隧道工程习题原题附答案绝对极品.docx

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隧道工程习题原题附答案绝对极品

第1章隧道工程勘测设计

　　1.隧道选址与线路选线有什么关系？

　　2.确定洞口位置的原则是什么？

请解释其工程含义。

　　3.在按地质条件选择隧道位置时，所需要的地质资料有哪些？

如何考虑地形条件对隧道位置的影响？

第2章隧道主体建筑结构

　　1.某新建铁路非电化曲线隧道，已知圆曲线半径R＝1200m，缓和曲线长l=50m,远期行车速度V=160km/h，隧道里程为：

进口DK150+310；出口DK150+810；ZH点DK150+320；YH点DK151+000。

　　试求：

各段加宽值与隧道中线偏移值。

要求按教材P32图2-7所示，表示清楚，并注明不同加宽的分段里程。

（注：

超高值以0.5cm取整，最大采用15cm；加宽值取为10cm的整数倍；偏移值取至小数点后2位）

　　2.为什么说台阶式洞门能降低边仰坡开挖高度？

第3章隧道附属建筑

　　1.什么是避车洞？

避车洞的设置间距是多少？

在布置避车洞时应该避开哪些地方？

　　2.营运隧道的通风方式有哪些？

什么是风流中性点？

它与通风方式的关系怎样？

　　3.为什么公路隧道要设置不同的照明亮度段？

它们各自的作用是什么？

第4章隧道围岩分类与围岩压力

　　1.影响围岩稳定性的主要因素有哪些？

围岩分级主要考虑什么因素？

围岩分级的基本要素是哪几种？

我国铁路隧道围岩分级主要考虑哪些因素？

已知某隧道所处围岩节理发育，Rb＝26MPa，试问这是属于哪一级围岩？

　　2.某隧道内空净宽6.4m，净高8m，Ⅳ级围岩。

已知：

围岩容重γ＝20KN/m3，围岩似摩擦角φ＝530，摩擦角θ＝300，试求埋深为3m、7m，15m处的围岩压力。

第5章隧道衬砌结构计算

　　1.已知作用在衬砌基底面上的轴力N=870KN，弯矩M=43.5KN.m,墙底厚度h=0.6m，围岩抗力系数为150MPa/m。

试求墙底中心的下沉量及墙底发生的转角。

　　2.什么情况下将围岩抗力弹簧径向设置？

试推导径向设置的围岩抗力单元刚度矩阵。

（注：

抗力方向以挤压围岩为正）

　　3.一对称等厚平拱，衬砌厚度为50cm，已知内力如图示，墙底抗力系数Kd=350MPa/m,请求出墙底中心水平位移、垂直位移以及墙底截面转角（注：

图中1、2、3为截面编号）。

第6章隧道施工方法

　　1.采用台阶法施工时，影响台阶长度的主要因素是什么？

环形开挖留核心土法是如何稳定开挖工作面的？

　　2.在隧道分部开挖施工中，这些术语指的是开挖的哪些部位？

落底、拉中槽、导坑、挖马口。

　　3.指出错误，并改正之：

　　某隧道位于软弱破碎地层中，采用长台阶法施工。

施工过程中发现洞室周边位移加速度等于零，因而断定围岩变形已经稳定。

　　4.指出错误，并改正之：

　　新奥法施工时，隧道开挖后，为了调动围岩的承载能力，不宜立即喷射混凝土，而应经量测后，再施喷。

为了隧道的稳定，复合式衬砌应在锚喷支护完毕后立即修筑内层模筑混凝土衬砌。

第7章隧道钻爆施工作业

　　1.请解释“临时支护”、“初期支护”与“永久支护”的含义，并各举一例说明之。

　　2.某隧道的导坑，尺寸为2.8m×2.8m，Ⅴ级围岩，岩石等级为坚石f=8，采用斜眼掏槽，2号岩石硝铵炸药，药卷直径32mm,装药系数

可取为0.6。

试问：

　　⑴炸药用量；⑵炮眼深度；⑶炮眼数量。

第8章隧道施工的辅助坑道及辅助作业

　　1.隧道施工的辅助作业有哪些？

　　2.为什么有的隧道必须采用辅助坑道？

选择辅助坑道时必须考虑哪些条件？

　　3.隧道施工通风有几种方式？

用得最多的是哪一种？

它又分为几种什么样的方式？

　　4.一座隧道，Ⅰ级围岩，断面积约为75m2,钻爆法施工，洞内同时工作的最多人数为35人。

请按保证洞内人员新鲜空气要求计算通风机应提供的风量。

第9章新奥法

　　1.已知一座深埋圆形隧道，开挖直径10m，，拱顶以上岩层覆盖厚度495m，围岩容重γ＝20KN/m3，弹性模量E=104MPa，粘结力C=1.5MPa，围岩内摩擦角φ＝300，侧压力系数λ=1，泊松比μ=0.2。

