(完整word版)中南大学隧道工程简答题合集

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水管网,然后将水经由暗管引入隧道内,再从洞内水沟排走。截:在洞口边、仰坡开挖线5m以外,设置排水沟,并加以铺砌,将地表水拦截在边、仰坡范围之外;或对洞顶地表的陷穴、深坑加以回填,对裂缝进行堵塞。堵:普遍采用的方法是压浆,还可以采用压浆分段堵水,使地下水集中在一处或几处后再引入隧道内排出。

第四章

1试说明影响围岩稳定性的主要因素有哪些?在进行围岩分类时主要考虑什么因素?我国交通隧道围岩分类对这些因素是如何处理的? 答:影响围岩稳定性的因素 ⑴地质因素~客观因素

⑴ 岩体结构特征

⑵ 结构面性质和空间的组合 ⑶ 岩石的力学性质 ⑷ 地下水的影响

⑸ 围岩的初始应力状态 ⑵人为因素~主观因素、工程因素 ⑴ 隧道形状和尺寸 ⑵ 支护结构类型 ⑶ 施工方法

在进行围岩分类时主要考虑4种因素 ①岩石坚硬程度 ②围岩完整状态 ③地下水

④围岩初始地应力

基本分级+修正分级

公路: 初步分级~相当于铁路的基本分级 依据:围岩主要定性特征

铁路:基本分级+围岩弹性纵波速度=铁路隧道围岩分级表

依据:围岩主要工程地质条件,由两条组成:岩石坚硬程度和围岩完整程度

2.计算题 参考书p88

第五章

1.隧道结构的受力特点?隧道结构体系的概念?

受力特点:1、隧道工程是在自然状态下的岩土地质中开挖的,隧道周边围岩的地质环境对隧道支护结构的计算起着决定性作用。2、隧道支护结构周围的围岩不仅对支护结构产生荷载,同时它本身又是一种承载体,隧道开挖后的围岩压力是由围岩本身和支护结构共同来承载的。3、作用在支护结构上的荷载受到施工方法和施工时间的影响4、与地面结构不同,隧道工程支护结构安全与否,既要考虑到支护结构能否承载,又要考虑围岩是否失稳。 隧道结构体系概念:是埋置于地层中的结构物,它的受力变形于围岩密切相关,支护结构于围岩作为一个统一的受力体相互约束,共同作用。

2.什么是荷载-结构模型?什么是岩体力学模型

荷载结构模型:以支护结构作为承载主体,围岩对支护结构的变形起约束作用的计算模型,它认为围岩对支护结构的作用只产生作用在结构上的荷载(包括主动的围岩压力和被动的围岩弹性抗力)

岩体力学模型:以围岩为承载主体,支护结构限制围岩向隧道内变形的计算模型

3.什么是围岩弹性抗力?计算模型中有几种处理方式?温氏假定和它有什么关系? 围岩弹性抗力:隧道支护结构与围岩的相互作用是通过围岩对支护结构的变形产生的弹性抗力来体现的

几种处理方式:1、主动荷载模式2、主动荷载加被动荷载(弹性抗力)模式3、实际荷载模 式

温氏假定:隧道弹性抗力的计算主要采用局部变形理论,它以温克尔假定为基础

4. 采用直刚法计算时,隧道结构有哪三种单刚?拼总刚的两个条件是什么? 三种单刚:1.代表衬砌结构能承受轴力和弯矩的直梁单元(衬砌单元) 2.模拟围岩对衬砌的约束作用的弹性支承链杆单元 3.模拟墙脚弹性固定的弹性支座单元 条件(不确定书P114):(1)只有汇交于节点i的单元才可能对结构刚度矩阵第i行的子阵提供维持节点平衡的杆端力,因此,在组成结构刚度矩阵第i行中的子阵时,只需考擦共有节点i的各单元的影响。 (2)各单元对结构刚度矩阵有影响的子阵的两个下标,与结构刚度矩阵中同一个子阵的两个下标完全相同。

5.衬砌截面强度检算目前有几种方法? 1.破损阶段法2.概率极限状态法

6.洞门如何检算?

洞门具体计算内容包括:墙身偏心及强度,绕墙趾的抗倾覆性,沿基底滑动的稳定性以及基底应力检算,洞门端墙及挡(翼)墙计算结果应满足要求。

第六章

1.新奥法的施工方法有?它们各自的特点及适用条件?

