為一常數k，稱為支護的剛度系數。將pa=k*u繪出稱為支護

21、特性曲線。1）p144繪出圍巖支護特性曲線，并注明錨噴支護區和柔性支護區。P145 圍巖塑性區半徑與哪些因素有關？與支護力有關，與原巖的一次應力有關。支護力越小，塑性區越大；原巖一次應力越大，塑性區半徑越大。錨噴支護施工的原則有哪些？1. 采取各種措施，確保圍巖不出現有害松動；2. 使圍巖變形適度發展，最大限度發揮圍巖自承能力；3. 保證錨噴支護與圍巖形成共同體；4. 選擇合理的支護類型與參數，并充分發揮其功效；5. 采取正確的施工方法；6. 依據現場檢測數據指導施工。什么是隧道的開挖面空間效應？ 洞室在掘進過程中，由于受到開挖面的約束，使開挖面附近的圍巖不能立即釋放其全部位移，這種現象稱為開

22、挖面的“空間效應”第十章 隧道施工 隧道施工過程包括哪些環節？在地層中挖出土石，形成符合設計輪廓尺寸的坑道；進行必要的初期支護和砌筑最后的永久襯砌，以控制坑道圍巖變形，保證隧道長期地安全使用。隧道工程與地面工程相比有哪些特點？1）整個工程埋設于地下，因此工程地質和水文地質條件對隧道施工的成敗起著重要的、甚至是決定性的作用。2）公路隧道式一個形狀扁平的建筑物，正常情況下只有進、出兩個工作面。相對于橋梁、線路工程來說，隧道的施工速度比較慢，工期也比較長，往往使一些長大隧道成為控制新建公路通車的關鍵工程。3)地下施工環境較差，甚至在施工中還可能使之惡化。4）公路隧道大多穿越崇山峻嶺，因此，施工工地一

23、般都位于偏遠的深山峽谷之中，往往遠離既有交通線，運輸不便，供應困難。5）公路隧道埋設于地下，一旦建成就難以更改，所以，除了事先必須審慎規劃和設計外，施工中還要做到不留后患隧道常用施工方法有哪些？礦山法，掘進機法，沉管法，頂進法，明挖法等隧道施工方法的選擇需要考慮哪些問題？1）工程的重要性一般由工程的規模、使用上的特殊要求，以及工期的緩急體現出來2）隧道所處的工程地質和水文地質條件3）施工技術條件和機械裝備狀況4）施工中動力和原料供應情況5）工程投資與運營后的社會效益和經濟效益6）施工安全狀況7）有關污染、地面沉降等環境方面的要求和限制新奧法施工有哪些開挖方法？ 全斷面法、臺階法、分部開挖法新奧

24、法施工基本原則：少擾動，早噴錨，勤量測，緊封閉全斷面開挖方法有哪些優點？工序少，相互干擾少，便于組織施工和管理；工作空間大，便于組織大型機械化施工，因此施工進度高臺階法施工有哪幾種類型？長臺階法，短臺階法（短臺階法優點：短臺階法可縮短支護結構閉合的時間，改善初期支護的受力條件，有利于控制隧道收斂速度和量值；缺點：上臺階出碴時對下半斷面施工的干擾較大，不能全部平行作業。），（長短臺階法優點：超短臺階法初期支護全斷面閉合時間更短，更有利于控制圍巖變形。在城市隧道施工中，能更有效地控制地表沉陷。缺點：上下斷面相距較近，機械設備集中，作業時相互干擾較大，生產效率較低，施工速度較慢） 分部開挖法施工有哪

25、幾種類型？ 臺階分部開挖法、單側壁導坑法、雙側壁導坑法隧道施工中的不良地質類型有哪些？膨脹土圍巖、黃土、溶洞、斷層、松散地層。流沙、巖爆、瓦斯地層不良地質條件下開挖及支護可能出現的危害有哪些？土石坍塌，坑道支撐變形，襯砌結構斷裂不良地質地段隧道施工原則是什么？以"先治水、短開挖、弱爆破、強支護、早襯砌、勤檢查、穩步前進"為指導原則隧道開挖遇到溶洞常用處理方法有哪些？巖溶地段隧道常用處理的溶洞方法，有“引、堵、越、繞”四種隧道坍方的主要原因有哪些？如何進行預防？1）不良地質及水文地質條件2）隧道設計考慮不周3）施工方法和措施不當4）施工組織管理不到位；預防：1）隧道施工預防坍

26、方，選擇安全合理的施工方法和措施至關重要2）加強坍方的預測3）加強初期支護，控制坍方隧道內出現坍方如何處理？ 1）詳細觀測坍方范圍、形狀、坍穴的地質構造，查明坍方發生的原因和地下水活動情況，經認真分析，制定處理方案。2）處理坍方應先加固未坍塌地段，防止繼續發展3）處理坍方的同時，應加強防排水工作。4）坍方地段的襯砌，應視坍穴大小和地質情況予以加強5）采用新奧法施工的隧道或有條件的隧道，坍方后要加設量測點，增加量測頻率，根據量測信息及時研究對策。淺埋隧道，要進行地表下沉測量。 隧道開挖遇到松散地層時可采取哪些方法處理？一般采取先護后挖，密閉支撐，邊挖邊封閉的施工原則。具體施工方法：1）超前支護2）超前小導管預注漿3）降水、堵水附加：膨脹土圍巖有哪些特性？1）膨脹土圍