隧道工程复习题(共7页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上隧道的概念:就是用以保持地下空间作为交通孔道的工程建筑物。 1按用途分(1)交通隧道:提供运输的孔道和通道。主要有:铁路隧道、公路隧道、水底隧道、地下铁道、人行地道。(2)水工隧道:是水利工程和水利发电枢纽的一个重要组成部分 引水隧道、尾水隧道、导流隧道、排沙隧道(3)市政隧道:是城市中为安置各种不同市政设施的地下孔道。主要有:给水隧道、污水隧道 管路隧道、线路隧道、人防隧道。(4)矿山隧道:其作用主要是为采矿服务的。主要有:运输巷道、给水隧道、通风隧道。2、按隧道长度分(公路隧道规范):(1)特长隧道:L3000m (2)长隧道:3000 m L1000 m (3)
2、中长隧道:1000 m L500 m (4)短隧道:L500 m3、按断面面积分:(1)特大断面隧道:断面积在100m2 以上 (2)大断面隧道:断面积在50-100m2 之间 。(3)中等断面隧道:断面积在10-50m2 之间 (4)小断面隧道:断面积在3-10m2 之间。(5)极小断面隧道:断面积在3m2 以下。4、按隧道所处的地理位置划分:山岭隧道 水底隧道 城市隧道5、按施工方法划分:1)明挖法(盖挖法)2)暗挖法:矿山法、新奥法、掘进机法(TBM)、盾构法 3)特殊施工方法 :沉管法、顶管法 公路隧道的特点:明暗适、边墙效应、多为双洞断面大、形状扁平、需要通风照明、防水要求高、需监控
3、配勘察设计的几个阶段:可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察可行性研究勘察 内容:主要是研究建设项目所在地的地理,地形、地貌、地质、地震、气象、水文等自然待征以及良地质、特殊性岩上、筑路材料来源与运输条件等。 手段:在充分收集己有地质资料的基础上,以调查为主,并进行必要的工程地质勘察工作。隧道初步勘查 详细勘察目的:根据批准的初步设计,对已选定的隧道位置进行详细的工程地质勘察,为编制隧道的施工图提供工程地质资料。收集研究既有资料:地形地貌、地质情况、区域水文气象情况、环境施工条件、有关法令、类似工程经验。调查与测绘(1)工程地质调查* 直接观察* 访问群众 (2)工程地质测绘 * 目测* 仪器 (
4、3)调查测绘内容隧道勘察的主要手段(1) 挖探: 23米 (2) 简易钻探:310米 (3) 钻探:冲击钻、回转钻等 (4) 地球物理勘探(物探) 利用岩土体材料的导电性和导磁性等,根据接收信号判断地层缺陷及力学性质。 地质勘探初步勘察(1)目的任务:选定隧道位置 (2)基本内容:查明控制隧道方案的工程地质问 题,如地形、地质、岩性、不良地质等详细勘察(1)目的任务对选定的隧道提供详细的工程地质水文地质等信息。 (2)基本内容:查明为施工图设计服务的地质问题 水文勘察地下水涌水调查 (1) 内容:调查地下水的类型及其与地表水的相互补给关系;调查地下水的流量、流向及水质等; (2)预测地下水涌水
5、量:须调查隧道中心线上的“谷”及“梁”的分布情况; (3) 利用钻探成果判断涌水情况 (4) 查明涌向隧道的地下水的范围。枯水调查 目的:明确由于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; 2)主要内容:地下水的利用状况(使用时间、水量等)、地下水季节性变化以及雨后变化、植被情况等。建筑环境评价 目的:明确环境现状,不因修建工程而使环境恶化。对现有生态环境保护的项目 (1)水资源保护;(2)植被保护;(3)特殊区(名胜古迹、温泉、风景等)保护;(4)特殊地质段的保护( 5)环境污染的保护(污水、烟尘、噪声、有害物等) (6)弃碴处理;隧道工程周围环境现状的调查 (1)
