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隧道工程自学指导书（2002级专升本）第一部分：各章节重点序论：理解概念：衬砌、洞门、附属建筑物第一章 隧道位置的选择掌握：1 按地形条件进行选择隧道位置的原则2 铁路隧道在河谷线上位置选择的原则理解：3 隧道洞口位置选择的基本原则第二章 隧道平纵断面设计掌握：1 曲线隧道的缺点2 隧道纵断面设计时选择坡道型式的原则第三章 隧道构造设计掌握：1概念：机车车辆限界、隧道建筑限界、喷锚支护、干喷、湿喷2曲线隧道的净空加宽3整体式衬砌中直墙式和曲墙式各自适用的条件4喷锚支护5复合式衬砌第四章 隧道工程地质环境掌握：1 概念：围岩、岩体、结构体、结构面、蠕变、松弛、岩爆、初始应力场、RQD2 自重应力场和构造应力场各自的成因及其特点3 影响初始应力场的因素4 影响围岩稳定性的主要因素理解：5 围岩分类指标及其优缺点第五章 隧道结构体系分析基础知识掌握：1 概念：空间效应、时间效应、收敛、约束、荷载结构模型、岩体力学模型、二次应力场2 围岩二次应力场和位移场的特征和影响因素3 围岩特征曲线和支护特征曲线的关系及意义第六章 隧道结构体系设计计算方法掌握：1 概念：弹性抗力、形变压力、松动压力、信息反馈2 围岩与支护相互作用的处理方法第七章 隧道施工方法掌握：1 用“新奥法”指导隧道设计和施工的基本原则2 新奥法与传统矿山法的根本区别第二部分：复习题隧道工程 课复习题（A）一、 名词解释（共6题，每题3分）湿喷、结构面、岩爆、RQD、空间效应、荷载结构模型二、 简答题（共3题，每题10分）1 简述曲线隧道的缺点；2 简述复合式双层衬砌由哪几部分组成，并说明各部分作用；3 简述在围岩与支护相互作用的处理上的几种做法。三、 论述题（共2题，每题20分）1 论述影响围岩初始应力场的因素；2 论述用“新奥法”指导隧道设计和施工的基本原则。四、 综合题（共1题，12分）在一个坐标系上画出围岩特性曲线和支护特性曲线的示意图，并说明其代表的意义。隧道工程 课复习题(B)一、名词解释（共6题，每题3分）干喷、蠕变、结构体、时间效应、收敛、岩体力学模型二、简答题（共3题，每题10分）1 简述铁路线路克服高程障碍的几种方案及其优缺点； 2 简述二次应力场和位移场的特征；3 简述地下结构与地面结构在力学作用机理上的区别。三、论述题（共2题，每题20分）1论述影响围岩稳定性的地质因素；2论述围岩分类指标及其优缺点。四、综合题（共1题，12分）一单线曲线隧道，曲线半径为1000米，列车的远期运行速度为V远140km/h，计算此曲线隧道的总的净空加宽值及结构中心线向曲线内侧的偏离值（外轨超高引起的加宽值按下式计算d超内2.7E，车辆长度为26米，车辆前后转向架间距为18米）。隧道工程 课复习题(C)一、名词解释（共6题，每题3分）锚喷支护、松弛、岩体、二次应力场、约束、信息反馈二、简答题（共3题，每题10分）1简述铁路线路克服平面障碍的几种方案及其优缺点； 2简述隧道纵断面设计时选择单坡和人字坡的原则；3简述装配式衬砌具有的优点。三、论述题（共2题，每题20分）1论述单线双隧道和双线单隧道的优缺点；2论述用“新奥法”指导隧道设计和施工的基本原则。四、综合题（共1题，12分）在一个坐标系上画出围岩特性曲线和支护特性曲线的示意图，并说明其代表的意义。隧道工程 课复习题(D)一、名词解释（共6题，每题3分）衬砌、隧道建筑限界、岩体、初始应力场、弹性抗力、形变压力二、简答题（共3题，每题10分）1简述铁路隧道在河谷线上位置选择的原则； 2简述新奥法与传统矿山法的根本区别；3简述在整体式衬砌中直墙式和曲墙式各自适用的条件。