北京交通大学专升本铁路隧道作业

铁路隧道第一次作业

重要提醒：第一次作业截止4月19日

一、第11页第1、2题

1、简述隧道的定义？

答：隧道是埋置于地层内的工程建筑物，在山中或地下凿成的通道。是人类利用地下空间的一种形式。

2、隧道的种类有哪些？

答：按地质条件分为：土质隧道、石质隧道等；

按埋置深度分为：浅埋隧道、深埋隧道等；

按所处位置分为：山岭隧道、水底隧道、城市隧道等；

按断面形状分为：圆形、矩形、马蹄形等；

按用途可分为为：交通隧道（铁路、公路、水底、地下铁道、航运隧道、人行地道）、水工隧道、市政隧道、矿山隧道等；

按施工方法分为：钻爆法隧道，明挖法隧道，机械法隧道（盾构机、TBM掘进机等），沉埋法隧道等。

二、第31页第1、2、3题

1、简述隧道工程地质调查与勘测内容？

答：查明隧道通过地段的地形、地貌、地层、岩性、构造。岩质隧道应着重查明岩层层理、片理、节理等软弱结构面的产状及组合形式，断层、褶皱的性质、产状、宽度及破碎程度；土质隧道应着重查明土的成因类型、结构、物质成分、密实程度等。傍山隧道，当外侧洞壁较薄时，应预测偏压带来的各种危害。

查明隧道是否通过煤层、膨胀性地层及有害矿体等。对含有这些地层的地段，应预测地层膨胀对洞身的影响，并对有害气体或放射性物质的含量作出评价。查明不良地质、特殊地质对隧道通过的影响，特别是对洞口位置及边坡、仰坡的影响，提出工程措施意见。

2、简述围岩和围岩分级的定义？

答：在岩石地下工程中，由于受开挖影响而发生应力状态改变的周围岩体，称为围岩。围岩分级是指根据岩体完整程度和岩石强度等指标将无限的岩体序列

划分为具有不同稳定程度的有限个类别，即将稳定性相似的一些围岩划归为一类，将全部的围岩划分为若干类。

3、简述我国铁路隧道围岩分级的方法？

巨厚层：厚度大于1.0m；厚层：厚度大于0.5m，且小于等于1.0m；

中厚层：厚度大于0.1m，且小于等于0.5 m；薄层：厚度小于或等于0.1m。

三、第58页第1、2、4、5题

1、简述隧道平面位置和洞口位置选择的影响因素和选择原则？

答：隧道具体位置的选择不同区域地质工程条件、水文地质条件、地形地貌条件等因素有关。

洞口位置选择的原则：

1、洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟谷低洼处；

2、洞口应避开不良地质段；

3、当隧道线路通过岩壁陡立，基岩裸露处时，最好不刷动或少刷动原生地表，以保持山体的天然平衡；

4、减少洞口路线长度，延长隧道，提前进洞；

5、洞口线路宜不和等高线正交；

6、当线路位于可能被水淹没的河滩或水库回水影响范围以内时，隧道洞口标高应高于洪水位加波浪高度；

7、边坡及仰坡均不宜开挖过高；

8、当洞口附近遇有水沟或水渠横跨线路时，可设置拉槽开沟的桥梁或涵洞，以排泄水流。

2、简述隧道纵、横断面设计的原则？

答：公路隧道的纵坡坡度以不妨碍排水的缓坡为宜，在变坡点应放入足够的竖曲线。隧道纵坡不能过大，存在通风问题的隧道一般把纵坡保持在2%以下比较好，超过2%时有害物质的排出量迅速增加；纵坡大于3%是不可取的。不存在通风问题的隧道，可以按普通公路设置纵坡。

（1）道路横断面设计应在城市规划的红线宽度范围内进行。横断面型式、布置、各组成部分尺寸及比例应按道路类别、级别、计算行车速度、设计年限的机动车道与非机动车道交通量和人流量、交通特性、交通组织、交通设施、地上杆线、地下管线、绿化、地形等因素统一安排，以保障车辆和人行交通的安全通畅。