6、地物地貌的调查,包括:洞口附近居民住宅,单位分布及规模; (2)地形地质的调查,包括:地形特征、地质构造及不稳定地层类型;(3)大气质量的调查,包括:气象资料,大气污染现状。(4)水体质量的调查,包括:水源类型、供水量、供水方式、水源补给转化情况;(5)噪声振动的调查,包括:运输装卸及爆破产生的噪声。(6)生态资源的调查,包括:森林、草场、水域的面积和位置;野生动物。预测环境影响 (1)大气(2)水质(3)振动与噪声(4)地表沉陷(5)动物与植物(6)自然景观山岭隧道的类型;越岭隧道,傍山隧道公路隧道选址的基本原则 (1)必须与公路总体设计相协调适应(交通量、公路等级等);(2)隧道位置应选择
7、在稳定的地层中;(3)越岭隧道应进行较大范围的方案选择,进行全面的技术、经济比较,选择在地质条件较好的地段穿越;(4)沿河傍山隧道,其位置宜向山侧内移,避免一侧洞壁过薄产生偏压;(5)选择隧道位置时,应注意洞口位置和有关工程的处理,一般宜采取“早进洞,晚出洞”原则。越岭隧道的选址:选择垭口、确定隧道高程隧道总体设计:路线和隧道位置选择、平面线形、纵断线形、隧道引线、平行隧道间间距、净空断面和建筑限、断面设计越岭隧道平面位置的选择:采用直线或大半径曲线为好;优选考虑在路线总方向上或其附近的低垭口,展线好,隧道较短;虽远离线路总方向,但垭口两侧有良好的展线条件;工程地质和水文地质条件良好的垭口.越
8、岭隧道标高的选择:隧道标高越高,隧道越短,施工期短,两端展线长度增加,运营条件差;隧道标高低,隧道加长,施工期长,运营条件较好;选择越岭隧道标高时,综合考虑施工、运营等多因素比较确定最优隧道标高。越岭隧道选址尚应考虑以下原则:宁长勿短,早进晚出-避免洞口深挖;宁深勿浅,避软就硬-避免不良地质。傍山隧道选址傍山隧道一般埋藏较浅,容易造成各种病害;山坡亦常有滑坡,松散堆积,泥石流等不良地质现象,地质情况较为复杂。选择傍山隧道时应注意:(1)傍山隧道的洞身覆盖厚度问题。为保持山体稳定和避免偏压产生,隧道位置宜往山体内侧靠-宁里勿外!(2)要考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响,。(3)应考虑施工便道设
9、置和既有公路的位置,应注意既有公路边坡的可能坍塌和施工便道对洞身稳定的影响。(4)线路沿山嘴绕行应与直穿山嘴的隧道方案进行比较。不良地质地段隧道位置的选择 研究地质条件的重要性:不论是沿河(溪)线还是越岭线,地质条件对隧道位置的选择往起决定性作用。好的地层,对施工和营运均有利,亦可节省投资。对岩性不好的地层、断层破碎带、含水层等不良地段应避免穿越,以免增大投资,造成施工与营运的困难,影响隧道安全,留下后患。若不能绕避而必须通过时,应采取可靠的工程处理措施,以确保隧道施工及营运安全。常见不良地质条件有:滑坡、崩坍、松散堆积、泥石流、岩溶及含盐、含煤、地下水发育等地质条件。(1)滑坡、错落滑坡、错
10、落对隧道的危害很大,在隧道通过滑坡地区时,必须查明滑坡类型范围、深度、滑动方向等。一般应避开滑坡体或错动体,或在可能滑动面以下一定深度通过。(2)、松散堆积层 堆积层常处在暂时稳定状态,一旦扰动,稳定即会丧失而造成崩坍。在这种地质条件下隧道应避开不稳定、松散的堆积层,使洞身处于基岩中,并具有足够的安全厚度。如图甲的位置上。(3)、泥石流 隧道通过泥石流地段时,应结合地质情况考虑泥石流沟的改道和最大下切深度,确保洞口和洞身的安全。隧道洞顶距基岩面或最大下切面要有一定的覆盖厚度,如图所示,隧道洞口应避开泥石流沟及泥石流可能扩展的范围。有困难时,可修建一段明洞,使泥石流在明洞顶通过隧道洞口位置的选择
11、洞口位置选择好坏,将直接影响隧道施工、造价、工期和运营安全。选择时要结合洞口的地形,地质条件、施工、运营条件以及洞口的相关工程(桥涵、通风设施等)综合考虑。(1)洞口部分在地质上通常是不稳定的。一般应设在山体稳定,地质条件好,排水有利的地方。隧道宜长不宜短,应“早进洞,晚出洞”,尽量避免大挖大刷,破坏山体稳定。(2)洞口不宜设在沟谷低洼处和汇水沟处,一般宜将洞口移到沟谷地质条件较好的一侧有足够宽度的山嘴处,如图中的B线。(3)当洞口处为悬崖陡壁时,根据地质情况采用贴壁或采用接长明洞的办法,将洞口堆到坍方范围以外3-5m处.(4)洞口地形平缓时,一般也应早进洞晚出洞。这时洞口位置选择余地较大,应
