隧道工程期末总复习资料完整版

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1. 隧

隧道构成 :主体建筑物(洞身衬砌、洞门) 附属建筑物(通风系统、照明系统、防排水设备、安全设备) 隧道分类: 按用途(交通、水工、市政、矿山隧道) 按底层(岩石、土质隧道) 按所处位置(山岭、城市、水底隧道) 按施工方法(钻爆法、明挖法、机械法、沉埋法隧道) 按断面形式(圆形、矩形、马蹄形隧道) 按开挖断面大小(特大断面、大断面、中等断面、小断面、极小断 面隧道) 按长度(特长、长、中长、短隧道) 2. 隧道洞口位置的选用原则

总原则: 早进洞、晚出洞;目的:确保施工、运营的安全 具体原则: 1. 洞口应尽可能设在山体稳定、地质较好处,不应设在排水困难的沟谷低洼中 心

2. 洞口应尽可能设在线路与地形等高线正交处

3. 隧道洞口的路肩设计标高,应高于洪水设计标高

4. 边坡、仰坡不宜开挖过高,以保证洞口安全

5. 当隧道穿过悬崖陡壁时,可贴壁进洞

6. 当洞口地形平缓时:由于选定洞口位置有较大的伸缩范围此时,此时应结合 洞外

填方路堑施工难易、路堑排水支农要求、弃碴场地、施工力量及机械设备 等情况全面考虑 7. 注重环境保护

3. 选择越岭隧道的位置主要以什么作为依据?

平面位置与立面位置的选择 (1) 平面位置的选择——选择垭口

(2) 立面位置的选择——选择高程

4. 隧道位于曲线上的缺点以及隧道坡度折减(原因及要求) 隧道位于曲线上的缺点 : ⑴建筑限界加宽 , 增大开挖土石方量 ,增加衬砌圬工量; ⑵断面变化 , 支护和衬砌尺寸不一致 , 技术复杂; ⑶空气阻力加大 , 抵消部分机车牵引力; ⑷通风条件变坏; ⑸钢轨磨损增大 , 养护工作量增加; ⑹施工测量困难 , 精度降低。 坡度折减原因: ⑴列车车轮与钢轨面间的粘着系数降低; ⑵洞内空气阻力增大。 注: ⑴上坡进洞前半个远期货物列车长度范围内 , 也要折减; ⑵限制最小坡度:> 3%。。 5. 隧道净空与界限关系 机车车辆限界—基本建筑限界—隧道建筑限界—隧道净空

6. 曲线隧道的净空加宽(单线) ,加宽原因?加宽计算? 加宽原因: 1. 车辆通过曲线时,转向架中心点沿线路运行,而车辆本身却不能随线路弯曲, 仍保持

其矩形形状,故其两端向曲线外侧偏移 d外,中间向曲线内侧偏移d内

2. 曲线外轨超高,车辆向曲线内侧倾斜,使车辆限界上的控制点在水平方向上 向内移动

一个距离d内2

加宽计算公式:

隧道加宽值: W1 W2) 2 注:1.上式最终单位为cm精确至。 单位为cm E最大值不超过15cm 具体内容见课本50页。 7. 隧道衬砌断面设计所需要确定的主要内容

设计基本内容:内轮廓线、 轴线、厚度 8. 洞身支护结构的类型、支护结构的基本作用以及理想支护结构应满足的基本要求 初期支

护: 木支撑、钢支撑、喷射混凝土,锚杆、混凝土支护 永久衬砌: 就地模筑混凝土整体式衬砌、锚喷支护、装配式衬砌、复合式衬砌 支护结构类型 外部支护:整体式混凝土衬砌、 砌石衬砌、拼装式衬砌、喷射混凝土支护 内部支护:锚杆、注浆 混合支护:喷锚支护、复合式衬砌 支护结构的基本作用 与围岩组成较安全的隧道结构体系,承受各种荷载;保持隧道断面的使用净空; 防止围岩质量恶化,提供光滑表面 理想支护结构应满足如下基本要求 1. 必须能与围岩大面积地牢固接触,保证支护结构与围岩作为一个整体进行工作

