隧道工程概论重点问题.doc

隧道 工程概论重点问题1. 隧道工程的概念及其特点答：（ 1）隧道工程概念：隧道 是一种修建在地下、两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的工程建筑物，隧道及地下工程的泛指有两方面含义：一方面是指从事研究和建造各种隧道及地下工程的规划、勘测、设计、施工和养护的一门应用科学和工程技术，是土木工程的一个分支，另一方面也指在岩体或土层中修建的通道和各种类型的地下建筑物 2）隧道工程特点：1）由于隧道是地下建筑 物，受地质和水文地质条件的制约，因而，施工环境差、难度大、技术复杂、要求高隧道开挖时的坑道在未衬砌前，通常须加支撑以受地层压力同时地层不得暴露过久，必须及时衬砌，以免地层压力增大发生坍塌事故2）隧道施工是一种多工 序、多工种联合的地下作业，工作面狭窄，而且地层愈差，所采用的坑道愈小，工作面能容纳的人数不多，出碴、进料运输量多，施工干扰大，为加快施工进度，需以横洞、斜井、平行导坑增加工作面，施工复杂而艰巨因而施工进度受到限制，必须全面规划，科学地组织施工3）隧道工程大部分地处深山峻岭之中，场地狭小，要使用多种机械设备，需要相当数量的洞外设施来保证洞内施工，而洞外往往受地形限制，场地布置比较困难。

4）隧道内工作条件差，空气不足，光线不好，有时还有地下水和有害气体，如发生坍塌、涌水、瓦斯等诸多不安全因素，因此，要制定出切实可行的安全技术组织措施5）由于地质、水文地质以及围岩压力复杂多变，施工过程中往往需要改变施工方法；隧道工程的工作是循 环性的，常常是几个工序组成一个循环，重复各个循环，使隧道工程向前进展所以，也 要求隧道施工必须不间断地连续进行2. 隧道工程勘察设计阶段所需调查的内容，及其阶段的划分，为什么 ?答：勘测工作一般包括： 搜集已有资料、调查测绘、地质勘探及实 验隧道工程调查的内容 ：自然概况、工程地质特征、水文地质特征 、不良地质地段、地震基本烈度等级、气 象资料、施工条件勘测的两个阶段：设 计阶段勘测和施工阶段勘测3. 隧道位置的选择按地质条件进行选择应注意哪些内容？答：隧道位置按地质条件进行选择应注意以下内容：（ 1）单斜构造与隧道位置的选择1）水平或缓倾角岩层— 当隧道通过坚硬的厚层岩层时，较为稳定若通过很薄的岩层，则施工时顶部易产生掉块现象，此时，以不透水的坚硬岩层作顶板为最好2）陡倾角岩层— 陡倾角岩层一般有偏压和不均匀压力存在，当有软弱夹层伴以有害节理切割时，易产生坍方和顺层滑动；在此情况下，如以明洞通过时应慎重对待，当隧道中线可能沿两种不同岩性的岩层走向通过时，地层滑动将使隧道结构受到很大的剪力，以致把结构物损坏。

应避免将隧道置于两种不同的岩层软弱构造( 破碎 ) 带，而宜将隧道置于岩性较好的单一岩层中；如果隧道恰在层间软弱面的上方，地层滑动会使隧道的某一段发生横向推移，而与邻段断开因此一定要尽可能避开软弱结构面，特别是不要把隧道中线设成与软弱结构面的走向一致或平行，至少要成一定的交角3）直立岩层— 隧道通过直立岩层时，其中线宜垂直于岩层的走向穿过，在隧道开挖1过程中，易产生坍塌 ，甚至会导致大的坍力，致使地面形成“ 天窗”（ 2）褶皱构造与隧道位置的选择褶皱构造有向斜和背 斜两种基本类型，当隧道通过褶皱构造时 ，应尽量避免将隧道置于向斜或背斜的轴部 (a) 、 (b) ，而应将隧道置于翼部 (c) ，则隧道所处的地质条件类似 单斜构造 当对隧道通过向斜和 背斜轴部作比较时，则背斜较向斜略好， 若向斜轴部处于含水层 中，地下水积聚凹底 ，洞身开挖所出现的涌水及坍塌将比背斜 严重，也将增加施工的困难 3）断裂构造，接触带与隧道位置的选择在选择隧道位置时， 切忌沿着 ( 或靠近平行 ) 断层带或 破碎带修建隧道，特别是对于 区域性大断裂，尤应注 意绕避当隧道线路必须通过断层带时， 应尽量使线路与断层走向正交，同时应避开严重 破碎带，并应使通过断层的地段最短。

4）不良地质的影响1）滑坡地区在山区修建铁路隧道 时，经常遇到滑坡，它给施工，运营可能 造成极大危害，因此，当隧道线路必须通过 滑坡地段时，应慎重对待采用隧道避开 滑坡时，应使隧道洞身埋藏在滑床 ( 可能的滑动面 ) 以下一定厚度的稳固地层中，以确保施工 及运营过程中滑坡滑动时不致影响隧道安全2）岩堆、崩坍、错落、堆积层以及危岩落 石地区选择隧道位置时，应 查明工程地质及水文地质情况，原则上应 避免从不稳定的岩堆、崩坍、错落、堆积层 地区中通过，应将洞身置于稳定的地层， 当隧道必须通过时，首先应分析并确认其具有稳 定性，且一定要采取有效可靠的工程措施 ，方得以在下图所示位置通过3）泥石流当线路通过泥石流地 区时，首先应充分预计和判明泥石流的成 因、规模、发展趋势和冲、淤变化规律，论 证以路基、桥梁通过或者以隧道等方式绕 道的合理性，并判定工程安全度，以决定隧道方 案的可行性当隧道 ( 明洞 ) 洞口位置毗邻泥石流沟时，应注意适 当延长以避免泥石流可能 扩散范围的影响4）溶洞地区当隧道通过岩溶地区 时，应力求避免穿越岩溶严重发育的网状 洞穴区、巨大空洞区及有利于岩溶发育的构 造带，尽量避开洞身置于碳酸盐岩与非碳 酸盐岩 ( 可溶岩与非可 溶岩 )的接触带。

