隧道工程概论重点问题(共9页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上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，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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、、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

8、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

9、地方，或在不透水层中穿过。2）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

10、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。b) 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

11、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；c) 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

12、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

13、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分类：

14、10. 新奥法施工的基本的原则，按照你的理解请给与具体的解释与说明？答：新奥法施工的基本原则，可以概括为“少扰动、早喷锚、勤测量、紧封闭”十二字方针。在隧道开挖时，必须严格控制，尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动持续时间、扰动范围，以使开挖出的坑道符合成型的要求，因此，能采用机械开挖的就不用钻爆开挖。采用钻爆开挖时，必须先作钻爆设计，严格控制爆破，尽量用大断面开挖。选择合理的循环掘进进尺，自稳性差的围岩循环掘进进尺宜用短进尺，支护应紧跟开挖面，以缩短围岩应力松弛时间以及开挖面的裸露风化时间等，此称为“少扰动”。“早喷锚”是指对开挖面暴露面应及时进行地质描述和及时施作喷锚支护，经初期支护加

15、固，使围岩变形得到有效控制而不致变形过度而坍塌失稳，以达到围岩变形适度而充分发挥围岩的自承能力。必要时可采取超前支护辅助措施。在隧道施工全过程中，应对围岩周边位移进行的现场监控量测，并及时反馈修正设计参数，指导施工或改变施工方法。以规范的测量方法获得测量数据及信息，通过对施工中测量数据的分析和对开挖面的地址观察，进行预测和评价围岩与支护的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以便根据建立的量测管理基准，及时调整隧道的施工方法（包括开挖方法、支护形式、特殊的辅助施工方法）、断面开挖步骤及顺序、初期支护设计参数等进行合理的调整，以确保施工安全、坑道稳定，支护衬砌结构的质量和工程造价的合理性，此称为“勤测

16、量”。“紧封闭”是指对易风化的自稳性较差的软弱围岩地段，应使开挖面及早施作封闭式支护（如喷射混凝土、喷锚混凝土等）防护措施，可以避免围岩因暴露时间过长而产生风化，降低强度及稳定性，并可以使支护与围岩进入良好的共同作用工作状态。11. 隧道监控量测项目的分类及其包含的具体内容？答：隧道监控量测项目分为必测项目和选测项目；:（1） 必测项目：目测观察；净空收敛；拱顶下沉；锚杆抗拔力。（2） 选测项目：围岩内位移；锚杆轴力；接触压力；钢支撑应力；混凝土应力、应 变；地表下沉；洞内弹性波。12. 必测项目与选测项目的划分依据你是怎样理解的？答：(1)必测项目是必须进行的常规量测项目，是为了在设计施工中

17、确保围岩稳定、判断支护结构工作状态、指导设计施工的经常性量测。这类量测通常测试方法简单、费用少、可靠性高，但对监视围岩稳定，指导设计施工却有巨大的作用。必测项目是新奥法量测的重点 。 (2)选测项目是对一些有特殊意义和具有代表性的区段进行补充测试，以求更深入地了解围岩的松动范围和稳定状态以及喷锚支护的效果，为未开挖区段的设计与施工积累现场资料。这类量测项目测试较为麻烦，量测项目较多，费用较高，因此，除了有特殊量测任务的地段外，一般根据需要选择其中一些必要的项目进行量测。13. 试说明隧道通风计算的几个基本过程？答：（1） 空气中有害物质的容许浓度：人的忍受程度、行车安全视距a. 确定隧道内污染

18、空气中有害物的设计浓度需要研究的问题b. CO设计浓度 c. 烟雾设计浓度d. 其他有害物质（2） 需风量计算问题：交通量和排放量a. 按稀释CO浓度计算新风量 b. 按稀释烟雾浓度计算新风量c. 需风量的取值（3） 自然通风的能力（4） 机械通风方式的讨论（5） 通风方式及通风设备选择：经济性和耐久性14. 详细说明隧道通风方式包含哪几种？答：隧道通风按照车道空间的空气流动可分为：自然通风和机械通风。自然通风分为：自然风（一般不稳定）和交通风（又称活塞风，与交通量、车速等有关）。机械通风分为：纵向通风、横向通风、半横向通风、组合通风。15. 影响人们视觉的主要影响因素？答：影响视觉的主要因素