三、论述题（共2题，每题20分）1论述影响围岩稳定性的地质因素；2论述隧道洞口位置选择的基本原则。四、综合题（共1题，12分）一单线曲线隧道，曲线半径为1000米，列车的远期运行速度为V远140km/h，计算此曲线隧道的总的净空加宽值及结构中心线向曲线内侧的偏离值（外轨超高引起的加宽值按下式计算d超内2.7E，车辆长度为26米，车辆前后转向架间距为18米）。隧道工程 课复习题(E)一、名词解释（共6题，每题3分）洞门、机车车辆限界、围岩、自重应力场、新奥法、松动压力二、简答题（共3题，每题10分）1简述隧道围岩失稳破坏的几种形态； 2简述自重应力场和构造应力场各自的成因及其特点；3简述影响围岩稳定的人为因素。三、论述题（共2题，每题20分）1论述影响围岩初始应力场的因素；2论述隧道围岩分类的几种方法。四、综合题（共1题，12分）在一个坐标系上画出围岩特性曲线和支护特性曲线的示意图，并说明其代表的意义。第三部分：参考答案复习题（A）一、名词解释湿喷：把喷射混凝土的拌合材料先与水拌合，以浆液从输料管送至喷咀，与速凝剂汇合然后喷出，称为湿喷。结构面：岩体被许多不同方向、不同规模的断层面、层理面、节理面和裂隙面等各种地质界面切割成大小不等，形状各异的各种块体，工程地质学中将这些界面称为结构面。岩爆：整体状和块状结构岩体，在高应力区，洞周应力集中处岩石成碎片射出并发出破裂响声，这种现象称为岩爆。RQD：即岩石质量指标，是反映岩体破碎程度和岩石强度的综合指标，是指钻探时岩芯复原率，或称岩芯采取率，RQD10cm以上岩芯累计长度/单位钻孔长度。空间效应：因为隧道端部开挖面对围岩的应力释放和变形发展有很大的约束作用，使得沿隧道纵向各断面上的二次应力状态和变形都不相同，这种现象称为开挖面支承的“空间效应”。荷载结构模型：它将支护结构和围岩分开考虑，支护结构是承载主体，围岩作为荷载的来源和支护结构的弹性支承，这种模型称为荷载结构模型。二、简答题1、 简述曲线隧道的缺点答：1）曲线上，隧道的建筑限界需要加宽，坑道尺寸相应加大，增大了开挖量和圬工量；2）曲线上，隧道断面是变化的，支护和衬砌的尺寸均不一致，技术上复杂；3）曲线隧道空气阻力加大，抵消了一部分机车牵引力；4）洞壁对气流的阻力加大，使通风条件变坏；5）列车在曲线上行驶产生的离心力，加上洞内空气潮湿，使得钢轨加速磨损；6）洞内进行施工测量时，操作变得复杂，精度也有所降低。2、 简述复合式双层衬砌由哪几部分组成，并说明各部分作用答：1）外衬：一般采用早强的喷射混凝土和锚杆，其作用主要是承受荷载和限制围岩变形。2）内衬：理论上围岩的形变压力已被外衬所吸收，内衬基本上可以不再承受什么力，仅仅作为美化外观和隔潮而已，但实际上外衬的变形并没有完全停止，所以内衬也要承受荷载，它主要作用是安全储备。3）防水层：内外衬之间通常用防水材料铺设一层防水层，其作用主要是防水。3、 简述在围岩与支护相互作用的处理上的几种做法答：1）主动荷载模型：它不考虑围岩与支护结构的相互作用，主要适用于软弱围岩情况。2）主动荷载加围岩弹性约束的模型：它认为围岩不仅对支护结构施加主动荷载，而且由于围岩与支护结构的相互作用，还对支护结构施加被动的弹性抗力。它几乎适用于所有的围岩类型。3）实测荷载模型：它通过实地测量来反映围岩和支护结构的相互作用，只适用于和测量条件相同的情况。三、论述题1、 论述影响围岩初始应力场的因素答：第一类有重力、地质构造、地形、岩体的物理力学性质以及地温等经常性因素；第二类因素有新构造运动、地下水活动、人类的长期活动等暂时性的或局部性的因素。具体来说，特别要研究以下几种：（1）地形和地貌：地形的变化并不产生新的地应力场，只对应力起调整作用。