隧道工程知识点总结-期末复习【打印版】(共20页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上1. 水工隧道:引水隧洞、尾水隧洞、导流隧洞、泄洪隧洞、排沙隧洞 矿山隧道:运输巷道、给水巷道、通风巷道2. 铁路工程地质技术规范的总要求:(1)查明隧道通过地段的地形地貌、底层岩性、构造;(2)查明隧道是否通过煤层、膨胀性地层及有害矿体等;(3)查明不良地质特殊地质对隧道通过的影响,特别是洞口位置及边坡仰坡影响;(4)查明隧道附近井、泉的分布情况,分析水文地质条件、地下水类型、水质来源;(5)对深埋隧道做隧道地温升温预测;(6)综合分析岩性、构造、地下水分析围岩级别;(7)在隧道洞口需要接长明洞,查明洞底工程地质条件;(8)查明横洞、平行导坑、竖井、斜井等工程地质条
2、件。3. 地层、岩性调查时要特别注意软弱岩层和特殊岩层的分布和厚度。4. 岩体的基本工程性质:岩体是处于一定的天然应力作用之下的地质体;岩体的物理力学性质不均匀;岩体是由结构面分割的多裂隙体;岩体具有各向异性;岩体具有可变性。5. 初始应力:天然应力这种状态是指岩体在天然状态下所具有的内在应力,可称之为岩体的初始应力,也称地应力。6. 岩体的初始应力主要是由于岩体的自重和地质构造作用和地质低温作用引起的。地温在深部岩体中作用明显。7. 岩体中的结构面按成因可以分为:(1)原生结构面(2)构造结构面(3)次生结构面8. 风化作用普遍存在,风化作用随着深度逐渐减弱,改变了岩石的矿物组成和结构构造,
3、不同风化程度的岩体物理力学性质不同。9. 风化岩石按风化的剧烈程度分为若干级:全风化带W4、强风化带W3、中风化带W2、弱风化带W1核微风化带(新鲜)五带。10. 岩石的质量指标:RQD=求和li/L*100%12. 不同岩体条件中开挖隧道后岩体所表现出的性态分为:充分稳定、基本稳定、暂时稳定和不稳定四种。13. 围岩分级的基本要素:(1)与岩性有关 (2)与地质构造有关 (3)与地质状况及岩性综合因素有关。14. 以岩石强度为基础的分级方法分为:坚石、次坚石、松石 和 土。15. 以岩石质量为指标的分级方法-RQD法 RQD=(10cm以上岩芯累计长度)/(单位钻孔长度)*100%16. 综
4、合多因素提出的分级方法: 岩体质量-Q分级法 Q=RQD/Jh*Jr/Ja*Jw/SRF17. 目前铁路隧道围岩分级采用以围岩稳定性为基础的分级方法。18. 围岩基本分级应由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素的定性特征和定量的基本质量指标BQ,综合进行初步分级。19. 根据单轴饱和极限抗压强度Rc分为5级:极硬岩、硬岩、较软岩、软岩、极软岩。 Rc60 3060 1530 515 Rc520. 隧道级别修正:围岩级别应在基本分级的基础上,结合隧道工程的特点,考虑地下水状态、初始地应力状态等必要的因素进行修正。22. 地下水对围岩的影响主要表现在:软化围岩;软化结构面;承压水增加滑动力,使围岩失
5、稳。23. 风化作用的影响:隧道洞深埋深较浅,应根据围岩受地表的影响状况进行修正。当围岩为风化层时应按风化层的围岩基本分级考虑。围岩仅受地表影响时,应较相应围岩降低12级。24. 岩体完整程度的定量指标用岩体完整性系数Kv表示第三章 隧道线路及断面设计1. 选择越岭隧道的位置主要以选择垭口和确定隧道高程两大因素为依据。2. 越岭线上选址:宁长勿短、宁深勿浅、避免洞口深挖3. 浅埋隧道开挖后岩体全部受扰动;深埋隧道开挖后岩体一部分受扰动。4. 地质条件不同,隧道失稳模式分为:整体块状围岩隧道失稳模式(表现为岩爆、劈裂、剥落)块状结构围岩隧道失稳模式(掉块、塌方)层状结构围岩隧道失稳模式(层面弯折
6、、顺层滑移)破碎结构围岩隧道失稳模式(破裂围岩流变/流塑特点)散体结构围岩隧道失稳模式(单斜构造的层面大体平行而有同一倾角,尽量不要把隧道中线设计成与软弱结构面的走向一致或平行,要正交或有一定交角)5. 隧道长度即其进出口洞门墙外表面与线路内轨顶面标高线交点之间的距离6. 隧道洞口位置选择应注意以下问题:(选择题)不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处。避开不良地段,避开地表水汇集处。线路经过岩壁陡立基岩裸露处时,最好不刷或刷动原生地表。减少洞口路堑段长度,延长隧道,提前进洞。洞口线路应该与等高线正交路肩高程应高出设计水位加波浪侵袭高度和雍水高度不小于0.5m位于城市地区的隧道当采用V形坡时洞口及