19、： 适宜的亮度 对象的大小 对象和背景的亮度对比 颜色对比的影响 环境亮度的影响 空气对能见度的影响 空气对光通的衰减作用和光幕 空气的散射作用 透过率 观察时间的长短16. 隧道亮度曲线的划分及其意义？ 答： 亮度曲线：沿道路轴线分为：由入口洞外的接近段、入口段、过渡段、中间段直至出口段，共五个区段。意义：司机视觉特性：由亮度极高进入黑暗，有适应的滞后现象黑洞效应；在驶出隧道时，亮度差别大，容易出现弦光。利用人眼视觉特性，设计出符合人眼适应的曲线和隧道亮度调节方式。使隧道内的亮度与隧道外的自然光亮度之间有良好的过度和衔接。使人眼视觉进入隧道内保持清晰，把必要的视觉信息传递给司机，保证行车安全

20、。经济性方面：隧道照明必须不分昼夜的连续进行，但在昼夜点灯率上有变化。17. 隧道常见的病害现象有哪些？答：公路隧道常见的病害：（1） 隧道渗漏隧道位于地下，时刻受到地下水的侵扰，如果防排水没做好，容易产生渗漏，影响行车（2） 衬砌开裂 a工程上出现衬砌开裂更多的则是由于施工管理不当造成； b因为衬砌厚度不足；c因为混凝土强度不够。（3） 限界受侵a为了保证施工安全和避免塌方，容易形成仓促衬砌，忽视断面界限，使建筑限界受侵；b施工中常见现象是衬砌砼在浇筑过程中，模板强度、刚度不足出现走模，也会导致限界受侵。（4） 结合部不密实 a初期支护与围岩结合部b二次衬砌与初期支护结合部（5） 通风照明不

21、良 a设计欠妥；b器材质量存在问题；c运营管理不当。（6） 其它局限和问题：水泥砼断板；沥青路面开裂；压浆不密实；预制块蜂窝麻子。18. 二次衬砌质量检测的内容及其常用的方法？答：l 二次衬砌质量检测内容： a模筑砼的抗压强度； b模筑砼的厚度 c衬砌背后空洞检测l 常用方法：1) 混凝土强度检测回弹法检测法、超声波法检测法、钻芯法检测法2) 隧道衬砌厚度检测 冲击回波法、激光断面仪法、地质雷达法、凿孔直接量测法3) 混凝土缺陷检测a) 外部缺陷主要包括：裂缝、蜂窝、麻面、平整度、几何尺寸 检测仪器： （刻度放大镜、塞尺、直尺、数码相机）b) 内部缺陷，裂缝的深度、背部回填密实度、空洞。 检测

22、方法：地质雷达、超声波、冲击回波法、红外成像19. 同世界上隧道及地下工程技术发展强国和先进水平相比较，我国存在差距存在哪几方面？答： 同世界上隧道及地下工程技术发展强国和先进水平相比较，我国在这方面存在差距主要如下： 从决策层面看，在重大工程方案的比选过程中，隧道及地下工程技术的运用仍有较多的阻碍。 近几年来这种状况虽然有所改进，但是从整体来讲还远远不够， 仅在局部经济、 文化高度发达的城市和地区隧道及地下工技术才真正得到了应有地重视和恰当地运用。 隧道及地下工程技术的使用在我国历史久远，我们现在的技术既有从国外引进的成分，但是更多的是我们自己的发现和创造。但是学界和技术界对自己的成就和经验

23、总结不够，创造性的东西则更少，个别人甚至于“数典忘祖”，没有能够形成在世界上独树一帜的、自己的工程理论和技术体系。 地质勘查手段仍不能满足实际需要，对复杂地质情况的特性认识不足， 致使隧道及地下工程设计水平的提高受限， 准确度和针对性较差， 甚至埋下了事故隐患。 现场上严重缺少合格的地质技术人员，纵有先进的仪器设备也不能够起到应有的作用。 隧道及地下工程施工机械化程度地，劳动强度大，作业环境条件差， 人身安全事故多的基本状况虽然比较过去有所改观， 但是没有根本性的好转。 国内对于劳动保护技术、 施工安全技术的研究也处于落后状态。 隧道及地下工程施工专业化程度低，技术装备普遍落后， 不利于重点、

24、 难点工程的顺利进展， 甚至于影响到工程质量。掘进机、 盾构机等大型施工设备的关键部件和特种材料仍依赖于进口， 使用范围受限， 成本很高。 国家虽然在技术设备引进方面花费了大的代价，但是在自主研制开发方面力度不大，进展缓慢。 隧道及地下工程防、排水和灾害防治仍是薄弱环节。如水下大型沉埋隧道和盾构隧道的防水密件仍需使用国外进口产品，国内生产的多数防水材料品质达不到使用要求；隧道及地下工程的混凝土结构及防、 排水设施缺陷较多，自防水性能较差，难以达到设计标准。 较之国外同类项目，我们隧道及地下工程建设管理及技术管理相对落后， 是制约技术发展和安全质量控制的重要因素。 普遍表现为体制落后， 机制不灵

