隧道工程作业
-
2015
—
2016
第
2
学期
科
目：
姓
名：
学
号：
专
业：
离
线
作
业
隧道工程
罗菲
14927317
土木工程
（工程造价）
2014-48
班（专本）
西南交通大学远程与继续教育学院
直
属
学
习
中
心
《隧道工程》第一次离线作业
二、主
观题
(
共
17
道小题
)
8.
新奥法施工的基本原则可以归纳为：
______
、
________
、
______
、
_______
等。
答：
少扰动、
早支护、勤量测、紧封闭
9.
当隧
道较长时，可选择设置适当的辅助坑道，如
_____
、
_______
、
____
、
___
等，用以增加施工工
作面，
加快施工进度。
答：
横洞、斜井
、竖井、平行导坑
10.
名词解释
隧道
<
/p>
答：
隧道通常指用作地下通道的工程建筑物。
1970
年国际经济合作与发展组织召开的隧道会议综合了各种因素，
对隧道所下的定义为：
“以某种用途、在地面下用任何方法按规定形状和尺寸
修筑的断面积大于
2m2
的洞室。
”<
/p>
11.
名词解释
越岭线
答
：
当交通路线需要从一个水系过渡到另一个水系时，必须跨越高程很大的分水岭，这段线
路称之为越岭线，所
修建的隧道叫越岭隧道。选择越岭隧道的
位置主要以选择垭口和确定隧道高程两大因素决定。
12.
名词解释
垭口
答：
分水岭的山脊线上高程较低处称为垭口。平面位置选择主要是对隧道穿越分水岭的不同高
程的多个垭口的选
择，选择时考虑垭口地质条件、隧道长度、
两侧展线的难易程度、线形和工程量的大小。
13.
名词解释
隧道净空
答：
隧道净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。隧道净空根据“隧道建筑限界”确
定，
“隧道建筑限界”
根据“基本建
筑限界”制定，
“基本建筑限界”根据“机车车辆限界”制定。
“限界”是一种规定的轮廓线，这种
轮廓线以内的空间是保证列车安全运行所必需的。<
/p>
“建筑限界”是建筑物不得侵入的一种限界。
14.
名词解释
机车车辆限界、基本建筑限界以及隧道建筑限界
答：
机车车辆限界：指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。基本建筑限界：指线路
上各种建筑物和设备均不得侵入的
轮廓线。隧道建筑限界：指
包围“基本建筑限界”外部的轮廓线。
15.
名词解释
复合式衬砌
答：
复合式衬砌由初期支护和二次衬砌组成，中间加设薄膜防水层。初期支护是由锚杆
、钢筋网和喷射混凝土，
必要时有钢架构成的支护结构体系；
二次衬砌是初期支护的必要补充，在Ⅲ级及以上围岩中按安全储备设计，但
在软弱围岩中
，承受相应的形变压力。
16.
名词解释
围岩
答：
围岩是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体，或指隧道开挖后对其稳定性产
生影响的那部分岩
体（这里所指的岩体是土体与岩体的总称）
。
17.
隧道按照用途如何分类？
答：
隧道按照用途分类：
（一）交通隧道：包括铁路隧道、公路隧道、水底隧道、地下铁道、航运隧道、人行地
道；
（二）水工隧道：也称为隧洞，是水利枢纽的一个重要组成部分，根据其
用途可分为四种：引水隧道、尾水
隧道、导流隧洞或泄洪隧洞、排沙隧道；
（三）市政隧道包括：给水隧道：安置城市自来水管网的隧道；污水隧
道：安
置城市污水管网的隧道；管路隧道：安置城市所供煤气、暖气、热水等管道的隧道；线路隧道：安置输送
电力的电缆以及通讯的电缆等的隧道；将以上四种隧道合建成一个大隧
道，称“共同沟”
。人防隧道：为了战时
的防空目的，城市中需
要建造人防工程。在受到空袭威胁时，可进入安全的庇护所。人防工程在洞口还需设置防
爆装置，以阻止冲击波侵入。
（四）矿山隧道：在矿山开采中
，常设一些隧道（也称为巷道）
，从山体以外通向
矿床；包括：
运输巷道、给水巷道以及通风巷道。
18.
