隧道试题及答案

隧道试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.隧道按用途分类时，以下不属于交通隧道的是（）A.铁路隧道B.输水隧道C.公路隧道D.城市地铁隧道答案：B2.新奥法（NATM）的核心思想是（）A.强支护、早封闭B.充分发挥围岩自承能力C.全断面一次开挖D.采用钢拱架作为主要支护答案：B3.我国《公路隧道设计规范》（JTG3370.1-2018）中，围岩分级的主要依据是（）A.岩石单轴饱和抗压强度与岩体完整性指数B.地下水状态与地应力大小C.隧道埋深与跨度D.施工方法与支护类型答案：A4.隧道施工中，超前小导管支护的主要作用是（）A.增强二次衬砌承载力B.加固掌子面前方围岩C.提高初期支护刚度D.控制地表沉降答案：B5.隧道净空断面设计时，不包含以下哪项内容（）A.建筑限界B.结构安全空间C.施工误差预留D.通风管道安装空间答案：D6.监控量测中，属于必测项目的是（）A.围岩内部位移B.锚杆轴力C.拱顶下沉D.二次衬砌应力答案：C7.隧道防排水设计应遵循的原则是（）A.以堵为主、限量排放B.以排为主、完全疏干C.防、排、截、堵结合，因地制宜D.仅设置防水层，不考虑排水答案：C8.盾构法施工中，管片拼装的主要顺序是（）A.底部→标准块→邻接块→封顶块B.封顶块→邻接块→标准块→底部C.标准块→底部→邻接块→封顶块D.邻接块→标准块→底部→封顶块答案：A9.隧道洞口段施工时，通常优先采用的开挖方法是（）A.全断面法B.台阶法C.环形开挖预留核心土法D.双侧壁导坑法答案：C10.隧道衬砌混凝土浇筑时，拱顶部位应采用（）A.泵送自密实混凝土B.干硬性混凝土C.普通喷射混凝土D.沥青混凝土答案：A11.以下不属于隧道施工辅助作业的是（）A.施工通风B.装碴运输C.超前地质预报D.监控量测答案：B12.隧道围岩压力计算中，普氏理论假设围岩破坏后形成的是（）A.矩形松动区B.梯形松动区C.抛物线形松动区D.三角形松动区答案：D13.隧道二次衬砌的施作时间应满足（）A.初期支护变形基本稳定后B.开挖完成后立即施作C.监控量测数据出现异常时D.围岩等级为Ⅰ级时答案：A14.隧道施工中，瓦斯检测的重点区域是（）A.仰拱部位B.拱顶及开挖工作面C.二次衬砌背后D.排水沟答案：B15.以下关于隧道逃生通道设置的要求，错误的是（）A.逃生通道内径不小于800mmB.距开挖面距离不大于20mC.采用钢管或钢筋混凝土管D.随开挖面推进及时接长答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1.隧道的主体建筑物包括（洞身衬砌）和（洞门）。2.围岩分级中，岩体完整性指数（Kv）是（岩体弹性纵波速度）与（岩石弹性纵波速度）的平方比。3.新奥法的三大支柱是（光面爆破）、（喷锚支护）和（监控量测）。4.隧道施工通风方式分为（压入式）、（吸出式）和（混合式）三种。5.超前支护常用方法包括（超前小导管）、（管棚）、（超前锚杆）等。6.隧道防排水系统中，常用的排水设施有（环向盲管）、（纵向盲管）和（中央排水沟）。7.隧道开挖方法选择的主要依据是（围岩等级）、（隧道断面尺寸）、（施工技术条件）和（工期要求）。8.隧道衬砌结构的主要形式有（整体式混凝土衬砌）、（复合式衬砌）和（装配式衬砌）。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述公路隧道建筑限界的组成内容及其作用。答：公路隧道建筑限界是为保证隧道内各种交通的正常运行与安全，而规定的在隧道横断面中必须保留的空间范围。其组成包括：（1）行车道宽度：根据设计速度和车道数确定，满足车辆通行需求；（2）侧向宽度：包括路缘带和检修道（或人行道）宽度，保障车辆安全侧向净空；（3）余宽：为防止车辆行驶时偶然偏离车道而设置的安全空间；（4）检修道或人行道高度：不小于2.5m，满足人员通行和设备检修需求；（5）净高：一般不小于5m（高速公路），确保车辆垂直方向通行安全。