隧道复习题w

构成：主体（洞身衬砌、洞门）。附属建筑物（通风系统、照明系统、防排水设备、安全设备）

分类：从隧道所处的地质条件来分，可以分为土质隧道。从埋置深度来分，可以分为前埋隧道和深埋隧道，从隧道所在的位置来分，可以分为山岭隧道、水底隧道。 ⒉隧道洞口位置选定的原则。

总的原则：早进洞、晚出洞 。目的：确保施工、运营的安全 。

1.洞口应尽可能设在山体稳定、地质较好处，不应设在排水困难的沟谷低洼中心。 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、减少洞口路堑长度，延长隧道，提前进洞。

7，当洞口附近遇有水沟或睡去横跨线路时，可以设置拉槽开沟的桥梁或涵洞以利于排泄水流。

由于选定洞口位置有较大的伸缩范围此时，此时应结合洞外填方路堑施工难易、路堑排水支农要求、弃碴场地、施工力量及机械设备等情况全面考虑 ⒊选择越岭隧道的位置主要以什么为依据？

(1)平面位置的选择 ——选择垭口。垭口的概念：当线路必须跨越分水岭时，分水岭的山脊线上高程较低处，即称垭口。

(2)立面位置的选择——选择高程。越岭隧道立面位置的选择是指隧道越岭标高的选择。

垭口不同，越岭标高，就会出现不同长度的隧道方案。 ⒋曲线隧道的净空加宽。（单、）

加宽原因：1车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车辆本身却不能随线路弯曲，仍保持其矩形形状，故两端向曲线外侧偏移d外中间向曲线内偏移d内

2.、由于曲线外轨超高，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界上的控制点在水平方向上向内移动了一个距离d内2，

隧道位于曲线上的缺点：⑴建筑限界加宽,增大开挖土石方量,增加衬砌圬工量； ⑵断面变化,支护和衬砌尺寸不一致,技术复杂； ⑶空气阻力加大,抵消部分机车牵引力； ⒌洞门的作用以及洞门的形式。

洞门作用◆ 减少洞口土石方开挖量 ◆ 稳定边、仰坡◆ 引离地表流水 ◆ 装饰洞口 洞门的形式：◆ 洞口环框式洞门 ◆ 端墙式洞门 ◆ 翼墙式洞门 ◆ 柱式洞门 ◆ 台阶式洞门 ◆ 斜交洞门 ◆ 削竹式洞门 喇叭口式洞门。 ⒍隧道衬砌断面设计所需要确定的主要内容。

设计基本内容 ：★ 内轮廓线 ★ 轴线 ★ 厚度

⒎岩体的结构分类及其破坏特征。

岩体:由结构面和结构体组合而成的具有结构特征的地质体。 ⑴分类

岩体结构类型对岩体力学性质和围岩稳定性的影响将岩 体划为四种类型: Ⅰ.整体结构（整体结构、块状结构） Ⅱ.层状结构（层状结构 板状结构 镶嵌结构） Ⅲ.碎裂结构 （层状碎裂结构、碎裂结构） Ⅳ.散体结构

