地下工程复习参考答案总结合.docx

地下工程复习参考答案：1. 地下工程的围岩变形破坏的几种主要形式是什么？答：整体状和块状岩体周围：岩爆，脆性开裂，块体滑移层状岩体周围：沿层面张裂，折断塌落，弯曲内鼓碎裂状岩体周围：塌方，滑动散体状岩体周围：拱顶冒落，局部塌方，塑性挤入，滑动2. 影响地下工程围岩稳定性的因素有哪些？应该如何选址？答：1）主要因素有地质构造、山体完整厚度、岩性均匀单一、坚硬岩层厚度和地下水等情况。2）洞室应选在地质构造简单、山体完整且宽、厚地带；地下水少、岩性均一、坚硬岩层为厚层的中厚地段，应避开含水的宽大破碎带、断裂交汇带、岩溶发育带及风化带地段。洞口应选在松散覆盖层薄、坡度较陡的反向坡，并且有完整岩层坐定般的地段。应避开冲沟和溪水源头、不良地质现象发育或洪水淹没的地段。洞轴线应与区域构造线、岩层及主要节理走向垂直或大角度交叉。3.评价围岩稳定性的方法是什么？答：岩体洞室围岩稳定性评价是采用工程地质分析和理论计算相结合的综合评价方法。根据岩石力学属性的不同将其划分为弹性体介质，弹塑性体介质及松散体介质，并运用相应的理论计算方法进行围岩压力计算，通常方法是：对于I、II级围岩，以弹性理论为主计算围岩压力，辅以块体平衡理论计算分离体的稳定性；对于III、IV级围岩，以弹塑性4. 某公路隧道围岩的岩石单轴饱和抗压强度为MPa，岩石的纵波波速为5300m/s，岩体的纵波波速为4500m/s，地下水为潮湿，结构面走向与洞轴线的夹角28，结构面倾角为78，地处极高应力区，试对围岩进行分级，并给出3车道隧道初期支护的设计参数。(表格参数按最安全取值)（20分）答：解题会用到PPT里第4章建筑结构的计算方法里的表格，大家最好把那一张打印一下，（3毛钱）。解：=(4.5/5.3)2=0.72 （应用时，当时，以和Kv代入上式计算BQ值；当时，以和c-代入计算BQ）=90+80+250*0.72=350由表知，围岩为级级别岩体基本质量的定性特征岩体质量指标BQ坚硬岩（c60MPa），岩体完整（Kv0.75）。 550坚硬岩（c60MPa），岩体较完整（Kv=0.750.55）；较坚硬岩（c=6030MPa），岩体完整（Kv0.75）。550451坚硬岩（c60MPa），岩体较破碎（Kv0.550.35）；较坚硬岩（c=6030MPa）或软硬互层，岩体较完整（Kv=0.750.55）；较软岩（c=3015MPa），岩体完整（Kv0.75）。450351坚硬岩（c60MPa），岩体破碎（Kv=0.350.15）；较坚硬岩（c=6030MPa）或软硬互层，岩体较完整（Kv=0.750.55）；较软岩（c=3015MPa）或软硬互层，软岩为主，岩体较完整至较破碎（Kv=0.750.35）；软岩（c=155MPa）岩体完整至较完整（Kv=0.750.55）。350251较软岩（c=3015MPa），岩体破碎（Kv=0.550.35）；软岩（c=155MPa）岩体较破碎至破碎（Kv=0.550.15）；全部极软岩（c5MPa）及全部极破碎岩（Kv10m。电渗井点降水：适用于粉质粘土和粘土、土渗透系数10-6cm/s，降深根据选用的井点确定。7.对于重力式挡土墙，应从哪些方面验算其稳定性？两项摩擦系数与什么因素有关、应该如何取值？答：8.深基坑工程监测包括哪些内容？其对环境评价应考虑哪些因素？答：深基坑开挖过程应监测的内容如下：支护结构本身：顶部和墙（桩）身水平位移、顶部沉降和测土压力；周围土体：土体深层水平位移、坑底隆起、地下水位和孔隙水压力；支撑和锚杆：支撑轴力、锚杆拉力和立柱沉降；坑周围建筑物：沉降与倾斜；坑周围管线：沉降与水平位移；基坑周围指基坑边缘以外12倍开挖深度范围。以上五项监测内容，对于基坑侧壁安全等级为一级的都应监测，安全等级为二级的，应监测第1、2和4项。