秋兰州理工大学隧道工程考试秘笈Word文档格式.docx

1、矩形隧道 ；马蹄形隧道 6）按开挖断面大小分:特大断面（100m2） 大断面（50100m2） 中等断面（1050m2） 小断面（310m2） 极小断面（3m2） 这是按国际隧道协会（ITAInternational Tunnel Association）的定义数值划分的。7）按隧道长度分（山岭隧道）:4、山岭交通隧道：1）定义：山岭交通隧道是指专供铁路或公路运输使用的地下工程结构物。它是铁路或公路的重要组成部分之一。2）功能：1.克服高程障碍: 越岭隧道 2.裁弯取直（缩短线路）: 傍山隧道或河谷隧道 3.避开不良地质地段: 4.避开其他重要建筑或工程等:第二节：隧道工程的特点优点： 1.缩

2、短线路长度，减少能耗 2.节约地皮 3.有利于环境保护 4.应用范围广泛 缺点： 1.造价较高2.施工期限长 3.施工作业环境和条件较差第三节：隧道勘察1、 隧道勘察的目的 1）查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件2）为规划、设计、施工提供资料3）对存在的岩土工程问题、环境问题进行分析评价提出合理的设计和施工建议4）对隧道施工和运营对环境保护的影响提出意见2、隧道的阶段划分及各个阶段的任务隧道勘察的三个阶段：隧道勘察阶段的划分与公路设计阶段相适应，一般分为：可行性勘察；初步勘察；详细勘察。A可行性研究勘察1预可行性研究（侧重于是收集与研究已有的文献资料）2工程可行性研究（在分析已有资料

3、的基础上，通过踏勘，实地调查，大致查明地质情况）3桥隧可行性研究现状B初步勘察1收集资料（取得隧道所在位置的初步总平面布置地形图及有关工程性质，规模的文件）2工程地质选定隧道线位（初勘工作的任务是选择经济合理、技术可行的最优隧道位置方案）3初步勘察以及资料整理（工程地质勘察的原始资料，包括调查、测绘、勘探、试验等资料）C详细勘察1目的（为线位布设和编制施工图设计提供完整的工程地质资料）2任务（在初勘基础上，进一步查明隧道沿线地质特征和不良地质规模、大小范围）3步骤（1）前期的准备工作；（2）沿线地质勘察；（3）试验；（4）资料整理；（5）编写详勘报告3地质勘察：地质勘察1地质初勘（为隧道位置选

4、择提供工程地质条件） 目的任务:选定隧道位置 基本内容: 查明控制隧道方案的工程地质问题 主要手段: 以调查与测绘为主，配合物探2地质详勘（为隧道施工图设计提供地质条件）根据批准的初步设计，对选定隧道位置详勘，为施工图设计服务对主要的重大工程地质问题作出可靠结论坑探、钻探、物探3水文勘察原因：隧道内涌水：恶化围岩稳定状态；导致施工困难；增大工程造价地表枯水：造成工业用水和饮用水困难涌水调查（了解）地下水涌水调查：内容：调查地下水的类型及其与地表水的相互补给关；调查地下水的流量、流向及水质等；预测地下水的涌水量；利用钻探成果判断涌水情况；查明涌向隧 道的地下水的范围枯水调查（了解）目的：明确由于

5、修建隧道工程而使地下水及供水受到影响，造成工业用水及居民饮水困难等；主要内容：地下水的利用状况、地下水季节性变化以及雨后变化、植被情况等与隧道涌水有关联的物探调查第四节、隧道总体设计隧道位置选择的重要性 选择合理的隧道位置不仅是选线的重要组成部分，同时也关系着施工难易、工期长短、造价大小、运营安全和运输效率。1. 越岭隧道的概念：通过山区的交通干线往往要翻越分水岭，从一个水系进入另一个水系，这段线路称之为越岭线，线路为穿越分水岭而修建的隧道称为越岭隧道。用于缩短线路，克服高程障碍。2. 选择越岭隧道的两大要素：平面位置与立面位置的选择（了解）平面位置的选择 选择垭口立面位置的选择选择高程3、傍