简述曲线隧道净空加宽的原因
答：
曲线隧道净空加宽的原因：
（
1
）车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车辆本身去不能随
线路弯曲，仍保持其矩形形状，故
其两端向曲线外偏移（
d
外
）
，中间向曲线内偏移（
d
内
）
；
(2)
由于曲线外轨超高，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了一个距离
。
据此，曲线隧道净空的加宽值为
内侧加宽
外侧加宽
总加宽
19.
铁
路隧道纵断面坡道的形式有哪几种？并简述每种坡道形式的适用范围及优缺点。
答：
坡道形式：
一般可采用单面坡或人字坡
两种不同的坡型适用于不同的隧道。对位于紧坡地段，要争取
高程的区段上的隧道、位于越岭隧道两端展线
上的隧道、地下水不大的隧道，或是可以单
口掘进的短隧道，可以采用单面坡型；对于长大隧道、越岭隧道、地
下水丰富而抽水设备
不足的隧道，宜采用人字坡型。
20.
隧道衬砌的主要形式有哪几种？
答：
隧道衬砌的主要形式：
（一）整体式混凝土衬砌；
（二）装配式衬砌；
（三）喷锚式衬砌；
（四）复合式衬砌。
21.
隧道洞门的作用有哪几个方面？
答：
隧道洞门的作用有：减少土石方
的开挖量。稳定边、仰坡。引离地表水流。装饰、美观洞口。
22.
简述隧道明洞的类型及特点？
答：
隧道明洞的类型及特点：
（一）拱式明洞
（
1
）
路堑式对称型
适用于路堑边坡处于对
称或接近对称，边坡岩层基本稳定，仅防止边坡有少量坍塌、落石。
（
2
）
路堑式偏压型
适用于两侧边坡高差较大的不对称路堑。
（
3
）
半路堑式偏压型
适用于地形倾斜，低
侧处路堑外侧有较宽敞的地面供回填土石，以增加明洞抵抗侧向压
力的能力。
（
4
）
半路堑式单压型
适用于傍山隧道洞口
的半路堑地段。因外侧地形狭小，地面陡峻，无法回填土石以平衡
内侧压力。
（二）棚式明洞
（
1
）
盖板式明洞
盖板式明洞由内墙、外墙及钢筋混凝土盖板组成简支结构。
<
/p>
（
2
）刚架式明洞
地形狭窄，山坡陡峻，基岩埋置较深而上部地基稳定性差时，可采用刚架式外墙。
该明洞主
要由外侧刚架，内侧重力式墩台结构、横顶梁、底横撑以及钢筋混凝土盖板组成
。
（
3
）
悬臂式明洞
对稳定而陡峻的山坡，
外侧地形难以满足一般棚洞的地基要求，且落石不太严重时，可修建
悬臂式明洞。内墙为
重力式，上接筑悬臂式横梁，其上铺以盖板，在盖板的内段设平衡重来维持结构受外荷载作
用下的稳定性。
23.
围岩分级的目的是什么？
答：
作为选择施工方法的依据；进行科学管理及正确评价经济效益；确定
结构上的松散荷载；给出衬砌结构的类
型及尺寸；制定劳动定额、材料消耗标准的基础。
24.
