西南交大《隧道工程》在线离线作业

西南交大网络教育《隧道工程》在线作业

本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下：

一、单项选择题(只有一个选项正确，共7道小题)

1. 随着隧道的设计与计算理论的发展，隧道支护系统承载能力及安全度评定的方法也随着发展而不断完善，现行的方法有（ ）①经验设计和工程类比方法②概率极限状态可靠度设计③允许应力法④破损阶段法 (A) ①②③④ (B) ②③④ (C) ①② (D) ①③④

你选择的答案： [前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：B 解答参考：

2. 地下结构围岩（岩体+土体）的哪项工程性质对围岩的稳定性影响最大（ ） (A) 物理性质 (B) 水理性质 (C) 力学性质 (D) 化学性质

你选择的答案： [前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：C 解答参考：

3. 下列关于自重应力场变化规律的叙述，错误的是（ ） (A) 自重应力随深度线性增加

(B) 由自重应力引起的水平应力可能大于自重应力 (C) 地质构造形态会改变了自重应力场的状态 (D) 深度对初始应力状态有影响

你选择的答案： [前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：B 解答参考：

4.

在如图所示的地质构造中修建隧道，位置选择

最好的是（ ） (A) a和c位置 (B) b位置 (C) a位置 (D) c位置

你选择的答案： C [正确] 正确答案：C 解答参考：

5. 隧道因考虑排水的需要，应限制最小坡度，《铁路隧道设计规范》规定，隧道内线路不得设置平坡，最小的允许坡度不宜小于（ ） (A) 3% (B) 2‰ (C) 2% (D) 3‰

你选择的答案： [前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：D 解答参考：

6. 关于铁路隧道单洞双线和双洞单线的比较，下列说法正确的是（ ） (A) 单洞双线的投资较高。

(B) 双洞单线的空气动力学和环境影响较小。

(C) 单洞双线可以利用活塞风，而双洞单线难以利用活塞风。

(D) 单洞双线的单洞断面面积较大，软弱围岩中易塌方，容易变形，风险大。 你选择的答案： [前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：D 解答参考：

7. 端墙式洞门适用于下列哪种情况（ ）

(A) 洞当洞口石质坚硬稳定，且地形陡峻无排水要求时。 (B) 洞口地质较差（Ⅳ级及以上），山体纵向推力较大时。

(C) 适用于地形开阔，石质较稳定的地区。

(D) 适用于地形较陡，地质条件较差，仰坡有下滑的可能性，又受地形或地质条件限制，不能设置翼墙时。 你选择的答案： [前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：C 解答参考：

（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客

观题答案。)

二、主观题(共19道小题)

8. 隧道按所处的位置来分，可以分为--------------、-------------、----------。按用途来划分，可以分为----------、--------------、-----------、--------------。

参考答案：山岭隧道 水底隧道 城市隧道 交通隧道 水工隧道 市政隧道 矿山隧道

9. 简述目前在用的隧道支护系统的设计计算模型？

参考答案：1)、以工程类比为依据的经验法 2）、以测试为依据的实用法如收敛—约束法 3）、作用—反作用模型（即荷载—结构模型） 4）、连续介质模型

10. 我国现行《公路隧道设计规范》中规定，确定围岩基本质量指标修正值时考虑的修正因素是 -------------------------------------------------------------------------- 。

参考答案：地下水的影响、 软弱结构面产状的影响、 初始应力状态的影响

11. 我国现行《铁路隧道设计规范》中规定，围岩基本分级由 ------------------和 --------------------两个因素确定，两者采用 ----------------- 和 -------------- 两种方法确定。

参考答案：岩石坚硬程度 岩体完整程度 定性划分 定量指标

12. 垭口

参考答案：分水岭的山脊线上高程较低处称为垭口。

13. 隧道净空：

参考答案：隧道净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间称为隧道净空。

14. 基本建筑限界：

参考答案：为保证机车车辆的安全运行，在一定的宽度和高度的空间内，各种建筑物和设备 不得侵入的轮廓线称为基本建筑限界。

15. 隧道洞口位置选择应遵循哪些原则？

参考答案：

1）、洞口不宜设在沟谷的中心或沟底低洼处。 2）、洞口应避开不良地质地段。 的天然平衡。

3）、隧道通过岩壁陡立，基岩裸露处时，最好不刷动或少刷动原生地表，以保持山体

4）、减少洞口路堑段长度，延长隧道，提前进洞。 5）、洞口线路宜与等高线正交。

6）、线路位于有可能被水淹没的河滩或水库回水影响范围以内时，隧道洞口标高应高出洪水位 加波浪高度，以防洪水灌入隧道。

7）、为保证洞口的稳定和安全，洞口边坡及仰坡均不宜开挖过高。

8）、洞口附近遇有水沟或水渠横跨线路时，可设置拉槽开沟的桥梁或涵洞，以排泄水流。 9）、洞口地势开阔，有利于施工场地布置时，可利用弃碴有计划、有目的地改造洞口场地，以便布置与生产相关的设施。

