《隧道工程》试卷及答案.docx

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1、试卷一、名词解释5X2分=10分1.隧道工程2.建筑限界3.预留变形量4.辅助工程措施5.光面爆破二、填空题IOXl分=10分1 .隧道按地层分为和o2 .连拱隧道按照中隔墙的形式不同分为、两种。3 .锚杆的支护效应主要体现在、等方面。4 .炮眼的种类有、o三、问答题6X10分=60分1 .隧道洞门型式有哪些？并从工程地质条件、地形条件和周边环境情况对隧道洞门进行分类，分析它们的特点和作用。2 .隧道有哪些衬砌类型？各自的适用条件是什么？另外，对于喷锚支护的地层适应性很强，其具体有哪些类型？3什么是围岩压力？围岩压力的影响因素有哪些？4 .新奥法施工产生的科学技术背景及其主要内容？并简述新奥法

2、采用爆破施工的主要工序流程？5 .水对隧道的危害主要有哪些？隧道工程对于地下水处理的原则是什么？各有哪些措施？6 .台阶法在新奥法隧道中应用非常广泛，根据实际情况，台阶长度可以有哪些不同的变化？台阶长度一般根据哪几个条件进行确定？四、分析题IXlO分=10分为了进一步理解围岩与支护的共同作用，将围岩位移曲线与支护特性曲线放在同一坐标系统上来考察，由此得到的曲线图称为支护特性曲线与围岩特性曲线关系如图所示。请你分析一下在A、D点的围岩受力和变形特性，并分析在什么条件下施作初期支护比较合理。五、计算题IXlO分=10分某隧道围岩级别为V级围岩，计算摩擦角为30。，开挖尺寸为：净宽15m,净高7m,

3、围岩的天然重度为25kNm3,埋深是250m,确定垂直（竖向）围岩压力是多少？开挖尺寸不变,如果隧道埋深为4m,则隧道的竖向压力是多少？试卷一参考答案一、名词解释5X2分=10分1 .隧道工程：广义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。2 .建筑限界：指为了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范围。3 .纵向通风：在通风机的作用下使风流沿着隧道全长方向流动的通风方式。4 .蠕变：指在应力恒定的情况下岩石变形随时间发展的现象。5 .光面爆破：通过正确确定周边眼的各爆破参数，

4、使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆破对围岩的震动和破坏，尽可能维持围岩原有完整性和稳定性的爆破技术。二、填空题IOXl分=10分1 .隧道按地层分为土质隧道和岩质隧道。2 .隧道纵坡形式有单坡、人字坡两种。3 .锚杆的支护效应主要体现在悬吊效应、组合梁、加固等方面。4 .复合式衬砌通常由初期支护、防水层、二次衬砌等组成。5 .长隧道的照明可分为接近段、洞口段、过渡段、中间段、出口段五个区段。三、问答题6X10分=60分1 .隧道洞门型式有哪些？并从工程地质条件、地形条件和周边环境情况对隧道洞门进行分类，分析它们的特点和作用。答：洞门结构类型有：环框式洞门、端墙式洞门、翼墙式洞门、柱式

5、洞门、台阶式洞门、削竹式洞门、新型洞门-遮光洞门/高速铁路隧道洞门等。1)环框式洞门当洞口岩层坚硬而稳定(I级)围岩，地形陡峻而又无排水要求时，可以设置一种不承载的简单洞口环框。它能起到加固洞口和减少雨后洞口滴水的作用。(2)端墙式洞门适用于地形开阔、岩层稳定的IIII级围岩地区,其作用在于支护洞口仰坡,保持其稳定，并将仰坡水流汇集排出。(3)翼墙式洞门当洞口地质较差，山体水平推力较大时，可在端墙式洞门以外，增加单侧或双侧的翼墙，称为翼墙式洞门。(4)柱式洞门当地形较陡，地质条件较差，仰坡有下滑的可能性，而又受地形地质条件限制,不能设置翼墙时，可以在端墙中部设置两个断面较大的柱墩，以增加端墙的

6、稳定性。(5)台阶式洞门当洞门处于傍山侧坡地区，洞门一侧边坡较高时，为减小仰坡高度及外露坡长，可以将端墙一侧顶部改为逐步升级的台阶形式，以适应地形特点，减少仰坡土石方开挖量，同时也有一定的美化作用。(6)削竹式洞门当隧道洞口段有一节较长的明洞衬砌时，由于洞门背后一定范围内是以回填土为主，山体的推滑力不大时，可采用削竹式洞门。(7)遮光棚式洞门当洞外需要设置遮光棚时，其入口通常外伸很远。2 .什么是围岩压力？围岩压力的影响因素有哪些？答：分广义和狭义两种，狭义为作用在支护结构上的力；广义为围岩和支护结构共同承载过程中受到的力。围岩压力的影响因素有地质因素：岩体初始应力状态、岩石力学性质、岩体结构