7、敞开段边墙顶高程应高出内涝水位0.5m为确保洞口安全,边坡及仰坡不宜开挖过高洞口附近有水沟或水渠横跨线路可设置拉槽开沟的桥梁或涵洞,以排泄水流洞口地势开阔有利于施工布置时,可利用弃渣有计划有目的改造洞口场地,以便布置运输便道、材料堆放场、生产设施用地及生产生活用房等。7. 隧道洞口位置的选择应根据地形、地质条件、考虑边坡、仰坡的稳定,结合洞外有关工程难易程度本着“早进晚出”的指导思想,全面综合分析决定。8. 隧道内线路最好采用直线,不得不用曲线时,应采用半径较大的曲线。9. 公路隧道设计规范规定,应根据地质、地形、路线的走向、通风等因素确定隧道的平、曲线线形。当设为曲线时,不宜采用设超高的平曲
8、线,并不应采用设加宽的平曲线。隧道不设超高的圆曲线最小半径符合表3-3-1规定。10. 隧道内线路纵断面设计就是要选定隧道内线路的坡道形式、坡度大小、坡段长度和坡段间的衔接11. 公路隧道控制坡度的主要因素是:通风问题。一般把纵坡保持在2%以下较好。12. 机车建筑限界基本建筑限界隧道建筑限界隧道衬砌内轮廓直线隧道净空要比隧道建筑限界大一些。13. 曲线隧道净空加宽:内侧加宽:W1=d内1+d内2外侧加宽:W2=d外总加宽:W=W1+W2第四章 隧道结构构造1. 隧道结构构造包括主体构造物和附属构造物,前者为了保持隧道的稳定,后者保证隧道正常使用所需要的设施。2. 主体构造物包括:洞身衬砌和洞
9、门构造物。3. 为了保持围岩稳定性,需要支护和衬砌。支护的方式:锚杆、钢架、钢筋网、喷射混凝土及其他综合。4. 衬砌的主要方式:整体式混凝土衬砌、喷射混凝土衬砌、拼装式衬砌和复合式衬砌。5. 什么是二次衬砌:二次衬砌是隧道工程施工在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌,与初期支护共同构成复合式衬砌。6. 在围岩稳定性差、地下水发育阶段,推荐采用复合式衬砌。7. 待初期支护与围岩变形基本稳定后再施作二次衬砌。8. 洞门的作用:(1)减少洞口土石方开挖量(2)稳定边坡、仰坡(3)引离地表水(4)装饰洞口9. 洞门的形式:环框式洞门(III级围岩)端墙式洞门(IIIII级围岩)翼墙式洞门(I
10、V及以上)柱式洞门(IV级)台阶式洞门 斜交式洞门 喇叭口式洞门10. 明洞包括:拱式明洞和棚式明洞。11. 隧道洞口受落石、塌方、泥石流等灾害时,通常需设置明洞。12. 附属建筑物包括:排水设施、电力及通信信号的安放设施以及运营通风设施等。避车洞、通风、照明、排水、消防、通讯第五章 隧道支护结构设计计算方法1. 围岩压力分为:松动压力、形变压力、膨胀压力、冲击压力。2. 影响围岩压力的因素:一类是地质因素,另一类是工程因素。3. 确定围岩松动压力的方法:现场实地量测 按理论公式计算 根据大粮食及资料采用统计法确定。4. 结构力学法适用于围岩因过分变形而发生松弛或崩塌,以及支护结构主动承担围岩
11、松动压力的情况。5. 围岩的承载能力越高,它给予支护结构的压力越小,弹性支撑约束支护结构变形的弹性反力越大,相对来说支护结构所起的作用就变小了。结构力学法岩体力学法荷载-结构法地层-结构 计算模式支护结构和围岩分开考虑应力分布可由支护结构和围岩共同承受支护结构是承载主体围岩是承载主体围岩作为荷载主要来源支护结构为承载环,限制围岩变形6. 岩体力学法的求解方法:数值法,剪切滑移破坏法和特征曲线法(又称收敛约束法)7. 岩体力学方法要点:一切方法措施以围岩稳定为目的支护与围岩视作复合体共同承担在复合体中,围岩是承载主体,最大限度发挥围岩自承载力,也要发挥支护结构承载力对不同地质条件,力学特征的围岩
12、灵活采用不同支护方式和相应力学计算模型。8.信息反馈法又称监控法,特点是能够反映隧道开挖后围岩的实际应力及变形状态,使设计施工和围岩的实际动态相匹配。9.反馈法分为理论反馈法和经验反馈法10.根据位移速率判断: 变形急剧增长阶段 变形速率缓慢增长阶段 基本稳定阶段根据位移-时间曲线判断 基本稳定区 过渡区 破坏区变形管理等级P130第六章 隧道施工方法1.2.隧道开挖的基本原则:在保证围岩稳定或减少对围岩扰动的前提下,选择恰当的开挖方法和掘进方式,并尽量提高掘进速度。3.隧道开挖实际上是指开挖成形方法,按开挖隧道的横断面分布情况来分,开挖方法可以分为:全断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法等4.