破坏特征：Ⅰ.整体结构: ⑴变形:结构体的变形。

⑵特征:ａ.横向应变与纵向应变之比小于0.5； ｂ.变形是连续的；

ｃ.在低围压作用下多为脆性破裂,高围 压作用时为塑性剪切破坏；

ｄ.应力传播遵循连续介质中应力传播 规律

Ⅱ.块状和层状结构: ⑴变形:结构面的变形。

⑵特征:ａ.破坏沿软弱结构面滑动；

ｂ.应力传播具有明显的不连续性 Ⅲ.碎裂和散体结构 : ⑴变形:先是将裂隙或孔隙压密,然后 是结构体的变形,并伴随有结 构面张开。

⑵特征:ａ.破坏形式为剪切破裂和塑 性变形；

ｂ.应力传播具有不连续性。

⒏岩体的定义以及由岩体的全应力—应变曲线我们能得出的结论

岩体:由结构面和结构体组合而成的具有结构特征的地质体。 由岩体的全应力—应变曲线我们能得出的结论： 岩石：线性、弹性

软弱结构面：非线性、塑性

岩体：岩体既不是简单的弹性体,也不是简单的塑性体, 而是较为复杂的弹塑性体。整体性好的岩体接近 弹性体,破裂岩体和松散岩体则偏向于塑性体。

9.我国铁路隧道围岩分级方法中主要考虑的因素。

3个基本因素： ①岩性：抗压强度、弹性模量、弹性波速等。 ②地质构造：岩体完整性或结构状态。 ③地下水：地下水发育时，围岩级别应降低。 1个附加因素：

④初始地应力：适当考虑。

10.什么叫围岩的初始应力场，初始应力场的组成及其变化规律

初始应力场：在开挖隧道前岩体中就已经存在着一定的地应力场。

初始应力场的组成：

⒈自重应力场:指上覆岩体自重所产生的应力场。它是地心引力和离心惯性力共同作用的结果。

⒉构造应力场:地壳各处发生的一切构造变形与破裂都是地应力作用的结果。 按形成时间分为: ⑴构造残余应力；⑵新构造应力。 初始应力场的变化规律：

㈠自重应力场: ⒈地应力是随深度成线性增加；

⒉水平应力总是小于垂直应力,最多也只能与其 相等。

㈡构造应力场: ⒈垂直应力的量值随深度增加而增大,而且水平应 力普通大于垂直应力；

⒉水平应力具有明显的各向异性,且具有很强的方向性。 11.岩体和岩石的主要特性。

岩石与岩体的区别：

岩石：均质、连续、各向同性 岩体：非均质、不连续、各向异性

岩体：由结构面结构体组合而成的具有结构特征的地质体。具有：①明显的非均匀性；②不连续性；③各向异性。

岩石：均质、连续和各向同性的介质

岩体的力学性质：⒈抗拉变形；⒉抗压变形：岩石：线性、弹性；岩体：岩体既不是简单的弹性体,也不是简单的塑性体, 而是较为复杂的弹塑性体。整体性好的岩体接近弹性体,破裂岩体和松散岩体则偏向于塑性体⒊剪切变形：⑴沿结构面滑动；⑵结构面不参与作用，沿结构体岩石断裂；⑶在结构面影响下，沿岩石剪断。⒋流变（岩体变形的时间效应）⑴蠕变应力不变，应变随时间增长；⑵松驰：应变不变，应力随时间衰减

岩体的强度：岩石的强度指它抵抗各种力的作用而不被破坏的能力（分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度）

12.影响围岩稳定性的主要因素。

⑴地质因素～客观因素 1、地质因素

从5个方面来分析： 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2、人为因素 ⑴ 隧道形状和尺寸 ⑵ 支护结构类型 ⑶ 施工方法

13.考虑岩体的哪些因素，将我国铁路隧道围岩分为几类？

以围岩的稳定性判断为基础。 属于“以岩体构造和岩性特征为代表”的分级方法

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

依据：围岩主要工程地质条件，由两条组成： ①岩石坚硬程度②围岩完整程度 考虑岩体的结构特征与完整性、岩石的强度、地下水、弹性波传播速度将隧道围岩分为六级。

14.按照现代岩石力学原则把什么作为主要的承载元素？

15.隧道围岩与支护结构的共同作用以及定义

围岩:隧道开挖后对其稳定性产生影响的那部分岩(土)体。

16.隧道结构体系的计算模型。

计算方法大致有：结构力学法、岩体力学法、信息反馈法及经验法。 计算模型有：荷载——结构模型 地层——结构模式

结构力学法：将支护和围岩分开考虑，支护结构是承载的主体，围岩作为荷载的来源和支护结构的弹性支承，与其对应的计算模型称为荷载—结构模型。隧道支护结构与围岩的相互作用是通过弹性支承对支护结构施加约束来体现的。 岩体力学法：形变压力大小和分布规律不仅与围岩的特性有关，而且还取决于支护结构的变形特性—刚度。要研究这种情况下围岩的三次应力场和支护结构中的内力和位移，必须采用整体复合模型（地层— 结构模型）， 17.荷载—结构模型应用中，荷载的种类划分。