2. 要允许隧道结构体系能产生有限制的变形,充分发挥围岩的承载能力减少支护 结构的作

用,使两者更加协调工作 3. 要能分期施工,并使早期支护和后期支护相互配合,“主动”控制围岩的变形

9. 洞门的基本作用及洞门形式

洞门作用 1. 减少洞口 土石方开挖量

2. 稳定边、仰坡

3. 引离地表流水

4. 装饰洞口

洞门结构类型 1. 洞口环框式洞门

2. 端墙式洞门

3. 翼墙式洞门

4. 柱式洞门

5. 台阶式洞门

HE、d 外

150

L2-I2

8R 2 v 0.75 — R

偏移值:d 6. 斜交洞门

7.削竹式洞门

10. 铁路隧道附属结构中避车洞的设置要求 大避车洞布置

1. 碎石道床每侧每隔300m布置一个

2. 整体道床每侧每隔420m布置一个

3. 隧道长度在300m以下可不布置大避车洞

4. 隧道长度在300〜400n时,在隧道中间布置一个

注:隧道长度300m以下时,如果两端洞口接桥或路堑,当桥上无避车台或路堑两 边侧沟外无平台时,应与隧道一并考虑布置大避车洞。 小避车洞布置 1. 单线隧道每侧每隔60m布置一个小避车洞

2. 双线隧道每侧每隔30m布置一个小避车洞

11. 公路隧道附属结构中紧急停车带的设置要求

规定2km以上隧道必须设置宽,长25〜40m的紧急停车带,间隔750m。 12. 铁路,公路隧道施工运营通风分类

铁路隧道 1 .自然通风

2. 机械通风:纵向式通风 纵向式通风具体方式: ★洞口风道式通风、 ★喷嘴式通风、

★射流式通风、 ★竖井、斜井式通风 公路隧道 ★ ★ ★ ★ ★ 13. 隧道治水原则与措施 治水原则与措施

♦ ♦ ♦ ♦ 14. 岩

体和岩石的主要特征(性质) 岩石与岩体的区别: 岩石:均质、连续、各向同性 岩体:非均质、不连续、各向异性 岩体力学性质: 岩体特性、结构体岩石的特性、结构面的特性、低温、地下水 15. 岩体基本的工程性质 围岩的工程性质:物理性质、水理性质、力学性质

1 6.岩体的结构分类及其破坏特征 分类及其破坏特征

1. 整体结构

纵向射流式通风 带竖井的纵向式通风 半横向式通风 全横向式通风 混合式通风

防 排 截 堵

防水混凝土;防水层(内贴、外贴) 暗管;忙沟 截水天沟;裂缝堵塞 注浆 整体结构:脆性破裂 块状结构:脆性破裂、 2. 层状结构 层状结构:

块状运动、 板状结构:块状运动、 3. 碎裂结构 镶嵌结构:

松动解脱、 层状碎裂结构:弯曲折断破坏、松动解脱、塑性变形和剪切破坏 碎裂结构:松动解脱、塑性变形和剪切破坏 4. 散体结构:塑性变形和剪切破坏 隧道围岩失稳破坏性态:

1•脆性破裂一整体和块状结构岩体。 2•块状运动一块状和层状结构岩体。 3•弯曲折断破坏一层状结构岩体。 4. 松动解脱一碎裂结构岩体。 5•塑性变形和剪切破坏一散体和碎裂结构岩体。 17. 我国铁路隧道围岩分级方法中要考虑的因素 主要因素

1. 岩性

2. 地质构造

3. 地下水

附加因素 :初始应力场 18. 什么叫围岩的初始应力场,初始应力场的组成及其变化规律 定义: 在开挖隧道前岩体中

就已经存在着的一定的地应力场。 初始应力场的组成: 自重应力场、构造应力场(按时间:构造残余应力、新构造 应力) 初始应力场的变化规律: ㈠ 重应力场 :

1地应力是随深度成线性增加; 2水平应力总是小于垂直应力 , 最多也只能与其相等。 ㈡ 造应力场 :

1垂直应力的量值随深度增加而增大 , 而且水平应力普通大于垂直应力; 2水平应力具有明显的各向异性 , 且具有很强的方向性。 19. 围岩压力的分类,围岩松动压力的形成及天然拱形成的影响因素 围岩压力分类

1.松动压力

2.形变压力

3.膨胀压力

4.冲击压力 围岩松动压力的形成 自然拱的概念:围岩的变形不能得到有效的控制,当变

形超过一定限度后,围岩 发生松动、坍落,最终在洞室上方形成拱形。

变形阶段; 松动阶段; 塌落阶段; 成拱阶段。

块状运动 弯曲折断破坏 弯曲折断破坏

塑性变形和剪切破坏

(a) (b) (c) (d) 影响自然拱的因素: 1. 隧道埋深 2. 隧道断面形状和大小 3. 施工因素