隧道工程复习题(1) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/18 7:03:46星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

隧道的概念:就是用以保持地下空间作为交通孔道的工程建筑物。

1按用途分(1)交通隧道:提供运输的孔道和通道。主要有:铁路隧道、公路隧道、水底隧道、地下铁道、人行地道。(2)水工隧道:是水利工程和水利发电枢纽的一个重要组成部分 引水隧道、尾水隧道、导流隧道、排沙隧道(3)市政隧道:是城市中为安置各种不同市政设施的地下孔道。主要有:给水隧道、污水隧道 管路隧道、线路隧道、人防隧道。(4)矿山隧道:其作用主要是为采矿服务的。主要有:运输巷道、给水隧道、通风隧道。

2、按隧道长度分(公路隧道规范):(1)特长隧道:L>3000m (2)长隧道:3000 m ≥L>1000 m (3)中长隧道:1000 m ≥L>500 m (4)短隧道:L≤500 m

3、按断面面积分:(1)特大断面隧道:断面积在100m2 以上 (2)大断面隧道:断面积在50-100m2 之间 。(3)中等断面隧道:断面积在10-50m2 之间 (4)小断面隧道:断面积在3-10m2 之间。(5)极小断面隧道:断面积在3m2 以下。

4、按隧道所处的地理位置划分:山岭隧道 水底隧道 城市隧道

5、按施工方法划分:1)明挖法(盖挖法)2)暗挖法:矿山法、新奥法、掘进机法(TBM)、盾构法 3)特殊施工方法 :沉管法、顶管法

公路隧道的特点:明暗适、边墙效应、多为双洞断面大、形状扁平、需要通风照明、防水要求高、需监控配 勘察设计的几个阶段:可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察

可行性研究勘察 内容:主要是研究建设项目所在地的地理,地形、地貌、地质、地震、气象、水文等自然待征以及良地质、特殊性岩上、筑路材料来源与运输条件等。 手段:在充分收集己有地质资料的基础上,以调查为主,并进行必要的工程地质勘察工作。 隧道初步勘查

详细勘察目的:根据批准的初步设计,对已选定的隧道位置进行详细的工程地质勘察,为编制隧道的施工图提供工程地质资料。

收集研究既有资料:地形地貌、地质情况、区域水文气象情况、环境施工条件、有关法令、类似工程经验。 调查与测绘(1)工程地质调查* 直接观察* 访问群众 (2)工程地质测绘 * 目测* 仪器 (3)调查测绘内容 隧道勘察的主要手段(1) 挖探: 2~3米 (2) 简易钻探:3~10米 (3) 钻探:冲击钻、回转钻等 (4) 地球物理勘探(物探) 利用岩土体材料的导电性和导磁性等,根据接收信号判断地层缺陷及力学性质。 地质勘探

初步勘察(1)目的任务:选定隧道位置 (2)基本内容:查明控制隧道方案的工程地质问 题,如地形、地质、岩性、不良地质等

详细勘察(1)目的任务对选定的隧道提供详细的工程地质水文地质等信息。 (2)基本内容:查明为施工图设计服务的地质问题 水文勘察

地下水涌水调查 (1) 内容:调查地下水的类型及其与地表水的相互补给关系;调查地下水的流量、流向及水质等; (2)预测地下水涌水量:须调查隧道中心线上的“谷”及“梁”的分布情况; (3) 利用钻探成果判断涌水情况 (4) 查明涌向隧道的地下水的范围。

枯水调查 目的:明确由于修建隧道工程而使地下水及供水受到影响,造成工业用水及居民饮水困难等; 2)主

要内容:地下水的利用状况(使用时间、水量等)、地下水季节性变化以及雨后变化、植被情况等。 建筑环境评价 目的:明确环境现状,不因修建工程而使环境恶化。

对现有生态环境保护的项目 (1)水资源保护;(2)植被保护;(3)特殊区(名胜古迹、温泉、风景等)保护;(4)特殊地质段的保护( 5)环境污染的保护(污水、烟尘、噪声、有害物等) (6)弃碴处理; 隧道工程周围环境现状的调查 (1)地物地貌的调查,包括:洞口附近居民住宅,单位分布及规模; (2)地形地质的调查,包括:地形特征、地质构造及不稳定地层类型;(3)大气质量的调查,包括:气象资料,大气污染现状。(4)水体质量的调查,包括:水源类型、供水量、供水方式、水源补给转化情况;(5)噪声振动的调查,包括:运输装卸及爆破产生的噪声。(6)生态资源的调查,包括:森林、草场、水域的面积和位置;野生动物。

