地下工程复习资料模板

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。地下工程复习资料(题型:填空30分,每空1分;名词解释2分*5=10分;不定项选择2分*10;计算15分。)⒈地下空间的利用形态(举例说明)答:1.以为人类生存、确保安全为目的,如粮食的地下储藏、地下式住宅等;2.伴随城市的现代化发展而存在的,如城市有轨交通系统、上下水道、电力及瓦斯管道、地下商业街、地下停车场。3.伴随科学技术的发展而存在的,如地下水力发电站、地下能源发电站以及地下工厂、地下核发电设施。4.大规模国土的有效利用,如城市间、国家间的交通(铁路、公路、跨海通道工程)设施等5.防御和减少灾害的地下设施,如人防避难工程、公众储备设施、防御洪水的地下坝,地下河、防灾型城市等⒉地下空间的特性及优、缺点。P12、P15答:地下空间由于其所处的特殊环境决定了其如下特性:构造特性:空间性、密闭性、隔离性、耐压性、耐寒性、抗震性;物理特性:隔热性、恒温性、恒湿性、透光性、难透性、隔音性;化学特性:反应性。优点:被限定的视觉的影响:部分或全部地下建筑物,与一般的建筑物比,外观较为隐蔽。地表面的开放空间:在地表上修建建筑物,因在层顶修筑广场或公园,可保留一些开放空间。有效的土地利用:地下或覆土空间的利用,能够把地表面用作其它用途。有效的往来和运输方式:与地下空间开发有关系的是有效的流通和输送系统的形成。环境与利益:覆土结构具有形成潜在美的环境效益。能源利用的节省和气候的控制:地下结构具有潜在的保护能源的效益。地中的季节湿度的差异:地下处于十分稳定的温度和湿度状态。自然灾害的保护:用土覆盖或围筑的结构,与一般结构比,更能够防护各种自然灾害的影响。市民防卫:保护人民免受自然灾害的特性,更期待其能够抵御破坏,攻击、核战争等威胁。安全:地下空间与地表面隔离,是一个防火结构,从地表进入受限制,相对地面较安全。噪声和震动的隔离:由于几乎所有地下建筑位于地下,较少或完全不受噪声和震动的影响。维修管理:能够减轻维修管理,降低了维修管理的必要性。缺点:在地下空间的利用上,有几个问题需要解决。这并不是物理的或建造上的问题,更大程度上是心理上的问题。(1)获得眺望和自然采光的机会有限(2)进入和往来的限制(3)能源上的限制⒊地下空间利用的六大类设施。答:地下空间的利用多方面的,主要能够分为六大类:生活设施、城市设施、生产设施、储藏设施、输送设施、防灾设施。⒋地下空间作为城市防灾基础设施主要包括哪些内容?答:其中包括:城市有轨交通系统、洪水地下宣泄系统、地下物流系统及地下物资储藏、储备系统等,都应按防灾型城市的要求,统一规划、统一实施,以提高整个城市的总体抗灾能力。⒌地下停车场的组成及分类。(按建筑形式、使用性质、运输方式、地质条件、设置场所)答:地下停车场主要由停车间、通道、坡道或机械提升间、出人口、调车场地等组成。分类:1)单建式和附建式地下停车场单建式地下停车场一般建于城市广场、公园、道路、绿地或空地之下,主要特点是不论其规模大小,对地面上的城市空间和建筑物基本上没有影响,除少量出入口和通风口外,顶部覆土后可为城市保留开敞空间2)公共停车场和专用停车场建设停车场的主要目的是为了满足城市停车需要,克服路边违章停车等现象,改进城市静态交通环境。这类停车场大多是供车辆暂时停放的场所,具有公共使用性质,是一种市政服务设施,故称公共停车场。3)坡道式和机械式地下停车场坡道式停车场又称自走式停车场。这种停车场的优点是坡道的造价低,能够保证必要的进、出车速度,且不受机、电设备运行状况的影响,运行成本也较低。机械式停车场,只是用垂直升降机代替了坡道,水平运输仍需车辆自走,对于节省建筑面积和体积,减少通风量和照明用电并不明显4)土层和岩层中的地下停车场5)按场所不同修建的停车场(1)道路地下式停车场,(2)公园式地下停车场,(3)广场地下式停车场(4)建筑物地下式停车场⒍了解地下停车场设计的基本原则。