地下工程复习参考答案(最终稿)

1、地下工程复习参考答案地下工程的围岩变形破坏的几种主要形式是什么？（没问题）答：变形破坏特征取决于围岩应力状态，岩体结构及洞室断面形状等。主要形式为：整体状和块状岩体围岩：岩爆，脆性开裂，块体滑移层状岩体围岩：沿层面张裂，折断塌落，弯曲内鼓碎裂状岩体围岩：塌方，滑动散体状岩体围岩：拱顶冒落，局部塌方，塑性挤入，滑动影响地下工程围岩稳定性的因素有哪些？应该如何选址？（个人认为有问题）答：1）主要因素有地质构造、山体完整厚度、岩性均匀单一、坚硬岩层厚度和地下水等情况。2）洞室应选在地质构造简单、山体完整且宽、厚地带；地下水少、岩性均一、坚硬岩层为厚层的中厚地段，应避开含水的宽大破碎带、断裂交汇带、岩

2、溶发育带及风化带地段。洞口应选在松散覆盖层薄、坡度较陡的反向坡，并且有完整岩层坐定般的地段。应避开冲沟和溪水源头、不良地质现象发育或洪水淹没的地段。洞轴线应与区域构造线、岩层及主要节理走向垂直或大角度交叉。评价围岩稳定性的方法是什么？（个人认为有问题）答：岩体洞室围岩稳定性评价是采用工程地质分析和理论计算相结合的综合评价方法。根据岩石力学属性的不同将其划分为弹性体介质，弹塑性体介质及松散体介质，并运用相应的理论计算方法进行围岩压力计算，通常方法是：对于I、II级围岩，以弹性理论为主计算围岩压力，辅以块体平衡理论计算分离体的稳定性；对于III、IV级围岩，以弹塑性理论为主，辅吐抉体平衡理论汁算围

3、岩压刀；TV级国岩，以散休理论为主，辅以弾塑性理论计算同岩压力“当洞室岩体应力満足式5-25和式5-26时,认为围岩是稳定的.%W几/气瞪算时除土性指标和儿何参数认外，应占虑墙背章擦肃止利塢畢底摩療系瓠s锻背摩擦角即对设计給果影咆较大，占大小取决于墙背粗糙程匿.填土类别及墙背排水条彳礼对很粗糙的墙背利排水良好的，衣=（0.50上7）巩；墙背平滑排水不更的，5二（0-0.33）佻，巩为填料的内摩攥角标准值基麻摩擦系数，大小9岩十性质和杲底陶造眾尤冇关.京十粘地土、=0.25-（）.45,屮、粗砂，戸=0.4“0.5:衷也粗殖的硬质罟石.p二0&L門:.柱和匸信吋按GB500072002规范表6.

4、6.5-1和衷乩灵5-2选冃-深基坑工程监测包括哪些内容？其对环境评价应考虑哪些问题？（没问题）答：深基坑开挖过程应监测的内容如下：支护结构本身：顶部和墙（桩）身水平位移、顶部沉降和测土压力；周围土体：土体深层水平位移、坑底隆起、地下水位和孔隙水压力；支撑和锚杆：支撑轴力、锚杆拉力和立柱沉降；坑周围建筑物：沉降与倾斜；坑周围管线：沉降与水平位移；基坑周围指基坑边缘以外12倍开挖深度范围。以上五项监测内容，对于基坑侧壁安全等级为一级的都应监测，安全等级为二级的，应监测第1、2和4项。安全等级为三级的，应监测第1项基坑开挖过程应确保边坡稳定和满足变形要求，以保证周围环境如建筑物、地下管线、地下设施

5、和道路安全，不至于产生对周围环境的不利影响，尤其对地铁、隧道及合流污水工程等大型地下构筑物，应按有关文件确定保护标准和措施。深基坑开挖与支护对于勘察工作有哪些要求？需要特别注意哪些问题？（没问题）葆皐炕的勘察平面范围曲趙岀幵挖边界外开挖滦度的2y3借刁勘察深度不应小于基坑深度的2-3倍，当此深度遇有厚的坚换粘性上，碎石及岩层时，可适当减少勘察深度u土的抗剪强度措标对计算结果影响很大.星琉丄荐土的强度描标应棗用三轴剪切试验方法，可在蛋丿下进行固结后再进行不排水剪，水的条件対基坑安全是重耍阖素，所际勘察作特别査明各筲水层的类那.埋藏条件、补给条件和水力联系屁给出含水层的渗透茶数、水文变化.并对流砂