（2）横断面设计应近远期结合，使近期工程成为远期工程的组成部分，并

预留管线位置。路面宽度及标高等应留有发展余地。

（3）对现有道路改建应采取工程措施与交通管理相结合的办法，以提高道路通行能力和保障交通安全。

对于单向通行的隧道，设计成下坡的隧道，坡度和断面都应适当加大。施工中和竣工后的排水需要考虑，在隧道内不应采用平坡。

4、曲线隧道为什么要进行加宽？怎样进行加宽？

答：1、在直线隧道与曲线隧道衔接区段,当车辆部分进入直线,部分仍在曲线上时,由于曲线外轨超高引起车辆垂直位置的倾斜,同时车辆纵轴与线路中线有偏距,故与曲线隧道相接处的直线隧道其建筑限界在一定长度内需要进行加宽。

2、车辆本身不能随线路弯曲，仍然保持车辆的矩形形状车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行时，离心力的作用致使列车向外侧钢轨移动，有的货物列车装有超限货物，所以铁路曲线隧道要加宽。

5、隧道衬砌断面设计的原则是什么？

答：初步拟定结构形状和尺寸可采取经验类比的方法。找定衬砌结构尺寸，需考虑三个方面因素：第一是选定净空形状，也就是选定结构的内轮廓；第二是选定计算结构轴线；第三是选定各个截面的厚度。

（1）内轮廓：衬砌的内轮廓必须符合道建筑净空限界，结构的任何部位都不应侵入限界以内，同时又应尽量减小隧道的断面面积，使土石开挖量和圬工砌筑量最少；

（2）结构轴线：隧道衬砌结构的轴线接近于压力线，使各个截面上主要承受压力，而极小断面承受很小的拉力，从而充分地利用混凝土材料的性能；

（3）截面厚度：衬砌各截面的厚度应具有足够的强度。

四、第83页第1、2、3、4题

1、隧道衬砌及适用条件是什么？

答：一、整体式混凝土衬砌：1、直墙式衬砌，适用于条件比较好，以垂直围岩压力为主而水平围岩压力较小的情况，主要适用于1 到 3 级围岩；2 曲墙

式衬砌，适用于地质较差，有较大水平围岩压力的情况，主要适用于 4 级围岩及以上围岩，或3级围岩双线。

二、装配式衬砌：多用于适用盾构法施工的城市地铁和水底隧道中。

三、锚喷式衬砌：在围岩整体性较好的军事工程，各类用途的使用期较短及重要性较低的隧道中广泛适用。

四、复合式衬砌：铁路隧道，在旅客列车设计行车速度等于或小于160km/h 时，优先选用复合式衬砌；公路隧道，在围岩稳定性差、地下水发育，推荐选用复合式衬砌。

2、洞门的类型有哪些？各自的特点是什么？

答：隧道洞门的类型

洞门是隧道洞口用圬工砌筑并加以建筑装饰的支挡结构物。它联系衬砌和路堑，是整个隧道结构的主要组成部分，也是隧道进出口的标志。

洞门结构常由坡面稳定构造物、坡面截排水系统、碎落阻挡构件组成。公路隧道常用的洞门分为有墙洞门和无墙洞门两类。

（一）端墙式洞门

端墙式洞门俗称一字式洞门，适用于自然山坡陡峻，岩质稳定的Ⅳ类以上围岩和地形开阔的地区是最长使用的洞门形式。

（二）柱式洞门

柱式洞门是从端墙式洞门发展起来的，它实际也是一种端墙形式的洞门。

（三）翼墙式洞门

翼墙式洞门，是在端墙式洞门的两侧或一侧加设翼墙（挡墙）而成。

（四）台阶式洞门

傍山隧道洞口，地面横坡较陡，为了适应地形，减少开挖，多采用台阶式洞门。

（五）环框式洞门

当洞口岩层坚硬、整体性好、节理不发育，且不易风化，路堑开挖后仰坡极为稳定，并且没有较大的排水要求时采用。

（六）削竹式洞门