(构造基准、平面设计)P41至42答:(1)构造基准:车道宽度、梁下有效高度、弯曲段回转半径、坡段。(详见教材41页)(2)a平面设计:主要是对停放汽车的停车室、各种动线及各项设施的布置与规划。b平面设计内容分为以下三个部分:通风设备区车库区办公区c平面设计主要决定于停放汽车的停车场及其布置(包括各处动线的布置以及各项设施的布置)等。⒎地下停车场的标志。P47答:其设置是为了更有效的确保安全交通而设定的。一般分为:引导标志、诱导标志、其它标志。⒏地下商业街的定义及基本类型。P33答:地下街的概念:在各建筑之间(或独立)修建的,两侧设有商店、事务所、交通及其其它设施的地下人行通道,称之为地下街。2、地下街的基本类型①广场型:多修建在火车站的站前广场或附近的广场下面,与交通枢纽连通。特点:规模大、客流量大、停车面积大。②街道型:一般修建在城市中心区较宽广的主干道之下,平面为狭长形。特点:a、出入口多与地下街道和地面商场相连b、出入口兼作地下人行道或过街人行道③复合型:上两种类型的综合,一些大型的地下街多属此类。特点:具有上两者的特点⒐修建地下商业街应遵循的原则。P34答:１.地下街的店铺面积不能大于人行通道面积;２.地下街内必须设置简单明显的诱导标志,以满足紧急状态时使用者避难,疏散的需要．３.地下街是城市规划的一部分,因此它与地面道路,站前广场等应相配合,形成一体,以充分发挥地下街的功能．４.地下街原则上禁止与地面建筑物的地下室相连,必须相连时设识别标志,设排烟通风设备．５.地下街要求在于２００平方米内设置隔火墙．⒑地下公共人行通道有效宽度的确定。P36答:地下街总规划中公共人行道的布置,应考虑使用者的方便以及易于金基石避难。公共人行道的宽度由下式决定,其值不满6m时,应采用6m。式中:W－地下公共人行通道的有效宽度(m)P－根据预测,预计20年后最大的一小时步行者人数(人数/小时)F－余裕宽度,两旁设有店铺时,F取2m,没有店铺时,F取1m。⒒地下商业街各项设施布置的基本要求。P37答:总体上说,其规划设计,必须与城市中心地区的规划相适应,并充分考虑其安全性、便利性、舒适性、健康性的要求。⒓了解地下商业街设计中的注意事项。(各组成部分)P37答:1、公用地下通道。形状－直线;标志－简单、易懂、明显、数量;每50m应设地下广场;当地下通道长度超过60m时,每隔30m设1个直通地面的台阶;宽度－W=P/1600+F(≥6m)2、台阶。通向地面的台阶有效宽度不小于1.5m;方便残疾人使用3、地下广场:有通风,排烟设施标志4、店铺。要设防灾设施;餐饮不使用明火;面积适中5、防灾中心。所处位置可监视整个地下街情况,必须的监视设施;灾情发生时,可及时指挥救灾,必须的救灾设施6、附属设施:使用方便(公用电话亭、公共厕所);坚固耐用;维修容易⒔影响隧道位置选择的主要因素。P75答:工程和水文地质条件、地形地貌条件、工程难易程度、投资和工期、施工技术和运营条件等。⒕越岭隧道平面和立面位置的选择。P75答:(1)越岭隧道平面位置选择:是指隧道垭口位置的选择,着重考虑垭口地质条件和隧道长度,垭口两侧展线的难易程度、线形和工程量的大小。(2)越岭隧道立面位置选择:是指的是隧道越岭标高的选择。考虑运营条件、经过能力的提高,宜采用低位置方案,但必须进行地形、地质、施工、运营、经济技术等多种因素综合比较来确定最优立面位置。⒖隧道洞口位置选定的原则。P77答:(1)应根据地质条件考虑”早进晚出”的原则,尽量避免大挖大刷破坏地层稳定状态。(2)洞口位置山体地质稳定、利于排水的地方。(3)洞口不宜设在排水困难的沟谷低洼处,一般宜将洞口设在沟谷地质条件较好的一侧山嘴处。(4)当洞口处为悬崖陡壁时,一般不宜扰动原坡面,避免落石或坍方的可能。一般采用贴壁进洞方式或接长明洞的方式。(5)洞口位置宜与地形等高线大致上正交,若为斜交时,应尽可能大斜交角度。(6)洞口位置的选择应减少对环境的影响考虑提前进洞。(7)当位于有可能被淹没的河滩,洞口的路肩设计标高应高于设计洪水位以上0.5m。