2015年隧道工程(专升本)

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：少扰动、 早支护、勤量测、紧封闭 等。

9. 当隧道较长时，可选择设置适当的辅助坑道，如横洞、斜井 、竖井、平行导坑等，用以增加施工工作面，加快施工进度。

10. 名词解释 隧道

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2m的洞室。”

2

11. 名词解释 越岭线

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

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

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。“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 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

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

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？

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

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。

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？

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？

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？

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。 （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？

围岩分级的目的：

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。

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 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。

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。

（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2次作业

二、主观题(共20道小题)

8. 隧道施工中常用的辅助稳定措施有： 稳定工作面、 超前锚杆 、 管棚超前支护 、

注浆加固围岩 等。

9. 岩溶对隧道工程的影响主要有四个方面：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

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

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

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

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

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

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

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？ 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？

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？

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？

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？

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。

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？

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； 预切槽超前预支护；

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

喷锚加固与浆砌（混凝土）护拱

（三）跨越

当溶洞较大、较深，可采用梁、拱跨越。但梁端或拱座应置于稳固可靠的基石上，必要时用圬工加固。隧道在不同部位遇到溶洞采取不同的跨越措施。 当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞，可加深该侧的边墙基础通过。

加深边墙基础

当隧道底部遇有较大溶洞并无流水时，可在隧道底下砌筑浆砌片石支墙，支

承隧道结构，并在支墙内套设涵管引排溶洞水。

支墙内套设涵管

当隧道边墙部位遇到较大、较深的溶洞，不宜加深边墙基础时，可在边墙部位或在隧道底以下筑拱通过。

筑拱跨过

当隧道中部及底部遇有深狭的溶洞时，可加强两边墙基础，并根据情况设置桥台架梁通过。

架梁跨过

溶洞上大下小，且有部分填充物时，可将隧道顶部的充填物清除，然后在隧道底部标高以下设置钢筋混凝土横梁及纵梁，横梁两端嵌入岩层。

钢筋混凝土横梁及纵梁

（四）绕行施工

在岩溶区施工，个别溶洞处理耗时且困难时，可采取迂回导坑绕过溶洞，继续进行隧道施工，并同时处理溶洞，以节省时间，加快施工进度。绕行开挖时，应防止洞壁失稳。

隧道工程第3次作业

二、主观题(共20道小题)

9. 岩溶对隧道工程的影响主要有四个方面： 洞害 、 水害 、 洞穴填充物及坍

塌 、 洞顶地表沉陷 。

10. 施工组织是施工工作的中心环节，也是指导现场施工必不可少的重要文件，其内容包括 __施工准备、施工组织设计、施工方案、施工进度计划 、施工平面图设计_等。

11. 名词解释 预裂爆破

预裂爆破是由于先起爆周边眼，在其他炮眼未爆破之前先沿着开挖轮廓线预裂爆破出一条用以反射爆破地震应力波的裂缝而得名。在炮眼的起爆顺序上，光面爆破是先引爆掏槽眼，再引爆辅助眼，最后引爆周边眼；而预裂爆破则是首先引爆周边眼，使沿周边眼的连心线炸出平顺的预裂面。

12. 名词解释 地质素描

与隧道施工进展同步进行的洞内围岩地质（和支护状况）的观察及描述，通常称为地质素描，它是对围岩工程地质特性和支护措施合理性的最直观、最简单、最 经济的描述和评价。

13. 名词解释 初期支护

为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，称为初期支护。

初期支护一般由锚杆、喷射混凝土、钢架、钢筋网等及其它们的组合组成，是现代隧道工程最常用的支护形式和方法。

14. 名词解释 膨胀岩

膨胀岩是指土中粘土矿物成分主要由亲水性矿物组成，同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂两种特性且具有湿胀干缩往复变形的高塑性粘性土。决定膨胀 性的亲水矿物质主要是蒙脱石粘土矿物。

15. 名词解释 黄土

在干燥气候条件下形成的一种具有褐黄、灰黄或黄褐等颜色并具有针状大孔、垂直节理发育的特殊性土。

16. 名词解释 高地应力

高地应力是一个相对的概念，它是相对于围岩强度而言的。也就是说，当围岩内部的最大地应力与围岩强度的比值达到某一水平时，才能成为高地应力。

强度应力比=围岩强度/最大地应力

当强度应力比小于0.3~0.5时，一般可认为是高地应力。

17. 名词解释 溶洞

溶洞（karst cave ）是以岩溶水的溶蚀作用为主，间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本沿水平方向延伸的通道。