试述隧道施工中遇到的不良地
质种类及其施工的一般原则。
并详细阐述其中的任意两种不良地质条件下的具
体施工措施。
答：
隧道施工中遇到的不良地质种类
有：富水断层破碎围岩、膨胀性和挤压性围岩、黄土地质、岩溶地质、高
地应力硬岩地质
、煤系地层等等。
不良地质中隧道施工的一般原则为：①、充
分利用各种手段和方法，尽可能准确掌握不良地质的情况；
②
、
根据掌握的不良地质情况，制定相应的施工方案和处理措施；③、随着施工揭露地质，
并根据施工安全性和支护
措施的效果，及时修正设计，保证施工安全和隧道质量。
这里列举富水断层破碎围岩和黄土地质中隧道的具体施工措施。
（
1
）富水断层破碎围岩中隧道施工<
/p>
①、超前地质预报
对于富水软弱破
碎围岩隧道，设计一般根据地表探测和少量的地质钻孔，来推断地下深
处的隧道地质条件
，往往与实际地质条件存在差异。因此，准确预报施工掌子面前方的地质条件就非常必要，应
把地质超前预报作为一个工序纳入生产过程。地质预报方法主要有：钻孔超前探测；超前地质导坑；地震波、 声
波、地质雷达等物理探测。重点预报内容包括：开挖面前方的地质情况；围岩整体性、
断层、软弱破碎带在前方
的位置和对施工的影响；地下水活动情况等。
< br>
②、注浆堵水并加固围岩
地下水处理原则：以堵截为主，排引为辅。堵截地下水方法：一类是整个富水段
注浆止水
，
加固围岩，
相当于提高围岩等级；
如
深孔劈裂、
挤压注浆。
一类沿隧道开挖轮廓线以外进行环形注浆
，
形成止水帷幕，防止或减少地下水进入开挖面；如浅孔注浆、管棚注浆、小导管注浆等
。排水辅助措施：导坑、
钻孔；目的是排水降压。
③、开挖及支护
虽地层经注浆加固
，为确保施工安全，一般在开挖前采用超前支护，如超前锚杆、超前小
导管等；地下水较
大的隧道，开挖前采取排水降压措施，排水主要采用钻孔，钻孔深度应超出注浆范围。开挖方
法视围岩稳定情况，有：台阶法、正台阶预留核心土开挖法、双侧壁导坑法。
开挖手段有两种：一是非爆破开
挖，如十字镐、风镐或小型挖装机开
挖；二是控制爆破，如松动爆破、微振动爆破。目的是尽可能减少开挖对围
岩的扰动。<
/p>
（
2
）黄土地
质中隧道施工①、做好黄土构造节理的产状与分布的调查，对因节理切割形成的不稳定部位，
加强支护；②、遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”的原则；③、开挖方法采用短台 阶
法或分部开挖法（预留核心土）
，初支紧跟开挖面。④、采用
复合式衬砌，开挖后以喷射混凝土、锚杆、钢筋网
和钢支撑作初支，形成严密的体系；必
要时设超前支护加固围岩；⑤、做好洞顶、洞门及洞口的防排水工程；妥
善处理陷穴、裂
缝；⑥、在有地下水的黄土地层中，洞内做好排水设施。
《隧道工程》第二次离线作业
二、主观题
(
共
2
0
道小题
)
8.
隧道施工中常用的辅助稳定措施有：
、
、
、
等。
答：
稳定工作面、
超前锚杆
、
管棚超前支护
、
注浆加固围岩
9.
岩溶对隧道工程的影响主要有四个方面：
、
、
、
。
答：
洞害
、
水害
、
洞穴填充物及坍塌
、
洞顶地表沉陷
10.
名词解释
围岩分级
答：
依据各种围岩的物理性质之间存
在的内在联系和规律，可将围岩划分为若干级，这就是围岩分
级。
11.
名词解释
围岩压力
答：
围岩压力是指引起地下开挖空间
周围岩体和支护变形或破坏的作用力。它包括由地应力引起的
围岩压力以及围岩变形受阻
而作用在支护结构上的作用力。从广义理解：围岩压力既包括围岩有支护
的情况，也包括
围岩无支护的情况；从狭义理解：围岩压力是指围岩作用在支护结构上的压力。
12.
