隧道工程思考题

第一讲1. 什么是隧道？隧道：修建在地下，两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通行的工程建筑物。

2. 隧道工程包含哪两方面的含义？(1)是指从事探讨和建立各种隧道及地下构筑物的规划,勘测,设计,施工和养护的一门应用科学和工程技术;(2)是指在岩体或土层中修建的通道和各种类型的地下建筑物3. 隧道有哪几种分类方法？隧道分类:（1）按地层：土质隧道，岩石隧道（2）按埋深：浅埋隧道，深埋隧道（3）按断面：圆形、马蹄形、矩形（4）按用途：交通隧道, 市政隧道, 隧道水工,矿山隧道（5）按大小：特大、大、中、小、微小（6）按长度：特长隧道：L>3000 m;长隧道：3000 m ≥L>1000 m;中长隧道：1000 m ≥L>500 m;短隧道：L≤500 m;(7)按断面面积分类: 特大断面隧道：断面积在100m2 以上;大断面隧道：断面积在50~100m2 之间;中等断面隧道：断面积在10~50m2 之间;小断面隧道：断面积在3~10m2 之间;微小断面隧道：断面积在3 m2 以下;4. 交通、市政隧道包含哪些种类？（1）给水隧道：城市自来水管网系统用隧道（2）污水隧道：工业和生活废水排放隧道（3）管线隧道：煤、暖、热水、通信、输电用（4）人防隧道：用于防空，地下平安庇护所其次讲1．不良地质段隧道选址主要应考虑哪些问题？*（1）倒塌；（2）滑坡；（3）泥石流；（4）流沙；（5）溶洞、土洞；（6）瓦斯；（7）围岩、落石…2 ．隧道施工中涌水的危害性？（1）岩质软化，软岩山体松弛，强度降低；（2）岩层层间阻力减小，导致岩体滑动；（3）某些岩类溶解和膨胀，山体出现附加压力；（4）大量涌水，产生动水压力；（5）腐蚀性水对钢筋混凝土结构产生侵蚀（6）隧道塌方和围岩失稳的罪魁祸首之一（7）集中涌水和稳定涌水3．隧道平面设计应留意哪些问题？*（1）小半径曲线问题（2）超高问题(3)最小间距问题4．隧道纵断面设计应留意哪些问题？*关键问题（1）纵坡坡度设计：排水0.3%，通风2%（2）纵坡形式设计：单下坡，人字坡5．什么是隧道建筑限界？指为保证隧道内各种交通的正常运行和平安，而规定在确定宽度和高度范围内不得有任何障碍物的空间限界.6．隧道接线的平面及纵断面线形有何要求？* （1）保证有足够的视距和行驶平安（2）注视点和注视时间：当隧道净宽大于所在公路的路基宽度时,应有加宽段，并设计过渡段加以连接。

当隧道净宽小于所在公路的路基宽度进行平滑的过渡7．什么是衬砌内轮廓线，外轮廓线，实际开挖线？*(1)衬砌内轮廓线：是衬砌的完成线，在内轮廓线之内的空间，即为隧道的净空断面(2) 衬砌外轮廓线：指为保持净空断面的形态，衬砌须有足够的厚度(或称最小衬砌厚度) 的外缘线,又称为最小开挖线(3)实际开挖线：为保证衬砌外轮廓，开挖时往往稍大，尤其用钻爆法开挖时，实际开挖线不行避开的成为不规则形态。

因为它比衬砌外轮廓线大，所以又称为超挖线，超挖部分的大小叫超挖量，一般不应超过10cm。

8．圆形、直墙式、曲墙式衬砌各适用于何种围岩？*圆形:受径向分布的水压的围岩;直墙式：应用于III类以上围岩；曲墙式：应用于III类以下围岩。

9. 公路隧道设计文件主要包括哪些内容？(1)隧道勘测说明书(2)施工图设计文件第三讲1.隧道衬砌的种类有哪些？何谓复合式衬砌?种类:(1). 喷、锚衬砌(2). 整体式衬砌(3). 复合式衬砌(4). 装配式衬(5). 连拱式衬砌复合式衬砌:初次衬砌+ 二次衬砌以喷混凝土，锚杆或钢拱支架的一种或几种组合作为初次支护对围岩进行加固，维护围岩稳定防止有害松动。

