隧道工程論述題總結

2021-03-04 09:30:35 字數 5019 閱讀 2370

1水對隧道工程的不利影響:ⅰ水對圍岩和支護襯砌的影響,a增加隧道承受的荷載(增大圍岩容重,產生水壓力產生膨脹力(膨脹性圍岩)產生凍脹力(寒區隧道)b降低承載力(軟化圍岩,加速圍岩風化,沖蝕襯背圍岩,侵蝕支護結構)ⅱ水對隧道施工的危害a引發施工災害(湧水,突泥,塌方)b降低施工效率(洞內排水,增加工作量, 洞內積水,降低作業效率, 積水或潮濕,降低裝置效率)c威脅人員健康ⅲ水對隧道運營的危害a惡化運營環境(降低裝置效率,縮短壽命, 引起滲漏水,侵蝕襯砌結構, 威脅運營及司乘人員健康)b威脅運營安全(水霧造成能見度降低, 滲漏水導致路面濕滑, 引起電力系統漏電或火災)

2圍岩的三位一體特性: 圍岩是修建隧道的介質,是構成隧道的基本材料; 圍岩是產生圍岩壓力的原因,是隧道結構的荷載**;圍岩同時還是承載結構,可以分擔一部分圍岩壓力。

3影響圍岩穩定性的因素:主要包括:自然因素和人為因素兩大方面,自然因素即地質條件包括:

1岩體結構特徵:岩體結構特徵是指岩體的破碎程度或完整狀態。實踐表明,圍岩的破碎程度對坑道的穩定與否起主導作用。

2結構面性質和空間組合:在塊狀或層狀結構的岩體中,控制岩體破壞的主要因素是軟弱結構面的性質,以及它們在空間的組合狀態。3岩石的力學性質:

岩石的工程性質是多方面的,一般主要指岩石的強度或堅固性。在岩體結構狀態成為控制圍岩穩定的主要因素時,強調岩石強度意義是不大的。4初始地應力場,初始應力是隧道圍岩變形、破壞的根本作用力。

已初步將初始應力考慮進圍岩分級之中。人為因素即設計施工因素包括:1隧道形狀和尺寸:

形狀方面:圓形斷面受力較好,穩定性好;高度跨度比(簡稱高跨比)越大越容易穩定;斷面圓順可以避免應力集中,有利於圍岩穩定;尺寸方面: 斷面越大,穩定性越差。

2隧道埋深:埋深較淺時,隨著埋深的增加,隧道由淺埋逐步進入深埋,圍岩自穩能力增大;埋深很大時,隨著埋深的增加,初始應力場隨之增大,可能出現岩爆、大變形問題,圍岩穩定性可能下降。3支護型別和時間:

必須在出現鬆動變形前支護,否則圍岩已經失穩。4施工方法:必須開挖方法合適,使擾動強度,擾動次數均小。

4隧道洞門的作用、結構型別及其適用條件。作用:減少洞口土石方開挖量,穩定邊坡,引離地表流水,裝飾洞口。

結構型別:洞口環框:當洞口石質為堅硬而穩定的級圍岩,地形陡峻而又無法排水要求時,可以設定一種不承載的簡單洞口環框。

端牆式洞門:適用於地形開闊,岩質基本穩定的~級圍岩地區,支護洞口仰坡,並將仰坡水流匯集排出。翼牆式洞門:

當洞口地質較差,山體縱向推力較大時,可以在端牆式洞門意外,增加單側或雙側的翼牆,即翼牆式洞門。柱式洞門:當地形較陡,地質條件較差,仰坡有下滑的可能性,而又受地形或地質條件限制,不能設定翼牆時,可以在端牆中部設定兩個斷面較大的柱墩,以增加斷牆的穩定性。

台階式洞門:當洞門處於傍山側坡地區,洞門一側邊坡較高時,為減小仰坡高度及外漏坡長,可以將端牆一側頂部改為逐步公升級的台階形式。斜交洞門:

當線路方向與地形等高線斜交時,也可將洞門做成與地形等高線一致,使洞門左右可以仍保持近似對稱。

22各種隧道施工方法及適用條件:明挖法:將隧道上覆岩土體、圍岩全部開挖,敞開澆築隧道結構後重新回填形成暗埋隧道結構的施工方法。

施工條件好,質量容易保證。適用於埋深淺,地面周邊無道路和建築物的情況。周邊有建築物時,應採取較強維護結構。

蓋挖法:將隧址地表淺層開挖後迅速施工臨時或永久蓋板,在蓋板的覆蓋和保護下開挖岩土體,最終建成隧道的施工方法。特點及適用條件:

影響地表的時間短,施工條件較好,質量較容易保證。適用於城市內埋深淺,地面條件複雜,有道路、廣場等不宜長期阻斷、占用的情況。沉埋法:

在河底或海底淺埋隧道中,先在乾塢內預支隧道管段,浮運至隧址區,將管段沉入到預處理好的水下地基中進行拼裝、固定和覆蓋的施工方法。特點及適用條件:可使水下隧道埋深很淺,管段質量容易保障,工藝要求很高。

適用於埋深很淺、流速不大的海底或河底隧道。盾構法:採用盾構機進行隧道施工的一種方法。

特點及適用條件:機械化程度高、安全性好、質量容易控制、裝置昂貴。適用於軟土、土質、軟岩地區的規模較大的工程。

隧道掘進機法:採用隧道掘進機進行隧道施工的方法。特點及適用條件:

機械化程度高、安全性好、質量容易控制、裝置昂貴。適用於中硬岩中的規模較大的工程。隧道掘進機法:

採用頂推裝置將預製管段向前推進的隧道施工方法。特點及適用條件:機械化程度高、安全性好、質量容易控制。

適用於軟土中的中小斷面的隧道。

4新奧法的理論要點:核心思想:充分保護圍岩的自穩能力;充分利用圍岩的自穩能力。

實現方法:通過圍岩和支護結構的適度可控變形來實現。技術手段:

錨噴柔性支護;監控量測;動態設計施工。實現目標:合理的結構剛度;合適的施做時機。

5新奧法的常見誤讀:a對隧道二次襯砌作用的誤解,新奧法觀點:在好圍岩中(ⅲ級及更好),起到安全儲備作用;在差圍岩中(ⅳ級及更差),起到承載作用;圍岩越差,二襯承載作用越大。

認識誤區:簡單認為二次襯砌只起到安全儲備作用。帶來問題:

過於依賴初期支護提供的安全保障。 在ⅱ、ⅲ級圍岩中,一旦判定失誤,可能引起未作二襯的區段發生坍塌。b對隧道二次襯砌施做時機的誤解,新奧法觀點:

適時施做二次襯砌,認識誤區:初期支護穩定後才能施做二次襯砌。帶來問題:

二次襯砌遲遲不能施工。圍岩條件很差時,初期支護甚至永遠無法單獨穩定。 c 對隧道初期支護背後空洞處理的誤解,新奧法觀點:

應充填密實,防止圍岩變形。認識誤區:初期支護或二次襯砌施工後就沒有問題。

帶來問題:圍岩持續鬆動,可能發生初期支護坍塌,甚至二次襯砌裂損和坍塌。其它錯誤認識將新奧法簡單視為一種施工方法 (new austrian tunneling method ,natm)將新奧法等同於錨噴支護方法 ,沒有將施工監控與新奧法關聯起來

6隧道工程施工特點:1.施工全過程受制於地質條件2.大型隱避工程3.施工環境差4.多處偏遠山區5.工作面很少6.施工不受氣候影響

7與傳統礦山法比,新奧法有什麼優勢?新奧法與傳統礦山法相比,除了能節省大量木材外,還能及時施作,因而能有效的控制圍岩變形,並充分發揮圍岩的承載能力。強調閉合支護使得新奧法更符合岩體力學的原則,有利於穩定圍岩;控制爆破比常規爆破要優越得多,它能按設計要求有效的形成開挖輪廓線,並能將爆破對圍岩的擾動降低到最低的程度,新奧法的分塊在同樣的條件下都要少於傳統的礦山法,這是因為採用了噴錨支護的緣故。

同時,因為沒有了礦山法中縱橫交錯的密布的木支撐,使得新奧法施工的工作空間大為闊展,給施工創造了有利條件。

8傳統礦山法,新奧法兩者的區別:(1)支護理念;(2)支護形式;(3)支護方法(單層模築混凝土襯砌,複合式襯砌,強調閉合支護)分塊少多。;(4)爆破控制(必須與不必)。

傳統礦山法:以鬆弛荷載理論為基礎,隧道開挖後立即用木、型鋼等進行剛性支撐,開挖一定長度後,撤換臨時支撐,立模一次性澆築整體式襯砌的施工方法。新奧法:

以「巖承理論」為基礎,以柔性支護(主要為錨噴支護)為主要手段,通過監控量測和優化設計,使圍岩和支護結構發生適度可控的變形,既保護圍岩的自穩能力,又充分發揮圍岩承載能力的一種隧道修建方法,