12、结合洞外路堑、填方、弃渣场地、工期等具体确定。需要时可接长明洞,以确保施工和运营安全。(5)考虑洞口边仰坡不致开挖过高和洞口段衬砌结构受力,洞口位置宜与地形等高线大体上正交。特别是在土质松软、岩层破碎、构造不利的傍山隧道,更应注意。道路隧道一般不宜设计斜交洞门。若为斜交时,应尽可能加大斜交角度(一般不小于450),或采取工程措施,以降低垂直等高线方向的开挖高度(6)长大度隧道在洞门附近应考虑施工场地、弃渣场以及便道等的位置。(7)洞口附近有居民点时,考虑提前进洞,尽可能减少附近地上构筑物,地下埋设物与隧道的相互影响,及减少对环境(农业、交通、居民生活)的影响。(8)洞口路肩应高出设计洪水位(包
13、括浪高)以上0.5m,以免洪水浸入隧道。(9)考虑通风设备排出的废气和噪声对周围环境的影响程度和解决办法。(10)考虑设置防雪工程、防风工程和防路面冻害工程的必要性。总之,隧道洞口和洞身是不可分的整体,在位置选择时不能顾此失彼,应该同样的重视。隧道方案与自然条件的关系:当地的工程地质与水文地质条件、地形地貌条件、气象条件,一般而言是隧道方案主要考虑的问题。另外,还有工程的难易程度、经济、工期要求,甚至还有政治、经济、军事与地区发展都有关。根据隧道轴线与地形的关系主要有:( 1)坡面正交型;(2)坡面斜交型;(3)坡面平行型;(4)尾部进入型;(5)深入谷地型。平面线形 (1)、隧道平面是指隧道
14、中心线在水平面上的投影。隧道是线路的组成部分,线形至少满足公路工程技术标准规定;(2)、平面设计的任务:决定隧道的平面位置,选定洞口位置及洞内各种地下管线埋设位置;(3)平面设计的基本要求:原则上采用直线,避免曲线,若必须设置时,宜大于不设超高的平曲线半径,并应满足停车视距的要求;隧道平面线形应考虑行驶安全,在洞口不应使用小半径的引线与隧道衔接;隧道内尽量避免设反曲线。曲线隧道的不利因素:行车视距问题;加宽断面问题,造成变截面隧道,施工难度大;曲线隧道内装修复杂;增加通风阻抗,对自然通风不利;纵断线形 隧道纵断面是指沿隧道中心线展开的垂直面上的投影。纵坡类型 下行单坡 人字坡 上行单坡 控制隧
15、道纵坡大小的主要因素 :通风问题,排水问题;纵坡坡度大小及其影响 隧道纵坡坡度范围: 0.3%-3%;纵坡坡度与通风的关系,要求1%以下,大于2%,排量迅速增加;与排水的关系,纵坡越大,水流越快;纵坡坡度与施工运营的关系采用大竖曲线半径和竖曲线长度;综合通风和排水考虑,纵坡为不防碍排水的缓坡为宜。隧道引线(1) 、隧道洞口的连接线平面及纵断面线形应与隧道线形相配合,保证有足够的视距和行驶安全;(2)、隧道两端平面线形与路线线形相一致,必须有一定的连接线长度过渡;(3)、隧道两端的接线纵坡应有一段距离与隧道纵坡保持一致,以满足设置竖曲线和保证各级公路停车或会车视距的要求;(4)、当隧道净宽大于所
16、在公路的路基宽度时,两端接线应有不短于50m的同隧道等宽的加宽段,并设计过渡段加以衔接。平行隧道间距: 一般分离式 隧道连拱隧道 小净距隧道两相邻隧道最小间距问题:由于地质条件的关系,隧道宽度过大则不经济,施工上也增加难度,所以高速公路、一级公路一般应设计为上,下行分离的两座独立隧道。两相邻隧道最小净距视围岩类别,断面尺寸、施工方法、爆破震动影响等因素确定。隧道净空断面和建筑限界(1)、隧道净空:指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间,包括通风、照明、消防、通讯等设备所占空间;(2)、隧道建筑限界:是为保证隧道内各种交通的正常运行与安全而规定在一定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间限界。断面设计
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