作用是限定隧道衬砌结构内部净空的最小尺寸，确保运营期车辆、行人及设备的安全。2.比较矿山法与盾构法在隧道施工中的适用条件及优缺点。答：适用条件：矿山法（钻爆法）：适用于各种地质条件（尤其是硬岩、破碎围岩），隧道断面灵活（从20㎡到200㎡以上），埋深不限；盾构法：适用于软土、砂层、淤泥等软弱地层，断面多为圆形（直径3-15m），长距离隧道（一般＞1km）更经济。优缺点：矿山法优点：断面适应性强，设备投入较低；缺点：对围岩扰动大，进度慢（月进尺30-100m），安全风险较高（尤其在不良地质段）。盾构法优点：机械化程度高，进度快（月进尺150-400m），对地表沉降控制好；缺点：设备昂贵（盾构机造价数千万），断面形状固定，地质适应性差（遇硬岩需特殊刀具）。3.说明隧道监控量测中“必测项目”与“选测项目”的区别，并列举3个必测项目的具体量测方法。答：区别：必测项目是隧道施工中必须开展的基本监测项目，用于判断围岩稳定性和支护结构安全，数据直接指导施工；选测项目是根据地质条件、隧道规模等特殊需求选择的补充项目，用于深入分析围岩-支护体系力学行为。必测项目及方法：（1）拱顶下沉：采用精密水准仪+铟钢尺，在拱顶布设测点，定期测量高程变化；（2）周边收敛：使用收敛计（或全站仪非接触量测），量测隧道两侧壁间的水平位移；（3）地表沉降（浅埋隧道）：在隧道轴线地表布设监测点，通过水准测量记录沉降值。4.分析隧道二次衬砌产生裂缝的主要原因，并提出防治措施。答：主要原因：（1）结构设计不合理：衬砌厚度不足、混凝土强度等级偏低、未设置变形缝；（2）施工质量问题：混凝土浇筑不密实（漏振、欠振）、养护不到位（早期失水）、拆模时间过早；（3）围岩压力过大：围岩变形未稳定即施作衬砌，后期围岩压力持续作用导致衬砌受拉破坏；（4）温度应力：大体积混凝土内外温差超过25℃，产生温度裂缝；（5）地下水侵蚀：硫酸盐、氯离子等对混凝土的化学腐蚀。防治措施：（1）优化设计：根据围岩等级合理确定衬砌厚度和混凝土强度，在地质变化处设置变形缝；（2）严控施工质量：采用分层浇筑（每层30-50cm）、高频振捣，加强养护（覆盖保湿≥14天），拆模时间需满足混凝土强度≥80%设计值；（3）控制施作时机：待初期支护变形速率≤0.2mm/d且累计变形≤设计值的90%时再施作二次衬砌；（4）降低温度应力：采用低热水泥，分层浇筑并埋设冷却水管，控制入模温度≤30℃；（5）加强防排水：设置完善的防水板+盲管系统，减少地下水对衬砌的侵蚀。5.简述隧道超前地质预报的主要方法及其适用场景。答：主要方法及适用场景：（1）地质调查法（常规预报）：通过地表地质测绘、洞内地质编录，分析围岩产状、节理裂隙发育情况，适用于所有隧道，是其他方法的基础；（2）物探法：地震波反射法（TSP、TRT）：探测距离100-200m，适用于长距离超前预报（如断层、溶洞）；地质雷达（GPR）：探测距离10-30m，分辨率高，适用于短距离探测（如围岩破碎带、富水带）；瞬变电磁法（TEM）：探测地下水分布，适用于富水地层（如岩溶区、断层带）；（3）钻探法：超前水平钻：取芯验证，探测距离30-50m，适用于对物探异常区的精准验证；加深炮孔：利用开挖炮孔加深至5-10m，适用于短距离快速预报；（4）超前导坑法：在主洞一侧开挖小导坑（断面5-10㎡），直接揭示前方地质，适用于特长隧道（如3km以上）。四、计算题（每题10分，共30分）1.某公路隧道位于Ⅲ级围岩中，围岩容重γ=22kN/m³，普氏系数f=2.5，隧道跨度B=10m，计算该隧道的垂直围岩压力（采用普氏理论）。解：普氏理论中，垂直围岩压力计算公式为：q=γ·h其中，松动圈高度h=B/(2f)已知B=10m，f=2.5，代入得：h=10/(2×2.5)=2mq=22×2=44kN/m²答：垂直围岩压力为44kN/m²。2.某隧道初期支护采用系统锚杆，围岩为Ⅳ级，锚杆设计参数为：直径φ22mm，长度L=3.5m，间距1.2m×1.2m（纵×横）。