隧道工程概论重点问题

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义：一方面是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,另一方面也指在岩体或土层中修建的通道和各种类型的地下建筑物.

（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—当隧道通过坚硬的厚层岩层时，较为稳定。若通过很薄的岩层，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—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，易产生坍方和顺层滑动;在此情况下，如以明洞通过时应慎重对待，当隧道中线可能沿两种不同岩性的岩层走向通过时，地层滑动将使隧道结构受到很大的剪力,以致把结构物损坏。应避免将隧道置于两种不同的岩层软弱构造（破碎）带，而宜将隧道置于岩性较好的单一岩层中；如果隧道恰在层间软弱面的上方，地层滑动会使隧道的某一段发生横向推移,而与邻段断开。因此一定要尽可能避开软弱结构面,特别是不要把隧道中线设成与软弱结构面的走向一致或平行,至少要成一定的交角。

3）直立岩层- 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

褶皱构造有向斜和背斜两种基本类型，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(CO2)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——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。

2）地温——地球核心有巨大的热量隧道如果埋置很深，地温太高，将会降低施工效率。隧道通过高温、高热地段，会给施工带来困难选择隧道位置时，应尽可能不把隧道放在山体太深处。遇到部分地区埋深太大或高地温时，则应作好通风降温措施。

4. 隧道围岩分级的目的与意义,目前常用的有哪些分级方法？

答：