中南大学隧道工程课后习题答案(3)

第九章 新奥法

【简述新奥法的基本概念。P218

新奥法的基本概念是用薄层支护手段来保持围岩强度，控制围岩变形，以发挥围岩的自承载能力，并通过施工监控量测来指导隧道工程的设计与施工。

【新奥法原理的要点1.承载体系：支护结构+围岩2.少扰动围岩3.既允许又限制围岩变形4.复合衬砌式5.初期支护应尽量做成柔性的6要尽可能使结构圆顺7.进行有效的监控量测8.通过“排堵措施”解决衬砌渗水

【新奥法三大要素：控制爆破 喷锚支护 监控测量 三项作业：开挖 初次支护 二次支护

【判定围岩稳定性的必要条件和充分条件是什么？p225

满足岩体的强度条件是围岩失稳和破坏的必要条件，满足围岩的变形条件是造成围岩失稳破坏的充分条件。

【以图10为基础，简述围岩与支护结构的相互作用关系

1）隧道开挖后，如支护特别快且支护刚度又很大，没有或很少变形，则在图中A点取得平衡，支护需提供行很大支护力Pamax，围岩仅负担产生弹性变形U0的压力Pa－Pamax，故刚度大的支护是不合理的（不经济）。

2）如隧道开挖后不加支护，或支护很不及时，也就是容许围岩自由变形。在图中是曲线DB，这里洞室周边位移达到最大值Umax，支护压力Pa很小或接近于零。这在实际中也是不容许的，因为实际上周边位移达某一位移(如Ud)时，围岩就会出现松弛、散落、坍塌的情况。这时，围岩对支护的压力就不是形变压力，而是围岩坍塌下来的岩石重量，即松动压力，此时，已不适于作喷锚支护，只能按传统施工方法施作模注混凝土衬砌。

3）较佳的支护工作应当在D点以左，邻近D点处，在图中的E点。在该点附近即能让围岩产生较大的变形（U0+UE），较多的分担岩体压力（P0－PE）,支护分担的变形压力较小（PE），又保证围岩不产生松弛、失稳，局部岩石脱落、坍塌的现象。合理的支护与施工，就应该在该店附近。

实际施工中，一般是分二次进行支护，第一次在洞室开挖后，尽可能及时进行初期支护和封闭，保证周边不产生松弛和坍塌，并让围岩在有控制的条件下变形，通过对围岩变形的监测，掌握洞室周边位移和岩体支护变形情况，待位移和变形基本趋于稳定时，再进行第二次支护（达到图中C点的附近），随着围岩和支护的徐变、支护和变形压力将发展到pE，支护和围岩在最佳工作点E处共同承受围岩形变压力，围岩承受的压力值为（p0－pE），支护承受的压力值为pE，支护承载力尚有值为（pk－pE）的安全余量。

【简述喷射混凝土施工方法及工艺流程。

喷射混凝土的施工方法有干喷，潮喷，与湿喷。其中，干喷是将砂，石，水泥按一定比例干拌均匀投入喷射机，同时加入速凝剂，用高压空气将混合料送到喷头，再在该处与高压水混合后以高速喷射到岩面上。潮喷是将砂、石料预加水，使其浸润成潮湿状，再加水泥拌和均匀，从而降低上料和喷射时的粉尘，其工艺流程同干喷。最后湿喷是用湿喷机压送拌和好的混凝土，在喷头处添加液态速凝剂，再喷到岩面上。

工艺流程：喷射混凝土的施工准备；施喷作业；喷射混凝土的养护；钢纤维喷射混凝土工艺。

【简述锚杆的支护效应与锚杆类型的特点。P240

锚杆的支护效应一般有以下几种：（1）悬吊效应；（2）组合梁效应；（3）加固效应。锚杆种类有以下几种：1、机械式锚杆，这种锚杆结构构造简单、容易加工、施工安装方便。2、粘结式锚杆，特点是：在整个钻孔壁上岩体与杆体紧密连结，具有较高的锚固力，抗冲击和抗震动性能好，对围岩的适应性强，而且结构简单，加工、安装方便，价格便宜。3、自进式中空注浆锚杆,该锚杆具有抗剪强度高，防塌孔，注浆饱满，操作简便施工快速和锚固质量好的优点。目前在隧道施工中被广泛应用。