名词解释
形变压力
答：
形变压力是由于围岩变形受到与
之密贴的支护如锚喷支护等的抑制，而使围岩与支护结构在共
同变形过程中，围岩对支护结构施加的接触压力。所以形变压力除与围岩应力状态有关外，还与支护
时间和支护刚度有关。
13.
名词解释
喷射混凝土
答：
喷射混凝土是使用混凝土喷射机，按一定的混合程序，将掺有速凝剂的细石混凝土
，喷射到岩壁
表面上，并迅速固结成一层支护结构的施工工艺。
14.
名词解释
超前锚杆
答：
超前锚杆是指沿开挖轮廓线，以一定的外插角，向开挖面前方钻孔安装锚杆，形成对
前方围岩的
预锚固，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖等作业。
15.
名词解释
管棚
答：
管棚是利用钢拱架沿开挖轮廓线以较小的外插角、向开挖面前方打入钢管构成的棚架来形
成对开
挖面前方围岩的预支护。长度小于
10m
的叫短管棚，
10
～
45m
之间且较粗的钢管叫长管棚。
16.
名词解释
光面爆破
答：
光面爆破是正确确定爆破参数和施工方法，在设计断面内的岩体爆破崩落后才爆周边
眼，使爆破
后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆破对围
岩的扰动和破坏，尽可能地保持原岩的完整性和稳
定性的爆破技术。
17.
围岩压力按作用力发生的形态可分为哪几种类型？
答：
围岩压力按作用力发生的形态可
分为：
松动压力：由于开挖而松动或坍塌的岩体以重力形式直
接作用在支护结构上的压力。
形变压力：由于围岩变形受到与
之密贴的支护如锚喷支护等的抑制，而使围岩与支护结构在共同
变形过程中，围岩对支护
结构施加的接触压力。
膨胀压力：当岩体具有吸水、应力接触
等膨胀性特征时，由于围岩膨胀所引起的压力。
冲击压力：在
围岩中积累了大量的弹性变形能以后，由于隧道的开挖，围岩的约束被解除，能量
突然释
放所产生的压力。
18.
影响围岩压力的因素是什么？
答：
影响围岩压力的因素很多，通常可分为两大类：一类是地质因素
，它包括初始应力状态、岩石力
学性质、岩体结构面等；另一
类是工程因素，它包括施工方法、支护设置时间、支护刚度、坑道形状
等。
19.
围岩分级的基本要素有哪三大类？
答：
大致分三类：第Ⅰ类：与岩性有关的要素，例如分为硬岩、
软岩、膨胀性岩类等；第Ⅱ类：与地
质构造有关的要素，如软
弱结构面的分布与形态、风化程度等；第Ⅲ类：与地下水有关的要素。
20.
隧道施工方法选择主要考虑哪些因素？
答：
隧道施工方法选择主要考虑：
① 施工条件；② 围岩条件；③
隧道横断面积（尺寸、形状）
；④ 埋深（深埋、浅埋）
；⑤
工
期；⑥
环境条件（爆破震动、地表下沉、噪声、地下水变迁等）
；⑦ 生产条件（材料、运输、
医疗、
生活、水电）
。
21.
新奥法施工的基本原则是什么？
答：
新奥法即奥地利隧道施工新方法（
New Austrian
Tunnelling Method
–
NATM
）
，其施工的基本
原则可归纳为：少扰动；早支护；勤量测；紧封闭。
22.
简述隧道施工的主要开挖方法。
答：
隧道开挖方法实际上是指开挖成形方法。按开挖隧道的横断面分部情况来分，开挖方法可
分为全
断面开挖法、台阶开挖法、分部开挖法。
全断面开挖法是按照设计轮廓一次爆破成形，然后支护再修建衬砌的施工方法。
台阶法根据台阶长度分：长台阶法、短台阶法和微台阶法。采用何种方法，根据两
个条件：
对初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，要
求闭合时间越短；
对上部断面施工所采用的开挖、支护、出碴
等机械设备需要施工场地大小的要求。
分部开挖法包括环形开
挖预留核心土法、
双侧壁导坑法、
中洞法、
中隔壁法以及交叉中隔壁法等。
23.
