第二章隧道勘察
1、隧道勘察的目的和意义是什么？
答：
目的：
查明隧道所处位置的工程地质条件和水文地质条件，隧道施工和运营对环境保护的影响。
意义：
为规划、设计、施工提供资料，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，从而使隧道工程经济合理和安全可靠。
2、初步勘察和详细勘察有何异同？
P9
初步勘察：
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；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；工程地质勘察的原始资料，包括调查、测绘、勘探、试验等资料；详细勘察：
为线位布设和编制施工图设计提供完整的工程地质资料；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；
（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、隧道勘察方法除了收集资料、调查测绘、勘探外，据你所知还有哪些高科技手段和方法可用于隧道勘察？
电法勘探；电磁法勘探（地质雷达）；地震勘探；声波探测；重力勘探；磁力勘探；放射性勘探
隧道勘察三个阶段：
可行性研究阶段，初步勘察，详细勘察
第三章隧道总体设计
名词解释
分水岭：
相邻两个流域之间的山岭或高地。
降落在分水岭两边的降水沿着两侧的斜坡汇入不同的河流。
越岭隧道：
路线为穿越分水岭而修建的隧道。
傍山隧道：
山区道路通常傍山沿河而行，山区河流的特点是河床狭窄、弯曲，经过常年的河水侵蚀和风化作用，地势往往变得陡峻。
为改善线形、提高车速、缩短里程、节省时间，常需修建隧道，这种隧道叫做傍山隧道。
隧道净空：
隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。
隧道建筑限界：
是指隧道衬砌等任何建筑物不得侵入的一种限界。
隧道行车限界：
保证隧道中行车安全，在一定高度和宽度范围内任何物体不得侵入的限界。
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。
仰拱：
仰拱是为改善上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构。
隧道衬砌：
它是一种超静定支护结构,是隧道的主体建筑物。
隧道内轮廓线：
是衬砌的完成线，在内轮廓线之内的空间为隧道的净空断面。
隧道外轮廓线：
指为保持净空断面的形状，衬砌必须有足够的厚度（或称最小衬砌厚度）的外缘线。
该线又称为最小开挖线。
隧道实际开挖线：
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的成为不规则形状。
1、越岭隧道选址要考虑哪些原则？
（P31）傍山隧道选址要考虑哪些原则？
答：
越岭隧道选址原则：
逢山穿洞，宁长勿短，早进晚出--避免洞口深挖；宁里勿外，宁深勿浅，避软就硬--避免不良地质。
（网上找的，最好结合书本看看）
傍山隧道选址原则：
①傍山隧道在埋深较浅的地段，一定要注意洞身覆盖厚度问题。
②考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响。
③考虑既有建筑物对洞身稳定的影响。
④线路沿山嘴绕行应与直穿山嘴的隧道方案进行比较。
2、隧道主体建筑物和附属建筑物各包括哪些项目？
答：
主体建筑物包括洞门和洞身衬砌，以及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、通信设备等。
3、隧道平面设计的原则是什么？
答：
一般采用直线，避免曲线。
如需设置曲线时，应尽量采用大半径曲线，并确保视距要求。
4、隧道纵坡有哪些类型？
控制隧道纵坡大小的主要因素是什么？
答：
类型：
单向坡和人字坡两种。
主要因素：
通风问题和排水问题。
5、在什么情况下需要设置仰拱？
答：
①基础承载力不够，下沉；底鼓的隆起变形，需调整衬砌应力；
②围岩变形过大，需封闭围岩，提高机构的整体承载力；
③需增加底部和墙部的支撑抵抗力，防止内挤而产生剪切破坏。
6、圆形衬砌、直墙式衬砌、曲墙式衬砌各适用于何种围岩类型？
答：
圆形断面：
常常用于盾构法和水下隧道、膨胀性围岩以及接近圆形的山岭隧道。
直墙式衬砌：
围岩较好，一般不产生较大的侧压力，不需要设仰拱，可以采用直墙，适用于无明显断层和围岩结构完整的地质条件，多用于Ⅰ、Ⅱ级围岩有时也可用于Ⅳ级围岩。
曲墙式衬砌：
顶板以上设置通风道时，适用于Ⅳ级以上的围岩。
第四章隧道结构构造
1、隧道洞身衬砌有哪些类型？
各适用于何种场合围岩？
（1）直墙式衬砌
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Ⅱ、Ⅲ级围岩，有时也可用于Ⅳ级围岩.