◆ 主动荷载模式◆ 主动荷载加被动荷载模式◆ 实际荷载模式 18.隧道开挖后围岩由变形到坍塌成拱的过程以及天然拱形成的

影响因素。

自然拱的概念：围岩的变形不能得到有效的控制，当变形超过一定限度后，围岩发生松动、坍落，最终在洞室上方形成拱形。

成拱过程：(a) 变形阶段； (b) 松动阶段； (c) 塌落阶段； (d) 成拱阶段。 影响自然拱的因素：

●隧道埋深～成拱的必要条件 ●隧道断面形状和大小～拱的范围 ●施工因素～对围岩的扰动程度

19.结构力学法中确定深、浅埋隧道围岩松动压力的方法。

⑴ 深、浅埋隧道的判定原则 Hp＝（2～2.5）hq H≥Hp时为深埋 H＜Hp时为浅埋 H 为覆盖层厚度

I一III级围岩取: Hp＝2hq IV～VI级围岩取: Hp＝2.5hq

式中hq—等效荷载高度值；Hp——深浅埋隧道分界的深度

20.岩体力学法中确定衬砌应力的方法有？

1.数值法

2.剪切滑移破坏法

3.特征曲线法（收敛—约束法）

21.结构力学法、岩体力学法具体计算方法的基本原理。

结构力学法中：假定抗力图形法：假定抗力的分布范围和分布规律，如上、下零点 和最大值的位置。

弹性地基梁法：◆将拱圈和边墙分为两个单元分别进行计算，而在各自

的计算中考虑相互影响。◆计算中拱圈视为弹性固定无铰拱，边墙视为双向弹性 地基梁 。

3.弹性支承法：按照“局部变形”理论考虑衬砌与围岩共同作用，将弹性抗力范围内的连续围岩离散为彼此互不相干的岩柱

岩体力学法中：数值法：把围岩和支护结构都划分为单元，然后根据能量原理建立起整个系统的虚功方程，也称刚度方程，从而求出系统上各节点的位移以及单元的应力。 剪切滑移破坏法：锚喷柔性支护破坏形态主要是剪切破坏而不是挠曲破坏，且在剪切破坏前没有出现挠曲开裂。

特征曲线法（收敛—约束法）：支护特征曲线和围岩特征曲线的关系 22.隧道的施工方法分类。

山岭隧道施工方法： 1矿山法（钻爆法）（传统矿山法、新奥法）2掘进机法 浅埋及软土隧道施工方法：明挖法 地下连续墙法 盖挖法 浅埋暗挖法 盾构法 水底隧道施工方法：沉管法 盾构法 根据隧道开挖方式不同分类：

明挖法：基坑开挖法 地下连续墙法 盖挖法 暗挖法：矿山法（钻爆法）（传统矿山法 新奥法）沉管法 顶管法 盾构法 掘进机法 23.选择隧道施工方法时应考虑的基本因素。

选择隧道施工方法时应考虑的基本因素： ⑴工程的重要性；⑵隧道所处的工程地质和水文地质条件；⑶施工技术条件和机械装备状况；⑷施工中动力和原材料供应情况；⑸工程投资与运营后的社会效益和经济效益；⑹施工安全状况；⑺有关污染、地面沉降等环境方面的要求和。

24.新奥法的含义、施工的基本原则及施工基本要点。

新奥法的概念：以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射砼为主要支护方法，把理论、量测和经验相结合的一种施工方法。书上为：以喷射混凝土锚杆为主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法。 施工的基本原则：少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭

新奥法施工基本要点：⒈围岩是隧道的主要承载单元，要在施工中充分保护和爱 护围岩，少扰动围岩；⒉为了尽量发挥围岩的自承能力，应容许围岩有可控制的变

形；⒊在施工的各个阶段，应进行施工的现场监控量测；⒋为了改善支护结构的性能，应使支护结构尽早闭合；⒌采用复合式衬砌。

25.爆炸稳定性的影响因素，炸药的种类，炸药的威力通常用什么来表示？

炸药的种类：硝铵类炸药(铵梯炸药)：乳化炸药(乳胶炸药):浆状（水胶）炸药 油炸药(胶质炸药):

★ 炸药的威力通常用爆力和猛度表示。

爆力：炸药爆炸时对周围介质作功的能力称为爆力（或威力）（爆力：表示炸药爆炸所产生的冲击波和爆轰气体对周围介质产生压缩、破坏和抛掷的能力。） 猛度：指炸药爆炸后对与之接触的局部固体介质的破碎程度，用来衡量炸药的局部破坏能力。 26.雷管的种类及结构图示。

雷管的种类：火雷管，电雷管（即发(瞬发)电雷管、延（迟）发电雷管） 27.炮眼的种类及炮眼布置的原则。

炮眼的种类：掏槽眼、辅助眼、周边眼 炮眼布置原则：⑴先布置掏槽眼，其次是周边眼，最后是辅助眼；⑵掏槽眼：位于断面中部，深度比掘进眼深15~20cm；⑶周边眼：严格按设计布置，外插斜率0.5~0.05，并使前后两排炮眼的限界台阶高度最小为佳，高度一般为10cm左右，最大不应大于15cm; ⑷辅助眼：均匀布置；（辅助眼的布置主要是解决炮眼间距和最小抵抗线的问题）⑸布置方式一般采用直线形布孔、多边形布孔、弧形布孔、圆形布孔。（当炮眼的深度超过2.5m时，靠近周边眼的内圈辅助眼有相同的倾角。当岩层层理明显时，炮眼方向应尽量垂直于层理面）

