西南交通大学地下工程复习资料整理

1.什么是地下工程（或地下空间）？地下工程是一个泛指的技术领域。

凡在地层内部天然形成或人工建筑的地下建筑物（或空间）均称为地下工程（或地下空间）。

对人类来说，地下空间也是一种资源。

2.从宏观上说，地下空间的开发和利用目前主要分为三个方面：地下资源、地下能源、地下空间的开发。

3.地下空间的利用形态（每一类说出若干种具体利用式）（1）、满足人类生存、安全的地下空间。

粮食的地下存储、地下式住宅(2)、伴随城市的现代化发展而利用地下空间。

城市轨道交通系统、上下水道、电力及瓦斯管道、地下商业街、地下停车场(3)、伴随科学技术的发展而利用的地下空间。

地下水力发电站、地下能源发电站、地下工厂、地下核能发电设施(4)、大规模国土有效利用的地下空间。

城市间、国家间的交通设施(5)、防御和减少灾害的地下空间。

人防避难工程、各种储备设施、防御洪水灾害的地下坝、地下河、防灾型城市的构思4．开发地下工程的原因：大城市空间的严重不足；为了保护历史建筑物和城市景观环境；充分利用和发挥地下空间的优越性5.典型的地下空间类型：开挖出来的空间、开挖后覆土的空间、明挖空间6.地下工程的空间特性：易封闭性，热稳定性，高防护性地下空间的优点： 1.被限定的视觉影响 2.地表面的开放空间 3.有效的土地利用 4.有效的往来和输送方式 5.环境和利益 6.能源的节省和气候的控制 7.地中的季节湿度的差异 8.自然灾害的保护 9.市民防卫 10.安全 11.噪声和震动的隔离 12.维修管理地下空间的缺点： 1.获得眺望和自然采光的机会有限 2.进入和往来的限制3.能源上的限制7.利用地下空间储存的能源有哪些？石油、液化石油、液化天然气、压缩空气、超导能等8.能源地下储藏措施的方法有哪些？金属贮槽埋入地下；利用废弃油库、汽库坑道等地下坑道在岩盐层中溶解出地下空间；用开挖方法修建地下空洞形成贮藏空间。

（居多）9.水封式贮槽原理：（p27）地下水充满于空洞，在空洞中储藏石油类物质时由于油水不相容，地下水的压力比石油压力大，可防止石油的泄漏分类：（p29）按贮藏压力：常压贮藏、加压贮藏按水床分类：变动水床法、固定水床法10.地下街的基本类型：广场型，街道型，复合型11.地下街的修建原则：（1）店铺面积一般不要大于通道面积；（2）设置简易诱导标志，解决紧急情况下利用者的的避难及疏散；（3）与地面站前广场、道路等相配合，形成一体化，充分发挥其功能。

（4）原则上禁止地下街与其它建筑物的地下室相连接；（5）应具有比地面建筑要求高的防灾系统，每200平方米设置防火墙。

12. 地下街的规划与设计，应该建立在现状调查与未来预测的基础上，其内容包括：（1）周围地区的土地利用（2）周围地区的交通（3）周围地区的商业（4）现场的状况13.地下停车场的类型：公路地下停车场、公园式地下停车场、广场型地下停车场、建筑物地下停车场14.地下停车场的升降道形式15.地下停车场的动线规划：汽车的交通动线、利用者的步行动线、停车场管理者的动线16.地下式停车场设计的基本原则（1）、汽车停车场的构造基准：车道宽度；梁下有效高度；弯曲段的回转半径；坡道（2）、地下停车场的平面设计17.地下铁道的优越性运量大，行车速度快,运输成本低,安全、舒适、可靠,保护城市景观18.地下铁道线路网的组成：区间隧道（双线、单线）、车站、附属建筑物19.地铁车站的分类：20.车站的平面组成：出入口、站厅、站台、升降设备、辅助用房站厅区域划分：付费区：非付费区：站台型式：岛式站台：侧式站台：混合式站台（书上缺）21.地铁区间隧道断面型式明挖法：箱形结构盾构法：图形结构暗挖法：马蹄形结构不同施工方法的费用与埋深的关系22.铁路隧道:隧道位置的选择(1)、越岭隧道位置选择选择垭口（平面），确定隧道高程（立面）(2)、傍山隧道位置选择宁里勿外隧道洞口位置的选择（基本思想“早进晚出”）（1）、洞口位置应尽量设在山体稳定、地质较好、地下水不太丰富的地方（2）、洞口不宜设在排水困难的沟谷低洼处（3）、在岩壁陡峭，稳定无落石或坍方时，可采用贴壁进洞方式（4）、应尽量避免大挖方和大刷坡，破坏地层稳定状态（5）、考虑洞口段衬砌结构受力，洞口应尽可能与地形等高线大体相垂直（6）、隧道洞口设计标高应高于设计洪水位（包含波浪高）以上0.5m（7）、隧道洞口应考虑生产活动的场所23.铁路隧道平面设计隧道尽量采用顺直线路。