溶洞一般有死、活、干、湿、大、小几种。死、干、小的溶洞比较容易处理，而活、湿、大的溶洞处理方法则较为复杂。

18. 名词解释 岩爆

埋深较深的隧道工程，在高应力、脆性岩体中，由于施工爆破扰动原岩，岩体受到破坏，使掌子面附近的岩体突然释放出潜能，产生脆性破坏，这时围岩表面发 生爆裂声，随之有大小不等的片状岩块弹射剥落出来，这种现象称之为岩爆。

19. 简述喷锚支护的工程特点。

喷锚支护的工程特点：、

（1）灵活性。喷锚支护是由喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢架等支护部件进行适当组合的支护形式，可单独使用，也可组合使用。

（2）及时性。喷锚支护能在施作后迅速发挥其对围岩的支护作用。 （3）密贴性。喷射混凝土能与坑道周边的围岩全面、紧密地粘结，因而可以抵抗岩块之间沿节理的剪切和张裂。

（4）深入性。锚杆能深入围岩体内部一定深度，对围岩起约束作用。

20. 目前喷射混凝土施工主要有干喷、湿喷两种方式，请用图表示出具体的工艺流程。

干喷：

湿喷：

21. 隧道施工中，为什么进行监控量测？

隧道施工中，进行监控量测的原因有：

（1）掌握围岩力学形态的变化和规律。 （2）掌握支护结构的工作状态。

（3）为理论解析、数据分析提供计算数据与对比指标。 （4）为隧道工程设计与施工积累资料。

22. 简述隧道施工辅助坑道的种类及作用。

施工辅助坑道包括：横洞、斜井、竖井、平行导坑等。

作用：用以增加施工工作面，加快施工进度，改善施工条件（通风、排水），竣工后还可以用作救援通道。

此外，平行导坑超前掘进，可进行地质勘察，充分掌握前方地质状况；还可以构成洞内测量导线网，提高测量精度。还可作为二线的隧道导坑，提高工作效率。

23. 简述隧道施工中遇到的不良地质种类及其施工的一般原则。

不良地质种类：



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



不良地质中隧道施工的一般原则：



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；



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 ；



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。

24. 简述膨胀岩对隧道施工的危害。

由于膨胀性岩层所具有的特征，在隧道开挖后不久即产生膨胀性压力，往往发生如下一些现象：风化迅速，挖出的土石块很快酥散；坑道顶部及两侧常被挤压，底部隆起；随着时间的增长，支撑、衬砌往往发生严重的变形或破坏。主要表现为：

围岩普遍开裂； 洞室下沉；

围岩膨胀突出和坍塌； 隧道底部隆起； 衬砌变形和破坏。

25. 简述黄土地层对隧道工程的影响。

黄土地层对隧道工程的影响主要表现在以下四个方面： 影响因素 特征 潜在危险 一般在红棕色土体容易顺着节理张松或剪断。如果这黄土或深褐色古土壤黄种地层位于坑道顶部，极易产生“塌顶”；节理 土层，有一定的延续如果位于侧壁，普遍出现侧壁掉土，若施工性。 中处理不当，常会引起较大的坍塌。 当隧道在较长范围内沿着冲沟或塬边平 黄土较大范围内平行走向，而覆盖较薄或偏压很大的情况下，冲沟地段 行走向，且埋深较小 容易发生较大的坍塌或滑坡现象。 黄土地区常见隧道在其上方，则基础有下沉的危害；黄土的一种不良地质现若隧道在其下方，则常发生冒顶；若隧道在溶洞、陷穴 象 其邻侧，则有可能承受偏压。 干燥时黄土很地下突然发生下沉现象，使开挖后的围岩迅坚固；有水时则有湿水 速丧失自稳能力。 陷性 26. 简述溶洞的类型及其对隧道施工的影响。

溶洞（karst cave ）是以岩溶水的溶蚀作用为主，间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本沿水平方向延伸的通道。