28.什么叫光面爆破？光面爆破与预裂爆破的异、同点以及提高光面爆破效果的措施。

光面爆破：光面爆破是通过正确的爆破参数和施工方法，在设计断面内的岩体爆破崩落后才爆周边孔，使爆破后围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆破队围岩的扰动和破坏，尽可能地保持原岩的完整性和稳定性的爆破技术。 光面爆破与预裂爆破的同、异点：

⑴相同点：①确定爆破参数和施工方法，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆破对围岩震动和破坏；②能够保持围岩自承能力，增加安全度和减低支护成本。 ⑵不同点：①起爆顺序：光面：掏槽眼——辅助眼——周边眼 预裂：周边眼 ——掏槽眼 ——辅助眼

②光面爆破的周边眼爆破时，有两个临空面，一是孔口，二是最小抵抗线方向；预裂爆破则只有一个临空面，即孔口；

③预裂爆破最先形成的裂缝能有效地缓冲和反射其他炮眼爆破的爆炸波，其他炮眼的爆炸波对围岩的干扰比光面爆破小。 ⒊提高光面爆破效果的具体措施：

⑴使用低爆速、低猛度、低密度、传爆性能好、爆炸威力大的炸药； ⑵采用不偶合装药结构；

⑶严格掌握与周边眼相邻的内圈炮眼的爆破效果，为周边眼爆破创造临空面； ⑷严格控制装药集中度，必要时可采取间隔装药结构。

29.盾构机组成以及盾构法的三大要素。

盾构机组成：构机的壳体由切口环、支承环和盾尾三部分组成。

盾构法的三大要素：地层稳定和地面沉降控制；②机械化、自动化掘进和掘进速度；③衬砌和隧道质量 ？？？？

30.支护结构的分类（使用目的，采用材料）。

外部支护：◆ 整体式混凝土衬砌 ◆ 砌石衬砌 ◆ 拼装式衬砌 ◆ 喷射混凝土支护 内部支护：◆ 锚杆 ◆ 注浆

混合支护：◆ 喷锚支护 ◆ 复合式衬砌

31.锚杆的支护效应以及我国铁路隧道使用最多的锚杆。

锚杆的支护效应：1支承围岩。2加固围岩。3提高层间摩阻力，形成“组合梁”。4悬吊作用。 我国铁路使用最多的锚杆：

32.膨胀性围岩的基本特征以及高地应力挤压性软岩变形及破坏特征受哪些因素影响？

膨胀岩：指土中黏土矿物成分主要由亲水性矿物组成，同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂两种特性，且具有湿胀干缩往复变形的高塑性黏性土。

膨胀性围岩的基本特征：1、质软，强度低。2、自由膨胀率高。3、空隙率大，一般大于20%，为水的渗入创造了条件。4、易风化，崩解性强。5、膨胀压力大。

高地应力挤压性围岩隧道大变形特征：⒈变形量大；⒉变形速度高；⒊变形持续时间长。 挤压性软弱围岩在高地应力作用下发生挤压大变形及破坏的特征不仅受围岩本身力学性质的影响，还与原始地应力状况及工程因素有关。

33.岩爆产生的决定性因素。

地层的岩性条件和地应力的大小是产生岩爆的两个决定性因素。从能量的观点看，岩爆是否发生及其表现形式主要取决于岩体中是否储存了足够的能量和是否具有释放能量的条件及能量释放的方式。

34.黄土隧道的施工方法及技术要求。

㈠ 黄土隧道施工方法

⒈黄土地层隧道施工，应做好黄土中构造节理的产状与分布状况的调查；

⒉黄土围岩开挖后不能暴露较长时间，否则围岩周壁风化会波及内部，使围岩体松驰加快，进而造成坍塌方；

⒊做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，并妥善处理好陷穴、裂缝，以免地面积水浸蚀洞体周围，造成土体坍塌。

㈡ 黄土围岩隧道施工技术要求：

⑴认真调查黄土地层中节理的产状与分布状况；

⑵施工中遵循“短开挖、少扰动、强支护、及时密贴、实回填、严治水、勤量测”的施工原则；

⑶开挖方法宜采用短台阶开挖方法或分部开挖法(留核心土法)。 35.什么叫岩溶？隧道遇到溶洞的处理措施有哪些？

岩溶：是指可溶性岩层，如石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐笋等，受水的化学和机械作用产生沟槽、裂缝和空洞以及由于空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等现象和作用。

隧道遇到溶洞的处理措施：“引、堵、越、绕” ㈠ 引排水 ⒈当暗河和溶洞有水流时，宜排不宜堵；⒉当水流的位置在隧道上部或高于隧道时，应在适当距离外，开凿引水斜洞（或引水槽），将水位降到隧道底部位置以下，再行引排。