13、台阶法5. 全断面开挖法:施工顺序:按照设计轮廓一次爆破成形,再修支护衬砌。适用条件:(1)IIV级围岩,在用于IV级围岩时,围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内,保持其自身稳定的条件。(2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。(3)隧道长度或施工区段长度不宜太短,根据经验一般不应小于1 km,否则采用大型机械化施工时其经济性较差。施工特点(1)开挖断面与作业空间大,干扰小(2)有条件充分使用机械,减少人力(3)工序少,便于施工组织与施工管理,改善劳动条件(4)开挖一次成形,对围岩扰动少,有利于围岩稳定(5)遇不良围岩条件时,不易及时支护及补强支护6. 台阶法:分为长台阶法、
14、短台阶法、和微台阶法。7.分部开挖法:包括环形开挖预留核心土法(适用于VVI级)、和双侧壁导坑法。 施工要求:(双侧壁导坑法)侧壁导坑高度以到起拱线为宜,侧壁导坑形状应接近于椭圆形断面,导坑断面为整个断面的1/3;侧壁导坑领先长度一般为3050m,以开挖一侧导坑所引疌的围岩应力重分布不影响另一侧导坑为原则,导坑开挖后应及时进行初期支护,并尽早封闭成环。8.新奥法:新奥法是以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段,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。奥地利隧道学会认为,新奥法是在围岩中形成一个以封闭岩石支撑环为主要目的的隧道施工方法。按照实际观察到的围岩动态的各项指标来指导开挖隧道
15、的方法。有人把新奥法的施工原则归纳为充分保护,并利用围岩的承载能力其施工要点为控制爆破、锚喷支护和施工监测其实施方法为设计、施工和监测三位一体的动态模式。新奥法十八字诀:管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测新奥法施工原则:少扰动,早支护,勤量测,紧封闭。9.新意法:新意法的目的:对于不稳定的围岩体系,对掌子面前方的围岩预加固和预支护来进行隧道周边收敛变形控制和减少、防止坍塌。10. 洞口段施工时应注意以下事项(1)在场地清理作施工准备时,应先清理洞口上方及侧方有可能滑塌的表土、灌木及山坡危石等。平整洞顶地表,排除积水,整理隧道周围流水沟渠。之后施作洞口边、仰坡顶处的天沟。(2)洞口施
16、工宜避开雨季和融雪期。在进行洞口土石方工程时,不得采用深眼大爆破或集中药包爆破,以免影响边、仰坡的稳定。应按设计要求进行边、仰坡放线,自上而下逐段开挖,不得掏底开挖或上下重叠开挖。(3)洞口部分圬工基础必须置于稳固的地基上。须将虚渣杂物、泥化软层和积水清除干净。对于地基强度不够时,可结合具体条件采取扩大基础、桩基、压浆加固地基等措施。(4)洞门拱墙应与洞内相邻的拱墙衬砌同时施工连接成整体,以确保拱墙连接良好。洞门端墙的砌筑与回填应两侧同时进行,防止对衬砌产生侧压。(5)洞口段洞身施工时,应根据地质条件、地表沉陷控制以及保障施工安全等因素选择开挖方法和支护方式。洞口段洞身衬砌应根据工程地质、水文
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