16. 铁路隧道考虑坡度折减和加宽的原因分别是什么？

参考答案：考虑坡度折减的原因：

1)、列车车轮与钢轨踏面间的黏着系数降低。 2)、洞内空气阻力增大，使列车的牵引力减弱。 隧道加宽的原因：

1）、车辆通过曲线时，转向架中心点沿线路运行，而车辆本身不能随线路弯曲，仍保持其矩形形状，故其两端向线外侧偏移，中间向线内侧偏移。

2）、由于曲线外轨道超高，车辆向曲线内侧倾斜，使车辆限界上的控制点在水平方向上向内移动了一个距离。

17. 路隧道限制最大坡长和最小坡长的原因？

参考答案：1）、坡段过长，列车爬坡会用尽全部的潜力，会越爬越慢，以至有停车的可能和车轮打滑的情况，下坡时，列车制动过长，会降低制动效果，易发生溜车事故。 2）、坡段太短，变坡点就会多而密集，列车行驶就不平稳，车辆会发生相互间的冲撞，车 钩产生附加的应力，列车同时跨越两个变坡点时，车体和车钩都会受到不利的影响，有时会因此发生事故

18. 荷载—结构法：

参考答案：是指将支护结构和围岩分开来考虑，支护结构是承载主体，地层对结构的作用只 是产生作用在地下结构上的荷载，以计算衬砌在荷载作用下产生的内力和变形的方法。

19. 岩体力学模型：

参考答案：是指将支护结构与围岩视为一个整体，作为共同承载的地下结构体系的模型，也 称复合整体模型。

20. 围岩压力：

参考答案：是指引起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作用力。

21. 新奥法的概念

参考答案：新奥法即奥地利隧道施工新方法，是以喷射混凝土锚杆作为主要支护手段，通过 监测控制围岩的变形，充分发挥围岩自承能力的施工方法。

22. 隧道施工的洞口地段

参考答案：隧道施工的洞口地段，是指隧道进口（或出口）附近对隧道施工有影响的地段， 该地段通常因地质地形复杂需要做特殊处理。

23. 请简述隧道施工中常用的辅助稳定措施。

参考答案： 隧道施工中常用的辅助稳定措施包括稳定工作面，超前锚杆，管棚超前支护

前方围岩，水平旋喷超前预支护，预切槽超前预支护，注浆加固围岩和堵水。

24. 请简要概述水平旋喷预支护的原理和方法。

参考答案：原理：使用旋喷注浆机，沿着隧道掌子面周边的设计位置旋喷注浆形成旋喷柱体，通过固结体的相互咬合形成预支护拱棚。

方法：首先通过水平钻机成孔，钻到设计位置后，随着钻杆的退出，用水泥浆或水泥-水玻 璃双液浆旋喷注入钻成的孔腔，通过高压射流切割腔壁土体，被切割下的土体与浆液搅拌混合、固结形成直接600mm左右的固结体。

25. 请简述柱状药包爆破特点。

参考答案：当炮眼装药长度远大于横截面的直径时，形成圆柱状延长药包，简称柱状药包。它是工程爆破中应用最为广泛的药包。当炮孔方向垂直于临空面，即最小抵抗线与炮孔装药 轴线重合时，柱状药包爆炸作用力的方向是平行于临空面而指向岩体内部，即爆破作用受到岩体的挟制作用，但一般仍能形成倒圆锥漏斗，易残留炮窝

26. 请简述隧道爆破的参数设计的主要内容

参考答案：(1) 炮眼直径。炮眼直径对凿岩生产率、炮眼数目、单位耗药量和洞壁的平整程度均有影响。一般隧道的炮眼直径在32~50mm之间，药卷与眼壁之间的间隙一般为炮眼直径的10%~15%。

（2）炮眼数量。炮眼数量主要与开挖断面、炮眼直径、岩石性质和炸药性能有关。 （3）炮眼深度。炮眼深度是指炮眼底至开挖面的垂直距离。

一、单项选择题(只有一个选项正确，共7道小题)

1. 下列关于衬砌的说法中，错误的是（ ） (A) 整体式衬砌结构设计采用工程类比法。

(B) 二次衬砌施作应在初期支护-围岩体系变形稳定之前，以控制围岩的变形。 (C) 喷锚式衬砌适用于地下水不发育的I、II级围岩的短隧道。

(D) 复合式衬砌初期支护要求刚度小、易变形，以充分发挥围岩自承能力。 你选择的答案： B [正确] 正确答案：B 解答参考：

2. 连续介质理论认为，作用在结构上的压力是（ ） (A) 形变压力 (B) 松动压力 (C) 冲击压力 (D) 膨胀压力 你选择的答案： A [正确]

（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客

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二、主观题(共19道小题) 8. 围岩的初始应力场：

参考答案：由于岩体的自重和地质构造作用，在开挖隧道前岩体中就已存在的地应力场，称 之为围岩的初始应力场。

9. 岩体：

参考答案：岩体是在漫长的地质历史中，经过岩石建造、构造形变和次生蜕变而形成的地质 体称为岩体。

10. 围岩：

参考答案：围岩是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体，或指隧道开挖后对其 稳定性产生影响的那部分岩体（这里所指的岩体是土体与岩体的总称）。