（2）曲墙式衬砌
适用条件：
通常用在Ⅳ级以下的围岩水平压力较大的情况下
（3）喷混凝土衬砌、喷锚衬砌及复合式衬砌
（4）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，或由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
（5）喇叭口隧道衬砌
在山区双线隧道，为绕过困难地形或避开复杂地质地段，减少工程量，将一条双幅公路隧道分建为两个单线隧道或两条单线并建为一条双幅的情况。
（6）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；盾构法、沉管法施工的隧道
（7）矩形断面衬砌
沉管法、明挖法施工时，广泛采用矩形断面衬砌
2、初期支护和二次支护的作用是什么？
在其间设置隔离层有何作用？
（1）一次支护是为了保证施工的安全，加固岩体和阻止围岩变形、坍塌而设置的临时支护措施，常用支护形式有木支撑。
型钢支撑。
格栅支撑、锚喷支护等，其中型钢支撑、格栅支撑、锚喷支护一般作为永久支护的一部分，与永久支护共同工作。
（2）二次支护是为了保证隧道使用的净空和结构的安全而设置的永久性衬砌结构。
（3）两层之间宜采用缓冲。
隔离的防水夹层，其目的是，当第一层产生的形变及形变压力较大时，仍给予极少量形变的可能，可降低形变压力。
防水效果良好，且可减少二次衬砌混凝土的收缩裂缝。
3、隧道洞门有哪些类型？
（1）端墙式洞门
（2）翼墙式洞门（3）环框式洞门（4）台阶式洞门（5）遮光棚式洞门
4、在什么情况下设置明洞？
当隧道埋深较浅，上覆岩（土）体较薄，难采用暗挖法施工时，则采用明挖法来开挖隧道。
5、在什么情况下需设置竖井或斜井？
作用1：
增加开挖工作面。
作用2：
通风需要
6、水对隧道结构有哪些危害？
P72
在施工期间，地下水的作用不仅降低围岩的稳定性（尤其是对软弱破碎围岩影响更为严重），增加开挖难度，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外，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（伸缩缝和沉降缝）、裂缝甚至混凝土孔隙等通道渗漏进隧道中。
7、隧道综合治水的原则是什么？
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
8、截水、排水和堵水的措施有哪些？
（1）洞外防排水措施：
A、地表处理B、洞顶天沟截水C、明洞顶防排水D、洞门排水E、洞内外水沟衔接
（2）、洞内防排水措施
排水措施
a、洞内排水沟b、衬砌背后盲沟c、泄水洞或洞外井点降水d、中心排水沟或路侧排水沟
防水措施
a、防水板b、喷膜防水层c、混凝土自防水
堵水措施
a、喷射混凝土堵水b、塑料板堵水c、注浆堵水d、模注混凝土衬砌堵水
第五章隧道围岩分类与围岩压力
1.隧道围岩分级的意义是什么？
围岩分级:
隧道设计、施工的基础。
主要突出差异性,是量的界定,强调的是等级特征.
2.围岩单一性指标有哪些？
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。
3.围岩综合性指标有哪些？
岩体的弹性波传播速度，岩石质量指标（RQD），围岩的自稳时间
4.围岩分类岩性指标选择的原则是什么？
⑴首先选择对隧道围岩稳定性有重大影响的因素指标；
⑵选择测试设备简单、人为因素小、科学性强的定量指标；
⑶选择指标要有一定的综合性。
5.我国公路隧道围岩分级特点是什么？
以隧道围岩的稳定性为基础进行分级是隧道围岩分类的总趋势。
6.我国公路隧道围岩分级主要考虑哪些指标因素？
围岩基本分级应由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素确定。
岩石坚硬程度和岩体完整程度应采用定性划分和定量指标两种方法确定。
（岩体的结构特征与完整性、岩石强度、地下水）
7.新公路隧道围岩分级的基本步骤？
（1）按岩体基本质量指标BQ进行初步分级；
（2）根据天然应力、地下水和结构面方位等对BQ进行修正；
（3）按修正后的［BQ］进行详细分级；
8.施工围岩分类有何特点？
其分类的评定指标有哪些？
施工阶段围岩判定具有直接性、可靠性、重要性特征，因此，施工阶段围岩级别的判定是一个重要而现实的问题。
评定因素采用围岩坚硬程度、围岩完整性程度、和地下水状态三项因素，细分为十三个子因素，即3－13评定;
9.什么是围岩？
什么是围岩压力？
围岩：
隧道周围一定范围内，对其稳定性产生影响的岩体
围岩压力：
是指隧道开挖后，围岩作用在隧道支护上的压力，是隧道支撑或衬砌结构的主要荷载之一。
