隧道工程期末复习重点知识

隧道工程期末复习重点知识一、隧道的基本概念1.隧道定义以某种用途，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2m²的洞室。2.隧道的分类按用途分类交通隧道：如公路隧道、铁路隧道、水底隧道等，用于车辆、列车等交通通行。水工隧道：用于水利工程，如引水隧道、排水隧道等。市政隧道：如城市地下通道、地下停车场等，服务于城市功能。矿山隧道：用于矿山开采，如巷道等。按地层分类岩石隧道：修建在岩石地层中的隧道。土质隧道：修建在土层中的隧道。按所处位置分类山岭隧道：穿越山岭的隧道。水下隧道：修建在江河湖海等水下的隧道。城市隧道：位于城市地下的隧道。按施工方法分类明挖隧道：先开挖地面，再在基坑内修筑隧道结构。暗挖隧道：采用盾构法、矿山法等在地下暗挖施工的隧道。

二、隧道工程的特点1.隐蔽性大：大部分在地下，施工过程和建成后的状况不易直接观察。2.工程环境复杂：受地质、水文、气候等多种因素影响。3.施工条件差：空间有限，作业环境相对恶劣。4.施工安全风险高：易发生坍塌、涌水、火灾等事故。5.建设周期长：施工工艺复杂，工序繁多。6.对周边环境影响较大：施工可能引起地面沉降、噪声、震动等。

三、隧道工程的设计原则1.安全可靠：确保隧道在使用期内结构稳定，能抵御各种荷载和灾害。2.功能满足：满足预定的交通、水利等功能需求。3.经济合理：在保证质量和功能的前提下，控制工程造价。4.环保要求：减少对周边环境的破坏，保护生态平衡。5.美观协调：隧道外观与周边环境相协调。

四、隧道围岩分级1.围岩分级的目的作为选择施工方法的依据。进行结构计算的依据。确定衬砌类型的依据。2.围岩分级的因素岩石坚硬程度：通过岩石单轴抗压强度等指标确定。岩体完整程度：根据节理裂隙发育情况等判断。地下水：考虑地下水对围岩稳定性的影响。围岩初始应力状态：地应力大小和方向等。3.围岩分级方法我国采用工程岩体分级标准（GB502182014），综合考虑上述因素进行分级。例如，Ⅰ级围岩为坚硬岩，岩体完整，完整性指数大于0.75，Rc＞60MPa。

五、隧道施工方法1.明挖法施工顺序首先进行场地平整，修筑基坑围护结构。然后开挖基坑至设计标高。浇筑隧道结构混凝土，施做防水层等。最后进行基坑回填。适用条件：适用于浅埋隧道，场地开阔，地质条件较好的情况。2.矿山法施工特点采用钻爆开挖，人工装渣运输。初期支护采用喷射混凝土、锚杆、钢筋网等。二次衬砌在围岩和初期支护基本稳定后施做。施工工序开挖：包括全断面开挖、台阶法开挖、分部开挖等。支护：及时施做初期支护。衬砌：适时浇筑二次衬砌。适用范围：适用于岩石地层，各种断面形式的隧道。3.盾构法盾构机组成：由盾壳、推进系统、开挖系统、衬砌拼装系统等组成。施工原理：盾构机在前方开挖土体，同时通过盾尾拼装预制衬砌管片，形成隧道结构。施工过程盾构机始发：在始发工作井内安装调试盾构机，进行始发基座和反力架施工等。掘进：控制盾构机推进速度、方向等参数，开挖土体并排出。衬砌拼装：同步或异步拼装管片。盾构机到达：在接收工作井处进行相关施工，使盾构机顺利到达。适用条件：适用于软土地层，尤其是城市地下隧道。4.新奥法基本理念：充分利用围岩的自承能力，及时施做柔性支护，控制围岩变形。施工原则：少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭。施工过程开挖后及时喷射混凝土封闭岩面。安装锚杆、钢筋网等进行初期支护。通过量测掌握围岩和支护的变形情况，调整支护参数。在围岩和支护稳定后施做二次衬砌。

六、隧道施工测量1.施工测量的任务保证隧道按设计的位置、方向、坡度和断面尺寸正确施工。为隧道施工提供必要的资料，如开挖断面图、衬砌图等。2.施工测量的内容洞外控制测量：建立平面和高程控制网，为洞内测量提供基准。洞内控制测量：包括平面和高程控制测量，保证隧道中线和高程的准确。施工放样测量：确定隧道开挖轮廓、衬砌位置等。贯通测量：保证隧道两端准确贯通。3.测量仪器全站仪：用于平面控制测量和施工放样。水准仪：进行高程控制测量。激光断面仪：测量隧道开挖断面。