　　试问：

　　①开挖后不支护状态下，围岩是否出现塑性区？

　　②如果出现，问塑性区半径是多少？

　　③假定支护阻力Pa=8.5MPa，问洞室周边位移是多少？

　　2.某单线铁路隧道，对量测数据进行回归分析后，知位移时态曲线方程为

。

已知隧道极限相对位移值为144mm，开挖6天后洞周实测相对位移值为64mm。

试从位移值、位移速度、位移加速度三方面判断开挖6天后的隧道稳定性。

　　3.某单线铁路隧道，位移时态曲线方程为。

若以位移速度小于0.2mm/日为隧道稳定的判断准则，试从位移速度和位移加速度这两方面判断隧道能否稳定？

需要多长时间才能稳定？

是否需要采取加强措施？

第10章隧道掘进机施工

　　岩石掘进机的适应条件？

　　岩石掘进机有哪些类型？

第11章高速铁路的隧道施工

　　1.高速铁路隧道会产生怎样的空气动力学效应？

　　2.如何克服空气动力学的不良效应影响？

第12章隧道施工组织与管理

　　1.隧道现场施工的特点是什么？

　　2.如何加快施工进度？

第13章隧道的营运管理与养护维修

　　1.隧道养护工作的原则是什么？

　　2.隧道病害治理的主要内容有哪些？

　　3.衬砌裂缝的延展方向与隧道的稳定性有何关系？

习题参考答案

第1章隧道工程勘测设计

　　1.答：

依隧道类型不同而不同：

①对于长大隧道，线路选线应服从于隧道选址；②对于中、短隧道，选址应服从于线路。

　　2.答：

早进晚出。

保护洞口边仰坡的稳定。

　　3.答：

①地质构造、岩体强度、水文地质条件、不良地质；②越岭线隧道的位置应选择穿越垭口；河谷线隧道应使隧道外侧最小覆盖厚度满足工程要求，以避免偏压。

第2章隧道主体建筑结构

　　1.解：

超高E＝0.76×V2/R=16.21cm>15cm取为15cm

　　　　　　　d内＝4050/1200+2.7E=43.9cm

　　　　　　　d外＝4400/1200=3.7cm

　　　　　　　d总＝d内＋d外＝47.6cm（取为50cm）

　　　　　　　d偏＝（d内－d外）/2=（43.9-3.7）/2=20.1cm

　　分段里程：

　　d总与d偏断面：

进口DK150+310～＋345

　　d总/2与d偏/2断面：

DK150+345～出口DK150+810

　　2.答：

因台阶的不同高差逐渐改变了起坡点的高度，起坡点越高则刷坡点越低。

第3章隧道附属建筑

　　1.答：

①铁路隧道中供行人躲避列车，或堆放维修器材的洞室；②大避车洞：

碎石道床，对侧150m间距；整体道床，对侧210m间距；小避车洞：

对侧30m间距；③应避开不同衬砌类型衔接处、变形缝处、不同断面加宽处、不同围岩分界处。

　　2.答：

①有自然通风和机械通风两种基本方式，而机械通风又有：

洞口风道式通风、喷阻式通风、辅助坑道通风以及射流式通风。

②风流中性点指风速为零的点，它不会出现在纵向式通风中，而只会出现在半横向式和全横向式通风之中。

　　3.答：

①为了让司机的眼睛逐渐适应洞内外的亮度状况；

　　②接近段——在洞口前，从注视点到适应点之间的一段道路，不需设照明；

　　　入口段——进入隧道洞口的第一段，使司机的视力开始适应隧道内的照明光线；

