地下工程复习参考答案(最终稿)

地下工程复习参考答案1.地下工程的围岩变形破坏的几种主要形式是什么？（没问题）答：变形破坏特征取决于围岩应力状态，岩体结构及洞室断面形状等。

主要形式为：整体状和块状岩体围岩：岩爆，脆性开裂，块体滑移层状岩体围岩：沿层面张裂，折断塌落，弯曲内鼓碎裂状岩体围岩：塌方，滑动散体状岩体围岩：拱顶冒落，局部塌方，塑性挤入，滑动2.影响地下工程围岩稳定性的因素有哪些？应该如何选址？（个人认为有问题）答：1）主要因素有地质构造、山体完整厚度、岩性均匀单一、坚硬岩层厚度和地下水等情况。

2）洞室应选在地质构造简单、山体完整且宽、厚地带；地下水少、岩性均一、坚硬岩层为厚层的中厚地段，应避开含水的宽大破碎带、断裂交汇带、岩溶发育带及风化带地段。

洞口应选在松散覆盖层薄、坡度较陡的反向坡，并且有完整岩层坐定般的地段。

应避开冲沟和溪水源头、不良地质现象发育或洪水淹没的地段。

洞轴线应与区域构造线、岩层及主要节理走向垂直或大角度交叉。

3.评价围岩稳定性的方法是什么？（个人认为有问题）答：岩体洞室围岩稳定性评价是采用工程地质分析和理论计算相结合的综合评价方法。

根据岩石力学属性的不同将其划分为弹性体介质，弹塑性体介质及松散体介质，并运用相应的理论计算方法进行围岩压力计算，通常方法是：对于I、II级围岩，以弹性理论为主计算围岩压力，辅以块体平衡理论计算分离体的稳定性；对于III、IV级围岩，以弹塑性5.基坑围护结构有哪些类型?各有什么特点和适用范围？（个人认为有问题）答：以下答案为支护类型6.工程降水应考虑哪些因素？井点降水的类型和使用条件是什么？（没问题）答：在水位以下进行基础施工和基坑开挖，必须采取降水措施。

工程降水应考虑土的渗透系数、要求降低水位深度、影响半径和涌水量等因素。

井点降水分为：⑴轻型井点降水：适用土层为粉砂、粉土、含薄层粉砂的粉质粘土；图层渗透系数10-2—10-5cm/s，降深3—6m.⑵喷射井点降水：适用于粉砂、粉土、粉质粘土、含薄层粉砂夹层的粘土和淤泥质粘土；土渗透系数10-3—10-6cm/s.降深8—20m.⑶深井井点降水：适用于粉砂、粉土、含薄层粉砂的粉质粘土、富含薄层粉砂的粘土和淤泥质粘土；土的渗透系数≥10-5cm/s,降深>10m。

⑷电渗井点降水：适用于粉质粘土和粘土、土渗透系数<10-6cm/s，降深根据选用的井点确定。

7.对于重力式挡土墙，应从哪些方面验算其稳定性？两项摩擦系数与什么因素有关、应该如何取值？（有待补充）答：8.深基坑工程监测包括哪些内容？其对环境评价应考虑哪些问题？（没问题）答：深基坑开挖过程应监测的内容如下：支护结构本身：顶部和墙（桩）身水平位移、顶部沉降和测土压力；周围土体：土体深层水平位移、坑底隆起、地下水位和孔隙水压力；支撑和锚杆：支撑轴力、锚杆拉力和立柱沉降；坑周围建筑物：沉降与倾斜；坑周围管线：沉降与水平位移；基坑周围指基坑边缘以外1—2倍开挖深度范围。

以上五项监测内容，对于基坑侧壁安全等级为一级的都应监测，安全等级为二级的，应监测第1、2和4项。

安全等级为三级的，应监测第1项基坑开挖过程应确保边坡稳定和满足变形要求，以保证周围环境如建筑物、地下管线、地下设施和道路安全，不至于产生对周围环境的不利影响，尤其对地铁、隧道及合流污水工程等大型地下构筑物，应按有关文件确定保护标准和措施。