6、山隧道的概念：山区铁路（或公路）除越岭地段以外，线路大多是沿河傍山而行，在地势陡峻的峡谷地段，常需修建的隧道即为傍山隧道，也有称之为河谷线隧道。傍山隧道的位置选择要点 ：（了解）（1） 保证最小覆盖层厚度（2）尽量内靠（3）注意周围既有建筑对隧道稳定的影响 （4）尽可能“裁弯取直” 4洞口位置选定的原则和要求：1总的原则：早进洞、晚出洞 确保施工、运营的安全 2.洞口应尽可能设在线路与地形等高线正交处3.隧道洞口的路肩设计标高，应高于洪水设计标高4.边坡、仰坡不宜开挖过高，以保证洞口安全5.当隧道穿过悬崖陡壁时，可贴壁进洞6.当洞口地形平缓时 7.注重环境保护 5、隧道的几何设计： 隧道由主体

7、建筑物和附属建筑物两部分组成。主体建筑物包括洞门和洞身衬砌，以及由于地形地质情况而需要在洞口地段接长的明洞。附属建筑物包括通风、照明、防排水、安全设备、电力、通信设备。6、隧道的平面设计（了解） 设计要点 ： 1.在地形地质条件可能的情况下，应尽可能采用直线或大半径曲线，避免小半径曲线。 2.隧道应尽量避免设反向曲线或复曲线，以利于运营施工。 3.当洞外明线出现曲线时，最好要使曲线的缓直点（或直缓点）距洞口一定距离（如公路隧道应保证停车视距）。 4.公路隧道不设超高的最小曲线半径。第五节、隧道衬砌（它是一种超静定支护结构,是隧道的主体建筑物）衬砌结构的类型（1） 直墙衬砌（2） 曲墙式衬砌（3

8、） 喷锚衬砌（4） 复合衬砌（5） 偏压衬砌（6） 喇叭口衬砌（7） 圆形断面衬砌（8） 矩形断面衬砌（1） 直墙衬砌：适用条件：垂直围岩压力为大、水平围岩压力小的情况下；一般适用于、级围岩，有时也可用于 级围岩. （2） 曲墙式衬砌： 适用条件：通常用在 级以下的围岩水平压力较大 的情况下（3） 喷锚衬砌：（4） 复合衬砌（5） 偏压衬砌: 当山体地面坡陡于l：2.5，线路外侧山体覆盖较薄，或于地质构造造成的偏压，衬砌为承受这种不对称围岩压力而采用（6） 喇叭口衬砌（7） 圆形断面衬砌: 为了抵御膨胀性围岩压力，山岭隧道也可以采用圆形或近似圆形断面（8） 矩形断面衬砌: 沉管法、明挖法施工时

9、，广泛采用矩形断面衬砌 支护结构：初期支护（一次支护）:木支撑、型钢支撑、格栅支撑、锚喷支护等。永久支护（二次支护、二次衬砌） :整体衬砌、复合式衬砌、拼装衬砌及锚喷衬砌等4种。洞门的类别和适用条件洞门的主要作用 保证洞口边坡的安全和仰坡的稳定； 汇集在洞口附近的仰、边坡上的地表水，并引离隧道，减少洞口土石方开挖量； 作为隧道的标志性建筑物，应与隧道的规模、使用特性以及周围建筑物、地形条件等要相协调 。洞门的形式：（1）端墙式洞门：适用于岩质稳定的三级以上围岩和地形开阔的地区，是最常适用的洞门形式。（2）翼墙式洞门：适用于地质较差的四级以下围岩，以及需要开挖路堑的地方。（3）环框式洞门当洞口岩

10、层坚硬、整体性好、节理不发育、且不易风化，路堑开挖后仰破极为稳定，并且没有较大的排水要求时采用。（4）台阶式洞门：为适应山坡地形，在沿线伴山隧道半路堑情况下长采用这种形式。（5）遮光棚式洞门：当洞外需要设置遮光棚是采用，并且入口通常外伸很远。明洞：当隧道埋深较浅，上覆岩土体较薄，难采用暗挖法时，则应采用明挖法来开挖隧道。用这种明挖法修筑的隧道结构，通常称为明洞。隧道的防水和排水原则：隧道防排水应视水文地质条件因地制宜地采取“以排为主，防、排、截、堵相结合”的综合治理原则，达到排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。（1）防：采用防水混凝土使衬砌本身达到一定的抗渗强度，采用止水带封闭衬砌变