溶洞一般有死、活、干、湿、大、小几种。死、干、小的溶洞比较容易处理，而活、湿、大的溶洞处理方法则较为复杂。

岩溶对隧道工程的影响主要有四个方面： 洞害； 水害； 洞顶地表沉陷； 洞穴充填物及坍塌。

27. 简述岩爆的特点及其产生的主要条件。

岩爆的特点：

岩爆在未发生前并无明显的预兆。

岩爆时，岩块自洞壁围岩母体弹射出来，一般呈中厚边薄的不规则片状。 岩爆发生的地点，多在新开挖工作面及其附近，个别的也有距新开挖面较远处。

岩爆产生的条件：

地层的岩性条件和地应力大小是产生岩爆与否的两个决定性因素。 能量的观点：岩爆的形成过程是岩体中的能量从储存在释放直到最终使岩体破坏而脱离母岩的过程。

岩爆是否发生的条件：岩体中是否储存足够能量、是否具有释放能量的条件、及能量释放的方式。

28. 简述防止瓦斯事故的措施。

防止瓦斯事故的措施：

（1）隧道穿过瓦斯溢出地段时，确定瓦斯探测方法，制定瓦斯稀释措施、防暴措施和紧急救援措施等。

（2）隧道穿过瓦斯地区时，宜采用全断面开挖法，开挖面积大，通风好，有利于排除瓦斯。

（3）加强通风是防止瓦斯爆炸的最有效的办法。有瓦斯的坑道，必须采用机械通风。洞内空气中瓦斯浓度控制在下述值以内：

i、总回风风流中的瓦斯浓度小于0.75%；

ii、从其他工作面上传来的风流中瓦斯浓度小于0.5%； iii、掘进工作面上的瓦斯浓度在2%以下； iv、工作面爆破前空气中瓦斯浓度在1%以下。

（4）开挖工作面风流中和电动机附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.5%时，必须停工、停机，撤出人员，切断电源，进行处理。开挖工作面内，局部积聚的瓦斯的浓度达到2%时，附近20m内，必须停止工作，切断电源，进行处理。只有当浓度降到1%以下时，才能重新开启机器。

（5）开挖进入煤层，瓦斯排放量较大，使用一般的通风手段难以稀释到安全标准时，可使用超前周边全封闭注浆。在开挖前沿掌子面拱部、边墙、底部轮廓线轴向辐射状布孔注浆，形成一个全封闭堵截瓦斯的帷幕。特别对煤层垂直方向注浆，效果会更好。

（6）采取严格的防暴措施，防止不必要的火花，高温等。

（7）严格执行有关制度，做好瓦斯的检查工作，勤测量，勤预报、并确保量测仪器的安全可靠性。

隧道工程第4次作业

二、主观题(共16道小题)

9. 修建隧道时为配合开挖、运输、支护及衬砌等基本作业而进行的其他作业，称为辅助作业。其内容主要有： 压缩空气供应 、 施工供水 、 施工供电和照明 施工通风与

防尘 等。

10. 隧道开挖爆破的炮眼数目与隧道断面的大小有关，多在几十至数百范围内。炮眼按其所在位

置、爆破作用、布置方式和有关参数的不同可分为_掏槽眼、辅助眼、周边眼_。

11. 名词解释 隧道掘进机施工法

隧道掘进机施工法（TBM）是用隧道掘进机切削破岩，开凿岩石隧道的施工方法。与钻爆法相比，掘进机法具有显著的特点：

工人劳动强度低； 施工作业安全；

隧道掘进速度快、机械化、自动化程度高。

12. 名词解释 盾构机施工法

盾构法施工是使用盾构机在地下掘进，边防止开挖面土砂崩塌，边在机内安全地进行开挖作业和衬砌作业，从而构筑成隧道的施工法。按照这个定义，盾构 施工法是由稳定开挖面、盾构机挖掘和衬砌三大要素组成。

13. 名词解释 沉管法

沉管法又叫预制管段沉放法，即先在预制场（船厂或干坞）制作沉放管段，管段两端用临时封墙密封，待混凝土达到设计强度后托运到隧道位置，此时设计位置上已预先进行了沟槽的疏浚，设置了临时支座，然后沉放管段。待沉放完毕后，进行了管段水下连接，处理管段接头及基础，然后覆土回填，再进行内部装修及设备安装。

14. 名词解释 新奥法

新奥法即奥地利隧道施工新方法（New Austrian Tunnelling Method – NATM），是以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段，通过监控控制围岩的变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法。