9.深基坑开挖与支护对于勘察工作有哪些要求？需要特别注意哪些问题？（没问题）答：13.简述沉井的特点和沉井结构设计的主要环节。

（没问题）答：1）特点优点：埋置深度大，整体性强、稳定性好，能承受较大荷载；下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁，简化了施工；沉井施工时对邻近建筑物影响较小。

缺点：施工期较长；施工技术要求高；施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。

2）主要环节（一）沉井建筑平面布置的确定；（二）沉井主要尺寸的确定和下沉系数的验算。

（1）参考已建类似的沉井结构，初定沉井的几个主要尺寸，估算下沉系数，以控制沉速；（2）估算沉井的抗浮系数，以控制底板的厚度等。

.（三）施工阶段强度计算（1）井壁板的内力计算；（2）刃脚的挠曲计算；（3）底横梁、顶横梁的内力计算；（四）使用阶段的强度计算（包括承受动载）（1）按封闭框架（水平方向的或垂直方向的）或圆池结构来计算井壁并配筋；（2）顶板及底板的内力计算及配筋。

（3) 地基强度和变形验算。

14.简述沉井结构计算的主要内容。

（没问题）答:(一)沉井尺寸的估算（二）下沉系数的计算（三）抗浮系数的计算（四）荷载计算（五）施工阶段的强度计算平面框架内力和截面设计、刃脚内力和截面设计、井壁内力和截面设计、底梁设计、封底混凝土厚度和底板内力和截面设计。

（六）使用阶段的强度计算沉井结构在使用阶段的强度验算、地基强度和变形验算15.简述地下连续墙的特点及适用条件。

（没问题）1）特点优点：施工时对环境影响小。

没有噪音，无振动，不必放坡，可紧邻相近的建筑和地下设施施工；墙体刚度大，整体性好，结构和地基变形都较小，即可用于超深围护结构，也可用作主体结构；连续墙为整体连续结构，耐久性和抗渗性好；可实行逆作法施工，有利于施工安全，加快施工进度；适用于多种地质条件。

缺点：弃土和废泥浆处理。

除增加工程费用外，若处理不当，还会造成新的环境污染；地质条件和施工的适应性问题；槽壁坍塌问题；现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙面要求较高，虽可使用喷浆或喷砂等方法进行表面处理或另作衬壁来改善，但增加工作量；地下连续墙如用作施工期间的临时挡土结构，不如采用钢板桩尚可拔出重复使用来得经济；2）适用场合：基坑深度大于10m;软土地基或砂土地基；在密集的建筑群或重要的地下管线条件下施工，对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程；围护结构与主体结构相结合，对抗渗有严格要求时；采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。

补充：地下连续墙的定义：利用挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注混凝土而形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体，称为地下连续墙。

16.简述地下连续墙受力特点和结构体系的破坏形式。

（没问题）1）地下连续墙受力特点施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态：槽段土方开挖阶段：槽段侧壁的稳定性地下连续墙浇筑形成：开挖前的受力状态基坑第一层开挖：悬臂受力状态、地面侧向位移基坑土方开挖阶段：墙的结构强度、基坑稳定及变形量基坑土方工程结束：基坑底部隆起、基坑整体失稳工程竣工：水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用下的强度和变形2）结构体系的破坏形式稳定性破坏：整体失稳，基坑底隆起，管涌及流沙；强度破坏：支撑强度不足或压屈，墙体强度不足；变形过大。

17.简述喷射混凝土支护和锚杆支护的作用原理。

（没问题）1）喷射混凝土支护两个方面起支护作用：（1）局部稳定原理：喷射混凝土支护结构及时封闭岩层表面的节理、裂隙，填平或缓和表面的凹凸不平，使隧道内的轮廓较为平顺，从而提高围岩节理、裂隙间的粘结力、摩阻力和抗剪强度，并减少应力集中现象。

（2）整体稳定原理：喷射混凝土与围岩表面紧密贴合，形成组合结构共同工作。

一方面在与围岩共同承载和变形过程中对围岩提供支护力，使围岩变形得到控制，应力得以调整；另一方面承受来自围岩变形引起的形变压力，从而使围岩保持稳定。

2）锚杆支护可以根据不同围岩的岩层产状和稳定状况灵活进行。

其作用原理主要有联结作用、组合作用和整体加固作用。

联结作用：将锚杆尽可能深入到稳定的岩层中，考虑锚杆承担全部不稳定岩块的重量；锚杆的组合作用：依靠锚杆将数层薄层的岩层组合在一起，形成组合拱或组合梁，以提高岩层整体的抗剪、抗弯的能力。