【简述隧道监控量测的目的、内容与方法。P246

隧道监控量测的目的是：1）为设计和修正支护结构形式和参数提供依据。2）正确选择开挖方法和施作时间。3）为隧道施工和长期使用提供安全信息。4）是研究新奥法机理和设计理论的重要任务途径。内容和方法：1，工程地质与支护状况的观察。2，隧道地表沉降量测，

所用的方法是在地表测试范围内埋设沉降量测点，用精密水准尺进行水准测量，没出沉降值。3，隧道净空变化（收敛）量测，位移量测采用隧道净空变化测定计（称收敛计）来进行。4，围岩内部位移量测，本量测采用位移计测量。

第十章隧道掘进机施工

【请解释隧道掘进机的施工特点。P254

掘进机制施工特点是掘进速度快、机械化程度高、显著改善施工环境、劳动条件好、节省劳动力、围岩扰动小、对环境影响小等优点。缺点有主机重量大，运输不方便，安装工作量大，需要现场有良好的运输、装卸条件以及40~100T的大型起重设备，特别对地质条件的适应性不如常规钻爆法。

【请解释全断面掘进机的类型和基本构造。P256

全断面掘进机的类型有开敞式掘进机、护盾式掘进机。

掘进刀盘、护盾、驱动组件、出渣输送机、推进千斤顶。

【全断面掘进机的破岩机理是怎样的？P263

全断面掘进机的破岩机理是：掘进时，切削刀盘上的滚刀沿岩石开挖面滚动，刀削刀盘均匀地对每个滚刀施加压力，形成对岩面的滚动挤压，刀削刀盘每转动一圈，就会贯入岩面一定深度，在滚刀刀刃与岩石接触处，岩石被挤压成粉末，从这个区域开始，裂缝向相邻的切割槽扩展，进而形成片状石碴，从而实现破岩。

【全断面掘进机施工时是怎样进行围岩支护的？P266

掘进施工时全断面掘进机中，护盾式掘进机一般采用圆形管片衬砌，衬砌分为5~7块管片，在洞内拼装完成，当围岩允许承载力低，撑靴不能支撑岩面时，可利用尾部推力千斤顶，顶推已安装的管片获得推进反力。开敞式掘进机施工时，可先施作初期支护，然后浇灌二次模筑混凝土永久性衬砌，即复合式衬砌，其底部为预制仰拱块。

【为什么说地质超前预报对掘进机法施工特别重要？

在掘进机施工中也会发生一些意外的事故，甚至较大事故，如开挖面大规模塌方造成机件被埋、洞壁围岩变形卡住机体、突发大量涌水淹没机体和工作面等，造成这些事故的主要原因是事先地质勘察不明、施工地质预报不及时，由此造成了严重的施工延误、工程费用也增加很大，因而要引起高度重视地质超前预报。

第十一章 高速铁路的隧道施工

【高速铁路隧道会产生怎样的空气动力学效应？P272

会产生瞬变压力、和微气压波等空气动力学效应。

【什么是阻塞比？P276

阻塞比是采用列车横断面积与隧道横断面积的比值。

【如何克服空气动力学的不良效应影响？P281

措施主要有：1、扩大隧道断面和减小阻塞比。2、设置洞口缓冲结构（采用斜切式洞口）。3、设置通风竖井。4、修建平行辅助隧道。5、其他措施：洞内设施尽量隐蔽，使隧道表面平整光滑，减小列车运行时的阻力对设施的破坏；改善轨道结构，提高洞内列车运行的稳定性和舒适度；使机车具有良好的空气动力学特性的形状（流线型车头）。

第十三章 隧道的营运管理与养护维修

【使隧道结构产生病害的主要影响因素有哪些？P304

隧道病害的主要原因主要来自于地下水、围岩的恶化、设计有不合理的地方以及施工未按设计要求进行等。

【在运营过程中，隧道可能发生的主要灾害有哪些?防灾工作主要体现在什么方面？在运营过程中，隧道可能发生：火灾，交通事故以及由此产生的次生性灾害。防灾工作主要体现在两个方面：1、在结构设计上进行防灾考虑，如在拱圈上涂上防火涂料 …… 此处隐藏：1507字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……