6、、流土、管酒等现象可能产生的影响进行评价庄查阴基坑周边的地卜设施*包括忙F水、电缆、煤气、污水、雨水、热力管线等简述沉井的特点和沉井结构设计的主要环节。（没问题）答：1）特点优点：埋置深度大，整体性强、稳定性好，能承受较大荷载；下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁，简化了施工；沉井施工时对邻近建筑物影响较小。缺点：施工期较长；施工技术要求高；施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。2）主要环节（一）沉井建筑平面布置的确定；（二）沉井主要尺寸的确定和下沉系数的验算。（1）参考已建类似的沉井结构，初定沉井的几个主要尺寸，估算下沉系数，以控制沉速；（2）估算沉井的抗浮系数，以控制底板的厚度等。.（

7、三）施工阶段强度计算（1）井壁板的内力计算；（2）刃脚的挠曲计算；（3）底横梁、顶横梁的内力计算；（四）使用阶段的强度计算（包括承受动载）（1）按封闭框架（水平方向的或垂直方向的）或圆池结构来计算井壁并配筋；（2）顶板及底板的内力计算及配筋。（3）地基强度和变形验算。简述沉井结构计算的主要内容。（没问题）答:（一）沉井尺寸的估算（二）下沉系数的计算三）抗浮系数的计算（四）荷载计算（五）施工阶段的强度计算平面框架内力和截面设计、刃脚内力和截面设计、井壁内力和截面设计、底梁设计、封底混凝土厚度和底板内力和截面设计。（六）使用阶段的强度计算沉井结构在使用阶段的强度验算、地基强度和变形验算简述地下连续

8、墙的特点及适用条件。（没问题）1）特点优点：施工时对环境影响小。没有噪音，无振动，不必放坡，可紧邻相近的建筑和地下设施施工；墙体刚度大，整体性好，结构和地基变形都较小，即可用于超深围护结构，也可用作主体结构；连续墙为整体连续结构，耐久性和抗渗性好；可实行逆作法施工，有利于施工安全，加快施工进度；适用于多种地质条件。缺点：弃土和废泥浆处理。除增加工程费用外，若处理不当，还会造成新的环境污染；地质条件和施工的适应性问题；槽壁坍塌问题；现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙面要求较高，虽可使用喷浆或喷砂等方法进行表面处理或另作衬壁来改善，但增加工作量；地下连续墙如用作施工期间的临时挡土结构，不如采

9、用钢板桩尚可拔出重复使用来得经济；2）适用场合：基坑深度大于10m;软土地基或砂土地基；在密集的建筑群或重要的地下管线条件下施工，对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程；围护结构与主体结构相结合，对抗渗有严格要求时；采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。补充：地下连续墙的定义：利用挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注混凝土而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体，称为地下连续墙。简述地下连续墙受力特点和结构体系的破坏形式。（没问题）1）地下连续墙受力特点施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态：槽段土方开挖阶段：槽段侧壁的稳定性地

10、下连续墙浇筑形成：开挖前的受力状态基坑第一层开挖：悬臂受力状态、地面侧向位移基坑土方开挖阶段：墙的结构强度、基坑稳定及变形量基坑土方工程结束：基坑底部隆起、基坑整体失稳工程竣工：水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用下的强度和变形2）结构体系的破坏形式稳定性破坏：整体失稳，基坑底隆起，管涌及流沙；强度破坏：支撑强度不足或压屈，墙体强度不足；变形过大。简述喷射混凝土支护和锚杆支护的作用原理。（没问题）1）喷射混凝土支护两个方面起支护作用：（1）局部稳定原理：喷射混凝土支护结构及时封闭岩层表面的节理、裂隙，填平或缓和表面的凹凸不平，使隧道内的轮廓较为平顺，从而提高围岩节理、裂隙间的粘结力、摩阻力

