隧道工程概论重点问题
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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 建造各种隧道及地下 工程的规划、勘测、设计、施工和养护的 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 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 ,施工环境差、难度
大、技术复杂、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)水平或缓倾角岩层 一当隧道通过坚硬的厚层岩层时,较为稳定 。若通过很薄的岩
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
义:一方面是指从事研究和 一门应用科学和工程技术, 通道和各种类型的地下建筑
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)陡倾角岩层一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 中线可能沿两种不同 致把结构物损坏。应 坍方和顺层滑动;在此情况下,如以明洞 岩性的岩层走向通过时,地层滑动将使隧 避免将隧道置于两种不同的岩层软弱构造
通过时应慎重对待,当隧道 道结构受到很大的剪力,以 (破碎)带,而宜将隧道置于
岩性较好的单一岩层 生横向推移,而与邻 设成与软弱结构面的
中;如果隧道恰在层间软弱面的上方,地 段断开。因此一定要尽可能避开软弱结构 走向一致或平行,至少要成一定的交角。
层滑动会使隧道的某一段发 面,特别是不要把隧道中线
3)直立岩层 一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
褶皱构造有向斜和背—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、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(C02)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)地下水一一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地方,或在不透水层中
穿过。