(8)洞口部分埋深较小,应考虑附近的地上构筑物、地下埋设物对隧道的影响。(9)洞口的位置应预先考虑运营后,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)洞口应考虑设置防雪、防风和防路工程以及冻害工程的必要性。⒗隧道位于曲线上的缺点以及隧道坡度折减的原因及要求。P78答:(1)位于曲线上的缺点:a)曲线隧道建筑限界需加宽,净空尺寸相应加大,增加了开挖和衬砌的工程量。b)列车在曲线隧道内运行,空气阻力加大,地笑了部分机车牵引力,并使洞内通风条件恶化。c)列车在曲线隧道内行驶,产生的离心力使钢轨的磨耗严重,增加了线路的维修工作量。d)曲线隧道的施工难度加大,支护和衬砌技术较为复杂。(2)隧道坡度一般情况下需要折减,其原因是:a)在隧道内空气阻力大于明线段,列车产生隧道附加空气阻力;b)粘着系数由于隧道内潮湿而减小,机车的单位牵引力降低,降低的牵引力亦做阻力来考虑。(3)坡度折减要求:基于上述原因,隧道内线路的限制坡度要进行折减。限制坡度要在明线的限制坡度上乘以一个小于单位1的折减系数。⒘隧道净空、建筑限界以及隧道行车限界的含义。答:隧道净空:指隧道衬砌内轮廓线所包围的空间,包括建筑限界、通风及附属设备所需的断面积,以及富裕量和施工允许误差量等。建筑限界:指任何建筑物不得侵入的一种限界。道路隧道的建筑限界是由车道、路肩、路缘带、人行道等的宽度,以及车道、人行道的净高组成的。行车限界:指为了保证道路隧道中行车安全,在一定宽度、高度的空间范围内任何物件不得侵入的限界(建筑限界去除人行部分)。⒙曲线隧道净空加宽的的原因及加宽计算。(加宽平面示意图)——此题为计算题。P80解:加宽原因:⒈车辆经过曲线时,由于克服离心力,需要设置外轨超高车辆轴线两端向曲线外侧偏移,车辆轴线中间向曲线内侧偏移。⒉由于曲线外轨超高,车辆向曲线内侧倾斜,使车辆限界上的控制点在水平方向上向内移动了一个距离。加宽计算详见教材P80。⒚支护结构的基本作用及对支护结构的基本要求。P83答:基本作用:⒈与围岩组成较安全的隧道结构体系,承受各种荷载;⒉保持隧道断面的使用净空;⒊防止围岩质量恶化,提供光滑表面。基本要求:⒈必须能与围岩大面积地牢固接触,保证支护结构与围岩作为一个整体进行工作;⒉要允许隧道结构体系能产生有限制的变形,充分发挥围岩的承载能力减少支护结构的作用的,使两者更加协调工作;⒊要能分期施工,并使早期支护和后期支护相互配合,”主动”控制围岩的变形。⒛支护结构的基本类型(初期支护、永久衬砌)。答:初期支护:木支撑,钢支撑,锚杆和金属网支护,喷射混凝土和混凝土支护。永久衬砌:在坑道内树立模板、拱架,然后浇灌混凝土而成。按不同的围岩类别分:1.就地模筑砼整体式衬砌(刚性支护):⑴直墙式衬砌⑵曲墙式衬砌⒉装配式衬砌:⒊锚喷支护(柔性支护)⒋复合式衬砌(喷锚支护和新奥法施工相结合)21.洞门的基本作用及主要形式。P81答:作用:⒈减少洞口土石方开挖量;⒉边坡稳定边坡;⒊引离地面流水;⒋装饰洞口形式:⒈洞口环框:⒉端墙式洞门:⒊翼墙式洞门:22.交通隧道附属建筑物中,大、小避车洞和紧急停车带设置的相关要求。答:⑴小避车洞:不分道床种类,毎隔60m;宽2m凹入边墙1m,中心高2.2m。⑵大避车洞:碎石道床毎隔300m,整体道床毎隔420m;宽4m凹入边墙2.5m,中心高2.8m。隧道长度在300m以下,可不设大避车洞;300～400m内,在中央设一处大避车洞。紧急停车带:是为故障车辆离开干道进行避让,以免发生交通事故,引起混乱,影响通行能力而专供紧急停车使用的停车位置。紧急停车带间隔一般取500～800m。汽车专用隧道取500m,隧道长度≥600m时在中间设置一处;混合隧道取800m,隧道长度≥900m时在中间设置一处;紧急停车带有效长度:全挂车进入所需20m(最低15m)+两端延长(各5m)+预留;紧急停车宽度:3.0m。23.地下铁道路网的组成以及路网规划时应考虑的主要因素。