11、形缝，设置防水层等。（2）排：采用弹塑软式透水管、打孔波纹管等暗管在衬砌与围岩之间组成纵横交错的排水管网，然后将水经由暗管引入隧道内，再从洞内水沟排走。（3）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。（4）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。一般公路隧道应做到： 1、拱部不摘水、边墙不滴水。 2、路面不冒水、不积水、设备箱洞处不渗水。 3、冻害地区隧道衬砌背后不积水，排水沟不冻结第五节 隧道围岩分级与围岩压力围岩分级：以隧道围岩的稳定性为基

12、础进行分级是隧道围岩分类的总趋势。1、（了解）劳费（H.Lauffer）根据围岩的自稳时间和未支护地段的长度，将围岩分为： 稳定的、易掉块的、极易掉块的、破碎的、很破碎的、有压力的、有很大压力等七级2、围岩分级的基本要素：第I类：与岩性有关的要素；第II类：与地质构造有关的要素；第III类：与地下水有关的要素。3、围岩的分级指标 单一的岩性指标 岩石的单轴饱和极限抗压强度作为基本的分级指标，具有试验简单，数据可靠的优点； 岩石的抗压和抗拉强度、弹性模量、泊松比等物理力学参数 ； 岩石的抗钻性、抗爆性等工程指标。 综合岩性指标 岩体的弹性波传播速度岩体完整程度岩石质量指标（RQD）围岩的自稳时间

13、 岩体质量指标（Q指标）指标的选择（了解） 首先选择对隧道围岩稳定性有重大影响的因素指标； 选择测试设备简单、人为因素小、科学性强的定量指标； 选择指标要有一定的综合性。4、围岩的分级方法按其性质主要分为： 以岩石强度或物理指标为代表的分级方法按岩石强度为单一岩性指标的分级法:把岩石分为坚石、次坚石、松石及土 以岩石的物性指标为基础的分级方法：具有代表意义的是我国工程界广泛采用的岩石坚固系数“f”值分级法； 优点：指标单一，使用方便； 缺点：不能全面反映岩体固有的性态。 以岩体构造特征为代表的分级方法 优点： 正确的考虑了地质构造特征、风化状况、地下水情况等多因素对围岩的影响。 缺点：分级指标

14、缺乏定量描述。 以地质勘探手段相联系的分级方法考虑了多种因素的影响，但分级指标大体上是半定量的。分级的判断还带有一定的主观性。 组合多种因素的分级方法 以工程对象为代表的分级法目的明确，使用方便，能指导施工分级指标以定性描述为主，人为因素较大。5、围岩的分级方法有以下几方面的发展趋势： 分级应主要以岩体为对象。岩体则包括岩块和各岩块之间的软弱结构面。因此分类应重点放在岩体的研究上 分级宜与地质勘探手段有机的联系起来有一个方便而又可靠的判断手段。随着地质勘探技术的发展，这将使分类指标更趋定量化。 分级要有明确的工程对象和工程目的。 分级宜逐渐定量化。6、围岩压力的概念和算法1、围岩压力的概念：围

15、岩压力：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。从狭义上来理解，围岩压力是指围岩作用在支护结构上的压力。在工程中一般研究狭义的围岩压力。2、围岩压力的确定的方法（了解）： 直接量测法 经验法或工程类比法 理论估算法3、围岩压力的计算深埋隧道围岩压力的确定（基本必考） q = 0.45 2 s-1 （kN/m2） 式中 ：S围岩级别，如属II级，则S2； 围岩容重， （kN/m3）； 1+ i（B-5） 宽度影响系数； B 隧道宽度,（m）； i 以B5m为基准，B每增减1m时的围岩压力增减率。 当B 5m,取

16、i 0.1。适用条件 H/B 1.7， 式中H为隧道高度； 深埋隧道； 不产生显著偏压力及膨胀力的一般隧道； 采用钻爆法施工的隧道。 深、浅埋隧道的判定原则（基本必考） 隧道埋深不同，确定围岩压力的计算方法不同，应以隧道顶部覆盖层能否形成“自然拱”为原则。Hp（22.5）hq 式中:Hp深浅埋隧道分界深度; hq荷载等效高度，按下式计算： hqq/ q 深埋隧道竖向均布压力 kNm2； 围岩容重（kNm2）。在矿山法施工的条件下I级围岩取 Hp2hq级围岩取 Hp2.5hq 当隧道覆盖层厚度HHp时为深埋， HHp时为浅埋4、影响围岩稳定性的因素1）影响隧道围岩稳定性的因素一般认为有两类：一类