在靠近山坡部位，最大压应力方向近似平行山坡表明，在山谷底部，最大压应力方向成水平的了。在接近山谷岸坡表明部分是应力偏低的地带，往里则转化为应力偏高带，在往里山体深部过渡到应力稳定区。（2）岩体的力学性质：岩体强度越高地应力值越大，应力度越小，说明岩体的潜在能力还很大，开挖后就越稳定，引起的位移就越小。（3）地温：温度变化，尤其是围岩内部各处温度不相同时，温度应力的一部分会残留下来。（4）人类活动：包括大堆碴场的形成，深的露天开采和地下开挖，水库、抽水、采油以及高坝建筑等都可能局部地影响围岩地初始应力场。2、 论述用“新奥法”指导隧道设计和施工的基本原则。答：新奥法是以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷混凝土为主要支护方法，理论、量测和经验相结合地一种施工方法。同时又是一系列指导隧道设计和施工的原则，其中包括：（1）必须充分保护围岩，尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。（2）为了充分发挥岩体的承载能力，应允许并控制岩体的变形，一方面允许变形，使围岩中能形成承载环，令一方面又必须限制它，使岩体不至于过度松弛而丧失或大大降低承载能力。为此，在施工中应采取能与围岩密贴、及时砌筑又能随时加强的柔性支护结构。（3）为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快使之闭合，而成为封闭的筒形结构。另外，隧道断面形状要尽可能地圆顺，以避免拐角处的应力集中。（4）在施工的各阶段，应进行现场量测监视，及时提出可靠的、数量足够的量测信息，如坑道周边的位移或收敛、接触应力等，并及时反馈用来指导施工和修改设计。（5）为了铺设防水层，或为了承受由于锚杆锈蚀，围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载，可采用复合式衬砌。上述新奥法大的基本原则可概括为：少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭。四、综合题在一个坐标系上画出围岩特性曲线和支护特性曲线的示意图，并说明其代表的意义。示意图见书99页图5-20。意义：1、 不同刚度的支护结构与围岩达成平衡时的Pa和us是不同的。刚度大的支护结构承受较大的围岩压力，反之，柔性较好的支护结构所承受的围岩压力要小得多。2、同样刚度的支护结构，架设的时间不同，最后达成平衡的状态也是不同的，支护架设的越早，它所承受的围岩压力就越大，但并不能说架设越晚越好，因为初始变形不加控制，会导致围岩迅速松弛而坍塌。复习题（B）一、 名词解释干喷：把喷射混凝土的拌和材料在输送到喷咀以前，与水汇合而成喷射的浆液，称为干喷。蠕变：是流变的一种，指作用应力不变，而应变随着时间增长。结构体：岩体被许多不同方向、不同规模的断层面、层理面、节理面和裂隙面等各种地质界面切割成大小不等，形状各异的各种块体，工程地质学中将这些块体称为结构体。时间效应：隧道开挖后围岩初始应力的重分布，以及围岩变形都不是瞬间达到最终值，而是随着时间的推移逐渐完成的，这种现象称为时间效应。收敛：开挖隧道时，由于临空面的形成，围岩开始向洞内产生位移，这种位移称为收敛。岩体力学模型：它将支护结构和围岩视为一体，作为共同承载的隧道结构体系。二、 简答题1、 简述铁路线路克服高程障碍的几种方案及其优缺点答：1）绕行方案：当附近地形开阔，山坡地带宽敞时，可以避开前方的山体，迂回绕行而过。这种方案工程容易、工期较短，工程费用也较少。但绕行势必线路延长，运程增加，弯道增多，曲线半径可能减小，使长期运营条件变坏，尤其是给以后的提速造成困难。