隧道工程第二次作业

第二次作业一、第133页第1、2、3、4题1、简述隧道衬砌结构设计模式即基本思想？结构力学法，是将支护和围岩分开考虑，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，也称为荷载—结构法。其设计原理是按围岩分级或由实用公式确定围岩压力，围岩对支护结构变形的约束作用是通过弹性支撑来体现的，而围岩的承载能力则在确定围岩压力和弹性支撑的约束能力时间接考虑。三种处理模式：1、主动荷载模式2、主动荷载加被动荷载模式3、实际荷载模式2、简述弹性抗力的概念和表达形式？3、简述“荷载-结构”设计模式的计算方法及步骤？4、简述“地层-结构”设计模式的计算方法及步骤？二、第149页第1、2、3题1、简述施工方法的种类及选择依据？隧道施工方法：1、山岭隧道施工方法：矿山法、掘进机法2、浅埋及软土隧道施工方法：明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法、盾构法3、水底隧道施工方法：沉埋法、盾构法隧道施工方法的选择依据：工程地质、水文地质条件、隧道断面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的使用功能、施工技术水平。2、简述矿山法施工开挖方法的种类及特点？矿山法指的是用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法。矿山法是一种传统的施工方法。它的基本原理是，隧道开挖后受爆破影响，造成岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能坍落。基于这种松弛荷载理论依据，其施工方法是按分部顺序采取分割式一块一块的开挖，并要求边挖边撑以求安全，所以支撑复杂，木料耗用多。随着喷锚支护的出现，使分部数目得以减少，并进而发展成新奥法。3、简述新奥法的基本概念？新奥法，是以喷射混凝土锚杆作为主要支手段，通过监测控制围岩的变形，充分发挥围岩的自承能力的施工方法。新奥法施工的基本原则：少扰动、早支护、勤量测、紧封闭。少扰动——是指在进行隧道开挖时，要尽量减少对围岩的扰动次数、强度、范围和持续时间。早支护——是指开挖后就是施作初期锚喷支护，使围岩的变形进入受控制状态。勤量测——是指以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以便于及时调整支护形式、开挖方法，确保施工安全顺利进行。紧封闭——一方面是指采取喷射混凝土等防护措施，避免围岩因长时间暴露而导致强度和稳定性的衰减，另一方面是指要适时对围岩施作封闭形支护，这样做不仅可以及时阻止围岩变形，而且可以使支护和围岩能进入良好的共同工作状态。4、简述隧道围岩变形控制分析工法的基本概念、变形控制技术措施？答：1、围岩变形是坑探工程类的专业术语之一，是围岩发生流变、蠕变、徐变、位移、沉降及底鼓的总称。2、围岩变形的表现：松散、破碎围岩体的冒落、塌方，软弱和膨胀性土岩土体的局部和整体的径向大变形和塌滑，山体变形，以及坚硬完整岩体中的岩爆。3、控制围岩变形的方式根据工程特点会有不同方式，针对目前地下工程围岩变形及控制问题的复杂性和迫切性，在理论和试验的基础上提出了复合不耦合定向断裂爆破装药结构；煤矿企业通常是可以通过预注浆加固围岩的方式来有效控制围岩变形；U型钢支架等等。三、第247页第1、2、3、4、5题1、简述隧道施工辅助方法的类型、特点及作用机理？1、稳定工作面：预留核心土挡护开挖面、喷射混凝土封闭工作面2、超前锚杆3、管棚超前支护前方围岩：小导管、长管棚4、水平旋喷超前预支护5、预切槽超前预支护6、注浆加固围岩和堵水：超前小导管注浆、超前深孔帷幕注浆2、简述隧道爆破设计方法及内容？答：爆破是通过正确确定爆破参数和施工方法，在设计断面内的岩体爆破崩落后才爆周边孔，使爆破后的围岩断面轮廓整齐，最大限度地减轻爆破对围岩的扰动和破坏，尽可能地保持原岩的完整性和稳定性的爆破技术。主要参数：周边炮眼的间距、光面爆破层的厚度、周边眼密度系数装药集中度。3、简述喷射混凝土施工方法及其工艺流程？答：喷射混凝土施工方法：干喷、潮喷、湿喷。干喷:用搅拌机将骨料和水泥拌和好，投入喷射机料头，同时加入速凝剂，用压缩空气使干湿混合料在软管内呈悬浮状态，压送到喷枪，在喷头处加入高压水混合，以较高速度喷射到岩面上。干喷的缺点是：粉尘量大，回弹量大，加水是由喷嘴处的阀门控制的，水灰比的控制程度与喷射手操作的熟练程度有直接关系，但使用的机械较为简单，机械清洗和故障处理较容易。潮喷:将骨料预加少量水，使之呈潮湿状，再加水泥拌和，从而降低上料、拌和和喷射时的粉尘，但大量的水仍是再在喷头处加入，潮喷工艺流程和机械与干喷相同。湿喷:将骨料、水泥和水按设计比例拌和均匀，用湿喷机压送拌和好的混凝土混合料到喷头处，再添加速凝剂后喷出。湿喷粉尘和回弹量少，质量易控制，但对湿喷机要求较高，机械清洗和故障处理较困难。4、监控量测的目的、内容及方法是什么？监控量测项目和内容：1、地质和支护状态现场观察：开挖面附近的围岩稳定性，围岩构造情况，支护变形与稳定情况，准确掌握围岩情况2、岩体力学参数测试：抗压强度、变形模量、黏聚力、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、支护结构位移6、温度测试：岩体、洞内、洞外温度7、物理测试：弹性波测试，即纵波速度、横波速度、动弹性模量、泊松比。项目名称：地质和支护状态观察、周边位移、拱顶下沉、地表下沉、围岩内部位移（地表设点、洞内设点）、围岩压力及两侧支护间压力、钢支撑内力及外力、支护衬砌内应力表应力及裂缝测试、锚杆或锚索内力及抗拔力、围岩弹性波测试。5、简述隧道施工辅助坑道的种类及作用？辅助坑道的种类：横洞、斜井、竖井、平行导坑。辅助坑道的作用：增加施工工作面，加快施工速度，改善施工条件。