1)全断面法其优点是:工序少,相互干扰少,便于组织施工和管理;工作空间大,便于开展大型机械化施工;开挖一次成型,对围岩的扰动次数少,有利于围岩的稳定;施工进度快,这是矿山法中进度最快的方法。

全断面法原则上适用于Ⅳ~Ⅰ级围岩中的铁路单线隧道、Ⅲ~Ⅰ级围岩中的铁路双线和公路双车道隧道;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,否则采用机械化施工的经济性差,根据经验,这个长度不宜小于1km。

2)台阶法,分为:①长台阶法,②短台阶法,③超短台阶法。其共同特点是初期支护能尽快闭合。长台阶法适用范围较全断面法广泛,当全断面缺乏大型机械,或者短隧道施工调用大型机械不划算时,都可以考虑改用长台阶法,长台阶法一般用于Ⅲ~Ⅰ级围岩中的双线铁路隧道,或Ⅳ级围岩中的单线铁路隧道,以及公路隧道中开挖宽度相当的隧道。短台阶法缺点是长度有限,出碴时对下半断面施工的干扰较大,不能全部平行作业,可以用于稳定性较差的围岩,主要用于Ⅴ、Ⅳ级围岩。超短台阶法适用于在软弱地层中开挖的施工方法,一般

在爆破施工难度较大的地层(如膨胀性围岩、土质地层等)中采用。

3)分部开挖法,分为:①环形开挖留核心土法,②单侧壁导坑法,③双侧壁导坑法。环形开挖留核心土法(台阶分部开挖法、留核心土法)主要优点:①开挖工作面稳定性较好。②施工安全性好。③施工速度可加快。适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩。单侧壁导坑法主要优点是明显地提高了围岩的稳定性,缺点是提高工程的造价。适用于断面跨度大,地表沉陷难于控制的软弱松散围岩。双侧壁导坑法特点是施工安全,但进度慢,成本高。适用于在软弱围岩中,当隧道跨度更大,或因环境要求,对地表沉陷需严格控制时。

4)其它施工方法。中隔墙法(简称“CD”法)和交叉中隔墙法(简称“CRD”法),适用于软弱地层的施工方法,特别是对于控制地表沉陷有很好的效果,一般主要用于城市地铁隧道施工中。

2.与传统矿山法比,新奥法有什么优势?新奥法与传统矿山法相比,除了能节省大量木材外,还能及时施作,因而能有效的控制围岩变形,并充分发挥围岩的承载能力。强调闭合支护使得新奥法更符合岩体力学的原则,有利于稳定围岩;控制爆破比常规爆破要优越得多,它能按设计要求有效的形成开挖轮廓线,并能将爆破对围岩的扰动降低到最低的程度,新奥法的分块在同样的条件下都要少于传统的矿山法,这是因为采用了喷锚支护的缘故。同时,因为没有了矿山法中纵横交错的密布的木支撑,使得新奥法施工的工作空间大为阔展,给施工创造了有利条件。

3.什么是辅助施工措施?具体有哪些?哪些属于预加固?哪些属于预支护? 在钻爆法施工过程中,隧道随时可能会遇到开挖工作面不能自稳,,或地表沉陷过大的情况,为了确保隧道工程顺利进行和施工安全,必须采取一定的工程措施对地层进行支护或预加固。称之为辅助施工措施。具体分为预加固和预支护。其中,预支护措施有:预留核心土,喷射混凝土封闭开挖工作面、超前锚杆(亦可用小钢管)、管棚、临时仰拱封底。预加固措施有:预注浆加固地层、地表锚喷预加固。

第七章

4.隧道防排水措施有哪些? 1. 盲沟 2.泄水孔 3.排水沟

5.有轨运输与无轨运输各自的特点如何?