当不可能 时，应选择在较狭窄地段，以垂直或大角 度穿过，使通过岩溶地段为最短5）瓦斯地区隧道开挖时，有害气 体如甲烷 ( CH4)和二氧化碳 (CO2) 逸出；轻则致人窒息，重则引 起爆炸，危害甚大选 择隧道位置时，最好能避开不得已时， 应做好通风稀释的措施6）黄土地区黄土具有干燥时甚坚 固，遇水容易剥落和遭受侵蚀的特征选 择隧道时应避开沟壑及地下水活动和地面陷 穴密集的地区 5）不良水文地质的影响1）地下水—— 地下水多是由地表水的渗 透或地下水源补给的它们的存在，使 岩石软化、强度降低，层间 夹层软化或稀释，促成了层间的滑动选 择隧道位置时，最好不从富水区中经过不得已 时，也要尽可能地把隧道置于地下水位以 上的地方，或在不透水层中穿过22）地温—— 地球核心有巨大的热量隧道 如果埋置很深，地温太高，将会降低 施工效率隧道通过高温、 高热地段，会给施工带来困难选择隧道位 置时，应尽可能不把隧道放在山体太深处遇到 部分地区埋深太大或高地温时，则应作好 通风降温措施4. 隧道围岩分级的目的与意义，目前常用的有哪些分级方法？答：（ 1 ） 目的：隧道围岩分级 是隧道工程中的重要研究内容，往往设计 阶段的分级结果与实际出入较 大。

目前我国高速公路建设基本采用新奥 法进行施工，因此，隧道开挖后应及时施作 初期支护，最大限度保护围岩，围岩分级 可以方便迅速、准确的判定掌子面的围岩级 别确保在施工阶段业主、施工方、监理 意见的统一 2 ） 意义：围岩分级可以 保证隧道的顺利施工与安全运营 3 ） 分级方法：目前常用 的隧道围岩分级方法主要有： 1） Q系统、 2 ） RMR分类、 3）国标 BQ方法 、4）水电围岩分类 HC、 5）、公路隧道围岩分级法（《规范 90》、《规范 2004 》）5. 我国公路隧道围岩分级时的依据，共分为几级？答：（1） 我国公路隧道围岩分 级依据：a) 《规范 90》——以控 制围岩稳定性的围岩结构特征和 完整性作为分类的基本依据，并适当考虑围 岩岩石的强度等因素a ) 《规范 2004》——遵 循《工程岩体分级标准》，采用定性划分与定量指标相结合的综合分级方法2）采用两步走的方法：a )根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标 BQ 综合进行初步分级；b )考虑修正系数，修正岩体基本质量指标值；b )按修正后的岩体基本质量指标 [BQ] ，结合岩体的定性特征综合评判、确定围岩的详细分级。

3）围岩分级共分为 6 级 6. 围岩分级将来发展的趋势是什么？答：（ 1）采用定性描述和定量 评价相结合的方法 2）采用多因素多指标的 综合分级3）分级与先进地质勘探 手段联系起来 4）综合具体工程，建立 围岩稳定性分级方案 5）分级与新兴的数学理 论及先进的计算机智能化系统相结合7. 新奥法的基本原理？答：应用岩体力学的 理论，充分利用围岩的自承能力和开挖面 的空间约束作用，通过对隧道围岩变形的量测、 监控，采用以锚杆和喷射混凝土为主要支 护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛 和变形，并通过对围岩和支护结构的监控 、测量来指导地下工程的设计与施工8. 隧道施工的信息化在隧道设计与施工过程中有何作用？答：（ 1）以施工监测和信息反馈为显著特 征的信息化技术，是将 监测技术、力学计算及经验评估等结合成一体的地 下工程设计方法与其他方法相比，信息化设计要求在施工过程3中布置监测系统，从围岩的开挖和支护过程获得围岩稳定性好支护设施工作状态信息通过分析研究这些信息，可以间接地描述围岩的稳定性和支护作用，确定新的围岩及支护参数，并反馈与设计和施工决策 2）由于隧道工程的特殊性和复杂性，采用信息化施工技术是必要的和可行的，可在一定程度上克服地质资料不详细，特别是在地质情况复杂，工程质量要求高的隧道中，这种施工思路既可做到安全施工，也可带来经济效益和社会效益。

3）隧道信息化施工过程中，量测信息可作为输入量反演计算围岩的物理力学参数，检验地质信息的正确性，并利用反演分析求的的围岩力学参数，应用有限元发等数值方法对工程施工过程围岩稳定性进行分析计算，指导后续施工9. 隧道施工方法选择的依据及施工方法的分类？答：隧道施工方法的选择 主要依据工程地质和水文地质条件，并结 合隧道断面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的使 用功能和施工技术水平等因素综合考虑研 究确定所选择的施工方法 也应体现出技术先进 、经济合理及安全适用隧道施工方法可按以 下方式。