17、是客观存在的地质因素；另一类是设计和施工因素，或称为人为因素。2）地质因素的影响 岩土体结构状态 岩石的工程性质 地下水的作用和影响 围岩的初应力状态3）人为因素： 隧道的形状和尺寸，尤其是跨度影响较为显著 支护结构的类型及支护时间 施工方法 隧道的埋深 习题（可能是考试计算题原题） 某公路隧道进口30米处围岩是IV级，容重25kN/m3，开挖断面宽度12米，隧道上覆岩体厚度8米，试计算并判断该处隧道属深埋还是浅埋？第六节 隧道的结构计算1、 三个概念 弹性抗力：衬砌在受力过程中的变形，一部分结构有离开围岩形成“脱离区”的趋势，另一部分压紧围岩形成所谓“抗力区”，在抗力区内，约束着衬砌变形的围

18、岩相应地产生被动抵抗力 局部变形理论：是以温克尔（E.Winkler）假定为基础的。它认为应力和变形之间呈线性关系，即为围岩弹性抗力系数 共同变形理论把围岩视为弹性半无限体，考虑相邻质点之间变形的相互影响。 隧道结构是由周边围岩和支护结构两者组成共同的并相互作用的结构体系.（了解） 2、曲墙是衬砌的计算过程：1）计算图式和计算假定；2）主动荷载作用下的力法方程和衬砌内力3）最大抗力值的计算4）在单位抗力作用下的内力 5）衬砌最终内力计算及校核计算结果的正确性 第七节 锚喷支护结构的设计与施工1、锚喷支护的特点 及时性：喷射砼，如早强，能迅速给围岩提供支护抗力； 密贴性：喷射砼与围岩能全面密贴粘

19、结，粘结力一般可达70kg/cm3； 柔性：容易调节围岩变形，可控制围岩塑性变形适度发展，发挥自承能力； 深入性：锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，形成承载圈； 灵活性：支护类型、参数、数量可灵活调整。 封闭性：可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。2、目前我国所有山岭隧道和一些城市地下工程都先采用锚喷的柔性支护结构，是为了能做到：（1）容许围岩发生有限变形 （2）发挥围岩的自承能力 （3）节省工程造价3、锚杆的力学作用 悬吊作用：将不稳定岩层悬吊在坚固岩层上，阻止围岩移动滑落 减跨作用：在隧道顶板岩层中打入锚杆，相当于在顶板上增加了支点，使隧道跨度减小，从而使顶板岩体应力减小。 组合梁作用：在岩层

20、中打入锚杆，将若干薄弱岩层锚固在一起，类似将叠合的板梁变成组合梁，提高岩层的承载力。 整体加固作用：锚杆群锚入围岩后，其两端附近岩体形成圆锥形压缩区，按照一定间距排列的锚杆在锚固力作用下构成承载环。4、喷射砼的作用 充填裂隙加固围岩； 找平，封闭围岩表面防止风化； 喷砼与围岩组成共同承载结构。5、锚喷支护的工艺和推荐工艺（这个自己总结，我没有找到具体答案）锚喷支护施工原则 1、采取各种措施，确保围岩不出现有害松动2、使围岩变形适度发展，合理利用围岩自承能力3、保证锚喷支护与围岩形成共同体 4、选择合理支护类型和参数，并充分发挥其功效 5、合理安排施工程序6、依据现场监测数据指导施工 6、围岩支

21、护特性曲线（结合课本理解）第八节 隧道通风1、 为什么要通风？答：隧道内污染的形成 施工期间：爆破、施工设备、瓦斯 运营期间：汽车排放出的废气，CO和烟雾 隧道内突发事件的产生：火灾、消防、交通混乱由于这些原因，而隧道是一个闭塞空间，一般只有进出口和大气相通，污染物不能很快扩散，因此隧道内的污染空气会逐渐积累，当浓度达到一定程度将会影响到人的身体健康和行车的安全。2、改善隧道内污染的途径（了解） 消除污染源-改造汽车 使用滤毒滤烟设备，还原被污染空气 将污染空气稀释到容许浓度值以下 突发事件应急措施研究、隧道结构研究、路面结构研究2、 通风的分类和适用条件？（此处仅供参考）自然通风、机械通风机