安全等级为三级的，应监测第1项基坑开挖过程应确保边坡稳定和满足变形要求，以保证周围环境如建筑物、地下管线、地下设施和道路安全，不至于产生对周围环境的不利影响，尤其对地铁、隧道及合流污水工程等大型地下构筑物，应按有关文件确定保护标准和措施。9.深基坑开挖与支护对于勘察工作有哪些要求？需要特别注意哪些问题？ 答：10.如何计算基坑降水的涌水量？答： 11.如何计算基坑降水的深度？12.某洞库处于松散地层中，其高度m，宽度m，土层，试用普氏理论计算洞库顶板高度？答：13.简述沉井的特点和沉井结构设计的主要环节。答：1）特点 优点：埋置深度大，整体性强、稳定性好，能承受较大荷载；下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁，简化了施工；沉井施工时对邻近建筑物影响较小。 缺点：施工期较长 ；施工技术要求高； 施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。2）主要环节（一）沉井建筑平面布置的确定；（二）沉井主要尺寸的确定和下沉系数的验算。（1）参考已建类似的沉井结构，初定沉井的几个主要尺寸，估算下沉系数，以控制沉速；（2）估算沉井的抗浮系数，以控制底板的厚度等。. （三）施工阶段强度计算（1）井壁板的内力计算；（2）刃脚的挠曲计算；（3）底横梁、顶横梁的内力计算；（四）使用阶段的强度计算（包括承受动载）（1）按封闭框架（水平方向的或垂直方向的）或圆池结构来计 算井壁并配筋；（2）顶板及底板的内力计算及配筋。（3) 地基强度和变形验算。 14.简述沉井结构计算的主要内容。答: (一)沉井尺寸的估算（二）下沉系数的计算（三）抗浮系数的计算（四）荷载计算（五）施工阶段的强度计算平面框架内力和截面设计、刃脚内力和截面设计、井壁内力和截面设计、底梁设计、封底混凝土厚度和底板内力和截面设计。（六）使用阶段的强度计算沉井结构在使用阶段的强度验算、地基强度和变形验算15.地下连续墙的特点及适用条件答：1）特点优点：施工时对环境影响小。没有噪音，无振动，不必放坡，可紧邻相近的建筑和地下设施施工； 墙体刚度大，整体性好，结构和地基变形都较小，即可用于超深围护结构，也可用作主体结构； 连续墙为整体连续结构，耐久性和抗渗性好； 可实行逆作法施工，有利于施工安全，加快施工进度；适用于多种地质条件。缺点 ：弃土和废泥浆处理。除增加工程费用外，若处理不当，还会造成新的环境污染； 地质条件和施工的适应性问题； 槽壁坍塌问题；现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙面要求较高，虽可使用喷浆或喷砂等方法进行表面处理或另作衬壁来改善，但增加工作量； 地下连续墙如用作施工期间的临时挡土结构，不如采用钢板桩尚可拔出重复使用来得经济；2）适用场合：基坑深度大于10m;软土地基或砂土地基；在密集的建筑群或重要的地下管线条件下施工，对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程；围护结构与主体结构相结合，对抗渗有严格要求时；采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。16.简述地下连续墙受力特点和结构体系的破坏形式答：1）地下连续墙受力特点施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态：槽段土方开挖阶段： 槽段侧壁的稳定性地下连续墙浇筑形成： 开挖前的受力状态基坑第一层开挖： 悬臂受力状态、地面侧向位移基坑土方开挖阶段： 墙的结构强度、基坑稳定及变形量基坑土方工程结束： 基坑底部隆起、基坑整体失稳工程竣工 ： 水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用下的强度和变形2）结构体系的破坏形式稳定性破坏；整体失稳；基坑底隆起；管涌及流沙；强度破坏；支撑强度不足或压屈；墙体强度不足变形过大。