预测环境影响 (1)大气(2)水质(3)振动与噪声(4)地表沉陷(5)动物与植物(6)自然景观 山岭隧道的类型;越岭隧道,傍山隧道

公路隧道选址的基本原则 (1)必须与公路总体设计相协调适应(交通量、公路等级等);(2)隧道位置应选择在稳定的地层中;(3)越岭隧道应进行较大范围的方案选择,进行全面的技术、经济比较,选择在地质条件较好的地段穿越;(4)沿河傍山隧道,其位置宜向山侧内移,避免一侧洞壁过薄产生偏压;(5)选择隧道位置时,应注意洞口位置和有关工程的处理,一般宜采取“早进洞,晚出洞”原则。 越岭隧道的选址:选择垭口、确定隧道高程

隧道总体设计:路线和隧道位置选择、平面线形、纵断线形、隧道引线、平行隧道间间距、净空断面和建筑限、断面设计

越岭隧道平面位置的选择:采用直线或大半径曲线为好;优选考虑在路线总方向上或其附近的低垭口,展线好,隧道较短;虽远离线路总方向,但垭口两侧有良好的展线条件;工程地质和水文地质条件良好的垭口. 越岭隧道标高的选择:隧道标高越高,隧道越短,施工期短,两端展线长度增加,运营条件差;隧道标高低,隧道加长,施工期长,运营条件较好;选择越岭隧道标高时,综合考虑施工、运营等多因素比较确定最优隧道标高。

越岭隧道选址尚应考虑以下原则:宁长勿短,早进晚出--避免洞口深挖;宁深勿浅,避软就硬--避免不良地质。 傍山隧道选址

傍山隧道一般埋藏较浅,容易造成各种病害;山坡亦常有滑坡,松散堆积,泥石流等不良地质现象,地质情况较为复杂。选择傍山隧道时应注意:(1)傍山隧道的洞身覆盖厚度问题。为保持山体稳定和避免偏压产生,隧道位置宜往山体内侧靠--宁里勿外!(2)要考虑河岸冲刷对山体和洞身稳定的影响,。(3)应考虑施工便道设置和既有公路的位置,应注意既有公路边坡的可能坍塌和施工便道对洞身稳定的影响。(4)线路沿山嘴绕行应与直穿山嘴的隧道方案进行比较。

不良地质地段隧道位置的选择 研究地质条件的重要性:不论是沿河(溪)线还是越岭线,地质条件对隧道位置的选择往起决定性作用。好的地层,对施工和营运均有利,亦可节省投资。对岩性不好的地层、断层破碎带、含水层等不良地段应避免穿越,以免增大投资,造成施工与营运的困难,影响隧道安全,留下后患。若不能绕避而必须通过时,应采取可靠的工程处理措施,以确保隧道施工及营运安全。

常见不良地质条件有:滑坡、崩坍、松散堆积、泥石流、岩溶及含盐、含煤、地下水发育等地质条件。 (1)滑坡、错落滑坡、错落对隧道的危害很大,在隧道通过滑坡地区时,必须查明滑坡类型范围、深度、滑动方向等。一般应避开滑坡体或错动体,或在可能滑动面以下一定深度通过。(2)、松散堆积层 堆积层常处在暂时稳定状态,一旦扰动,稳定即会丧失而造成崩坍。在这种地质条件下隧道应避开不稳定、松散的堆积层,使洞身处于基岩中,并具有足够的安全厚度。如图甲的位置上。