锚杆提供的抗剪力、抗拉力，以及锚杆的锚固力使将要滑动的岩块得以稳定，阻止层面的互相错动；整体加固作用：通过有规律布置的一系列锚杆，将邻近的岩体联结在一起，能阻止不稳定岩石的滑移，促使岩石之间的间隙面压紧，同时使隧道四周一定范围内的围岩组成一个承载环。

18.简述锚喷支护的设计步骤?（没问题）步骤：（1）调查地质和水文地质情况，分析围岩的稳定条件；（2）用工程类比方法选择支护类型及设计参数，对锚喷支护进行受力分析和结构计算，并提出施工注意事项；（3）支护施工中，严密监测地质情况的变化，及时修改设计参数，变更施工工序；（4）支护完成后，分析隧道的稳定状况，对其长期稳定性作出评价。

必要时，可对支护变形和应力进行量测，包括施工阶段的监测；（5）总结经验，改进设计与施工。

掌握岩体变形、坍塌的规律之后，在恰当的时间，采用适当的办法进行支护。

19.简述沉管基础的特点和基础处理的方法。

（没问题）1）沉管基础特点：沉管下的地基在沉管埋设后，所受荷载减小，不会产生地层的固结沉降和剪切破坏。

因此沉管隧道对各种地质条件适应性强。

尽管沉管隧道基础所承受的荷载通常较低，但由于在基槽开挖过程中，不论使用哪一种挖槽方法，槽底表面都不会太平整，槽底表面与沉管底面之间必将存在很多不规则的空隙，导致地基土受力不均匀而局部破坏，从而引起不均匀沉降，使沉管结构受到局部应力而开裂，故必须进行基础处理（基础填平）。

2）基础处理方法：先铺法：刮铺砂或石垫层。

缺点是须有专用设备；须以设计高程和坡度在水底架设导轨；刮铺完成后，回淤土和坍坡的泥土常覆盖在铺好的垫层上；在流速大、回淤快的河道上施工困难。

适用于底宽较小的垫层。

后填法：挖沟槽时，先超挖100cm，在沟槽底面安设临时支座，沉管沉设到支座上，待对接完毕后，在沉管底部回填垫料。

方法常见方法有灌砂法、喷砂法、灌囊法、压砂浆法、压混凝土法.适用于底宽较大的沉管工程。

喷砂法：沉管宽度大时，从水面上用砂泵将砂、水混合料通过喷砂管喷注填满空隙，喷砂法所构成的垫层厚度为1m。

灌囊法：不需水下作业的基础处理方法：压浆法和压砂法超挖1m,摊铺碎石层，设支座，沿管侧边、后边抛砂石混合料，封闭四周，从内部预埋的压浆孔压注混合砂浆。

20.简述沉管的防水措施。

（没问题）答：沉管防水包括结构防水和接缝防水。

（一）结构自防水混凝土的抗渗等级满足要求，不低于S10,渗透系数小于8×10-12m/s；控制裂缝的发展,不得出现贯通裂缝。

合理控制配筋.（二）结构外防水（1）钢壳和钢板利用船台或干坞制作钢壳，在其内浇注混凝土，使用阶段钢壳作为防水层；或采用钢板拼接贴封于沉管底板封水。

（2）卷材防水与涂料防水利用多层（3-6层）沥青类卷材或合成橡胶类卷材胶合成的粘贴式防水层。

或利用聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸等防水涂料作为外防水层。

补充：（题目没问就不用回答）钢壳防水缺点：（1）耗钢量大；（2）焊接质量不易保证；（3）防锈问题；（4）钢板与混凝土之间连接不良。

卷材防水与涂料防水缺点：（1）卷材防水层施工复杂，易起包；（2）涂料防水层的延伸率小，在潮湿的混凝土表面涂布粘结不良。