25、， 管理及操作人员综合素质欠缺， 以致管理粗放、 现场混乱。 如制度不落实， 执行走过场， 表面形式多，质量意识差，等等。 最为典型的例子是， 有些隧道及地下工程项目虽然自称是采用了“新奥法设计、施工”，但是并没有真正有效地开展两阶段的地质和设计工作，施工过程中信息收集、处理、专递和反馈不及时，监测控制系统形同虚设，以致酿成安全或质量事故。 20. 你认为隧道工程将来应该在哪几个方面做些改进？ 答：（1） 特长隧道独头长距离施工技术目前国内特长隧道施工多采用“长隧短打”。辅助坑道的长度往往会占到主洞长度的 5070，增加了工程数量和工程成本，破坏了自然生态环境。如果能将隧道独头施工能力和距离提

26、高 50 左右，则辅助坑道的工程量可减少半数以上。（2） 水下及海底隧道工程技术我国临近江河、湖泊的城市很多，以水下隧道的方式来沟通江河、湖泊两岸的情况将会越来越多。我国地域广阔，地形、地貌、地质、水文、气象等情况极其复杂。各种工程方法在不同水文、地质和气象等条件下的实用技术还有大量的试验研究工作要做。（3） 特殊地质和不良地质情况下修健隧道及地下工程的技术所以加强特殊地质情况下隧及地下工程技术研究是我们要长期坚持进行的重要课题之一。辅助工法十分重要，很多情况下关系到主体工程施工的成败。所以加强辅助工法的研究开发是隧道和地下工程施工的重要环节之一。 （4） 特大及复杂断面的隧道及地下工程构筑技

27、术 特大断面的构筑方法和工艺对施工安全和工程质量有着直接的影响， 其技术难度相当突出。 随着社会经济高度发展的需要， 特大断面的隧道及地下工程运用会越来越多。 （5） 工程地质与水文地质情况的预探、预报技术现有的方法和手段确定性差，可靠度低，加之现场上专业技术人员严重缺乏。目前所用的物探手段及其判识技术必须有较大的改进和提高才能够达到隧道及地下工程的要求。 （6） 隧道及地下工程专用设备、器材和材料的研制和开发 高科技的机械化施工手段是隧道和地下工程施工能力的重要体现和标志。一方面抓施工设备的配套；另一方面抓高科技产品。普遍存在的问题是能用于隧道和地下工程的建筑材料品种太少，质量不高。隧道及地

28、下工程开挖施工所使用的爆破器材和爆破工艺也有改进和创新的必要， 它与施工安全、环境保护、工作效率、工程成本密切相关。 （7） 隧道及地下工程在国土利用、 环境保护、 节能减耗等方面的运用技术 隧道及地下工程技术的运用范围及前景是非常广阔的，其商业价值也非同一般。 （8） 风险管理技术在隧道及地下工程中的运用隧道及地下工程建设有着较高的风险， 而且风险控制的难度也比较大。 因而对隧道及地下工程施行风险管理， 控制风险发生的概率和规模， 尽可能地规避风险和减少风险损失， 已经成为当代社会管理层、 保险机构和工程界密切关注的问题之一。 （9） 隧道及地下工程防灾、抗灾和救灾的技术无论是在建设期还是已

29、经投入营运， 隧道及地下工程的防灾、 抗灾和救灾工作都应该放在最要紧的位置上。隧道及地下工程的灾害预防和治理技术专业性强，而且涉及面广。在以“预防为主”的原则指导下，隧道及地下工程设计标准要切实体现“安全第一”的方针。（10） 隧道及地下工程设施的状态检测、 评定和维护、 修补技术的研究已投入运营的隧道和地下工程建筑由于外围环境的影响，周边介质的变化和荷载的长期冲击及疲劳，其结构状态和力学性能会发生变化。要保证运营安全，就必须对设施现状进行准确的检测和科学的评判。在隧道和地下工程设施基本结构完好的情况下、 对其存在的缺陷和产生的病害进行恰当的修补，可以达到延长设施使用寿命和部分提高使用功能的效果。专心-专注-专业