隧道施工中常用的辅助措施有哪些？
答：
施工中常用的辅助稳定措施：稳
定工作面：预留核心土挡护开挖面、喷射混凝土封闭工作面；
超前锚杆；管棚超前支护前方围岩：小导管、大管棚·水平旋喷超前预支护；切槽超前预支护；注浆
加固围岩和堵水：超前小导管注浆、超前深孔帷幕注浆。
24.
简述超前深孔帷幕注浆的注浆机理及适用条件。
答：
注浆机理及适用条件：渗透注浆
：适用有一定渗透性的地层，如破碎岩层、砂卵石层、中细沙层
等；劈裂注浆：适用粘土质不透水地层；压密注浆：即用浓稠的浆液注入土层；高压喷灌注浆。
25.
简述隧道洞口的施工方法。
答：
隧道洞口的施工方法
洞口段围岩为Ⅲ级以下，地层条件良好时，一般可采用全断面直接开挖进洞。施工支护于拱部可
施作局部锚杆；墙，拱采用素喷混凝土支护；
洞口段围岩为Ⅲ～Ⅳ级，宜采用正台阶法进洞，爆破进尺控制在
1.5
～
2.5
米；拱、墙采用系统
锚杆和钢筋网喷混凝土，必要时设钢拱架加强施工支护。
洞口段围岩为Ⅲ～Ⅴ级，地层条件较差时，宜采用上半断面长台阶法进洞施工；
洞口段围岩为Ⅴ级以上，地层条件差时，可采用分部开挖法和其他特殊方法进洞施工。具体方法
是：开挖前应对围岩进行预加固措施，然后用钢架紧贴洞口开挖面进行支护，再采用短台
阶法或预留
核心土环形开挖法等进行开挖作业。
26.
为了获得良好的光面爆破效果，需采取哪些技术措施。
答：
为了获得良好的光面爆破效果，采取的技术措施：
（
1
）使用低爆速、低猛度、低密度、传爆性能好
、爆炸威力大的炸药。
（
2
）采用不偶合装药结构。
< br>（
3
）严格掌握与周边眼相邻的内圈炮眼的爆破效果，为
周边眼爆破创造临空面。
（
4
）严格控制装药集中度，必要时可采取间隔装药结构。
27.
请结合工程实际阐述岩溶地段隧道常用处理溶洞的方法。
答：
隧道
在溶洞地段施工时，应根据设计文件有关资料及现场实际情况，查明溶洞分布范围、类型
情况（如大小、有无水，溶洞是否在发育中，以及其充填物）
、岩层的稳定程度和地下水
流情况（有
无长期不计来源、雨季水量有无增长）等，分别以引、堵、越、绕等措施进行
处理。
（一）引排水
当暗河和溶洞有水流时
，
宜排不宜堵。
在查明水源流向及其与隧道位置的关系后，
用暗管、
涵洞、
小桥等设施，宣泄水流或开
凿泄水洞，将水排出洞外
。
当水流的位置在隧道上部或高于隧
道时，应在适当的距离外，开凿引水斜洞（或引水槽）将水位
降低到隧道底部位置以下再
引排
。
（二）堵填
对已停止发育、
跨径较小、
无水的溶洞，
可根据其与隧道的相交
位置及其填充情况，
采用混凝土、
浆砌片石、或干砌片石予以回
填封闭，根据地质情况决定是否需要加深边墙基础。
溶洞位于隧道底部
溶洞位于隧道侧面
溶洞贯穿整个隧道
当隧道拱部有空溶
洞时，可视溶洞的岩石破碎程度在溶洞顶部采用锚杆或喷锚网加固，必要时可
考虑注浆加
固并加设隧道护拱及对拱顶进行回填处理。