高等隧道工程真題

1、一、試闡明隧道圍巖分級(jí)的工程意義，并結(jié)合我國(guó)現(xiàn)行行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范（可選擇公路、鐵路、水利水電等任意行業(yè)的一種）說(shuō)明其圍巖分級(jí)的方法和原理 。 參考答案：經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的工程實(shí)踐，人們逐步認(rèn)識(shí)到不同地質(zhì)條件下開(kāi)挖地下洞室時(shí)，其圍巖有不同的穩(wěn)定性，即不同的地質(zhì)條件與圍巖穩(wěn)定性之間存在著一定的聯(lián)系，根據(jù)巖體完整程度和巖石強(qiáng)度等主要指標(biāo)給予定性和定量評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，按其穩(wěn)定性將圍巖分為工程性質(zhì)不同的若干級(jí)別，這就是圍巖分級(jí)（也稱圍巖分類）。并依照各級(jí)圍巖的穩(wěn)定程度制定相應(yīng)的工程措施，給出最佳的施工方法和支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而為地下工程的設(shè)計(jì)和施工提供了一定的基礎(chǔ)條件。我國(guó)現(xiàn)行公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范圍巖分級(jí)的綜合評(píng)定方法采用

2、兩步分級(jí)：根據(jù)巖石的堅(jiān)硬程度和巖體完整程度兩個(gè)基本因素的定性特征和定量的巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ,綜合進(jìn)行初步分級(jí)；對(duì)圍巖進(jìn)行詳細(xì)定級(jí)時(shí)，應(yīng)在巖體基本質(zhì)量分級(jí)基礎(chǔ)上考慮修正因素（如地下水、軟弱結(jié)構(gòu)面、初始應(yīng)力狀態(tài)）的影響，按修正后的巖體基本質(zhì)量指標(biāo)BQ，結(jié)合巖體的定性特征綜合評(píng)判，確定圍巖的詳細(xì)分級(jí)。根據(jù)調(diào)查、勘探、試驗(yàn)等資料，將圍巖分為6級(jí)，給出了圍巖或土體的主要定性特征和圍巖的基本質(zhì)量指標(biāo)BQ。在工程可行性研究和初步勘測(cè)階段，可采用定性劃分的方法和工程類比的方法進(jìn)行圍巖級(jí)別劃分。二、試分別說(shuō)明深埋巖質(zhì)隧道和淺埋軟土隧道開(kāi)挖前圍巖的初始應(yīng)力場(chǎng)特征。參考答案：圍巖的初始應(yīng)力場(chǎng)包括自重應(yīng)力場(chǎng)和構(gòu)造應(yīng)

3、力場(chǎng)兩部分。自重應(yīng)力場(chǎng)是指上覆巖體自重產(chǎn)生的應(yīng)力，構(gòu)造應(yīng)力是由于地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的應(yīng)力。對(duì)于水平成層，地面平坦的情況，巖體自重應(yīng)力場(chǎng)的變化規(guī)律；地應(yīng)力是隨深度呈線性增加的；水平應(yīng)力總是小于垂直應(yīng)力，最多也只能與其相等。不同的地貌和地質(zhì)構(gòu)造對(duì)自重應(yīng)力有不同的影響，深度對(duì)初始應(yīng)力狀態(tài)有重大的影響。隨著深度的增加，水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力都增大，但圍巖本身的強(qiáng)度是有限的，因此當(dāng)水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力增加到一定值后，各向受力的圍巖將處于隱塑性狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，圍巖的物性值（E和）是變化的，值也是變化的，并隨著深度的增加，值趨于1，即與靜水壓力相似，此時(shí)圍巖接近流動(dòng)狀態(tài)。其應(yīng)力狀態(tài)分別處于彈性、隱塑性及流動(dòng)的

4、3種狀態(tài)。由于形成構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的原因非常復(fù)雜，因而，他在空間的分布極不均勻，且隨時(shí)間推移還不斷發(fā)生變化，屬于非穩(wěn)定的應(yīng)力場(chǎng)。構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)中，埋深較小時(shí)，水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力的比值 很大，隨埋深的增加，值隨之減小。三、在公路隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)按風(fēng)流流動(dòng)方式分類有哪幾種通風(fēng)方式？照明系統(tǒng)主要有哪些部分組成？防災(zāi)設(shè)施主要有哪些？參考答案：在公路隧道規(guī)劃中，機(jī)械通風(fēng)按風(fēng)流流動(dòng)的方式分為縱向式、半橫向式和全橫向式以及在這三種基本方式基礎(chǔ)上的組合方式。隧道照明系統(tǒng)包括：中間段照明、入口段照明、過(guò)渡段照明、出口段照明、接近段減光設(shè)施、應(yīng)急照明和洞外引道照明。防災(zāi)設(shè)施主要有：中央控制管理設(shè)施、監(jiān)控設(shè)施、安全設(shè)施、消防設(shè)施