2）深堑方案：当地形比较开阔，有山谷台地可资展线时，就可以尽量把线路展长，坡度用足以争取把线路标高抬到可能的高度。这种方案的好处是前期投资较少，但往往工程量很大，边坡切削太甚，易于引起坍方落石，给以后的运营留下隐患。3）隧道方案：当地形紧迫，山坡陡峭，不具备上述条件时，一般考虑隧道通过。修建隧道可能工程量大些，工期长些，但它能使线路平顺，为以后的运营创造了有利条件，从全局和长期考虑，隧道方案往往是比较合理的。2、 简述二次应力场和位移场的特征答：1）分布不均匀，存在应力集中。例如如果初始应力场为自重应力场，那么在洞顶和洞底可能出现拉应力集中，边墙部分会出现切向压应力集中。2）具有空间效应。因为隧道端部开挖面对围岩的应力释放和变形发展有很大的约束作用，使得沿隧道纵向各断面上的二次应力状态和变形都不相同，这种现象称为开挖面支承的“空间效应”。3）具有时间效应。也就是说隧道开挖后围岩初始应力的重分布，以及围岩的变形都不是瞬间就达到其最终值，而是随着时间的推移逐渐完成的，这种现象称为时间效应。3、 简述地下结构与地面结构在力学作用机理上的区别。答：1）地面结构体系一般都是由结构和地基所组成，地基在结构底部起约束作用，除了自重外，荷载都是来自外部。而地下结构体系则是由地层和支护所组成，其中以地层为主，支护仅用来约束地层，不使它产生过大的变形而破坏、坍塌。2）地面结构荷载和机构体系分明，而地下结构则不同，在地下结构体系中，地层既是承载结构的基本组成部分，又是造成荷载的主要来源，这种合二为一的作用机理与地面结构是完全不同的。三、 论述题1、论述影响围岩稳定性的地质因素答：1）岩体结构特征。从稳定性角度看，岩体结构特征可以简单地用岩体地破碎程度或完整性表示，一般情况下，岩体越破碎，坑道越容易失稳。2）结构面性质和空间的组合。在块状或层状结构的岩体中，控制岩体破坏的主要因素是软弱结构面的性质，以及它们在空间的组合状态。单一的软弱结构面，一般不影响坑道的稳定性，只有当结构面与隧道轴线的相互关系不利时，才能构成容易坠落的分离岩体。3）岩石的力学性质。整体结构的围岩，控制围岩稳定性的主要因素时岩石的力学性质，尤其时岩石的强度。一般说来，岩石强度越高，坑道越稳定。4）围岩的初始应力场。围岩的初始应力场时隧道围岩变形、破坏的根本作用力，它直接影响围岩的稳定性。5）地下水状况。地下水时造成坍方，使围岩丧失稳定性的最主要的因素之一。水可以使岩石软化，冲走充填物或使夹层软化，对某些岩石还会遇水膨胀。2、论述围岩分类指标及其优缺点。1）单一的岩性指标。包括岩石的抗压和抗拉强度、弹性模量等参数，以及如抗钻性、抗爆性等工程指标。单一的岩性指标只能表达岩体特征的一个方面，因此，用来作为分类的唯一指标是不合适的。2）单一的综合岩性指标。它表明指标是单一的，单反映的因素却是综合的，例如，岩体的弹性波传播速度，岩石质量指标RQD，围岩自稳时间等等。单一综合岩性指标多与地质勘查技术的发展有关，因此，这类指标的精度就将受到一定的限制，有时会因操作上的原因或地质特征异常而得不到可靠的结论。3）复合指标。这是一种用两个或两个以上的岩性指标或综合岩性指标所表示的复合性指标。例如岩体质量Q，就是其中比较完善的一个。复合指标考虑多种因素的影响，故对判断隧道围岩的稳定性是比较合理和可靠的。四、综合题一单线曲线隧道，曲线半径为1000米，列车的远期运行速度为V远140km/h，计算此曲线隧道的总的净空加宽值及结构中心线向曲线内侧的偏离值（外轨超高引起的加宽值按下式计算d超内2.7E，车辆长度为26米，车辆前后转向架间距为18米）。