17.简述喷射混凝土支护和锚杆支护的作用原理答：1）喷射混凝土支护两个方面起支护作用 ：（1）局部稳定原理喷射混凝土支护结构及时封闭岩层表面的节理、裂隙，填平或缓和表面的凹凸不平，使隧道内的轮廓较为平顺，从而提高围岩节理、裂隙间的粘结力、摩阻力和抗剪强度，并减少应力集中现象。（2）整体稳定原理，喷射混凝土与围岩表面紧密贴合，形成组合结构共同工作。一方面在与围岩共同承载和变形过程中对围岩提供支护力，使围岩变形得到控制，应力得以调整；另一方面承受来自围岩变形引起的形变压力，从而使围岩保持稳定。2）锚杆支护可以根据不同围岩的岩层产状和稳定状况灵活进行。其作用原理主要有联结作用、组合作用和整体加固作用。联结作用将锚杆尽可能深入到稳定的岩层中，考虑锚杆承担全部不稳定岩块的重量；锚杆的组合作用是依靠锚杆将数层薄层的岩层组合在一起，形成组合拱或组合梁，以提高岩层整体的抗剪、抗弯的能力，锚杆提供的抗剪力、抗拉力，以及锚杆的锚固力使将要滑动的岩块得以稳定，阻止层面的互相错动；整体加固作用，通过有规律布置的一系列锚杆，将邻近的岩体联结在一起，能阻止不稳定岩石的滑移，促使岩石之间的间隙面压紧，同时使隧道四周一定范围内的围岩组成一个承载环。18.简述锚喷支护的设计步骤?答：（1）调查地质和水文地质情况，分析围岩的稳定条件；（2）用工程类比方法选择支护类型及设计参数，对锚喷支护进行受力分析和结构计算，并提出施工注意事项；（3）支护施工中，严密监测地质情况的变化，及时修改设计参数，变更施工工序；（4）支护完成后，分析隧道的稳定状况，对其长期稳定性作出评价。必要时，可对支护变形和应力进行量测，包括施工阶段的监测；（5）总结经验，改进设计与施工。掌握岩体变形、坍塌的规律之后，在恰当的时间，采用适当的办法进行支护。19.简述沉管基础的特点和基础处理的方法。答：1）沉管基础特点： 沉管下的地基在沉管埋设后，所受荷载减小，不会产生地层的固结沉降和剪切破坏。因此沉管隧道对各种地质条件适应性强。尽管沉管隧道基础所承受的荷载通常较低，但由于在基槽开挖过程中，不论使用哪一种挖槽方法，槽底表面都不会太平整，槽底表面与沉管底面之间必将存在很多不规则的空隙，导致地基土受力不均匀而局部破坏，从而引起不均匀沉降，使沉管结构受到局部应力而开裂，故必须进行基础处理（基础填平）。2）基础处理方法：先铺法：刮铺砂或石垫层。缺点是须有专用设备；须以设计高程和坡度在水底架设导轨；刮铺完成后，回淤土和坍坡的泥土常覆盖在铺好的垫层上；在流速大、回淤快的河道上施工困难。适用于底宽较小的垫层。后填法：挖沟槽时，先超挖100cm，在沟槽底面安设临时支座，沉管沉设到支座上，待对接完毕后，在沉管底部回填垫料。方法常见方法有灌砂法、喷砂法、灌囊法、压砂浆法、压混凝土法.适用于底宽较大的沉管工程。喷砂法：沉管宽度大时，从水面上用砂泵将砂、水混合料通过喷砂管喷注填满空隙，喷砂法所构成的垫层厚度为1m。不需水下作业的基础处理方法：压浆法和压砂法超挖1m,摊铺碎石层，设支座，沿管侧边、后边抛砂石混合料，封闭四周，从内部预埋的压浆孔压注混合砂浆。20.简述沉管的防水措施答：沉管防水包括结构防水和接缝防水。（一）结构自防水混凝土的抗渗等级满足要求，不低于S10,渗透系数小于810-12m/s；控制裂缝的发展,不得出现贯通裂缝。合理控制配筋. （二）结构外防水（1）钢壳和钢板利用船台或干坞制作钢壳，在其内浇注混凝土，使用阶段钢壳作为防水层；或采用钢板拼接贴封于沉管底板封水。