7、面、.地下水等工程因素：施工方法、支护设置时间、支护本身刚度、隧道断面形不适于作喷锚支护，只能按传统施工方法施作模筑混凝土衬砌。较佳的支护工作点应当在D点以左，邻近D点处，如图中的E点。在该点附近即能让围岩产生较大的变形(uO+uE),较多的分担岩体压力(PO-PE),支护分担的形变压力较小(PE),又保证围岩不产生松弛、失稳，局部岩石脱落、坍塌的现象。合理的支护与施工，就应该掌握在该点附近。图1围岩位移曲线与支护特性曲线五、计算题IXlO分=10分某隧道围岩级别为V级围岩，计算摩擦角为30。，开挖尺寸为：净宽15m,净高7m,围岩的天然重度为25kNm3,埋深是250m,确定垂直(竖向)围岩

8、压力是多少？开挖尺寸不变,如果隧道埋深为4m,则隧道的竖向压力是多少？解：坍落拱高度：h=0.452511+z(B-5)=14.4m埋深2502.5hq为深埋隧道。所以，竖向围岩压力为q=25X14.4=360kPa.埋深为4m时，42.5hq=34.2m,为深埋隧道所以，竖向围岩压力为q=24X13.68=328.32kPa.埋深为4m时，4L250;C、3000L1000;D、L30004 .采用先拱后墙法施工时，边墙马口开挖应（）A、左右边墙马口应同时开挖B、同一侧的马口宜跳段开挖；C、左、右边墙马口应交错开挖，不得对开；D、先开马口，应开在边墙围岩较破碎的区段，且长度不能太长，一般不超

9、过8m,并且及时施工作边墙衬砌5 .隧道通过松散地层施工，为了减少对围岩的扰动，施工时常用的手段（）A、先挖后护；B、先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭；C、强爆破，弱支护;D、全断面开挖6 .汽车专用公路隧道对防排水工程的质量要求为（）A、拱部边墙不滴水；B、路面不冒水、不积水；C、设备箱洞处不渗水；D、隧道拱部、墙部、路面、设备洞、车行横通道、人行横通道等均不渗水。7 .作为隧道永久性支护的锚喷支护，一般应分两次完成，其主要原因是（）A.施工工作面条件的限制；B.为了发挥围岩的自承能力；C.加快隧道施工进度；D.锚喷支护的强度大大增加。8 .围岩内部松弛范围可用（）进行量测。A.收敛计；B.钢

10、卷尺；C.压力盒；D.多点位移计。9 .在洞口的选择上，一般应遵循（）原则。A.早进洞早出洞；B.早进洞晚出洞；C.晚出洞早进洞；D.晚进洞晚出洞。10 .隧道排水系统地下水的流程，以下哪一个流程是对的（）A.围岩一纵向排水管一环向排水管一横向盲管一中央排水管；B.围岩一纵向排水管一横向排水管一患向盲管一中央排水管；C.围岩一横向排水管一环向排水管一纵向盲管一中央排水管；D.围岩一环向排水管一纵向排水管一横向盲管一中央排水管。三、简答题（要求原理正确、条理清晰）（每题8分，共40分）1、不良地质地段隧道选址时，主要应考虑哪些问题？2、水对隧道的危害主要有哪些？隧道照明设计考虑哪5个区段？6、简

11、述洞门的主要作用，主要有哪些洞门形式（选4种），各适用于什么地质条件？4、什么是共同变形理论和局部变形理论？二者有何区别？5、我国公路隧道是根据哪两个条件进行围岩分级的？修正要素包括哪几个？四、分析题（25分）1 .为了进一步理解围岩与支护的共同作用，将围岩位移曲线与支护特性曲线放在同一坐标系统上来考察，由此得到的曲线图称为支护特性曲线与围岩特性曲线关系如图所示。请你分析一下在A、D点的围岩受力和变形特性，并分析在什么条件下施作初期支护及二衬比较合理。（12分）图1围岩位移曲线与支护特性曲线2 .某公路双向双车道隧道，长182511,埋深90m,在隧道进洞30OnI后，遇有一断层及其影响带F,