5、、供配電設(shè)施等。四、闡述隧道錨桿及噴射混凝土支護(hù)的工程特性。參考答案：靈活性。錨噴支護(hù)是由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)等支護(hù)部件進(jìn)行適當(dāng)組合的支護(hù)形式、他們既可以單獨(dú)使用，也可以組合使用。其組合形式和支護(hù)參數(shù)可以根據(jù)圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)，施工方法和進(jìn)度，隧道形狀和尺寸等加以選擇和調(diào)整。他們既可以用于局部加固，也易于實(shí)施整體加固；既可以一次完成，也可以分次完成。充分體現(xiàn)了“先柔后剛，按需提供”的原則。及時(shí)性。錨噴支護(hù)能在施作后迅速發(fā)揮其對(duì)圍巖的支護(hù)作用。這不僅表現(xiàn)在時(shí)間上，即噴射混凝土和錨桿都具有早強(qiáng)性能，需要它時(shí)，它就能起作用，而且表現(xiàn)在空間上，及噴射混凝土和錨桿可以最大限度地緊跟開(kāi)挖面施工，甚至可以利

6、用錨桿進(jìn)行超前支護(hù)。密貼性。噴射混凝土能與坑道周邊的圍巖全面緊密地粘結(jié)，因而可以抵抗巖塊之間沿節(jié)理的剪切和張裂。從整體結(jié)構(gòu)上看，噴射混凝土填補(bǔ)了洞壁的凹穴，使洞壁變得圓順，從而減少了應(yīng)力集中。深入性。錨桿能深入圍巖體內(nèi)部一定深度，對(duì)圍巖起約束作用。這種作用尤其是以適當(dāng)密度的徑向錨桿群（稱為系統(tǒng)錨桿）的效果最為明顯。系統(tǒng)錨桿的圍巖中形成一定厚度的錨固區(qū)，錨固區(qū)內(nèi)的巖體強(qiáng)度和整體性得以提高和加強(qiáng)。應(yīng)力分布狀態(tài)也得以改善，其承載能力和穩(wěn)定能力顯著增強(qiáng)。柔性。錨噴支護(hù)屬于柔性支護(hù)，它可以較便利的調(diào)節(jié)圍巖變形，允許圍巖作有限的變形，即允許在圍巖塑性區(qū)有適度的發(fā)展，以發(fā)揮圍巖的自承能力，噴射混泥土的施工工

7、藝的特點(diǎn)，使得它能與巖體密貼粘結(jié)，且能噴得很薄，故呈現(xiàn)柔性，而且這柔性可以通過(guò)分層分次噴射和加鋼纖維或鋼筋網(wǎng)來(lái)進(jìn)一步發(fā)揮。另一方面，錨桿也有一定的延性，它可以允許巖體有較大的變形，甚至同被加固巖體一起整體位移，而仍能繼續(xù)工作不失效。封閉性。噴射混凝土能全面及時(shí)地封閉圍巖，這種封閉不僅阻止了洞內(nèi)潮氣和水對(duì)圍巖的侵蝕作用，減少了膨脹性巖體的潮解軟化和膨脹，而且能夠及時(shí)有效地阻止圍巖變形，使圍巖較早的進(jìn)入變形收斂狀態(tài)。五、以下2題任選1題（1）闡述巖承理論的基本原理 參考答案：以新奧法為例，巖承理論的基本原理是以控制爆破或機(jī)械開(kāi)挖為主要掘進(jìn)手段，以錨桿、噴射混凝土為主要支護(hù)方法。理論、量測(cè)和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)

8、合的一種施工方法，同時(shí)又是一系列指導(dǎo)隧道設(shè)計(jì)和施工的原則，其中包括；1） 因?yàn)閹r體是隧道結(jié)構(gòu)體系中的主要承載單元，所以在施工中必須充分保護(hù)巖體，盡量減少對(duì)它的擾動(dòng)，避免過(guò)度破壞巖體的強(qiáng)度。2） 為了充分發(fā)揮圍巖的承載能力，應(yīng)允許并控制巖體的變形，一方面允許變形，使圍巖中能形成承載環(huán)；另一方面又必須限制它，使巖體不至過(guò)度松弛而喪失或大大降低承載能力。3） 為了改善支護(hù)機(jī)構(gòu)的受力性能，施工中應(yīng)盡快使之閉合，而成為封閉的筒形結(jié)構(gòu)，4） 在施工的各個(gè)階段，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，即時(shí)提出可靠的、數(shù)量足夠的量測(cè)信息，及時(shí)反饋用來(lái)指導(dǎo)施工和修改設(shè)計(jì)。5） 為了敷設(shè)防水層，或?yàn)榱顺惺苡捎阱^桿銹蝕，圍巖性質(zhì)惡化、流變、膨脹所引起的后續(xù)荷載，可采用復(fù)合式襯砌。（2）闡述隧道信息化反饋設(shè)計(jì)方法的原理和需要解決的主要問(wèn)題。參考答案：隧道信息化反饋設(shè)計(jì)方法是通過(guò)施工前和施工過(guò)程中的大量信息（情報(bào)）來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工，以期獲得最優(yōu)地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種方法?；静襟E為：施工前調(diào)