七、隧道开挖1.钻爆开挖炮眼布置掏槽眼：首先起爆，创造新的临空面。辅助眼：扩大掏槽效果，为周边眼创造条件。周边眼：控制隧道轮廓。爆破参数炮眼直径：一般为3250mm。炮眼深度：根据围岩条件和施工进度确定。装药量：根据炮眼类型和围岩性质计算。光面爆破特点：通过合理布置周边眼和控制爆破参数，使隧道轮廓平整，减少超欠挖。技术措施：采用小直径药卷、不耦合装药等。2.机械开挖掘进机开挖：适用于岩石地层，能连续掘进。盾构开挖：用于软土地层，具有高效、安全等优点。

八、隧道支护1.初期支护喷射混凝土作用：及时封闭岩面，防止围岩风化、松动，提供一定的支护抗力。施工工艺：采用湿喷或干喷法，将混凝土喷射到岩面上。锚杆作用：加固围岩，提高围岩的自承能力。类型：有水泥砂浆锚杆、树脂锚杆等。钢筋网作用：增强喷射混凝土的整体性，提高支护效果。铺设要求：与岩面紧密贴合，钢筋间距合适。2.二次衬砌作用：承受围岩压力、地下水压力等，提供最终的结构安全保障。施工时间：在围岩和初期支护基本稳定后施做。施工工艺：包括模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑等。

九、隧道防水与排水1.防水原则以防为主，多道防线，因地制宜，综合治理。2.防水措施初期支护防水：喷射混凝土表面平整，有一定的防水能力，必要时可涂抹防水层。防水层设置：采用防水板等材料，在初期支护与二次衬砌之间铺设。施工缝和变形缝防水：采用止水带、止水条等措施。3.排水措施盲沟排水：在隧道底部或侧墙设置盲沟，排除地下水。排水管排水：利用排水管将水引出隧道。中心排水沟排水：在隧道底部设置中心排水沟，集中排水。

十、隧道通风与防尘1.通风目的提供新鲜空气，稀释有害气体，保证施工人员的健康和安全。降低洞内温度、湿度，改善施工环境。2.通风方式自然通风：利用洞口与洞内的温差、高差形成自然风流。机械通风压入式通风：新鲜空气从洞口压入，污浊空气从隧道出口排出。抽出式通风：污浊空气从洞口抽出，新鲜空气从隧道进口进入。混合式通风：结合压入式和抽出式通风的优点。3.防尘措施湿式凿岩：减少粉尘产生。喷雾洒水：降低粉尘浓度。通风排尘：及时排出粉尘。个人防护：佩戴防尘口罩等。

十一、隧道施工安全与环境控制1.施工安全风险坍塌风险：由于围岩不稳定、施工方法不当等导致。涌水风险：遇到地下水丰富的地层。火灾风险：如电气设备故障、动火作业等引发。爆炸风险：爆破作业等。2.安全管理措施制定安全规章制度，加强安全教育培训。进行安全风险评估，采取相应的防范措施。配备安全设备和应急救援物资。3.环境控制措施减少施工噪声、震动对周边环境的影响。控制施工扬尘，保护空气质量。妥善处理施工废弃物，避免污染环境。

十二、隧道工程质量检测与验收1.质量检测内容原材料检测：如水泥、钢材、砂石等的质量检测。施工过程质量检测：包括喷射混凝土强度、锚杆拉拔力、衬砌厚度等检测。结构性能检测：如衬砌混凝土的强度、抗渗性等检测。2.检测方法回弹仪检测混凝土强度。超声波法检测混凝土内部缺陷。地质雷达检测衬砌厚度等。3.验收标准依据相关规范和设计要求，对隧道的各项质量指标进行验收。例如，衬砌混凝土强度应满足设计强度等级要求，衬砌厚度允许偏差在规定范围内。

十三、隧道工程实例分析1.某山岭隧道工程工程概况：穿越某山区，隧道长度为5000m，围岩主要为ⅢⅤ级。施工方法：采用矿山法，根据围岩情况采用台阶法开挖。施工过程：施工中严格控制爆破参数，及时施做初期支护，通过量测调整支护参数。在穿越断层破碎带时，采取了超前支护等措施，确保了施工安全。质量控制：对原材料严格检测，加强施工过程质量检测，衬砌质量符合验收标准。2.某城市地铁隧道工程工程概况：位于城市繁华地段，采用盾构法施工，隧道直径为6m。盾构选型：根据地质条件选择了土压平衡盾构机。施工过程：盾