㈡ 堵填 ⒈对已停止发育，径跨较小，无水的溶洞，可根据其与隧道相交的位置及其充填情况，用混凝土、浆砌片石或干 砌片石予以回填封闭，再根据地质情况决定是否需要加深边墙基础；

⒉拱部以上空溶洞，可视溶洞的岩石破碎程度采用喷锚支护加固，或加设护拱及拱顶回填的办法处理。

㈢ 跨越 ⒈当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞时，可加深该侧的边墙基础通过； ㈣ 绕行 36.发生瓦斯放出的主要因素及防止瓦斯事故的具体措施有哪些？

发生瓦斯放出的主要因素：地应力、瓦斯和围岩结构，而地应力和围岩中瓦斯存在是引起瓦斯放出的主要因素。 防止瓦斯事故的措施

⒈确定瓦斯探测方法，制订瓦斯稀释措施、防爆措施和紧急救援措施； ⒉采用全断面开挖方式； ⒊加强通风； 4采用防爆设施。

37.隧道发生坍塌的主要原因及预防坍方的施工措施。

1、不良地质及水文地质条件。 2、隧道四级考虑不周。 3、施工方法和措施不当。

预防坍方的施工措施：⒈对预防坍方来说，选择安全合理的施工方法和措施至关重要； 在掘进到地质不良围岩破碎地段时，应采取“先排水，短开挖，弱爆破，强支护，早衬砌，勤量测”

⒉加强对坍方的预测：①观察法；②一般量测法；③微地震学测量法和声学测量法。 ⒊加强初期支护，控制坍方。

38.常见的隧道辅助稳定措施的设计、施工要点。

隧道施工中常用的辅助稳定措施：

1稳定工作面：1预留核心土挡护开挖面 2喷射混凝土封闭工作面 2 超前锚杆

3 管棚超前支护前方围岩：小导管 长管棚 4水平旋喷超前预支护 5预切槽超前预支护

6注浆加固围岩和堵水：超前小导管注浆 超前深孔帷幕注浆 施工要点：

超前锚杆 ：①超前长度为循环进尺的 3~5倍，宜用3~5m长，环向间距0.3~1.0m，外插角10°~ 13°，搭接长度为超前长度的40%~60%；

②超前锚杆采用早强砂浆全黏结式锚杆，材料用不小 22mm的螺纹钢筋；

③安装误差要求孔位偏差不超过10cm，外插角不超过1°~ 2°，锚入长度不小于设计长度的96%. 管棚 ：①短管棚长度小于10m，长管棚10~45m，管径70~180mm，孔径比管径大20~30mm，环向间距0.2~0.8m，外插角1°~ 2°；

②两组管棚间的纵向搭接长度不小于1.5m；

③安装误差要求垂直度允许误差为± 2°，中线及高程允许误差为±5cm，平面误差不大于15cm，角度误差不大于0.5°；

④钢管毎节长4~6m，以丝扣连接，丝扣长度不小于15cm.

超前注浆小导管 ：①钻孔安装前，对开挖面及5m范围内的坑道喷射5~10cm厚的混凝土封闭；

②小导管用 32mm的焊接管或40mm的无缝钢管制作，长度3~6m，前端为尖锥形，前段管壁上毎隔10~20cm交错钻眼，眼孔直径6~8mm； ③钻孔直径较管径大20mm以上，环向间距20~50cm，外插角10°~ 30°之间，一般用15 °. 超前深孔帷幕注浆：①有渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆、高压喷灌注浆四种注浆机理； ②一次式注浆时，孔内可用注浆管或不用，分段式注浆时需用注浆管；

③注浆顺序应先上方后下方，或先内圈后外圈，先无水孔后有水孔，先上游后下游； ④结束条件根据注浆压力和单孔注浆量两个指标来确定。 39.常采用的隧道施工辅导坑形式。

1横洞。2 平行导坑。3/斜井。4竖井。 40.铁路隧道施工、运营通风方式。 铁路隧道施工通风方式：1自然通风

2机械通风：1管道通风（压入式 吸出式 混合式） 2巷道通风（集中式 分散式 ） 铁路隧道运营通风方式 ：

1自然通风（利用洞内的自然风（由洞口间的温度差、大气压力差引起）和列车运行所引起的活塞风以达到通风的目的。） 2机械通风

铁路隧道机械通风一般采用纵向式通风。概念：在通风机的作用下使风流沿着隧道全长方向流动的通风方式 。

★ 纵向式通风具体方式：◆ 洞口风道式通风 ◆ 喷嘴式通风 ◆ 射流式通风 ◆ 竖井、斜井式通风