待初次支护的变形基本稳定后，现浇混凝土二次衬砌。

用于Ⅳ级围岩.Ⅳ级及以下围岩或可能出现偏压时，应设置仰拱2.公路隧道洞门形式有哪些？各自适用条件是什么？作用?（1）环框式洞门-洞口岩层坚硬、整体性好、节理不发育，路堑开挖后仰坡极为稳定，并且没有较大的排水要求（2）端墙式洞门-适于地形开阔，岩质基本稳定的Ⅰ～Ⅲ级围岩（3）翼墙式洞门-适用于地质较差的Ⅳ级以下围岩，以及须要开挖路堑的地方。

（4）柱式洞门-地形较陡，地质条件较差，仰坡可能下滑，而又受地形或地质条件限制，不能设置翼墙时。

（5）台阶式洞门-傍山侧坡地区，洞门一侧边坡较高时（6）削竹式洞门-洞口段有较长的明洞衬砌，由于洞门背后确定范围内是以回填土为主，山体的推滑力不大；地形相对比较对称和不太陡峻。

（7）遮光棚式洞门-洞外须要设置遮光棚时接受作用:①保证洞口边坡的平安和仰坡的稳定；②汇合在洞口旁边的仰、边坡上的地表水，并引离隧道，削减洞口土石方开挖量；③作为隧道的标记性建筑物，应和隧道的规模、运用特性以及四周建筑物、地形条件等要相协调。

3.什么是明洞？有哪些类型？各自适用条件是什么？当隧道埋深较浅，上覆岩土体较薄，难接受暗挖法时，则应接受明挖法来开挖隧道。

用这种明挖法修筑的隧道结构，通常称明洞。

(1)拱形明洞-隧道内通风有哪些类隧道进出口两端的接长明洞或在路堑边坡不稳定地段修建的独立明洞;(2)棚式明洞-山坡坍方，落石数量较少，山体侧压力不大，或因受地质、地形条件的限制，难以修建拱形明洞4.隧道内通风有哪些类型？各自有何特点？(1) 自然通风-长度在200m以下，甚至200～500m的对向交通隧道，在确定的交通量以下可以考虑用自然通风(2) 纵向式通风-从一个洞口干脆引进簇新空气，由另一洞口把污染空气排出.纵向通风有多种型式，如射流式通风、风道式通风和集中排气式通风①射流式通风-设备费用低,但噪声较大②有竖井的纵向式通风-对向交通的隧道，竖井宜设置在中间；单向交通时，则应稍靠近出口侧③半横向式通风-中性点旁边污染浓度最高,不能有效利用活塞作用④全横向式通风-污染浓度的分布匀整，但造价较高5.隧道照明区段如何划分的？隧道照明基本上可分为引入段、适应段、过渡段、基本段、出口段五个区段。

各段长度是以在特定车速下考虑有2s时间的适应过程中汽车行走的路程确定的。

6.隧道防排水的原则是什么？防（喷射混凝土防水；塑料防水板排水模筑混凝土衬砌防水；涂料防水；防水砂浆抹面），排（设置盲沟，排水沟，泄水孔），截（上游泄水洞、井点降水、开沟疏导等），堵（喷射混凝土堵水，接受防水材料；塑料板堵水；模筑混凝土衬砌堵水；注浆堵水）7.隧道内防排水的构筑物有哪些？防水要求：（1）防水层：防水板和无纺布（2)防水衬砌：抗渗混凝土(3)止水带：施工缝、沉降缝、伸缩缝排水要求-隧道内部:1）路面两侧设纵向排水沟，和隧道纵向坡一样2）路侧边沟可设置开口明沟或暗沟（设沉沙池）3）检修道和人行道面设横坡排水第四讲1、围岩的定义围岩：隧道四周确定范围内，对其稳定性产生影响的岩体2、围岩压力的定义和分类围岩压力：引起地下开挖空间四周岩体和支护变形或破坏的作用力。