　　　过渡段——介于入口段和中间段之间的照明区段，解决从入口段的高亮度到中间段的低亮度之间的的剧烈变化；

　　　中间段——司机已基本适应洞内的照明光线，中间段的基本任务就是保证行车照明；

　　　出口段——单向交通隧道中，应设置出口段照明，让司机逐渐适应由洞内到洞外的光线变化。

而双向交通隧道中，无出口段照明。

第4章隧道围岩分类与围岩压力

　　1.答：

影响围岩稳定性的主要因素：

①地质因素；②人为因素

　　围岩分级主要考虑：

地质因素

　　围岩分级的基本要素：

4种

　　①岩性要素――强度、变形性质等（力学性质）；

　　②地质构造要素―指围岩的完整性状态；

　　③地下水要素――地下水对围岩的软化作用；

　　④地应力要素――初始地应力对围岩产生岩爆、裂缝、岩体剥离与位移等作用。

　　我国铁路隧道围岩分级主要考虑因素有4种：

　　①岩体的结构特征与完整性状态；②岩石强度；③地下水；④初始地应力

　　这是Ⅳ级围岩，软岩。

　　2.解：

①求自然拱高度；②判断深浅埋分界；③分别按土柱法、一院法、统计法求围岩压力。

　　结果（小数点后四舍五入）：

　　埋深3m时：

q=128KPa，e=31KPa；

　　埋深7m时：

q=60KPa，e=16KPa；

　　埋深15m时：

q=84KPa，e=（13～25）KPa；

第5章隧道衬砌结构计算

　　1.解：

运用温氏假定解之。

①

②

　　2.什么情况下将围岩抗力弹簧径向设置？

试推导径向设置的围岩抗力单元刚度矩阵。

（注：

抗力方向以挤压围岩为正）

　　解：

①抗力设置方向提问，见教材P108。

　　②见图1：

抗力Ri′=Ki.Si′.δi′，将其沿x、y方向分解为：

Rix=-Ri′.sinφi①

Riy=Ri′.cosφi②

见图2，将节点产生的水平位移与垂直位移合成为径向位移：

δi′=-uix.sinφi+uiy.cosφi

故有：

Ri′=Ki.Si′.δi′

=Ki.Si′.（-uix.sinφi+uiy.cosφi）

将其代入①②，得：

Rix=Ki.Si′.（sin2φi.uix-sinφi.cosφi.uiy）

Riy=Ki.Si′.（-cosφi.sinφi.uix+cos2φi.uiy）

写成矩阵形式后得抗力单刚（元素）：

Ki.Si′.sin2φi-Ki.Si′.cosφi.sinφi

-Ki.Si′.cosφi.sinφiKi.Si′.cos2φi

00

00

00

00

　　3.解：

求墙底中心水平位移：

墙底中心应力σ中＝287kn.m/0.5m=574KN/m2

由温氏假定：

δ中＝σ中/Kd=574KN/m2/350000kn/m3=0.164cm（1Mpa=1000kn/m2）

墙底中心水平位移＝0.164×cos600=0.082cm

墙底中心垂直位移＝0.164×sin600=0.142cm

在弯矩M作用下，墙底边缘应力σ边=M/W=15/（0.52/6）=360kn/m2，由温氏假定：

边缘垂直于墙底面的位移δ边=σ边/Kd=360/350000=0.00103m=0.103cm

墙底截面转角β=0.103/25=0.00412=0.236°

第6章隧道施工方法