11、和抗剪强度，并减少应力集中现象。（2）整体稳定原理：喷射混凝土与围岩表面紧密贴合，形成组合结构共同工作。一方面在与围岩共同承载和变形过程中对围岩提供支护力，使围岩变形得到控制，应力得以调整；另一方面承受来自围岩变形引起的形变压力，从而使围岩保持稳定。2）锚杆支护可以根据不同围岩的岩层产状和稳定状况灵活进行。其作用原理主要有联结作用、组合作用和整体加固作用。联结作用：将锚杆尽可能深入到稳定的岩层中，考虑锚杆承担全部不稳定岩块的重量；锚杆的组合作用：依靠锚杆将数层薄层的岩层组合在一起，形成组合拱或组合梁，以提高岩层整体的抗剪、抗弯的能力。锚杆提供的抗剪力、抗拉力，以及锚杆的锚固力使将要滑动的岩块得

12、以稳定，阻止层面的互相错动；整体加固作用：通过有规律布置的一系列锚杆，将邻近的岩体联结在一起，能阻止不稳定岩石的滑移，促使岩石之间的间隙面压紧，同时使隧道四周一定范围内的围岩组成一个承载环。简述锚喷支护的设计步骤?（没问题）步骤：（1）调查地质和水文地质情况，分析围岩的稳定条件；（2）用工程类比方法选择支护类型及设计参数，对锚喷支护进行受力分析和结构计算，并提出施工注意事项；（3）支护施工中，严密监测地质情况的变化，及时修改设计参数，变更施工工序；（4）支护完成后，分析隧道的稳定状况，对其长期稳定性作出评价。必要时，可对支护变形和应力进行量测，包括施工阶段的监测；（5）总结经验，改进设计与施工

13、。掌握岩体变形、坍塌的规律之后，在恰当的时间，采用适当的办法进行支护。简述沉管基础的特点和基础处理的方法。（没问题）1）沉管基础特点：沉管下的地基在沉管埋设后，所受荷载减小，不会产生地层的固结沉降和剪切破坏。因此沉管隧道对各种地质条件适应性强。尽管沉管隧道基础所承受的荷载通常较低，但由于在基槽开挖过程中，不论使用哪一种挖槽方法，槽底表面都不会太平整，槽底表面与沉管底面之间必将存在很多不规则的空隙，导致地基土受力不均匀而局部破坏，从而引起不均匀沉降，使沉管结构受到局部应力而开裂，故必须进行基础处理（基础填平）。2）基础处理方法：先铺法：刮铺砂或石垫层。缺点是须有专用设备；须以设计高程和坡度在水底

14、架设导轨；刮铺完成后，回淤土和坍坡的泥土常覆盖在铺好的垫层上；在流速大、回淤快的河道上施工困难。适用于底宽较小的垫层。后填法：挖沟槽时，先超挖100cm，在沟槽底面安设临时支座，沉管沉设到支座上，待对接完毕后，在沉管底部回填垫料。方法常见方法有灌砂法、喷砂法、灌囊法、压砂浆法、压混凝土法.适用于底宽较大的沉管工程。喷砂法：沉管宽度大时，从水面上用砂泵将砂、水混合料通过喷砂管喷注填满空隙，喷砂法所构成的垫层厚度为1m。灌囊法：不需水下作业的基础处理方法：压浆法和压砂法超挖1m,摊铺碎石层，设支座，沿管侧边、后边抛砂石混合料，封闭四周，从内部预埋的压浆孔压注混合砂浆。简述沉管的防水措施。（没问题）

15、答：沉管防水包括结构防水和接缝防水。（一）结构自防水混凝土的抗渗等级满足要求，不低于S10,渗透系数小于8X10-12m/s；控制裂缝的发展,不得出现贯通裂缝。合理控制配筋.（二）结构外防水（1）钢壳和钢板利用船台或干坞制作钢壳，在其内浇注混凝土，使用阶段钢壳作为防水层；或采用钢板拼接贴封于沉管底板封水。（2）卷材防水与涂料防水利用多层（3-6层）沥青类卷材或合成橡胶类卷材胶合成的粘贴式防水层。或利用聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸等防水涂料作为外防水层。补充：（题目没问就不用回答）钢壳防水缺点：（1）耗钢量大；（2）焊接质量不易保证；（3）防锈问题；（4）钢板与混凝土之间连接不良。卷材防水与涂料防水

