隧道答辩试题及答案

隧道答辩试题及答案一、填空题（每空1分，共20分）1.公路隧道按长度分类时，长度为3500m的隧道属于______隧道；铁路隧道中，长度超过______m的隧道需设置紧急救援站。2.新奥法施工的三大支柱是______、______和______。3.隧道围岩分级的主要依据是______和______，其中______是围岩基本质量指标。4.隧道初期支护中，喷射混凝土的强度等级一般不低于______，钢筋网的网格尺寸宜为______mm。5.盾构法施工中，刀盘扭矩主要由______、______和______三部分组成。6.隧道防排水设计遵循“______、______、______、______”的原则。7.隧道监控量测中，必测项目包括______、______、______和地表沉降（洞口段及浅埋段）。二、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下关于隧道净空的描述，正确的是（）。A.净空是指衬砌内轮廓线所包围的空间B.净空仅包含建筑限界，不考虑施工误差C.铁路隧道净空需满足机车车辆限界，无需考虑设备限界D.公路隧道净空高度应低于设计车辆高度0.5m以上2.新奥法的核心思想是（）。A.强支护、早封闭B.充分利用围岩自承能力C.全断面一次开挖D.采用钢拱架作为主要支护结构3.某隧道围岩为Ⅳ级，采用台阶法施工时，上台阶高度一般控制在（）。A.1~2mB.3~4mC.5~6mD.7~8m4.关于超前小导管注浆，下列说法错误的是（）。A.小导管直径一般为32~50mmB.注浆压力需根据围岩裂隙发育程度调整C.小导管外插角通常为5°~15°D.注浆材料优先选用高强度水泥-水玻璃双液浆5.隧道二次衬砌的施作时间应满足（）。A.初期支护表面出现大量裂缝时B.围岩和初期支护变形基本稳定后C.开挖后立即施作D.监控量测数据显示变形速率持续增大时6.盾构选型时，若地层为高透水性砂卵石层，优先选择（）。A.土压平衡盾构B.泥水平衡盾构C.硬岩TBMD.单护盾TBM7.隧道涌水的主要来源不包括（）。A.大气降水渗入B.断层破碎带地下水C.隧道施工爆破产生的裂隙水D.承压水层的静水压力8.关于隧道防排水系统，下列描述正确的是（）。A.环向排水管应沿隧道纵向每10m设置一道B.防水板铺设时，相邻板的搭接宽度不小于100mmC.施工缝处只需设置中埋式止水带D.盲沟的作用是将地下水引排至隧道内排水沟9.某隧道拱顶下沉监测数据显示，连续3天的日变形速率为0.8mm/d、0.7mm/d、0.6mm/d，此时应（）。A.立即停止施工并撤离人员B.加强监测频率，继续观察C.增大初期支护刚度D.提前施作二次衬砌10.隧道洞口段施工时，“早进晚出”原则的主要目的是（）。A.减少洞口段开挖量B.避免破坏山体自然边坡C.提高施工效率D.降低通风能耗三、简答题（每题6分，共30分）1.简述隧道围岩分级的意义及主要步骤。2.对比分析台阶法与全断面法的适用条件及优缺点。3.说明隧道初期支护与二次衬砌的作用差异，并阐述二者在受力过程中的协同关系。4.列举隧道监控量测中选测项目的5种类型，并说明其监测目的。5.简述盾构法施工中“铰接装置”的功能及设置原则。四、计算题（每题10分，共20分）1.某隧道设计净空宽度为10.5m，初期支护施工后实测净空收敛数据如下：左侧拱腰至右侧拱腰的初始距离为10.62m，3天后测得距离为10.58m，7天后测得距离为10.55m。已知该隧道围岩为Ⅲ级，设计允许收敛值为30mm。（1）计算3天和7天的累计收敛量；（2）判断7天后的收敛状态是否满足设计要求，并说明理由。2.某隧道采用超前小导管注浆加固，设计参数如下：小导管长度L=4m，环向间距a=0.4m，外插角θ=10°，隧道开挖轮廓线半径R=5m。假设小导管注浆扩散半径r=0.5m，计算单根小导管的有效加固范围体积（π取3.14，结果保留两位小数）。五、论述题（每题15分，共30分）1.结合工程实例，论述隧道塌方的主要诱因及预防措施。2.从地质条件、施工效率、经济性和安全性角度，对比分析矿山法与盾构法在城市地铁隧道中的适用性。答案一、填空题1.长；100002.光面爆破；锚喷支护；监控量测3.围岩基本质量指标（BQ）；修正系数；BQ4.C25；150×150~200×2005.刀盘与围岩的摩擦力矩；切削力矩；泥饼粘附力矩6.防；排；截；堵7.