施工原则归纳为：充分保护并利用围岩的自承能力；其施工要点为控制爆破、锚喷支护和施工监测；其实施方法为设计、施工、监测三位一体的动态模式。

15. 名词解释 全断面开挖法

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。

16. 简述预防隧道坍方的主要施工措施。

预防隧道坍方的主要施工措施：

（1）对于预防坍方来说，选择安全合理的施工方法和措施至关重要。在掘进到地质不良围岩破碎地段时，应采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工方法。

（2）加强对坍方的预测。预测坍方常用的方法有：观察法、一般量测法、微地震学测量法、声学测量法。

（3）加强初期支护，控制坍方。

17. 简述全断面隧道掘进机的种类及特点。

全断面掘进机分为敞开式和护盾式两类。

敞开式和护盾式掘进机的区别在于：敞开式掘进机在开挖中依靠撑于岩壁上的水平支撑提供设备推力合扭矩的支撑反力，开挖后的围岩暴露于机械四周；而护盾掘进机则可在掘进中利用尾部已安装的衬砌管片作为推进的支撑，围岩由于有护盾防护，在护盾长度的范围内，不暴露。一般而言，敞开式掘进机适用于硬岩隧道的开挖，二护盾掘进机更适用于软岩。

18. 隧道掘进机（TBM）的破岩机理。

破岩机理：

盾构机在掘进时盘形刀沿岩石开挖面滚动，同时通过大刀盘均匀地在每个盘形刀上对岩面施加压力，形成滚动挤压切削而实现破岩。大刀盘每转动一圈，将 贯入一定深度，在盘形刀刀刃与岩石接触处，岩石被挤压成粉末，从这个区域开始，裂缝向相邻切割槽扩展，进而形成片状石渣。

19. 简述沉管隧道的优缺点。

优点：

（1）隧道结构的主要部分由于在船厂或干坞中浇筑，可制作出质量均匀且防水性能良好的隧道结构。

（2）由于沉放隧道的密度小，其有效重量一般为5～10kN/m3,再加上附加压重以及混凝土防护层，隧道重量可增至20kN/m3左右。而隧道所作用的未扰动地

2

基土层的有效应力约为30～100kN/m。由此可见，地层的承载力几乎不成问题。

（3）由于隧道在水底位置，对船舶的航行和将来航路的疏浚影响不大，所以隧道可以埋在最小限度的深度上，从而使隧道的全长缩短至最小限度。

（4）因为管段制作采用的是预制方式，且浮运与沉放的机械装置大型化，这样对施工安全与大断面隧道的施工都较有利，且大大缩短了工期。

缺点：

（1）由于管段的浮运，沉放以及沟槽的疏浚、基础作业，大部分是依靠机械来完成，对于平静的波浪，在流速较缓的情况下施工是不成问题的。可是如果情况相反，而且隧道截面较大时，就会带来一系列的问题，诸如管段的稳定、航道的影响等。

（2） 对于沉放管段底面与基础密贴的施工方法还应继续改进，以免沉陷与不均匀沉降的产生。

（3）由于橡胶衬垫的发展，沉放管段之间在水下的连接得到发展，但是对于有些地质条件所带来的不均匀沉降和防水等问题须进一步研究。

20. 简述盾构机施工法的施工过程。

盾构法施工的内容包括盾构的出发和到达、盾构的掘进、衬砌、压浆和防水等。

（1）盾构的出发和到达 1）竖井

盾构法施工的隧道，在出发和到达时，需要有拼装和拆卸盾构用的竖井。施工过程中，这些竖井是人、材料和石碴的运输通道。在隧道竣工后，这些竖井多被用于车站、通风口、出入口等永久建筑。

2）出发和到达

出发口 是利用在出发竖井内临时设置的管片等作为后背向前推进的，从出发口进入地层，沿所定的线路方向向前推进。

到达口 所谓到达就是在保持围岩稳定的同时，把盾构沿着所定的路线推进到竖井的到达面，然后从预先准备的开口面将盾构推出。

（2）盾构的推进

① 正确地使用千斤顶所需台数和必要的位置，使之产生推力按设计的线路方向行走，并能进行必要的纠偏；

② 不应使开挖面的稳定受到损害。一般是在开挖后立即推进，或在开挖的同时进行推进。每次推进的距离可为一环衬砌的长度，推进速度约为10～20mm/min。

③ 不应使衬砌等后方结构受到损害。推进时应根据衬砌构件的强度，尽力发挥千斤顶的推力作用。

④ 为使盾构能在计划路线上正确推进、预防偏移、偏转及俯仰现象的发生。盾构隧道施工前，应在地表进行中线及纵断面测量，以便建立施工所必须的基准点。

（3）气压施工

在含水砂土和软弱粘土地层中用盾构法施工时，会发生开挖面涌水和土层坍塌等情况，从而影响盾构的推进。在这类地层中施工，需同时使用稳定地基的辅助工法。迄今为止，气压或局部气压施工，是一种常用的稳定地基施工法。