（2）卷材防水与涂料防水利用多层（3-6层）沥青类卷材或合成橡胶类卷材胶合成的粘贴式防水层。或利用聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸等防水涂料作为外防水层。21.隧道施工有哪些方法？隧道开挖有哪些方案？有哪些爆破方法？答：1）施工方法：（1）明挖法：基坑开挖法；盖挖法（逆筑法，顺筑法，）；沉管法；（2）暗挖法：钻爆法（传统的矿山法，新奥法）；非钻爆法（盾构法，掘进机法，顶进法）2）开挖方案：全断面一次开挖法，分断面两次开挖法，台阶工作面法，导坑施工法，3）爆破方法：掏槽爆破。光面爆破，预裂爆破，毫秒爆破22.立井施工时如何选择表土的施工方法？答： 23.立井施工时井帮的围护方法有哪些？答：24.简述在不同岩层中隧道地质超前预报的预报要求答：非可溶沉积岩：查明断裂构造破碎带，软弱夹层，不稳定块体的位置和规模；可溶岩：岩溶发育的位置和规模，岩溶充填性质，岩溶涌水突泥量，用水水压；深埋硬质完整岩：研报灾害的围着规模；煤系地层：煤层，瓦斯突出，废弃矿井的位置和充填性质；25.隧道地质灾害的处理措施有哪些？（1）超前管棚注浆： 管棚支护是利用钢拱架沿开挖轮廓线以较小的外插角、向开挖面前方打入钢管或钢插板构成的棚架来形成对开挖面前方围岩的预支护的一种支护方式。用于洞口极破碎岩体、全（强）风化岩体段。 （2）超前小导管注浆：浆液被压注到岩体裂隙中并硬化后，不仅将岩块或颗粒胶结为整体起到了加固作用，而且填塞了裂隙，阻隔了地下水向坑道渗流的通道，起到了堵水作用。 因此，超前小导管注浆不仅适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地下水丰富的软弱破碎围岩。（3）锚杆加固：悬吊锚杆，对不稳定围岩块体进行加固；超前锚杆注浆，对局部破碎围岩进行预加固；环向锚杆注浆，对隧道周边破碎围岩进行加固。（4）超前深孔帷幕注浆：对破碎围岩预加固、堵水、岩溶固体充填物固结（5）冷冻法：对含水砂层、富水粘土充填岩溶段围岩进行加固，防止流沙和富水岩溶充填粘土的涌出。（6）格栅拱架、型钢拱架：用于对围岩变形严重段、破碎的围岩进行支护（7）喷混凝土和网喷混土：对破碎围岩进行封闭，防止掉块和因掉块引发的塌方，降低因瓦斯爆炸造成的危害。（8）岩面高压喷雾洒水：降低隧道洞内温度，降低岩石表面脆性，减小岩爆发生的可能性。（9)超前钻孔：释放前方岩体应力，降低岩爆发生的可能性。（10)超前钻孔高压冲水：释放前方岩体中富存的瓦斯，降低瓦斯突出爆炸的可能性。 11)通风：降低洞内温度，降低有害气体浓度，防止瓦斯自燃爆炸。（12)换填：用于隧道底部地基承载力低、岩溶砂质粘土充填物切深度3m的地带，也可用于强烈泥化但宽度较小的主干断层带。（13)梁跨：对宽度深度均较大的粘土充填的溶洞或大型岩溶溶洞，可在两端基岩上打桩，在桩上架梁跨越。（14).涵桥跨越：隧道底部穿越地下暗河或大型空溶洞时，宽度小的采用涵洞跨越，宽度大的采用遂中桥梁跨越。（15)引水管（洞）：用于引拍隧道施工揭穿的地下暗河水、岩溶管道水，截排隧道周边岩溶水。对股桩岩溶管道水，采用管引方式处理；对暗河水、管网状岩溶水采用引水洞截排处理。（16).地表截（排）水沟：用于截排地表水，防止地表水通过地表岩溶漏斗、地表陷穴渗入隧道。26.隧道施工监控量测方案包括哪些内容？有哪些必测项目和选侧项目？施工监控量测的项目包括必测项目和选测项目，应根据隧道工程地质条件、围岩类别、围岩应力分布情况、隧道跨度、埋设、工程性质、开挖方法、支护类型等因素确定。隧道现场监控量测项目及量测方法(必测项目)隧道现场监控量测项目及量测方法(选测项目)必测项目：地质和支护状况观察,周边位移,拱顶下沉,锚杆或锚索内力及抗拔力.选测项目：地表下沉,围岩体内位移（洞内设点围岩体内位移（地