2022年隧道工程知识点总结-期末复习 .pdf
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1、11. 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
2、) 查明横洞、平行 导坑、竖井、斜井等工程地 质条件。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
3、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,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。名师资料总结
4、- - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 19 页 - - - - - - - - - 214. 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
5、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 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
6、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 表示章3 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、顺层 滑移)名师资料总结 - - -精品资料欢
7、迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 19 页 - - - - - - - - - 3 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
8、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
9、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 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 间的衔接名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -
10、- - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 19 页 - - - - - - - - - 411. 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章4 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
11、物包括:洞身 衬砌和洞 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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -
12、- - - - - - 第 4 页,共 19 页 - - - - - - - - - 58. 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( IV 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、通讯章
13、5 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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -
14、 - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 19 页 - - - - - - - - - 6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
15、 对不同地 质条件,力学特征的 围岩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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 19
16、 页 - - - - - - - - - 7.2.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.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
17、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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 19 页 - - - - - - - - - 8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、短台阶法
18、、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
19、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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -
20、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 19 页 - - - - - - - - - 910. 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
21、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、水文地质及地形条件,至少 设置不小于 5m 长的模筑混凝土加强段,以提高圬工的整体性。(6)洞门完成后,洞 门以上仰坡脚受破坏处,应及时处 理。如仰坡地 层松软破碎,宜用 浆砌片石或 铺种草皮防 护。
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