P51答:⑴路网的组成:区间隧道(单线双线)、车站、附属建筑物(车辆段、变电所)⑵路网规划时应该考虑的问题:①路网中线路的主要走向要贯通城市的中心区(城市的主干道下)②要考虑城市的发展远景;③方便旅客使用;④在有条件的情况下,地铁应尽量与地面铁路相联;⑤考虑现实的可能性:技术要求、实际施工、设计能力、经济条件、自然条件24.车站的分类、站台的形式以及站台处理能力的决定因素。P57答:(一)地铁车站的类型:1、按车站设置位置分类:中心站、郊区站2、按运营功能分类:中间站:供旅客上下车换乘站:两条线路的交汇点,供上下车、供换线区间站:有折返设备的中间站,供列车折返终点站:一条线路的两端(特殊的区间站)3、按埋深分类:浅埋车站．深埋车站;4、按车站规模分类:一、二、三级站5﹑按车站与地面关系分类:地下车站﹑地面车站﹑高架车站;站台形式:大致分为侧式和岛式。站台处理能力决定于列车的停车时间、站台台阶的布置和宽度、站台的宽度等。25.站台宽度的计算(包括侧式站台和岛式站台)答:根据站台形式、柱子和用房布置确定。岛式:B=2b+2c+d(双柱)B=2b+c+2d(单柱)侧式台:B=b无柱B=b+c有柱26.围岩和岩体的定义以及岩体和岩石的主要性质。答:围岩:指地壳中受开挖隧道影响的那一部分岩体。岩体:由结构面结构体组合而成的具有结构特征的地质体。具有:①明显的非均匀性;②不连续性;③各向异性岩石:均质、连续和各向同性的介质。岩体的力学性质:变形特性:⒈抗拉变形;⒉抗压变形;⒊剪切变形(结构面控制):⑴沿结构面滑动;⑵结构面不参与作用,沿结构体岩石断裂;⑶在结构面影响下,沿岩石剪断。⒋流变(岩体变形的时间效应):⑴蠕变:应力不变,应变随时间增长;⑵松驰:应变不变,应力随时间衰减。岩体的强度:岩石的强度指它抵抗各种力的作用而不被破坏的能力。(分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度)27.围岩初始应力场的定义、组成及其变化规律。答:定义:在开挖隧道前岩体中就已经存在着一定的地应力场。组成:⒈自重应力场:指上覆岩体自重所产生的应力场。⒉构造应力场:地壳各处发生的一切构造变形与破裂都是地应力作用的结果。按形成的时间分为:⑴构造残余应力;⑵新构造应力。变化规律㈠自重应力场:⒈地应力是随深度成线性增加;⒉水平应力总是小于垂直应力,最多也只能与其相等㈡构造应力场:⒈垂直应力的量值随深度增加而增大,而且水平应力普遍大于垂直应力;⒉水平应力具有明显的各向异性,且具有很强的方向性。28.影响围岩稳定性的主要因素。答:⒈地质因素:⑴岩体结构类型;⑵结构面性质和空间的组合;⑶岩石的力学性质;⑷围岩的初始应力场;⑸地下水状况:①使岩质软化,强度降低;②冲走充填物质,使夹层软化,减少层间摩阻力促使岩块滑动;③使某些岩体遇水后膨胀,势能增大。⒉工程活动所造成的人为因素:⑴坑道的尺寸和形状;⑵施工中所采用的开挖方法。29.隧道围岩的分级及应考虑的因素。(中国山岭隧道围岩分级)答:中国铁路隧道围岩分级:考虑岩体的结构特征与完整性、岩石的强度、地下水、弹性波传播速度将隧道围岩分为六级。30.隧道支护结构的计算方法以及相应的计算模型和具体方法。答:计算方法大致分为:结构力学法、岩体力学法、信息反馈法及经验法。结构力学法:将支护和围岩分开考虑,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,与其对应的计算模式称为荷载——结构模式。隧道支护结构与围岩的相互作用是经过弹性支承对支护结构施加约束来体现的。岩体力学法:形变压力大小和分布规律不但与围岩的特性有关,而且还取决于支护结构的变形特性—刚度有关。采用整体复合模型,求解方法有数值法、剪切滑移破坏法和特征曲线法。信息反馈方法及经验方法:⒈理论反馈法:⑴直接反馈法(正算法);⑵间接反馈法(逆算法)。⒉经验反馈法:根据工程类比建立一些判断准则。⑴最大允许位移值;⑵位移速度;⑶时间—位移曲线(位移时态曲线)31.围岩的弹性抗力、收敛与约束的含义。答:弹性抗力:指由于支护结构发生向围岩方向的变形而引起围岩的被动抵抗力。