高等隧道工程真題

1、一、試闡明隧道圍巖分級的工程意義，并結合我國現(xiàn)行行業(yè)設計規(guī)范（可選擇公路、鐵路、水利水電等任意行業(yè)的一種）說明其圍巖分級的方法和原理 。 參考答案：經過長期的工程實踐，人們逐步認識到不同地質條件下開挖地下洞室時，其圍巖有不同的穩(wěn)定性，即不同的地質條件與圍巖穩(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度等主要指標給予定性和定量評價的基礎上，按其穩(wěn)定性將圍巖分為工程性質不同的若干級別，這就是圍巖分級（也稱圍巖分類）。并依照各級圍巖的穩(wěn)定程度制定相應的工程措施，給出最佳的施工方法和支護結構設計，從而為地下工程的設計和施工提供了一定的基礎條件。我國現(xiàn)行公路隧道設計規(guī)范圍巖分級的綜合評定方法采用

2、兩步分級：根據(jù)巖石的堅硬程度和巖體完整程度兩個基本因素的定性特征和定量的巖體基本質量指標BQ,綜合進行初步分級；對圍巖進行詳細定級時，應在巖體基本質量分級基礎上考慮修正因素（如地下水、軟弱結構面、初始應力狀態(tài)）的影響，按修正后的巖體基本質量指標BQ，結合巖體的定性特征綜合評判，確定圍巖的詳細分級。根據(jù)調查、勘探、試驗等資料，將圍巖分為6級，給出了圍巖或土體的主要定性特征和圍巖的基本質量指標BQ。在工程可行性研究和初步勘測階段，可采用定性劃分的方法和工程類比的方法進行圍巖級別劃分。二、試分別說明深埋巖質隧道和淺埋軟土隧道開挖前圍巖的初始應力場特征。參考答案：圍巖的初始應力場包括自重應力場和構造應

3、力場兩部分。自重應力場是指上覆巖體自重產生的應力，構造應力是由于地殼構造運動所產生的應力。對于水平成層，地面平坦的情況，巖體自重應力場的變化規(guī)律；地應力是隨深度呈線性增加的；水平應力總是小于垂直應力，最多也只能與其相等。不同的地貌和地質構造對自重應力有不同的影響，深度對初始應力狀態(tài)有重大的影響。隨著深度的增加，水平應力和垂直應力都增大，但圍巖本身的強度是有限的，因此當水平應力和垂直應力增加到一定值后，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，此時圍巖接近流動狀態(tài)。其應力狀態(tài)分別處于彈性、隱塑性及流動的

4、3種狀態(tài)。由于形成構造應力場的原因非常復雜，因而，他在空間的分布極不均勻，且隨時間推移還不斷發(fā)生變化，屬于非穩(wěn)定的應力場。構造應力場中，埋深較小時，水平應力和垂直應力的比值 很大，隨埋深的增加，值隨之減小。三、在公路隧道運營通風按風流流動方式分類有哪幾種通風方式？照明系統(tǒng)主要有哪些部分組成？防災設施主要有哪些？參考答案：在公路隧道規(guī)劃中，機械通風按風流流動的方式分為縱向式、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、過渡段照明、出口段照明、接近段減光設施、應急照明和洞外引道照明。防災設施主要有：中央控制管理設施、監(jiān)控設施、安全設施、消防設施

5、、供配電設施等。四、闡述隧道錨桿及噴射混凝土支護的工程特性。參考答案：靈活性。錨噴支護是由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)等支護部件進行適當組合的支護形式、他們既可以單獨使用，也可以組合使用。其組合形式和支護參數(shù)可以根據(jù)圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)，施工方法和進度，隧道形狀和尺寸等加以選擇和調整。他們既可以用于局部加固，也易于實施整體加固；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。及時性。錨噴支護能在施作后迅速發(fā)揮其對圍巖的支護作用。這不僅表現(xiàn)在時間上，即噴射混凝土和錨桿都具有早強性能，需要它時，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挖面施工，甚至可以利

6、用錨桿進行超前支護。密貼性。噴射混凝土能與坑道周邊的圍巖全面緊密地粘結，因而可以抵抗巖塊之間沿節(jié)理的剪切和張裂。從整體結構上看，噴射混凝土填補了洞壁的凹穴，使洞壁變得圓順，從而減少了應力集中。深入性。錨桿能深入圍巖體內部一定深度，對圍巖起約束作用。這種作用尤其是以適當密度的徑向錨桿群（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)內的巖體強度和整體性得以提高和加強。應力分布狀態(tài)也得以改善，其承載能力和穩(wěn)定能力顯著增強。柔性。錨噴支護屬于柔性支護，它可以較便利的調節(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，使得它能與巖體密貼粘結，且能噴得很薄，故呈現(xiàn)柔性，而且這柔性可以通過分層分次噴射和加鋼纖維或鋼筋網(wǎng)來進一步發(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地封閉圍巖，這種封閉不僅阻止了洞內潮氣和水對圍巖的侵蝕作用，減少了膨脹性巖體的潮解軟化和膨脹，而且能夠及時有效地阻止圍巖變形，使圍巖較早的進入變形收斂狀態(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械開挖為主要掘進手段，以錨桿、噴射混凝土為主要支護方法。理論、量測和經驗相結

8、合的一種施工方法，同時又是一系列指導隧道設計和施工的原則，其中包括；1） 因為巖體是隧道結構體系中的主要承載單元，所以在施工中必須充分保護巖體，盡量減少對它的擾動，避免過度破壞巖體的強度。2） 為了充分發(fā)揮圍巖的承載能力，應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，使巖體不至過度松弛而喪失或大大降低承載能力。3） 為了改善支護機構的受力性能，施工中應盡快使之閉合，而成為封閉的筒形結構，4） 在施工的各個階段，應進行現(xiàn)場監(jiān)控量測，即時提出可靠的、數(shù)量足夠的量測信息，及時反饋用來指導施工和修改設計。5） 為了敷設防水層，或為了承受由于錨桿銹蝕，圍巖性質惡化、流變、膨脹所引起的后續(xù)荷載，可采用復合式襯砌。（2）闡述隧道信息化反饋設計方法的原理和需要解決的主要問題。參考答案：隧道信息化反饋設計方法是通過施工前和施工過程中的大量信息（情報）來指導設計和施工，以期獲得最優(yōu)地下結構設計的一種方法。基本步驟為：施工前調