分类：⑴松散压力；⑵形变压力；（3）膨胀压力；（4）冲击压力3、围岩分级考虑的要素一类是客观存在的地质因素-⑴岩土体结构状态⑵岩石的工程性质⑶地下水作用和影响⑷围岩的初应力状态；另一类是设计和施工因素，或称为人为因素-⑴隧道的形态和尺寸，尤其是跨度影响较为显著⑵支护结构的类型及支护时间⑶施工方法⑷隧道的埋深4、岩体和岩石的区分岩体= 岩块+ 结构面+ 地质环境5、公路隧道围岩分级方法隧道围岩分级接受两步法，首先，依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；然后，在岩体基本质量分级基础上考虑修正因素的影响。

6、浅埋隧道和深埋隧道的判定原则以隧道顶部覆盖层能否形成“自然拱”为原则7、现行规范中围岩压力计算阅历公式))5(1*(^2*45.01-+=-Bih s/ 第5章隧道支护结构计算1、简述隧道衬砌结构设计模式及基本思想目前接受的地下结构设计方法可以归纳为以下4种设计模型：以工程类比为主的阅历设计法；以现场量测和试验室试验为主的好用设计法'荷载—结构模型方法岩体力学模型方法，包括解析法和数值法。

数值计算法目前主要是有限单元法（基本思想不清楚诶。

）2、简述弹性抗力的概念和表达形式弹性抗力：衬砌在受力过程中的变形，一部分结构有离开围岩形成“脱离区”的趋势，另一部分压紧围岩形成所谓“抗力区”，在抗力区内，约束着衬砌变形的围岩相应地产生被动抗拒力3、弹性地基梁的概念弹性地基梁基本概念1.搁置在弹性地基上，和地基共同作用.2.梁各点和地基紧密相贴，无限超静定.4、隧道结构上的荷载分类●1、基本荷载（1）围岩压力（2）结构自重力●作用在衬砌上的荷载，按其性质可以区分为主动荷载和被动荷载两大类。

主动荷载是主动作用于结构、并引起结构变形的荷载；被动荷载是因结构变形压缩围岩而引起的围岩被动抗拒力，即弹性抗力，它对结构变形起限制作用。

●《公路隧道设计规范》JTG D70-2004将隧道结构上荷载仿照桥规分为：永久荷载可变荷载偶然荷载5、曲壁式衬砌结构的计算假定和思路计算假设1.在主动荷载作用下，顶部衬砌向隧道内变形而形成脱离区，两侧衬砌向围岩方向变形，引起围岩对衬砌的被动弹性抗力2.上零点b（即脱离区和抗力区的分界点）和衬砌垂直对称中线的夹角假定为3.下零点a在墙脚4.最大抗力点h假定发生在最大跨度处旁边，计算时一般取。

5.抗力图形的分布假定为二次抛物线6 衬砌和围岩之间的摩擦力很小被忽视，偏平安7墙脚支承在弹性岩体上，可发生转动和垂直位移(无水平位移)45=bϕ计算思路：结构、荷载对称，从拱顶处切开，切开处剪力为零。

在主动荷载、被动荷载作用下，拱顶相对转角及相对水平位移为零。

衬砌任一截面最终内力值可利用叠加原理求得：（主动荷载+被动抗力）6、隧道结构和地面结构的区分1隧道结构工程特性、设计原则和方法和地面结构完全不同2隧道结构是由周边围岩和支护结构两者组成共同的并相互作用的结构体系3周边围岩在很大程度上是隧道结构承载的主体第六讲1.主要施工方法的种类及选择依据种类: ①矿山法②掘进机法③沉管法、顶进法、明挖法选择依据:①工程的重要性②地质和水文条件③施工技术条件和机械装备状况④施工中动力和原材料供应状况；⑤隧道的横断面积;⑥隧道的埋深⑦工期⑧工程投资和运营后的社会效益和经济效益；⑨施工平安状况，⑩有关污染、地面沉降等环境要求和限制2.矿山法施工开挖方法的种类及特点P137 种类及特点:(1)上下导坑施工法-适用于III～IV级围岩的隧道施工(2)中心下导坑先拱后墙法-施工效率高，速度快；具有漏斗架棚法开挖出渣的优缺点。

地层变更时，改换其它方法比较简洁。

但衬砌整体性差,适用于Ⅱ～Ⅲ级稳定围岩的隧道施工3.新奥法的基本概念以锚杆、喷射混凝土为主要支护方法，通过监测限制围岩的变形，动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧道施工方法，同时它又是一系列指导隧道设计和施工的原则。