因为曲线隧道具有很多缺点：•增加开挖和衬砌的工程量；•空气阻力加大，使洞内通风条件恶化；•钢轨磨耗严重，增加线路维修工作量；•支护和衬砌技术上较为复杂。

隧道内必须采用曲线时，最好采用较短的曲线，或半径较大的曲线，并在曲线两端设缓和曲线；在一座隧道内最好不设一个以上的曲线，尤其是设置反向曲线或复合曲线。

24.铁路隧道纵断面设计隧道内限制坡度的折减：原因：（1）机车动轮与钢轨间的粘着系数减小，机车牵引力不能充分发挥；（2）列车在隧道内运行的活塞作用，空气阻力削弱了列车的牵引力。

（3）隧道长度小于400m时，上述影响不甚显著。

25.铁路隧道净空定义：•隧道净空：是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间；•限界：是一种规定的轮廓线，这种轮廓线以内的空间是保证列车安全运行所必需的。

“建筑限界”是建筑物不得侵入的一种限界。

机车车辆限界< 基本建筑限界< 隧道建筑限界< 直线隧道净空26.曲线隧道的净空加宽原因：（p80）列车在曲线行驶时，为了克服离心力的作用，线路外轨要设置超高，使车辆产生内倾和平移，造成车辆中心线与线路中心线不重合，车辆两端向线路外侧偏移，中间部分向内侧偏移，同时引起车辆在垂直位置倾斜，造成限界向线路内侧产生偏移。

为保证列车在曲线隧道内运行安全，隧道中曲线段净空必须作适当的加大。

27.铁路隧道洞门洞门作用：保持洞口边坡的稳定和仰坡的安全，引离地表水流，减少洞口的土石方开挖量，装饰洞口。

洞门形式：环框式、端墙式、翼墙式铁路隧道技术规范的治水原则：“防、截、排、堵结合，因地制宜，综合治理”28.公路隧道29.地下空间规划的特点有：（1）公共利用性：（2）空间固定性：（3）空间闭锁性。

30.地质调查的流程，一般分为下述几个阶段：（1）规划阶段的调查：（2）设计阶段的调查：（3）施工阶段的调查：（4）维修、管理阶段的调查。

31.铁路隧道围岩分级方法（书上缺）分级思路：铁道隧道围岩分级方法是根据地质勘察资料，对围岩的坚硬程度和围岩的完整程度两个因素应采用定性划分和定量指标两种方法确定。

在此基础上确定围岩的基本分级，再结合隧道工程的特点，考虑地下水和初始地应力的状态等因素进行修正。

32.地下结构的设计方法先来认识地下结构：地下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，即地下结构＝支护结构＋周边围岩；围岩既是地下结构承载的主体，又是造成荷载的主要来源，其承载能力必须充分加以利用。