答：所以，总的加宽值为：结构中心线向曲线内侧的偏离值：复习题（C）一、名词解释锚喷支护：喷射混凝土是以压缩空气为动力，将掺有速凝剂的混凝土拌和料与水汇合成浆状，喷射道坑道的岩壁上凝结而成的，当围岩不够稳定时，可以加锚杆和金属网，构成一种支护形式，称为锚喷支护。松弛：流变的一种形式，指作用的应变不变，而应力随时间而衰减。岩体：岩体是在漫长的地质历史中，经过岩石建造、构造形变和次生形变而形成的地质体。二次应力场：开挖隧道后引起围岩初始应力的重分布，形成的新的应力场称为二次应力场。约束：开挖隧道后适时地沿隧道周边设置支护结构，对岩体地移动产生阻力，形成约束。信息反馈：为确保隧道工程地安全可靠和经济合理，就必须在施工阶段进行监测，及时收集由于隧道开挖在围岩和支护结构中产生的位移与应力变化等信息，并根据一定的标准判断是否需修改预先设计的支护结构和施工流程，即信息反馈。二、简答题1 简述铁路线路克服平面障碍的几种方案及其优缺点； 答：1）沿河傍山绕行方案：沿着山体自然弯曲傍山绕行，如果地形条件尚能许可，则可采用，由于线路走行在山坡表层内，地质多为风化松散带，施工时极易塌方，行车后也难保安全，因此，这种方案只有在条件允许时才采用。2）隧道直穿方案：如果在平面障碍地前方，开凿隧道，穿山而过，虽然初期工程略大一些，但线路顺直平缓，可不设陡坡，路线行程缩短，运营条件改善，而且不受山坡坍方落石地威胁，从长远利益来看，隧道方案往往是比较合理的。2 简述隧道纵断面设计时选择单坡和人字坡的原则；答：1）单坡多用于线路的紧坡地段或是展线的地区，因为单坡可以争取高程。单坡的优点还有施工和测量上都比较方便，而且能促进洞内的自然通风。它的缺点是在施工阶段，由于上端水自然地流向下端工作面，使开挖工作受到干扰，此外，运碴时，空车下坡重车上坡，运输效率低。2）人字坡多用于长隧道，尤其是越岭隧道。人字坡地优点是施工时，水自然流向洞外，排水措施相应简化，而且重车下坡，空车上坡，运输效率高。缺点是列车通过时排出地有害气体聚集在两坡间的顶峰处，使列车司机以及洞内的维修人员的健康受到影响。3简述装配式衬砌具有的优点。答：1）一经装配成环，不需养生时间，即可承受围岩压力。2）预制的构件可以在工厂成批生产、在洞内可以机械化拼装，从而改善了劳动条件。3）拼装时，不需要临时支撑如拱架、模板等，从而节省大量的支撑材料及劳动力。4）拼装速度因机械化而提高，缩短了工期，还有可能降低造价。三、论述题1 论述单线双隧道和双线单隧道的优缺点；答：双线单隧道的优点：1）隧道跨度小，选线时易于安排；2）开挖总面积小，工程量小，施工干扰也少些；3）净空较大，坑道宽敞，有条件使用大型机械施工；4）通风条件好，维修养护都比较方便。缺点是：1）围岩压力大，因此需要更为有力的支护结构；2）施工时临时支护困难，发生坍方的威胁较大；3）初期投资大；4）隧道断面较大，不能充分利用列车活塞风。单线双隧道的优点：1）断面小，压力小，坑道稳定性好，施工容易，支护简单；2）初期投资小；3）若第一线隧道施工时采用了平行导坑，平导可以作为第二线隧道的前进导坑。缺点是：1）两个隧道必须横向相隔一定的安全距离，才能避免在修建第二线隧道的施工中，对第一线隧道有影响；2）两个隧道施工时会有些相互干扰。2 论述用“新奥法”指导隧道设计和施工的基本原则。答：新奥法是以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷混凝土为主要支护方法，理论、量测和经验相结合地一种施工方法。同时又是一系列指导隧道设计和施工的原则，其中包括：（1）必须充分保护围岩，尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。