16、缺点：（1）卷材防水层施工复杂，易起包；（2）涂料防水层的延伸率小，在潮湿的混凝土表面涂布粘结不良。隧道施工有哪些方法？隧道开挖有哪些方案？有哪些爆破方法？（没问题）1）施工方法：（1）明挖法：基坑开挖法；盖挖法（逆筑法，顺筑法，）；沉管法；（2）暗挖法：钻爆法（传统的矿山法，新奥法）；非钻爆法（盾构法，掘进机法，顶进法）2）开挖方案：全断面一次开挖法，分断面两次开挖法，台阶工作面法，导坑施工法，3）爆破方法：掏槽爆破，光面爆破，预裂爆破，毫秒爆破。补充：（题目没问就不用回答）隧道开挖方法的选择1、硬岩首先用全断面法开挖2、软弱岩用正台阶法开挖3、断层软弱带大断面可用中隔壁法（CD）法、中隔壁

17、交叉临时仰拱法（CRD法）、眼镜工法等，半断面法禁止使用。4、稳定工作面可用小导管超前注浆法立井施工时如何选择表土的施工方法？（没问题）答：（1刑于稳定土區不论其埋藏条件如何均可采用临时支护的普通施工洼；当采用短段掘砌时可用吊挂井壁法。工作面涌水在5-10m3/h时，应采用工件衙超前小井降低水位（2对含水祖砂、砂砾和卵石层，其探度在百米订内或浅部含有较薄（如卑度小于1rg）的流沙层，鄴可用鮎孔降低水植法或工作面超前小井降低水植法进行匯工施工。对于渗透性强、流动性小、忒压不大的砂层，或君石风化带，均可采用吊挂井壁法施工土层离地衣10-15m艺内.厚度不超过4-G不含有粒径大于5cm的砥石时.可用

18、板桩法如埋深不超过20m*厚度为2ni左右的流沙理谶淤泥超，且上下均有1.5rn左右的稳定土层可采用斛板桩施工法；工作面配氐超前小井降低水位法等综合施工方法。C6）厚为3-5nuzK压不大于0M內、无大于10si粒锂的砾石的流沙层或淤泥层，其底扳有2m以上不透水的稳定土层时可采用工件面沉井法通过，对其余土层采賠吊按井壁法施工。23立井施工时井帮的围护方法有哪些？（没问题）答：C1）降低水位法在工程开挖时，采用工作询超前小井或降水钻孔方法来降低水位。它们都是在小井或钻乱）中用泵捕水.使馬囤形成降水潴斗，变为水位下降的疏干区.比增加施工土层的稳宦性。（2）板桩法对于肆度不大的不稳定表土层，在开挖之

19、萌，可先用人工或打桩机在工作血或地血沿井简荒径依次打入-翎板桩，形成一个四周密封圆简，用以支承井壁，井在它的保护下进行井筒掘进。（3）井圈背板法该法类似于斜扳桩法*只圧它不需打入而丛先在丁作血架好魁钢井圈*然后向井圈后插入木桓（冥叫衬板H乍临时支护。毎拥进段井筒（1-1.5m：.便架裁遗井圈和背扳。掘进定高度冶f般平超过30m）.再山下向上拆除井圈、背扳、砌筑永久井壁。这种方法适用于较稳定的土层.（4）冻结法在井筒幵挖范閘之外沿井筒四周布赶陈结管別地层进行冻结持冻土形成定孕度吋再进行开挖。迟种方淙在煤矿4井表七施I中广泛使也辿年来“在我国市政1爭宇也冯刊较名的祉广应饥拣结法具体内容见第9章。（