结构力学方法；岩石力学方法；经验类比方法；情报化设计方法；主要采用两类计算模型，“荷载—结构”模型“围岩—结构”模型33.主动荷载模型——松动围岩压力的计算1）围岩松动压力的形成坑道开挖后的成拱作用：a．坑道开挖后，应力重分布过程中，顶板开始沉陷，并出现拉断裂纹。

b．顶板中间部分的裂纹发展并张开，石块变松动、掉落，支护压力急剧增加。

c．顶板向上继续坍落，石块与围岩母体分离，其界面多为拱形。

此时垂直压力稳定在一定的数值内，但侧向压力增加，即地层中原始应力沿两侧传递。

d．顶板停止塌落，垂直压力和侧向压力都趋于稳定。

自然拱（塌落拱）：将坑道上方所形成的相对稳定的拱形范围，称为自然拱，其过程也称为“成拱作用”。

围岩压力：坑道开挖后，欲松动变形的岩体作用在衬砌支护上的压力。

影响因素：围岩地质条件，支护架设时间、刚度、接触状态，坑道形状与尺寸，坑道埋深，施工因素。

围岩压力计算略34.铁路隧道的支护结构复合式衬砌：复合式衬砌由内外层复合而成，外层为初期支护，宜采用锚喷支护，即由锚杆、喷混凝土、钢筋网和钢架等支护形式单一或组合而成；内层为二次衬砌，一般采用模筑混凝土。

35.明挖法基本概念：明挖法是从地表面向下开挖，在预定位置修筑结构物方法的总称。

适用条件：埋深在 30 m以内的城市地下工程中，特别是在浅埋的地下铁道工程中；特点：施工作业面多，速度快，工期短，易保证工程质量，工程造价低等优点。

但造价、工期都随着埋深的增加而增加。

对地面交通和沿线的环境影响大。

结构形式：一般以箱形的、纵向连接的矩形结构。

明挖顺筑：底板—中板—顶板—恢复盖挖顺筑：临时恢复—底板—中板—顶板—恢复盖挖逆筑：顶板—恢复—中板—底板盖挖半逆筑：顶板—恢复—底板—中板36.沉管法基本概念：在水底预先挖好沟槽，把在陆上预制的适当长度的管体，浮运到沉放现场，顺序地沉放沟槽中，并回填覆盖而成的隧道。

此工法称为沉管法，用此法修建的隧道称沉管隧道。

这是修建水底隧道通常采用的方法。

沉管隧道的施工方式：钢壳方式、干船坞方式37.矿山法，也称钻爆法。

分为一般矿山法和浅埋暗挖法。

经历的理念转变：松弛理论-----岩承理论（传统矿山法）-（新奥法）38.新奥法施工基本原理：新奥法的原理虽然可用于各种类型的支护，但最为适用的是喷锚支护。

因此喷混凝土、锚杆、量测被认为是新奥法的三大要素。

39.隧道施工的基本作业与辅助作业40.隧道支护结构的作用（Page173）（1）保持坑道断面的使用净空；（1）防止围岩质量的进一步恶化；（2）承受可能出现的各种荷载；（3）是坑道支护体系有足够的安全度。

喷射混凝土、锚杆的基本作用喷射混凝土作用：支承围岩作用；“卸载”作用；填平补强围岩；覆盖围岩表面；阻止围岩松动；分配外力。

锚杆作用：支承围岩；加固围岩；提高层间摩擦力，形成“组合梁”；“悬吊”作用。

41.浅埋暗挖法是在新奥法的基础上，针对城市地下工程的特点发展起来的。

城市浅埋地下工程的主要特点：覆土薄、地质条件差、自稳能力差、承载力小、变形快，特别是初期增长快，稍有不慎极易产生坍塌或出现过大的下沉，而且在隧道附近往往有重要的地面建筑物或地下管网，为施工提出了严格的更高要求等。

浅埋暗挖法施工应贯彻原则：（P181）管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测42.盾构法是使用所谓的“盾构”机械，在围岩中推进，一边防止土砂的崩坍，一边在其内部进行开挖、衬砌作业修建隧道的方法。

用盾构法修建的隧道称为盾构隧道。

通常盾构法是在软弱地层中采用的。

盾构钢壳：切口环、支承环和盾尾三部分组成盾构隧道衬砌（P188）分为一次衬砌（管片）和二次衬砌（一般不做）装配衬砌管片环的组成：标准块A、邻接块B、封顶块K封顶块的插入方式：径向插入、纵向插入43.辅助工法基本概念：在隧道开挖和支护时，把主要使掌子面稳定的任何手段，都统称为“辅助工法”。