（2）为了充分发挥岩体的承载能力，应允许并控制岩体的变形，一方面允许变形，使围岩中能形成承载环，令一方面又必须限制它，使岩体不至于过度松弛而丧失或大大降低承载能力。为此，在施工中应采取能与围岩密贴、及时砌筑又能随时加强的柔性支护结构。（3）为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快使之闭合，而成为封闭的筒形结构。另外，隧道断面形状要尽可能地圆顺，以避免拐角处的应力集中。（4）在施工的各阶段，应进行现场量测监视，及时提出可靠的、数量足够的量测信息，如坑道周边的位移或收敛、接触应力等，并及时反馈用来指导施工和修改设计。（5）为了铺设防水层，或为了承受由于锚杆锈蚀，围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载，可采用复合式衬砌。上述新奥法大的基本原则可概括为：少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭。四、综合题在一个坐标系上画出围岩特性曲线和支护特性曲线的示意图，并说明其代表的意义。示意图见书99页图5-20。意义：1、不同刚度的支护结构与围岩达成平衡时的Pa和us是不同的。刚度大的支护结构承受较大的围岩压力，反之，柔性较好的支护结构所承受的围岩压力要小得多。2、同样刚度的支护结构，架设的时间不同，最后达成平衡的状态也是不同的，支护架设的越早，它所承受的围岩压力就越大，但并不能说架设越晚越好，因为初始变形不加控制，会导致围岩迅速松弛而坍塌。复习题（D）一、名词解释衬砌：地层开挖后，除了在极为稳固的地层中而且没有地下水的地方外，大都要在坑道的周围修建支护结构，称为衬砌。隧道建筑限界：在一般的“基本建筑限界”的基础上，再适当放大一点，留出少许空间，用以安装一些如照明、通讯、信号等设备，这便形成了隧道建筑限界。岩体：岩体是在漫长的地质历史中，经过岩石建造、构造形变和次生形变而形成的地质体。初始应力场：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经存在着一定的地应力场，称为初始应力场。弹性抗力：指由于支护结构发生向围岩方向的变形而引起的被动的围岩抵抗力。形变压力：指在支护结构和围岩共同变形过程中围岩对支护结构施加的压力。二、简答题1简述铁路隧道在河谷线上位置选择的原则；答：河谷地段往往是山坡陡峻，岩体风化破碎，河道蜿蜒，线路弯转。在设计线路位置时，如果偏向河流一侧，则线路位置恰恰落在山体的风化层内，极易引起塌方落石，如果偏向靠山一侧，则将受到山体的偏侧压力，对施工和结构的受力状态十分不利。经过多年实践总结出一条经验，就是：“宁里勿外”，就是在河谷线上，隧道位置以稍向内靠为好，当然，过分内靠，使土石方量增加太多，隧道增长，也是没有必要的。为了使隧道顶上有足够的覆盖岩体，隧道结构不致受到偏压，还能形成天然拱，洞顶以上外测应该有足够的厚度。2简述新奥法与传统矿山法的根本区别；答：新奥法强调充分发挥围岩的自承能力，而传统矿山法则不然。具体如下：1）传统矿山法不强调使用锚喷支护，而是大量采用钢、木支撑。2）传统矿山法不强调及早闭合支护环。3）传统矿山法很少采用复合式衬砌，而是大量采用刚度较大的单层衬砌。4）传统矿山法不进行施工量测。3 简述在整体式衬砌中直墙式和曲墙式各自适用的条件。答：直墙式衬砌适用于地质条件比较好的地层，围岩压力以竖向为主，几乎没有或仅有很小的水平侧向压力，地下水不太发育。曲墙式衬砌适用于地质条件比较差，岩体松散破碎，强度不高，又有地下水，侧向水平压力也相当大的情况。三、论述题1论述影响围岩稳定性的地质因素；答：1）岩体结构特征。