若锚杆与围岩的粘结强度τ=0.5MPa，计算单根锚杆的抗拔力，并判断是否满足《公路隧道施工技术规范》（JTG/T3660-2020）中Ⅳ级围岩系统锚杆抗拔力≥80kN的要求。解：单根锚杆抗拔力T=π·d·L·τ其中，d=0.022m（直径），L=3.5m，τ=0.5MPa=0.5×10⁶Pa计算得：T=3.14×0.022×3.5×0.5×10⁶≈3.14×0.077×5×10⁵≈3.14×3.85×10⁴≈120.89kN规范要求≥80kN，120.89kN＞80kN，满足要求。答：单根锚杆抗拔力约为120.9kN，满足规范要求。3.某隧道二次衬砌采用C30混凝土（轴心抗压强度设计值fc=13.8MPa），衬砌厚度d=500mm，计算其能承受的最大均布压力（假设衬砌为等厚圆拱，按素混凝土偏心受压构件简化计算，不考虑钢筋作用，安全系数取1.5）。解：素混凝土衬砌的极限承载力公式（简化）：Pmax=(fc·d)/K其中，K为安全系数，取1.5代入数据：Pmax=(13.8×10⁶Pa×0.5m)/1.5=(6.9×10⁶)/1.5=4.6×10⁶Pa=4.6MPa答：二次衬砌能承受的最大均布压力约为4.6MPa。五、案例分析题（共30分）背景资料：某双向四车道公路隧道，设计时速80km/h，全长1200m，埋深50-80m，围岩以Ⅳ级为主（局部Ⅴ级），采用复合式衬砌（初期支护：C25喷射混凝土25cm+φ22砂浆锚杆L=3.5m@1.2m×1.2m+I20a钢拱架@1.0m；二次衬砌：C35模筑混凝土45cm）。施工至DK1+350-DK1+380段时，监控量测数据显示：拱顶下沉速率由0.3mm/d骤增至1.2mm/d（累计下沉18mm，设计允许值25mm），周边收敛速率由0.2mm/d增至0.8mm/d（累计收敛15mm，设计允许值20mm），同时掌子面出现渗水现象，围岩裂隙发育，局部掉块。问题：1.分析该段围岩变形异常的可能原因（10分）。2.提出针对性的处理措施（10分）。3.说明后续施工中应加强的监控量测工作（10分）。答案要点：1.可能原因：（1）地质条件变化：原设计Ⅳ级围岩实际为Ⅴ级（裂隙发育、渗水导致围岩软化，自承能力降低）；（2）初期支护参数不足：钢拱架间距1.0m可能偏大（Ⅴ级围岩应加密至0.5-0.8m），喷射混凝土厚度25cm可能不够（Ⅴ级围岩需25-30cm，但结合渗水可能需增加厚度或增设钢筋网）；（3）施工质量问题：锚杆未全长粘结（注浆不饱满）、钢拱架基底虚渣未清理（导致支护下沉）、喷射混凝土存在空洞（未密贴围岩）；（4）开挖方法不当：可能采用了台阶法但上台阶高度过大（＞1/3跨度），或两台阶间距过长（未及时封闭成环）；（5）地下水影响：渗水导致围岩软化，围岩压力增大。2.处理措施：（1）立即暂停开挖，对掌子面进行封闭（喷射5-10cm混凝土），防止围岩进一步松弛；（2）加强初期支护：钢拱架间距由1.0m调整为0.8m（局部Ⅴ级段加密至0.5m）；增设锁脚锚杆（每榀拱架打设4根φ42×3.5mm小导管，L=4.0m，注浆加固基底）；在喷射混凝土中增加钢筋网（φ8@20cm×20cm），或采用钢纤维喷射混凝土提高抗拉性能；（3）超前支护：在掌子面前方施作超前小导管（φ42×3.5mm，L=4.0m，环向间距0.3m，外插角10°-15°），注浆加固前方围岩；（4）加快初期支护封闭成环：缩短台阶长度（上台阶长度≤3D，D为隧道跨度），及时施作仰拱（距掌子面距离≤35m）；（5）治水措施：对渗水点采用引排（埋设半圆管）+局部注浆（水泥-水玻璃双液浆），降低围岩含水量；（6）加强监控量测：加密监测频率（由每天1次改为每天2次），增设围岩内部位移测点（了解深部变形）。3.后续监控量测加强措施：（1）加密测点布置：在DK1+350-DK1+400段，拱顶下沉、周边收敛测点间距由5m调整为2-3m；（2）增加监测项目：选测项目：围岩内部位