11. 锚杆对围岩的支护效果有------------、---------------------、------------------。

参考答案：悬吊效果 组合梁效果 补强效果

12. 衬砌的类型主要有：-------------------、-----------------、-------------------------、--------------------------，其中-------------- 是目前公路、铁路隧道的主要结构形式。

参考答案：整体式混凝土衬砌 拼装式混凝土衬砌 喷射混凝土衬砌 复合式衬砌 复合式衬砌

13. 隧道设计计算理论的发展阶段有------------------------------------------------。其中在 -----------------时期认为作用在结构上的压力是松动压力，在 -----------------------认为作用在结构上的压力是变形压力。

参考答案：刚性结构阶段、 弹性结构阶段 、连续介质阶段 弹性结构阶段 连续介质阶段 时期

14. 根据形成围岩压力的成因不同，将围岩压力分为四类，即 ------------- 、------------、--------------- 和 ------------------。

参考答案：形变压力 松动压力 冲击压力 膨胀压力

15. 超前锚杆

参考答案：超前锚杆是指沿开挖轮廓线，以一定外插角，向开挖面前方钻孔及安装锚杆，形 成对前方围岩的预锚固，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖等作业。

16. 超前注浆小导管

参考答案：超前注浆小导管是在开挖前，沿坑道周边，向前方围岩钻孔并安装带孔小导管，或直接打入带孔小导管，并通过小导管向围岩压注起胶结作用的浆液，待浆液硬化后，坑道 周围岩体就形成了一定厚度的加固圈。

17. 初期支护

参考答案：为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即 施作刚度较小并作为永久承载结构部分的结构层，称为初期支护。一般由锚杆、喷射混凝土、

钢架、钢筋网等及其它们的组合组成。

18. 喷射混凝土

参考答案：喷射混凝土是使用混凝土喷射机，按一定的混合程序，将掺有速凝剂的细石混凝 土，喷射到岩壁表面上，并迅速固结成一层支护结构的施工工艺。

19. 联合支护

参考答案：在隧道工程中，为适应地质条件和结构条件的变化，常将各种单一支护方法进行恰当组合，共同构成较为合理的、有效的和经济的支护结构体系。但不论何种组合形式，将 其通称为联合支护。

20. 请简述锚杆的支护效应。

参考答案：（1）支承围岩。 （2）加固围岩。

（3）提高层间摩阻力，形成“组合梁”。 （4）“悬吊”作用。

21. 请简述喷射混凝土的作用。

参考答案：1）支撑围岩。 （2）“卸载”作用。 （3）填平补强围岩。 （4）覆盖围岩表面。 （5）防止围岩松动。 （6）分配外力。

22. 隧道遇到岩溶有什么处理措施？

参考答案： 隧道在溶洞地段施工时，应根据设计文件有关资料及现场实际情况，查明溶洞分布范围、类型情况（如大小、有无水，溶洞是否在发育中，以及其充填物）、岩层的稳 定程度和地下水流情况（有无长期不计来源、雨季水量有无增长）等，分别以引、堵、越、绕等措施进行处理。

23. 大断面黄土隧道的初期支护中的锚杆，在什么场合，可以不设置锚杆？

参考答案：①拱部上方围岩可能产生整体下沉的场合；②在设置超前支护的范围内；③在Ⅴ级围岩中为了迅速控制开挖后初始位移速度，应采用刚性大的型钢钢架及早强喷混凝土；④ 为了控制拱脚下沉，可采用大拱脚、加肋钢架以及锁脚锚杆等对策；⑤为了控制掌子面挤出位移，可采用掌子面锚杆、预留核心土等对策。

24. 防止岩爆产生有什么措施？

参考答案：（一）强化围岩

强化围岩的措施有很多，如喷射混凝土或喷钢纤维混凝土、锚杆加固、锚喷支护、锚喷网联合、钢支撑网喷联合或紧跟混凝土衬砌。这些措施的出发点是给围岩一定的径向约束，使围岩的应力状态较快的从平面转向三维应力状态，以达到减缓或抑制岩爆发生的目的。 （二）弱化围岩

弱化围岩的主要措施是注水、超前预裂爆破、排孔法、切缝法等。注水的目的是改变岩石的物理力学性质，降低岩石的脆性和储存能量的能力，后三者的目的是解除能量，使能量向有利的方向转化或释放。

25. 堵截地下水的方法是什么？

参考答案：一类是整个富水段注浆止水，加固围岩，相当于提高围岩等级；如深孔劈裂、挤压注浆。一类沿隧道开挖轮廓线以外进行环形注浆，形成止水帷幕，防止或减少地下水进入 开挖面；如浅孔注浆、管棚注浆、小导管注浆等。

26. 敞开式和护盾式掘进机的区别是什么？

参考答案： 敞开式掘进机在开挖中依靠撑于岩壁上的水平支撑提供设备推力合扭矩的支撑反力，开挖后的围岩暴露于机械四周；而护盾掘进机则可在掘进中利用尾部已安装的衬砌 管片作为推进的支撑，围岩由于有护盾防护，在护盾长度的范围内，不暴露。

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