从稳定性角度看，岩体结构特征可以简单地用岩体地破碎程度或完整性表示，一般情况下，岩体越破碎，坑道越容易失稳。2）结构面性质和空间的组合。在块状或层状结构的岩体中，控制岩体破坏的主要因素是软弱结构面的性质，以及它们在空间的组合状态。单一的软弱结构面，一般不影响坑道的稳定性，只有当结构面与隧道轴线的相互关系不利时，才能构成容易坠落的分离岩体。3）岩石的力学性质。整体结构的围岩，控制围岩稳定性的主要因素时岩石的力学性质，尤其时岩石的强度。一般说来，岩石强度越高，坑道越稳定。4）围岩的初始应力场。围岩的初始应力场时隧道围岩变形、破坏的根本作用力，它直接影响围岩的稳定性。5）地下水状况。地下水时造成坍方，使围岩丧失稳定性的最主要的因素之一。水可以使岩石软化，冲走充填物或使夹层软化，对某些岩石还会遇水膨胀。2论述隧道洞口位置选择的基本原则答：总的原则：早进晚出，即：为了施工及运营的安全，宁可早一点进洞，晚一点出洞。具体原则如下：1） 洞口应该尽可能地设在山体稳定、地质较好、地下水不太丰富的地方。2） 洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处，不要与水争路。3） 洞口应该尽可能设在线路与地形等高线相垂直的地方，使隧道正面进入山体，洞门结构物不致受到偏侧压力。4） 当线路位于有可能被淹没的河滩上或水库回水影响范围以内时，隧道洞口标高应该在洪水位以上，并加上波浪的高度，以防洪水倒灌到隧道中去。5） 为了保证洞口的稳定和安全，边坡及仰坡均不宜开挖过高，不使山体扰动太厉害。6） 若洞口附近遇到有水沟或水渠横跨线路时，可以设置挖槽开沟的桥梁或涵洞，以排水。7） 若洞口前方岩壁陡立，基岩裸露，此时最好不要动原生坡面，不开挖山体。8） 洞口以外必须留有生产活动的场所。四、综合题一单线曲线隧道，曲线半径为1000米，列车的远期运行速度为V远140km/h，计算此曲线隧道的总的净空加宽值及结构中心线向曲线内侧的偏离值（外轨超高引起的加宽值按下式计算d超内2.7E，车辆长度为26米，车辆前后转向架间距为18米）。答：所以，总的加宽值为：结构中心线向曲线内侧的偏离值：复习题（E）一、名词解释洞门：隧道端部外露面，一般都修筑为保护洞口和排放流水的档土墙结构，称为洞门。机车车辆限界：我国对全国铁路线上正在运行的各种型号机车和车辆，均作了全面的调查和统计，把它们所需要保证的横断面规定为“机车车辆限界”。围岩：指地层中受开挖隧道影响的那一部分岩体。自重应力场：指地层中在地心引力和离心惯性力共同作用下产生的应力场。新奥法：是以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要支护方法，理论、量测和经验相结合的一种施工方法。松动压力：指深埋隧道所处的地层中形成的天然拱作用在隧道支护结构上的压力。二、简答题1 简述隧道围岩失稳破坏的几种形态； 答：1）脆性破坏。主要表现为“岩爆”2）块状运动。当块状或层状岩体受明显的少数软弱结构面切割而形成块体或数量有限的块体时，由于块体间联系很弱，在自重作用下，形成块状运动。3）弯曲折断破坏。层状岩体尤其是有软弱夹层的互层岩体，受重力作用产生下沉弯曲，形成弯曲折断破坏。4）松动解脱。碎裂结构的岩体在张力、单轴压力、振动力的作用下，可以形成松动坍塌。5）塑性变形和剪切破坏。主要是散体结构岩体或碎裂结构岩体，在围岩压力的作用下，将产生塑性变形或剪切破坏。2 简述自重应力场和构造应力场各自的成因及其特点；答：自重应力场的成因：它是地心引力和离心惯性力共同作用的结果。特点：1）应力大小随着深度成线性增加；2）水平应力总是小于垂直应力，最多也只能与其相等。构造应力场的成因：1）过去的地质构造运动；2）现在正在活动和变化的构