22、械通风：适用条件（双向交通隧道LXN6X105；单向交通隧道：LXN2X105。L为隧道长度；N为设计交通流量，辆/h）a：纵向式（射流式、风道式和喷嘴式、竖井排风）b：半横向式（送风式、吸风式）c：全横向式d：混合式纵向射流式：双向交通时可用于长度1km以下的隧道单向交通时可用于2km左右的隧道水底隧道 全横向式通风城市隧道 全横向式和半横向式山岭隧道 纵向式通风和半横向式第九节 隧道照明1、 为什么照明？即照明的目的，把必要的视觉信息传递给司机，防止因视觉信息不足而出现交通事故，从而保证行车安全和增加行车舒适性。2、 几个概念1）由亮度极高进入黑暗，有适应的滞后现象黑洞效应2）进入隧道后由

23、明亮的外部进入一个较暗的隧道，视觉会有一定的适应时间，然后才能看清隧道内部的情况，这种现象称为“适应的滞后现象 ”3）亮度曲线：沿道路轴线，由入口洞外的接近段经入口段、过渡段、中间段直至出口段，司机在白天所需要的路面亮度变化曲线，称为亮度曲线。3、照明区段的划分：长隧道照明基本上可以按接近段、入口段、过渡段、中间段和出口段五个区段划分。4、亮度曲线的组成：亮度曲线： 自然光在路面反射引起的亮度有可以利用的亮度和需要限制的亮度两部分； 人工照明在路面反射引起的亮度是因自然光不足或根本影响不到而需用人工照明加以弥补的亮度，人工亮度沿路轴的变化曲线称为人工亮度曲线。第十节 隧道钻爆施工方法及其基本作

24、业隧道施工方法及其选择 隧道施工方法：矿山法、掘进机法、沉管法、顶进法、明挖法等。1、 新奥法施工的基本原则（核心内容就是充分发挥围岩的自承能力。） 以锚杆、喷射混凝土为主要支护方法，通过监测控制围岩的变形，动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧道施工方法原则：少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭、2、新奥法分类：全断面法、台阶法、分部开挖法。3、新奥法中各种方法的适用情况全断面开挖方法：适用于较完整的、坚硬围岩，如、级围岩。优点（了解） 工序少，相互干扰少，便于组织施工和管理； 工作空间大，便于大型机械化施工 ； 施工进度高，目前，我国公路隧道一般都能保持月进成洞平均150m左右，高者已接近300

25、m月。 施工环境较好台阶法：适用于跨度较大，围岩较破碎的情况。 长台阶法：适用范围较全断面法广泛，凡是在全断面法中开挖面不能自稳，但围岩坚硬不用底拱封闭断面的情况，都可采用长台阶法。 短台阶法：适用范围很广，-级围岩都能采用，尤其适用于、级围岩，是新奥法施工中主要采用的方法之一。 超短台阶法 ：适用于膨胀性围岩和土质围岩，要求及早闭合断面的场合。 也适用于机械化程度不高的各类围岩地段。分部开挖法导洞开挖：适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩中。单侧壁导坑法：适用于断面跨度大，地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中。双侧壁导坑法：单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法。附录1：真题填空题1、隧

26、道工程按施工方法分为 、 、 、 。2.隧道的通风方式有 、 、 、 、 。3.当隧道翻越风水岭时，为了尽量减少隧道的长度，建议 穿越。名词解释1、隧道：2.隧道净空：3.隧道建筑界限：4.明洞5.锚喷支护：简答题1、简述隧道工程的发展。2、简述锚喷支护的类型以及锚喷支护的特点。3.明洞的类型及其作用。4.新奥法与传统矿山法的区别。论述题1、论述隧道工程与地面工程的区别。2.论述“新奥法”思想的核心以及新奥法指导隧道设计和施工的原则计算题1、某公路隧道进口30米处围岩是IV级，容重25KN/m3.隧道净高7米，开挖断面宽度12米，隧道上覆岩体厚度8米，试计算并判断隧道是深埋还是浅埋？并且计算竖向和水平方向的围岩压力？附录2：补充知识点（了解）1、与传统矿山法相比，新奥法有什么优势？145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