其性质、大小、方向以及发生和发展的规律，对正确地进行隧道设计与施工有很重要的影响。
10什么是初始应力场、构造应力场和重力应力场？
初始应力场：
繁殖隧道开挖前岩体的初始静应力场。
构造应力场：
地层各处发生的一切构造变形与破裂都是地应力作用的结果，因而地质学家就把构造体系和构造形式在形成过程中的应力状态称为构造应力场。
重力应力场：
由岩体的体力或重力形成的应力场。
11隧道开挖后初始应力场将如何变化？
（课本P89）
隧道的开挖，移走了隧道内原来受力的部分岩体，破坏了围岩的初始应力场的平衡状态，围岩从相对静止状态转变为变动状态。
12确定围岩压力有哪些方法？
直接量测法，经验法或工程类比法，理论估算法
13深埋隧道围岩压力如何确定？
深埋隧道围岩压力的确定（工程类比法）
q=0.45×2s-1×γω（kN/m2）
14《隧规》深埋围岩压力计算公式的适用条件是什么？
①H/B<1.7，式中H为隧道高度；
②深埋隧道；
③不产生显著偏压力及膨胀力的一般隧道；
④采用钻爆法施工的隧道。
15深埋隧道和浅埋隧道的分界如何确定？
深、浅埋隧道的判定原则（以隧道顶部覆盖层能否形成“自然拱”为原则）
Hp＝（2～2.5）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：
hq＝q/γ
q—深埋隧道竖向均布压力kN／m2；
γ—围岩容重（kN／m2）。
矿山法施工的条件下：
I～Ⅲ级围岩取Hp＝2hq；Ⅳ～Ⅵ级围岩取Hp＝2.5hq
当隧道覆盖层厚度H≥Hp时为深埋，H＜Hp时为浅埋。
16围岩应力现场量测有哪些方法？
直接量测（主要采用仪器为压力盒、压力传感器等设备），
间接量测（利用量测隧道衬砌的应变、变形来推算作用在其上的围岩压力的方法）
17影响隧道围岩稳定性的自然因素和人为因素有哪些？
客观的地质因素：
⑴岩土体结构状态⑵岩石的工程性质⑶地下水的作用和影响⑷围岩的初应力状态
人为因素：
⑴隧道的形状和尺寸，尤其是跨度影响较为显著⑵支护结构的类型及支护时间⑶施工方法⑷隧道的埋深
第六章隧道结构计算
1.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，k为围岩弹性抗力系数
2.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岩相应地产生被动抵抗力
3.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。
4.隧道结构体系的计算模型
（1）以工程类比为主的经验设计法；
（2）以现场量测和试验为主的实用设计法
（3）荷载—结构模型方法
（4）岩体力学模型方法，包括解析法和数值法。
5.附加恒载：
指非经常作用的荷载，有灌浆压力，冻胀压力，混凝土收缩应力，温差应力以及地震力等。
6.隧道结构的主要荷载：
指长期及经常作用的荷载，有围岩压力，回填土荷载，衬砌自重，地下静水压力等
第七章锚喷支护设计与施工
1.锚喷支护的工艺和受力机理有何特点？
（参考课本135页）
⑴及时性：
喷射砼，如早强，能迅速给围岩提供支护抗力；
⑵粘贴性：
喷射砼与围岩能全面密贴粘结，粘结力一般可达70kg/cm3；
⑶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；
⑷深入性：
锚杆可深入围岩一定深度加固围岩，形成承载圈；
⑸灵活性：
支护类型、参数、数量可灵活调整。
⑹封闭性：
可阻止水对围岩的侵蚀而引起风化等。
2.什么是锚喷支护的联结作用、组合作用和整体加固作用？
联结作用：
隧道围岩有不稳定的岩块和岩层时，可用锚杆将他们联结起来，并尽可能的深入到稳定的岩层中。
组合作用：
在岩层中打入锚杆，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，阻止岩层的滑移和坍塌，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。
3.什么是喷射混凝土支护的局部稳定原理和整体稳定原理？
局部稳定原理：
喷混凝土支护结构通过及时的封闭岩层表面的节理、裂隙，填平或缓和表面的凹凸不平，使洞室内轮廓较为平顺，从而提高节理裂隙间的粘结力、摩擦阻力和抗剪强度，减少应力集中现象出现。
。
。
。
（喷混凝土只要支护住最先掉落的危石，封闭加固附近的岩体，则洞室就能稳定。
而喷混凝土层在危石自重力作用下，可能出现冲切破坏和撕开破坏）见P140上
整体稳定性原理：
喷混凝土层与围岩体表面紧密黏结、咬合、使洞室表面岩体形成较平顺的整体，依靠结合面处的抗拉、抗压、抗剪能力，与岩体密贴组成“组合结构”或“整体结构物”共同工作。