(3)、泥石流 隧道通过泥石流地段时,应结合地质情况考虑泥石流沟的改道和最大下切深度,确保洞口和洞身

的安全。隧道洞顶距基岩面或最大下切面要有一定的覆盖厚度,如图所示,隧道洞口

应避开泥石流沟及泥石流可能扩展的范围。有困难时,可修建一段明洞,使泥石流在明洞顶通过 隧道洞口位置的选择

洞口位置选择好坏,将直接影响隧道施工、造价、工期和运营安全。选择时要结合洞口的地形,地质条件、施工、运营条件以及洞口的相关工程(桥涵、通风设施等)综合考虑。(1)洞口部分在地质上通常是不稳定的。一般应设在山体稳定,地质条件好,排水有利的地方。隧道宜长不宜短,应“早进洞,晚出洞”,尽量避免大挖大刷,破坏山体稳定。(2)洞口不宜设在沟谷低洼处和汇水沟处,一般宜将洞口移到沟谷地质条件较好的一侧有足够宽度的山嘴处,如图中的B线。(3)当洞口处为悬崖陡壁时,根据地质情况采用贴壁或采用接长明洞的办法,将洞口堆到坍方范围以外3-5m处.(4)洞口地形平缓时,一般也应早进洞晚出洞。这时洞口位置选择余地较大,应结合洞外路堑、填方、弃渣场地、工期等具体确定。需要时可接长明洞,以确保施工和运营安全。(5)考虑洞口边仰坡不致开挖过高和洞口段衬砌结构受力,洞口位置宜与地形等高线大体上正交。特别是在土质松软、岩层破碎、构造不利的傍山隧道,更应注意。道路隧道一般不宜设计斜交洞门。若为斜交时,应尽可能加大斜交角度(一般不小于450),或采取工程措施,以降低垂直等高线方向的开挖高度(6)长大度隧道在洞门附近应考虑施工场地、弃渣场以及便道等的位置。(7)洞口附近有居民点时,考虑提前进洞,尽可能减少附近地上构筑物,地下埋设物与隧道的相互影响,及减少对环境(农业、交通、居民生活)的影响。(8)洞口路肩应高出设计洪水位(包括浪高)以上0.5m,以免洪水浸入隧道。(9)考虑通风设备排出的废气和噪声对周围环境的影响程度和解决办法。(10)考虑设置防雪工程、防风工程和防路面冻害工程的必要性。总之,隧道洞口和洞身是不可分的整体,在位置选择时不能顾此失彼,应该同样的重视。

隧道方案与自然条件的关系:当地的工程地质与水文地质条件、地形地貌条件、气象条件,一般而言是隧道方案主要考虑的问题。另外,还有工程的难易程度、经济、工期要求,甚至还有政治、经济、军事与地区发展都有关。

根据隧道轴线与地形的关系主要有:( 1)坡面正交型;(2)坡面斜交型;(3)坡面平行型;(4)尾部进入型;(5)深入谷地型。

平面线形 (1)、隧道平面是指隧道中心线在水平面上的投影。隧道是线路的组成部分,线形至少满足《公路工程技术标准》规定;(2)、平面设计的任务:决定隧道的平面位置,选定洞口位置及洞内各种地下管线埋设位置;(3)平面设计的基本要求:①原则上采用直线,避免曲线,若必须设置时,宜大于不设超高的平曲线半径,并应满足停车视距的要求;②隧道平面线形应考虑行驶安全,在洞口不应使用小半径的引线与隧道衔接;③隧道内尽量避免设反曲线。

曲线隧道的不利因素:①行车视距问题;②加宽断面问题,造成变截面隧道,施工难度大;③曲线隧道内装修复杂;④增加通风阻抗,对自然通风不利;

纵断线形 隧道纵断面是指沿隧道中心线展开的垂直面上的投影。

纵坡类型 下行单坡 人字坡 上行单坡 控制隧道纵坡大小的主要因素 :通风问题,排水问题;

纵坡坡度大小及其影响 隧道纵坡坡度范围: 0.3%--3%;纵坡坡度与通风的关系,要求1%以下,大于2%,排量迅速增加;与排水的关系,纵坡越大,水流越快;纵坡坡度与施工运营的关系采用大竖曲线半径和竖曲线长度;综合通风和排水考虑,纵坡为不防碍排水的缓坡为宜。 隧道引线

(1)、隧道洞口的连接线平面及纵断面线形应与隧道线形相配合,保证有足够的视距和行驶安全;(2)、隧道两端平面线形与路线线形相一致,必须有一定的连接线长度过渡;(3)、隧道两端的接线纵坡应有一段距离与隧道纵坡保持一致,以满足设置竖曲线和保证各级公路停车或会车视距的要求;(4)、当隧道净宽大于所在公路的路基宽度时,两端接线应有不短于50m的同隧道等宽的加宽段,并设计过渡段加以衔接。 平行隧道间距: 一般分离式 隧道连拱隧道 小净距隧道

两相邻隧道最小间距问题:由于地质条件的关系,隧道宽度过大则不经济,施工上也增加难度,所以高速公路、一级公路一般应设计为上,下行分离的两座独立隧道。两相邻隧道最小净距视围岩类别,断面尺寸、施工方法、爆破震动影响等因素确定。