（4）衬砌、压注及防水 1）衬砌

在推进完成后，必须迅速地按设计要求完成衬砌的施工。一般是在推进完后将几块管片组成环状，使盾构处于可随时进行下一次推进的状态。

2）回填注浆

采用与围岩条件完全相适应的注浆材料及注浆方法，在盾构推进的同时或其后立即进行注浆，将衬砌背后的孔隙全部填实，防止围岩松弛和下沉。

3）衬砌防水

由于盾构隧道多修建在地下水位以下，故需进行衬砌接头的防水施工，以承受地下水压。

衬砌防水分为密封、嵌缝、螺栓孔防水三种。根据使用目的的不同，有时只采用密封，有时三种措施同时采用。

21. 压缩空气是由空压机生产供应，请问如何确定空压机站的生产能力。

空压机的生产能力取决于耗风量的大小，并考虑一定的备用系数。耗风量包括隧道内同时工作的各种风动机具的生产耗风量和由储气筒到风动机具沿途的损失。空压机的生产能力由下式计算：

——空压机的备用系数，一般采用75%~90%；

——风动机具所需风量（m3/min）；

——管路及附件的漏耗损失，其值为

——每千米漏风量，平均为1.5~2.0m/min；

——管路总长（km）； ——同时工作系数；

——空压机所处海拔高度对空压机生产能力的影响系数。

22. 简述隧道工程施工组织总设计的主要内容。

隧道工程施工组织总设计的主要内容： 编制的依据和原则。

建设项目的工程概况。（项目用途、工期、经费来源、自然条件、环

境条件、勘探资料）

施工计划及主要施工方法（正常施工、特殊施工）

施工设备工作计划（任务划分、工序安排、劳动力组织、经济安排、

临时设施）

施工总进度和季（月）计划。

资源需要量计划（材料、水、电、气、设备、人员） 施工总平面设计。

主要施工技术措施（包括新工艺、新技术） 质量、安全、节能的技术措施。 技术经济指标。

23. 简述隧道施工中采取的主要防尘措施。

在隧道施工中采取的防尘措施是综合性的，就是湿式凿岩、机械通风、喷雾洒水和个人防护相结合，综合防尘。

湿式凿岩。就是在钻眼过程中利用高压水湿润粉尘，使其成为岩浆流出炮眼，防止岩粉飞扬。

机械通风。可以稀释隧道内的有害气体浓度，给施工人员提供足够的新鲜空 气。

喷雾洒水。喷雾一般是爆破时实施的，主要是防止爆破中产生过大粉尘。 个人防护。主要是指配戴防护口罩，在凿岩、喷混凝土等作业时还要配戴防噪声的耳塞及防护眼镜等。

24. 隧道施工中，供电线路布置应注意些什么？

隧道施工中，供电线路布置应注意一下几个方面：

输电干线或动力、照明线路安装在同一侧时，必须分层架设。 隧道内配电线路分低压进洞和高压进洞两种。1km以下隧道，采用低

压进洞； 1km以上隧道，采用高压进洞。 根据隧道作业特点，电线线路架设分两次进行。

洞内敷设的高压电缆，在洞外与架空高压线连接时，应安装相同电压

等级的阀型避雷器一组及开关设备。

不允许将通电的多余电缆盘绕堆放，以免引起电缆过热发生燃烧和增

加线路电压降。

低压进洞导线敷设方式分垂直、水平两种。水平排列占空间较大，影

响大型施工机械通过，一般采用垂直排列。

线路需分支时，分支至所接设备的连接应使用橡胶电缆，且每一分支

接线应在接头与所接设备之间，安装开关盒熔断器；照明线路则仅在总分支接头处设置开关盒熔断器。