　　1.答：

①地质因素，在软弱围岩中，为了及时形成封闭支护结构，应减小台阶长度；

②进度因素，在较好围岩中为了加快进度，在机械设备允许的情况下，应适当延长台阶长度。

③“环”法：

利用核心土稳定工作面，且能及时施作拱部初期支护。

　　2.答：

落底——开挖隧道底部

　　　　　中槽——开挖隧道中部

　　　　　导坑——于隧道断面中先行开挖的部分均称为导坑，有上部弧形导坑、侧壁导坑、中导坑等。

　　　　　挖马口——先拱后墙法施工中，开挖边墙。

　　3.答：

错误——长台阶法、断定围岩变形已经稳定。

　　4.答：

错误——不宜立即喷射混凝土、锚喷支护完毕后立即修筑内层模筑混凝土衬砌。

第7章隧道钻爆施工作业

　　1.答：

临时支护—仅在开挖过程中对围岩起支承作用，如木支撑；

　　初期支护—隧道开挖后及时施作，兼有临时支护与加强围岩自稳能力的作用，如喷锚支护；

　　永久支护—隧道结构的支承结构，如整体式衬砌。

　　2.解：

炮眼深度：

p175,

（取开挖宽度的0.5～0.7倍，均值为0.6）

　　炸药用量：

由（7-1）式，炸药用量

　　炮眼数量：

由（7-3）式，

第8章隧道施工的辅助坑道及辅助作业

　　1.答：

通风、压缩空气、供水、供电。

　　2.答：

①工期的要求；②地形条件、地质条件、隧道类型（长度）、工程造价。

　　3.答：

①机械通风——风管式、巷道式、风墙式；②风管式；③压入式、抽出式、混合式。

　　4.解：

由（8-1）式,所需风量

　　因是Ⅰ级围岩，故应采用全断面法，即通风断面积为75m2，由（8-4）式验算风量：

不能满足洞内稳定风流的风速要求，应加大风量。

第9章新奥法

　　1.解：

①

，计算出

；

由9-9式，求得

∵

∴洞周出现塑性区。

②由9-23-1式，

③由9-25式，

　　2.解：

将t=0，代入

，得

。

①求第6天施工实测相对位移：

u=u0+u*=20+64=84mm<144mm（稳定）

②位移速度

第6天时

（稳定）

③位移加速度

（稳定）

结论：

隧道稳定。

　　3.解：

①位移速度

，令

，解得t=30.6天≈31天（要31天后才能稳定）

②位移加速度

（稳定）

③隧道稳定，不需要采取加强措施。

第10章隧道掘进机施工

　　1.答：

适应较为坚硬的岩石地层。

　　2.答：

全断面式（开敞式、护盾式）和臂式两大类。

第11章高速铁路的隧道施工

　　1.答：

瞬变压力与微压波。

　　2.答：

加大隧道断面积、改变隧道入口形式、设置通风竖井或平行坑道。

第12章隧道掘进机施工

　　1.答：

因仅进口与出口两个施工面，故施工场地狭小，进度慢。

　　2.答：

①力求平行作业，减少顺序作业；②利用辅助坑道增加开挖工作面。

第13章隧道掘进机施工

　　1.答：

以预防为主，预防与及时整治相结合。

　　2.答：

4大主要内容：

围岩加固、衬砌加固或更换、基底处理和漏水治理。

　　3.答：

纵向裂缝比较危险，因为它直接影响到衬砌的承载力；横向与竖向裂缝则对结构的受力影响不大；斜向裂缝视具体情况而定，一般情况下影响不大，但呈密集发展时要加以重视，及时治理。