12、采用钻探技术，探明前方断层及其影响带宽45m,并与隧道轴线斜交，该断层及其影响带处于灰岩和砂岩交接带，岩层破碎，地下水较丰富。为了保证隧道安全、顺利施工，作为现场施工工程技术人员，你该如何处理，并选用一种开挖方法作详细介绍。（13分）试卷三参考答案一、名词解释（每题3分，共15分）1隧道：是一种修建在地下，两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线通行的工程建筑物。2围岩压力：分广义和狭义两种，狭义为作用在支护结构上的力，为围岩压力；广义为围岩和支护结构共同承载过程中受到的力。3隧道建筑限界：指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。4弹性抗力

13、支护结构发生相向围岩方向的变形引起的围岩对支护结构的约束反力。其作用是限制衬砌变形改善衬砌受力状态提高衬砌结构承载力。5二次应力：隧道开挖后的应力状态称为二次应力。二、选择题（每题2分，共20分）1 .二次衬砌的施作时间为（D）A、初期支护完成1个月后；B、初期支护完成L5个月后；C、初期支护完成后；D、围岩和初期支护变形基本稳定后。2 .浅埋设洞口加强段不能采用的开挖方法为（D）A、单侧壁坑法；B、双侧壁导坑法；C、多台阶法；D、全断面法。3 .公路隧道按其长度分类可分为短隧道、中隧道、长隧道、特长隧道，中隧道长度为（B）A、L250；B、1000L250;C、3000三LN1000；D、

14、L30004 .采用先拱后墙法施工时，边墙马口开挖应（C）A、左右边墙马口应同时开挖B、同一侧的马口宜跳段开挖；C、左、右边墙马口应交错开挖，不得对开；D、先开马口，应开在边墙围岩较破碎的区段，且长度不能太长,一般不超过8m,并且及时施工作边墙衬砌5 .隧道通过松散地层施工，为了减少对围岩的扰动，施工时常用的手段（B）A、先挖后护；B、先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭；C、强爆破，弱支护；D、全断面开挖6 .汽车专用公路隧道对防排水工程的质量要求为（C）A、拱部边墙不滴水；B、路面不冒水、不积水；C、设备箱洞处不渗水；D、隧道拱部、墙部、路面、设备洞、车行横通道、人行横通道等均不渗水。7 .作为

15、隧道永久性支护的锚喷支护，一般应分两次完成，其主要原因是（B）A.施工工作面条件的限制；B.为了发挥围岩的自承能力；C.加快隧道施工进度；D.锚喷支护的强度大大增加。8 .围岩内部松弛范围可用（D）进行量测。A.收敛计；B.钢卷尺；C.压力盒；D.多点位移计。9 .在洞口的选择上，一般应遵循（B）原则。A,早进洞早出洞；B.早进洞晚出洞；C.晚出洞早进洞；D.晚进洞晚出洞。10 .隧道排水系统地下水的流程，以下哪一个流程是对的（D）A.围岩一纵向排水管一环向排水管一横向盲管一中央排水管；B.围岩一纵向排水管一横向排水管一患向盲管一中央排水管；C.围岩一横向排水管一环向排水管一纵向盲管一中央排水

16、管；D.围岩一环向排水管一纵向排水管一横向盲管一中央排水管。三、简答题（要求原理正确、条理清晰）（每题8分，共40分）1、不良地质地段隧道选址时，主要应考虑哪些问题？答：地质条件在隧道位置选择诸因素中通常起着决定性作用，应尽量使洞身位于地质结构单一完整的地层中，实际上工程地质、水文地质条件是千变万化的，线路不得不要通过各种不良地质地段，此时选择隧道位置应当考虑如下因素：1）崩塌2）滑坡、错落3）泥石流4）流砂5）溶洞、土洞6）瓦斯7）危岩、落石2、水对隧道的危害主要有哪些？隧道照明设计考虑哪5个区段？答：水对隧道的危害是多方面的，施工阶段：造成涌水、或者枯水，地下水会软化围岩，降低抗剪强度，起

17、润滑作用，隧道更容易坍方等。运营阶段：漏水的长期作用，可能造成隧道侵蚀破坏，危害隧道结构的耐久性；严寒地区，隧道衬砌渗水反复的冻融循环，在衬砌内部造成衬砌混凝土冻胀开裂破坏；隧道漏水还将使隧道拱部和侧墙产生冰凌侵入净空；隧道滴水将使路面结冰，降低轮胎与路面的附着力，恶化隧道的营运条件，危及行车安全；隧道渗漏水还将极大地降低隧道内各种设施的使用功能和寿命。长隧道的照明可以分为洞口接近段、入口段、过渡段、中间段、出口段以及五个区段。3、简述洞门的主要作用，主要有哪些洞门形式（选4种），各适用于什么地质条件？答：洞门作用：洞门可以拦截、汇集地表水并沿排水渠道排离洞门进入道路两侧的排水沟，防止地表水沿