4.锚喷支护结构设计的力学原理是什么？
采用的是围岩体和柔性支护共同变形的弹塑性理论。
5.什么是隧道围岩支护特性曲线？
它有何特点？
P144
6.绘出围岩支护特性曲线，并注明锚喷支护区和柔性支护区。
7.围岩塑性区半径与哪些因素有关？
洞室所处的原岩一次应力越大，则围岩塑性区半径越大，反映围岩强度性质的两个指标，即黏结力和内摩擦角值越小，岩体强度愈低，则围岩塑性区半径就愈大
8.锚喷支护施工的原则有哪些？
（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
9.什么是隧道的开挖面空间效应？
开挖面的“空间效应”，是指洞室在掘进过程中，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”
新奥法思想核心：
1）保护围岩
（2）调动和发展围岩的自承能力。
新奥法基本原则：
少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭。
第十章隧道施工
1、隧道施工过程包括哪些环节？
在地层中挖出土石，形成符合设计轮廓尺寸的坑道；进行必要的初期支护和衬砌最后的永久衬砌，以控制坑道围岩变形，保证隧道长期安全使用。
2、隧道工程与地面工程相比有哪些特点？
⑴隧道工程全部为隐蔽工程，工程地质和水文十分重要，甚至起决定性的作用；
⑵公路隧道是一个形状扁平的建筑物，施工工作面少（正常情况下只有进、出口两个工作面），工期较长;
⑶施工环境差，采取有效措施加以改善；
⑷工程施工不受季节变换及气候变化的影响；
⑸施工工地一般都位于偏远的深山狭谷之中，往往远离既有交通线，运输不便，供应困难；
⑹公路隧道埋设于地下，一旦建成就难以更改，所以，除了事先必须审慎规划和设计外，施工中还要做到不留后患。
3、隧道常用施工方法有哪些？
矿山法、掘进机法、沉管法、顶进法、明挖法等
4、隧道施工方法的选择需要考虑哪些问题？
①工程的重要性。
一般由工程的规模、使用上的特殊要求，以及工期的缓急体现出来；
②地质和水文条件，其中包括围岩级别、地下水及不良地质现象等
③施工技术条件和机械装备状况
④施工中动力和原材料供应情况；⑤隧道的横断面积⑥隧道的埋深
⑦工期⑧工程投资与运营后的社会效益和经济效益；
⑨施工安全状况⑩有关污染、地面沉降等环境方面的要求和限制。
5、新奥法（新奥地利隧道施工法NewAustriaTunnelingMethod））施工有哪些开挖方法？
全断面法、台阶法、分部开挖法三大类及若干变化方案
6、全断面开挖方法有哪些优点？
工序少、相互干扰少，便于组织施工和管理；工作空间大，便于组织大型机械施工；施工进度高；施工环境好。
7、台阶法施工有哪几种类型？
长台阶法、短台阶法、超短台阶法
8、分部开挖法施工有哪几种类型？
台阶分部开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法
9、隧道施工中的不良地质类型有哪些？
膨胀土围岩、黄土、溶洞、断层、松散地层、流沙、岩爆、瓦斯地层、
10、不良地质地段隧道施工原则是什么？
先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进
11、隧道开挖遇到溶洞常用处理方法有哪些？
“引”“堵”“越”“绕”
12、隧道坍方的主要原因有哪些？
如何进行预防？
（1）发生坍方的主要原因：
不良地质及水文地质条件；隧道设计考虑不周；施工方法和措施不当；施工组织管理不到位；
（2）预防坍方的施工措施：
隧道施工预防坍方，选择安全合理的施工方法和措施至关重要；加强坍方的预测；加强初期支护，控制坍方。
13、隧道内出现坍方如何处理？
◎详细观测坍方范围、形状、坍穴的地质构造，查明坍方发生的原因和地下水活动情况，经认真分析，制定处理方案。
◎处理坍方应先加固未坍塌地段，防止继续发展
◎处理坍方的同时，应加强防排水工作。
◎坍方地段的衬砌，应视坍穴大小和地质情况予以加强。
◎采用新奥法施工的隧道或有条件的隧道，坍方后要加设量测点，增加量测频率，根据量测信息及时研究对策。
浅埋隧道，要进行地表下沉测量。
14、隧道开挖遇到松散地层时可采取哪些方法处理？
施工原则：
先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭方法
（1）超前支护◎超前锚杆或超前小钢管：
◎超前管棚法
（2）超前小导管预注浆（3）降水、堵水饱食终日，无所用心，难矣哉。
——《论语•阳货》
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