8新奧法的原理要點:1承載體系:支護結構+圍岩;2少擾動圍岩3既允許又限制圍岩變形4復合襯砌式5初期支護應盡量做成柔性的;6要盡可能使結構圓順,7進行有效地監控測量;8通過排堵措施解決襯砌滲水

9以圖10為基礎,簡述圍岩與支護結構的相互作用關係:1)隧道開挖後,如支護特別快且支護剛度又很大,沒有或很少變形,則在圖中a點取得平衡,支護需提供行很大支護力pamax,圍岩僅負擔產生彈性變形u0的壓力pa-pamax,故剛度大的支護是不合理的(不經濟)。

2)如隧道開挖後不加支護,或支護很不及時,也就是容許圍岩自由變形。在圖中是曲線db,這裡洞室周邊位移達到最大值umax,支護壓力pa很小或接近於零。這在實際中也是不容許的,因為實際上周邊位移達某一位移(如ud)時,圍岩就會出現鬆弛、散落、坍塌的情況。

這時,圍岩對支護的壓力就不是形變壓力,而是圍岩坍塌下來的岩石重量,即鬆動壓力,此時,已不適於作噴錨支護,只能按傳統施工方法施作模注混凝土襯砌。

3)較佳的支護工作應當在d點以左,鄰近d點處,在圖中的e點。在該點附近即能讓圍岩產生較大的變形(u0+ue),較多的分擔岩體壓力(p0-pe),支護分擔的變形壓力較小(pe),又保證圍岩不產生鬆弛、失穩,區域性岩石脫落、坍塌的現象。合理的支護與施工,就應該在該店附近。

實際施工中,一般是分二次進行支護,第一次在洞室開挖後,盡可能及時進行初期支護和封閉,保證周邊不產生鬆弛和坍塌,並讓圍岩在有控制的條件下變形,通過對圍岩變形的監測,掌握洞室周邊位移和岩體支護變形情況,待位移和變形基本趨於穩定時,再進行第二次支護(達到圖中c點的附近),隨著圍岩和支護的徐變、支護和變形壓力將發展到pe,支護和圍岩在最佳工作點e處共同承受圍岩形變壓力,圍岩承受的壓力值為(p0-pe),支護承受的壓力值為pe,支護承載力尚有值為(pk-pe)的安全餘量。

合理的結構剛度;合適的施做時機。

5新奧法的常見誤讀:a對隧道二次襯砌作用的誤解,新奧法觀點:在好圍岩中(ⅲ級及更好),起到安全儲備作用;在差圍岩中(ⅳ級及更差),起到承載作用;圍岩越差,二襯承載作用越大。

認識誤區:簡單認為二次襯砌只起到安全儲備作用。帶來問題:

過於依賴初期支護提供的安全保障。 在ⅱ、ⅲ級圍岩中,一旦判定失誤,可能引起未作二襯的區段發生坍塌。b對隧道二次襯砌施做時機的誤解,新奧法觀點:

適時施做二次襯砌,認識誤區:初期支護穩定後才能施做二次襯砌。帶來問題:

二次襯砌遲遲不能施工。圍岩條件很差時,初期支護甚至永遠無法單獨穩定。 c 對隧道初期支護背後空洞處理的誤解,新奧法觀點:

應充填密實,防止圍岩變形。認識誤區:初期支護或二次襯砌施工後就沒有問題。

帶來問題:圍岩持續鬆動,可能發生初期支護坍塌,甚至二次襯砌裂損和坍塌。其它錯誤認識將新奧法簡單視為一種施工方法 (new austrian tunneling method ,natm)將新奧法等同於錨噴支護方法 ,沒有將施工監控與新奧法關聯起來

6隧道工程施工特點:1.施工全過程受制於地質條件2.大型隱避工程3.施工環境差4.多處偏遠山區5.工作面很少6.施工不受氣候影響

7與傳統礦山法比,新奧法有什麼優勢?新奧法與傳統礦山法相比,除了能節省大量木材外,還能及時施作,因而能有效的控制圍岩變形,並充分發揮圍岩的承載能力。強調閉合支護使得新奧法更符合岩體力學的原則,有利於穩定圍岩;控制爆破比常規爆破要優越得多,它能按設計要求有效的形成開挖輪廓線,並能將爆破對圍岩的擾動降低到最低的程度,新奧法的分塊在同樣的條件下都要少於傳統的礦山法,這是因為採用了噴錨支護的緣故。

同時,因為沒有了礦山法中縱橫交錯的密布的木支撐,使得新奧法施工的工作空間大為闊展,給施工創造了有利條件。

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