隧道工程(大作业)

一、简答题(每小题10分，共40分)

1. 隧道防排水的原则是什么？

答:、隧道工程防排水，应采取“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，采取切实可靠的施工措施，达到防水可靠、排水通畅、经济合理的目的。对水资源保护有严格要求的隧道，防排水应采取“以堵为主、限量排放”的原则。对地表水和地下水应做妥善处理，使洞内外形成一个完整的防排水系统。

2．喷射混凝土的主要物理力学性能指标

答:喷射混凝土是一种原材料与普通混凝土相同，而施工工艺特殊的

混凝土。喷射混凝土是将水泥、砂、石、按一定的比例混合搅拌后，

送入混凝土喷射机中，用压缩空气将干拌合料压送到喷头处，在喷头

的水环处加水后，高速喷射到巷道围岩表面，起支护作用的一种支护

形式和施工方法。在矿山井巷，采用与锚杆支护相结合的喷射混凝土

支护，取代原有的料石砌碹、混凝土衬砌，取得了明显的效果。水泥与砂石之重量比1：4~1：4.5；砂率宜为45%~55%；水灰比.

3．隧道空气中有害物质的主要类型及其浓度的表示方法。

答：CO和烟雾。CO浓度用体积浓度表示，符号为δCO，单位为ppm。烟雾浓度用光的透过率表示。

4．新奥法支护设计主要有哪些方法？

答：工程类比法、现场监控量测法、理论计算验算法、综合法。

二、论述题与计算题(每小题20分，共60分)

1.洞门的基本类型及其适应条件。

答:1. 洞口环框;当洞口石质坚硬稳定（Ⅰ～Ⅱ级围墙），且地势陡峻无排水要求时，可仅修建洞口环框，以起到加固洞口和减少洞口雨后滴水的作用。

2. 端墙式（一字式）洞门;端墙式洞门适用于地形开阔、石质较稳定（Ⅱ～Ⅲ级围岩）的地区，由端墙和洞门顶和排水沟组成。端墙的作用是抵抗山体纵向推力及支持洞口正面上的仰坡，保持其稳定。洞门顶排水沟用来将仰坡流下来的地表水汇集后排走。

3. 翼墙式（八字墙）洞门;当洞门地质较差（Ⅳ级及以上围岩），山体纵向推力较大时，可以在端墙式洞门的单侧或双侧设置翼墙。翼墙在正面起到抵抗山体纵向推力，增加洞门的抗滑及抗倾覆能力的作用。两侧面保护路堑边坡，起挡土墙的作用。翼墙顶面与仰坡的延长面相一致，其上设置水沟，将洞门顶水沟汇集的地表水引至路堑测沟内排走。

4. 柱式洞门;当地势陡峭（Ⅳ级围岩），仰坡有下滑的可能性，又受地质或地形条件的限制，不能设置翼墙时，可在端墙中设置2个（或4个）断面较大的柱墩，以增加端墙的稳定性。

5.台阶式洞门;当洞门位于傍山侧坡地区，洞门一侧边仰坡较高时，为了提高靠山侧仰坡起坡点，减少仰坡高度，将端墙顶部改为逐渐升高的台阶形式，以适应地形的特点，减少洞门圬工及仰坡开挖数量，也能起到美化洞门的作用。

6斜交式洞门;当隧道洞口线路与地面等高线斜交时，为了缩短隧道长度，减少挖方数量，可采用平行等高线与线性成斜交的洞口。

7.喇叭口式洞口;高速铁路隧道，为减缓高速列车的空气动力学效应，对单线隧道，一般设喇叭口洞口缓冲段，同时兼做隧道洞门。

2.NATM法修建隧道的基本思想。

答:新奥法不同于传统的开挖、支撑、模注衬砌的施工方法。它是将隧道全断面一次掘出，在开挖洞室的同时，尽可能迅速地连续观测围岩的位移和变形，并以及时的锚喷作为临时支护，称其为第一次衬砌。它起稳定围岩、控制围岩应力和变形、防止松驰、坍塌和产生“松散压力”等作用。所谓“及时”，对差的围岩是指“尽快”，对好的围岩是指“适时”。凝结后即连续地对支护喷层的变形进行监测。在临时支护基础上逐步增加支护措施，把喷层加厚，或增设（长）锚杆、钢筋网等。俟其基本稳定后，再加做模注混凝土“二次”衬砌。此时，原来的临时支护（锚喷支护）成为永久衬砌的一个组成部分。而“二次”衬砌基本上是不承载或承载很小的，主要是为了隧道结构物的安全、耐久、防水和饰面的需要。新奥法不单纯是一种施工方法,更不能认为采用锚喷支护就是新奥法。新奥法应该是修建隧道的指导原则和积极的思路。

3.某道路隧道，Ⅲ级围岩，开挖尺寸：高7.6米，宽9.9米，矿山法施工，γ为22KN/m3, 埋深10米。

（1）判断该隧道属深埋还是浅埋；

（2）求作用在支护结构上的竖向和水平围岩压力

答：坑道高度与跨度之比为：Ht/Bt = 7.6/9.9 = 0.77 < 1.7

且为矿山法施工，先假设隧道为深埋隧道，则垂直围岩压力值可按如下公式计算：q = 0.45 x 2 s -1 γ ω

因Bt = 9.9m 故i=0.1

ω = 1+ i (Bt - 5) =1+0.1(9.9 - 5) = 1.49

将s = 3, γ=22 KN/m3，ω＝ 1.49 代入上边的垂直围岩压力值计算公式，

可得：q ＝59 KN /m2（2分）

等效荷载高度：hq = q/γ =59/22=2.68m

深、浅埋隧道的分界深度：Hp = (2～2.5) hq=5.36～6.70m（2分）

因隧道埋深为10米，大于Hp，故本隧道为深埋隧道，垂直围岩压力即为以上计算值。q ＝59 KN/m2（1分）

因围岩为Ⅲ级，则水平均布围岩压力e为：e ＝(0～1/6) q =0～9.8 KN/m2 3