18、洞门漫流。洞门上方女儿墙应有一定高度。（1）环框式洞门当洞口岩层坚硬而稳定（I级）围岩，地形陡峻而又无排水要求时，可以设置一种不承载的简单洞口环框。它能起到加固洞口和减少雨后洞口滴水的作用。(2)端墙式洞门适用于地形开阔、岩层稳定的IIII级围岩地区，其作用在于支护洞口仰坡，保持其稳定，并将仰坡水流汇集排出。(3)翼墙式洞门当洞口地质较差，山体水平推力较大时，可在端墙式洞门以外，增加单侧或双侧的翼墙，称为翼墙式洞门。(4)柱式洞门当地形较陡，地质条件较差，仰坡有下滑的可能性，而又受地形地质条件限制，不能设置翼墙时，可以在端墙中部设置两个断面较大的柱墩，以增加端墙的稳定性。(5)台阶式洞门当洞门

19、处于傍山侧坡地区，洞门一侧边坡较高时，为减小仰坡高度及外露坡长，可以将端墙一侧顶部改为逐步升级的台阶形式，以适应地形特点，减少仰坡土石方开挖量，同时也有一定的美化作用。(6)削竹式洞门当隧道洞口段有一节较长的明洞衬砌时，由于洞门背后一定范围内是以回填土为主，山体的推滑力不大时，可采用削竹式洞门。(7)遮光棚式洞门当洞外需要设置遮光棚时，其入口通常外伸很远。4、什么是共同变形理论和局部变形理论？二者有何区别？答：局部变形理论认为弹性地基(围岩)某点上施加的外力只引起该点的沉陷，这一理论相当于把地基(围岩)视为一组独立弹簧，在荷载作用下，弹簧各自单独发生变形。共同变形理论认为弹性地基上一点承受外力

20、不仅引起该点沉陷，而且还引起其附近一定范围内的地基(岩体)发生沉陷。5、我国公路隧道是根据哪两个条件进行围岩分级的？修正要素包括哪几个？答：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岩体基本质量指标BQ,进行初步分级。修正因素的影响包括：地下水、软弱结构面产状、初始应力状态等。四、分析题(25分)1 .为了进一步理解围岩与支护的共同作用，将围岩位移曲线与支护特性曲线放在同一坐标系统上来考察，由此得到的曲线图称为支护特性曲线与围岩特性曲线关系如图所示。请你分析一下在A、D点的围岩受力和变形特性，并分析在什么条件下施作初期支护及二衬比较合理。(12分)图1围岩位移曲线与支护特性

21、曲线答：隧道开挖后，如支护特别快，且支护刚度又很大，没有或很少变形，则在图中A点取得平衡，支护需提供很大支护力7ax,围岩仅负担产生弹性变形加的压力痣-7nax,故刚度大的支护是不合理的（不经济）。在D点附近既能让围岩产生较大的变形（加+比），较多的分担岩体压力（网-压），支护分担的形变压力较小（压），又保证围岩不产生松弛、失稳，局部岩石脱落、坍塌的现象。合理的支护与施工，就应该掌握在该点附近。实际施工中，一般是分二次进行支护，第一次在洞室开挖后，尽可能及时进行初期支护和封闭，保证周边不产生松弛和坍塌，并让围岩在有控制的条件下变形，通过对围岩变形的监测,待位移和变形基本趋于稳定时，再进行第二次

22、支护（达到图中。点的附近）。2 .某公路双向双车道隧道，长1825m,埋深90Iib在隧道进洞300IIl后，遇有一断层及其影响带F,采用钻探技术，探明前方断层及其影响带宽45m,并与隧道轴线斜交，该断层及其影响带处于灰岩和砂岩交接带，岩层破碎，地下水较丰富。为了保证隧道安全、顺利施工，作为现场施工工程技术人员，你该如何处理，并选用一种开挖方法作详细介绍。（13分）答：对隧道掌子面前方进行超前预支护和预加固，如超前管棚、超前小导管等；采用探地雷达探明其前方地下水情况，若前方含水量较大，采用超前探孔进行打穿灰岩隔水层进行先期排水，采用环形开挖留核心土法施工，短进尺、弱爆破、早支护、紧封闭，同时进行监控量测，根据监测数据进一步修正完善指导施工，变形特大情况下，可考虑二衬跟进。