拱顶下沉；净空收敛；地表沉降（洞口段及浅埋段）二、单项选择题1.A（净空是衬砌内轮廓线所包围的空间，需包含建筑限界并预留施工误差和变形量；铁路隧道需同时满足机车车辆限界和设备限界；公路隧道净空高度应高于设计车辆高度）2.B（新奥法核心是利用围岩自承，通过锚喷支护控制围岩变形）3.B（Ⅳ级围岩台阶法上台阶高度一般为3~4m，约为隧道高度的1/3~1/2）4.D（小导管注浆材料优先选用单液水泥浆，双液浆适用于需要快速凝固的地层）5.B（二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作，避免承受过大形变压力）6.B（泥水平衡盾构适用于高透水性地层，可通过泥浆压力平衡地下水）7.C（隧道涌水来源为自然水体，施工爆破产生的裂隙是导水通道，非水源）8.B（防水板搭接宽度不小于100mm；环向排水管间距一般为5~10m；施工缝需结合中埋式止水带和背贴式止水带；盲沟将水引排至纵向排水管）9.B（Ⅲ级围岩允许日变形速率≤1mm/d，当前速率持续下降且未超阈值，需加强监测）10.B（“早进晚出”减少对山体边坡的破坏，保护生态并降低洞口边仰坡失稳风险）三、简答题1.意义：围岩分级是隧道设计和施工的基础，直接影响支护参数选择、开挖方法确定及工程安全。主要步骤：①确定围岩基本质量指标BQ；②根据地下水状态、软弱结构面产状、初始应力状态进行修正，得到修正后的[BQ]；③结合工程经验划分围岩级别（Ⅰ~Ⅵ级）。2.台阶法适用条件：围岩中等稳定（Ⅲ~Ⅳ级），隧道跨度较大（10~15m）。优点：开挖面稳定性较好，支护及时；可灵活调整台阶长度。缺点：工序多，进度较慢；上下台阶干扰大。全断面法适用条件：围岩稳定（Ⅰ~Ⅱ级），隧道跨度较小（≤12m）。优点：工序少，进度快；施工机械利用率高。缺点：对围岩稳定性要求高；一旦发生变形，处理难度大。3.作用差异：初期支护（锚喷支护+钢拱架）主要作用是及时约束围岩变形，利用围岩自承能力；二次衬砌（模筑混凝土）主要提供安全储备，承受后期围岩压力及防水作用。协同关系：初期支护与围岩共同组成承载结构，二次衬砌在围岩变形基本稳定后施作，分担部分荷载；二者通过界面粘结力协同工作，形成复合式衬砌结构。4.选测项目及目的：①围岩内部位移（测斜仪）：监测围岩深层变形，判断松动圈范围；②锚杆轴力（钢筋计）：评估锚杆受力状态，验证支护效果；③围岩压力（压力盒）：量测围岩与支护间接触压力，优化支护参数；④支护结构内力（应变计）：监测喷射混凝土、钢拱架应力，防止结构开裂；⑤孔隙水压力（渗压计）：分析地下水对围岩稳定性的影响，指导防排水设计。5.铰接装置功能：①调整盾构掘进方向，适应曲线段施工；②减少盾构与围岩的摩擦力，降低推进阻力；③提高盾构对复杂地层的适应性。设置原则：①铰接油缸数量根据盾构直径确定（一般8~16个）；②铰接间隙需满足最大转弯半径要求（通常为隧道设计曲线半径的1/100~1/200）；③铰接密封需具备高防水性，防止地下水渗漏。四、计算题1.（1）累计收敛量=初始距离-当前距离。3天收敛量：10.62m-10.58m=0.04m=40mm；7天收敛量：10.62m-10.55m=0.07m=70mm。（2）设计允许收敛值为30mm，7天累计收敛量70mm＞30mm，不满足要求。需分析原因（如围岩变差、支护不及时），并采取加强支护（增设钢拱架、加密锚杆）或调整开挖步长等措施。2.有效加固范围为圆柱体（小导管长度L=4m，扩散半径r=0.5m）扣除超出开挖轮廓的部分。小导管在隧道横断面上的投影长度L’=L×cosθ=4×cos10°≈4×0.9848≈3.939m；加固圆柱体体积V=πr²L=3.14×0.5²×4=3.14×0.25×4=3.14m³；超出开挖轮廓的长度ΔL=L’-R=3.939-5=-1.061m（负值表示未超出），故有效体积为3.14m³（若ΔL为正，需扣除超出部分体积，本题中无需扣除）。五、论述题1.塌方诱因：①地质因素：断层破碎带、软弱围岩（如Ⅴ级围岩）、地下水富集；②设计因素：支护参数不足（如锚杆长度不够、喷射混凝土厚度不足）；③施工因素：开挖进尺过大（如Ⅳ级围岩单次开挖超过2榀钢拱架间距）、支护不及时（开挖后未在4小时内封闭成环）、爆破振动过大（振速超过5cm/s）；④监测因素：未及时发现变形异常（如日收敛速率超过5mm/d未预警）。预防措施：①超前地质预报（TSP、地质雷达），提前探明不良地质；②优化支护参数（Ⅴ级围岩采用大管棚+双层小导管超前支护，初期支护采用I20b钢拱架，间距0.5m）；③控制开挖进尺（Ⅴ级围岩采用微台阶法，上台阶进尺≤0.5m）；④及时封闭成环（仰拱距掌子面距离≤35m）；⑤加强监控量测（Ⅴ级围岩量测频率1次/2h，变形速率超阈值时立即停止开挖并加固）。工程实例：某高速公路隧道穿越页岩夹泥岩地层（Ⅴ级围岩），初期采用台阶法开挖，进尺1.5m，未及时施作仰拱，导致拱顶下沉速率达8mm/d，最终发生塌方。后调整为三台阶临时仰拱法，进尺0.5m，增设φ108大管棚（长度30m），仰拱距掌子面控制在25m内，后续施工未再出现塌方。2.适用性对比：（1）地质条件：矿山法对复杂地质（如破碎围岩、浅埋偏压）适应性强，可通过超前支护（小导管、管棚）处理；盾构法依赖地层均匀性，软土（淤泥质黏土）需控制出土量防坍塌，硬岩（花岗岩）需高功率刀盘。（2）施工效率：盾构法连续掘进，日进尺8~12m（软土），效率远高于矿山法（日进尺2~4m）；但盾构始发/接收需2~3个月准备，矿山法可快速开工。（3）经济性：盾构法初期投资高（盾构机约5000万元），但长距离