有轨运输特点:优点有轨运输基本上不排出有害气体,对空气污染较轻,设备构造简单,容易制作;占用空间小而且固定等。不足之处在于轨道铺设较复杂,维修工作量大;调车作业复杂;开挖面延伸轨道影响正常装碴作业等。无轨运输主要指汽车运输。

论述题

一、论述影响围岩稳定性因素 答:自然因素方面(地质)

1)岩体结构特征。从稳定性角度看,岩体结构特征可以简单地用岩体地破碎程度或完整性表示,一般情况下,岩体越破碎,坑道越容易失稳。 2)结构面性质和空间的组合。在块状或层状结构的岩体中,控制岩体破坏的主要因素是软弱结构面的性质,以及它们在空间的组合状态。单一的软弱结构面,一般不影响坑道的稳定性,只有当结构面与隧道轴线的相互关系不利时,才能构成容易坠落的分离岩体。

3)岩石的力学性质。整体结构的围岩,控制围岩稳定性的主要因素时岩石的力学性质,尤其时岩石的强度。一般说来,岩石强度越高,坑道越稳定。 4)围岩的初始应力场。围岩的初始应力场是隧道围岩变形、破坏的根本作用力,它直接影响围岩的稳定性。 5)地下水状况。地下水是造成坍方,使围岩丧失稳定性的最主要的因素之一。水可以使岩石软化,冲走充填物或使夹层软化,对某些岩石还会遇水膨胀。 人为因素方面

1) 隧道形状和尺寸:形状方面,一般圆形断面受力较好,稳定性好;高度跨度比(简

称高跨比)越大越容易稳定;尺寸方面断面越大,稳定性越差。

2) 隧道埋深:埋深较浅时,随深度增大,自稳能力增大;但当深度很大时,初始应力

场过大,可能出现岩爆、大变形等,使自稳能力下降。

3) 施工方法:施工的开挖扰动强度越小,次数越少,围岩自稳能力越大;

4) 支护时间和类型:过早支护且刚度较大,支护承担的围岩较大,过晚则围岩可能变

形过大,降低或丧失稳定性。

二、论述隧道洞口位置选择的基本原则

答:总的原则:早进晚出,即:为了施工及运营的安全,宁可早一点进洞,晚一点出洞。具体原则如下:

1) 洞口应该尽可能地设在山体稳定、地质较好、地下水不太丰富的地方。 2) 洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处,不要与水争路。

3) 洞口应该尽可能设在线路与地形等高线相垂直的地方,使隧道正面进入山体,洞门

结构物不致受到偏侧压力。

4) 当线路位于有可能被淹没的河滩上或水库回水影响范围以内时,隧道洞口标高应该

在洪水位以上,并加上波浪的高度,以防洪水倒灌到隧道中去。

5) 为了保证洞口的稳定和安全,边坡及仰坡均不宜开挖过高,不使山体扰动太厉害。 6) 若洞口附近遇到有水沟或水渠横跨线路时,可以设置挖槽开沟的桥梁或涵洞,以排

水。

7) 若洞口前方岩壁陡立,基岩裸露,此时最好不要动原生坡面,不开挖山体。 8) 洞口以外必须留有生产活动的场所。

总的来说,选定隧道洞口位置时,首先要按照地质条件控制边坡和仰坡的高度和坡面长度,其次是避开不良地质区域和排水影响,最后才谈得到从经济方面进行比较。 三、论述防排水对工程的不利影响。

1) 对围岩和支护衬砌的影响。增大围岩压力,包括:a、增大围岩容重,b、产生水压力,

c、产生膨胀力(膨胀性围岩),d、产生冻胀力(寒区隧道);同时降低降低承载力,a、软化围岩b、. 加速围岩风化c、冲蚀衬背围岩d、侵蚀支护结构

2) 对施工方面:a、引发施工灾害,如:涌水、突泥、塌方b、因为洞内排水,增加工作量

时降低施工效率c、威胁人员健康

3) 运营方面。a、使运营环境恶化,如:降低设备效率,缩短寿命,侵蚀衬砌结构b、水雾

造成能见度减低等,威胁运营安全 四、荷载结构法和地层结构法的区别:

荷载结构法。以松弛和在理论为基础,认为:围岩虽具有一定得承载能力,但极可能应为松弛的发展而导致失稳,结果是对支护结构发生荷载作用,因此该模型以支护结构作为承载主体和分析对象。以结构力学的方法计算,作用1、围岩压力2、围岩弹性抗力,围岩自身的承载力则间接考虑。适用于,过分松弛、坍塌的围岩。

地层结构法。以岩承理论为基础,认为围岩的承载能力不仅要尽可能利用,还应当保护

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