收敛:当隧道开挖以后无支护时,围岩必然向洞室内挤入而产生挤向隧道内的变形,这种变形称为收敛。约束:施加支护以后,由于支护的支顶而约束了围岩的变形,称之为约束。32.二次衬砌基本稳定的标志及控制指标。答:二次衬砌基本稳定的标志是外荷载基本不再增加,位移不再变化,可用周边接触应力和位移值两项指标控制。33.地下工程施工的基础技术及施工方法的具体分类。答:与地下工程施工有密切关系的基础技术有:地基处理技术、锚固技术、支挡技术、衬砌技术、爆破技术、量测技术。施工方法具体分类:34.新奥法的具体含义,施工基本原则及施工基本要点。答:含义: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。基本原则:”少扰动,早支护,勤量测,紧封闭”施工基本要点:⑴开挖采用少扰动的控制爆破和较少的开挖步骤;⑵开挖尽量利用围岩的自承能力,发挥围岩自身支护作用;⑶及时施作柔性支护(钢拱架、喷射砼和锚杆);⑷在软弱破碎围岩地段,使断面及早闭合;⑸二次衬砌原则上是在围岩和初期支护变形基本稳定的条件下修筑;⑹尽量使隧道断面周边轮廓圆顺,避免棱角突变处应力集中;⑺施工中进行动态观测,合理安排施工程序,修正设计和施工。35.锚杆的种类及常见锚杆形式。答:⑴机械式锚固锚杆:楔缝式锚杆,胀壳式锚杆⑵粘结式锚固锚杆:端部粘结式锚固锚杆,全长粘结式锚固锚杆中国铁路隧道使用最多的是全长粘结的砂浆钢筋锚杆。⑶摩擦式锚固锚杆开缝管式锚杆膨胀管式锚杆36.盾构机的组成,分类以及盾构法施工的优缺点及一般步骤.答:盾构机是由承受外部荷载的钢壳和在其保护下进行开挖、组装衬砌及具有掘进功能的设备组成,分为切口环,支撑环和盾尾(P189)。优点:⑴地面作业很少(除竖井外),隐蔽性好,因噪声、振动引起的环境影响小;⑵隧道施工的费用和技术难度基本不受覆土深度的影响,适宜于建造深埋隧道;⑶穿越河底或海底时,不影响通航,也不受气候的影响;⑷穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时,对周围环境影响较小;自动化程度高、劳动强度低、施工速度较快。缺点:⑴施工设备费用较高;⑵覆土较浅时,地表沉降较难控制;⑶施作小曲率半径隧道时掘进较困难。一般步骤:⑴在盾构法隧道的起始端和终端各建一个工作井;⑵盾构机在起始端工作井内安装就位;⑶依靠盾构千斤顶推力(作用在已拼装好的衬砌环和工作井后壁上)将盾构机从起始工作井的墙壁开孔处推出);⑷盾构机在地层中沿着设计轴线推进,在推进的同时不断出和安装衬砌管片;⑸及时地向衬砌背后的空隙注浆,防止地层移动和固定衬砌环位置;⑹施工过程中,适时施作衬砌防水;37.了解各施工方法的施工顺序。38.辅助施工方法的分类。答:辅助工法按其作用目的分为稳定掌子面、控制地表下沉和加强围岩、地下水处理三类。39.地下工程防水原则及地下水防治的主要措施。答:原则:防、截、排、堵相结合,因地制宜,综合治理。防:隧道有一定防水能力,一般采用防水混凝土或者塑料防水板。排:设置排水设施,减少渗水压力和渗水量。截:设置截水设施,对拱顶地表水、积水采取清除。堵:采用注浆、喷涂、嵌填材料、防水抹面等方法对隧道进行防护。主要措施:隔水、排水、堵水⒈隔水:利用不透水或透水材料。⒉排水:⑴将地下工程顶部以上的地表水有效地排去;⑵人工降低地下水位;⑶允许地下水经过防水板背后的排水系统或侧壁后的排水系统。⒊堵水:向岩体中注入防水材料,注浆止水。40.优良防水材料应具备的特性。答:⒈耐候性;⒉抗渗性;⒊对外力温差变化的适应性;⒋整体性。41.地下渗漏水工程修补原则及方法。答:⒈渗漏水的三种形式:点的渗漏、缝的渗漏、面的渗漏。按渗漏水量不同分为:慢渗、快渗、漏水和涌水。⒉封堵原则:⑴查找并切断漏水源,使修堵工作在无状态下进行;⑵减少渗漏水面积;⑶选择适宜的材料与工艺。⒊渗漏水封堵方法:⑴孔眼渗漏水:a.水压较小(2N以下)孔洞不大,直接快速堵塞法b.水压较高(水头>4m)孔洞不大,木楔堵