20、5）其他方法其他国护方法还有混凝土帷幕【地下连絃墻）法、搅拌桩法、注浆袪落它们在城市地下工程的竖井中得到较爹应用“这些方法片建筑越坑的閘护方法类似这里车再诈细介绍泯槪十.帷幕和注浆法昜见本书第0章a简述在不同岩层中隧道地质超前预报的预报要求。（没问题）答：非可溶沉积岩：查明断裂构造破碎带，软弱夹层，不稳定块体的位置和规模；可溶岩：岩溶发育的位置和规模，岩溶充填性质，岩溶涌水突泥量，涌水水压；深埋硬质完整岩：岩爆灾害的位置和规模；煤系地层：煤层，瓦斯突出，废弃矿井的位置和充填性质；隧道地质灾害的处理措施有哪些？（没问题）答：（1）超前管棚注浆：管棚支护是利用钢拱架沿开挖轮廓线以较小的外插角、向开

21、挖面前方打入钢管或钢插板构成的棚架来形成对开挖面前方围岩的预支护的一种支护方式。用于洞口极破碎岩体、全（强）风化岩体段。（2）超前小导管注浆：浆液被压注到岩体裂隙中并硬化后，不仅将岩块或颗粒胶结为整体起到了加固作用，而且填塞了裂隙，阻隔了地下水向坑道渗流的通道，起到了堵水作用。因此，超前小导管注浆不仅适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地下水丰富的软弱破碎围岩。（3）锚杆加固：悬吊锚杆，对不稳定围岩块体进行加固；超前锚杆注浆，对局部破碎围岩进行预加固；环向锚杆注浆，对隧道周边破碎围岩进行加固。（4）超前深孔帷幕注浆：对破碎围岩预加固、堵水、岩溶固体充填物固结（5）冷冻法：对含水砂层、富水粘土充填岩

22、溶段围岩进行加固，防止流沙和富水岩溶充填粘土的涌出。（6）格栅拱架、型钢拱架：用于对围岩变形严重段、破碎的围岩进行支护（7）喷混凝土和网喷混土：对破碎围岩进行封闭，防止掉块和因掉块引发的塌方，降低因瓦斯爆炸造成的危害。（8）岩面高压喷雾洒水：降低隧道洞内温度，降低岩石表面脆性，减小岩爆发生的可能性。（9）超前钻孔：释放前方岩体应力，降低岩爆发生的可能性。（10）超前钻孔高压冲水：释放前方岩体中富存的瓦斯，降低瓦斯突出爆炸的可能性。11）通风：降低洞内温度，降低有害气体浓度，防止瓦斯自燃爆炸。（12）换填：用于隧道底部地基承载力低、岩溶砂质粘土充填物切深度W3m的地带，也可用于强烈泥化但宽度较小

23、的主干断层带。（13）梁跨：对宽度深度均较大的粘土充填的溶洞或大型岩溶溶洞，可在两端基岩上打桩，在桩上架梁跨越。（14）.涵桥跨越：隧道底部穿越地下暗河或大型空溶洞时，宽度小的采用涵洞跨越，宽度大的采用遂中桥梁跨越。（15）引水管（洞）：用于引拍隧道施工揭穿的地下暗河水、岩溶管道水，截排隧道周边岩溶水。对股桩岩溶管道水，采用管引方式处理；对暗河水、管网状岩溶水采用引水洞截排处理。（16）.地表截（排）水沟：用于截排地表水，防止地表水通过地表岩溶漏斗、地表陷穴渗入隧道。隧道施工监控量测方案包括哪些内容？有哪些必测项目和选测项目？（没问题）答：1）量测方案主要包括以下内容：（1）地质和支护状态现场

24、观察：开挖面附近的围岩稳定性；围岩结构情况；支护变形与稳定情况；校核围岩分类（2）岩体（岩石）力学参数测试：抗压强度；变形模量；粘聚力；内摩擦角；泊松比（3）应力应变测试：岩体原岩应力；围岩应力、应变；支护结构的应力、应变；围岩与支护和各种支护间的接触应力（4）压力测试：支护上的围岩压力；渗水压力。（5）位移测试：围岩位移（含地表沉降）；支护结构位移；围岩与支护倾斜度。（6）温度测试：岩体（围岩）温度；洞内温度；）气温。（7）物理探测：弹性波（声波）测试：波速度vp、横波速度vs、动弹性模量Ed、动泊松比；视电阻率测试一一视电阻率ps。2）施工监控量测的项目包括必测项目和选测项目，应根据隧道工程地质条件、围岩类