隧道工程试题带参考答案

隧道工程试题带参考答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列隧道分类中，属于按用途划分的是（）。A.短隧道（L≤500m）B.交通隧道C.浅埋隧道（H≤2b）D.岩石隧道2.公路隧道围岩分级的主要指标不包括（）。A.岩石单轴饱和抗压强度B.围岩完整性指数C.地下水状态D.隧道埋深3.新奥法施工中，初期支护的主要作用是（）。A.承担全部围岩压力B.提供安全储备C.及时约束围岩变形，发挥围岩自承能力D.防止二次衬砌开裂4.下列开挖方法中，适用于大断面隧道（跨度＞14m）且围岩稳定性较差的是（）。A.全断面法B.台阶法（两台阶）C.CD法（中隔壁法）D.环形开挖预留核心土法5.隧道超前小导管注浆施工中，小导管的外插角通常控制在（）。A.3°~5°B.5°~10°C.10°~15°D.15°~20°6.喷射混凝土的早期强度（1天）应不低于（）。A.5MPaB.10MPaC.15MPaD.20MPa7.隧道防排水系统中，环向盲管的间距一般为（）。A.2~5mB.5~10mC.10~15mD.15~20m8.隧道监控量测中，必测项目不包括（）。A.净空收敛B.拱顶下沉C.围岩内部位移D.地表沉降（浅埋段）9.隧道通风方式中，压入式通风的优点是（）。A.污风由洞内排出，工作面空气新鲜B.风筒承受压力小，不易漏风C.适用于长距离独头掘进D.设备成本低，安装方便10.隧道二次衬砌施工的最佳时机是（）。A.开挖后立即施作B.初期支护完成后1周内C.围岩和初期支护变形基本稳定后D.监控量测显示变形速率持续增大时11.下列隧道塌方的主要诱因中，属于施工因素的是（）。A.断层破碎带B.地下水富集C.爆破参数不合理D.围岩级别判定错误12.公路隧道建筑限界中，行车道宽度对于双向四车道的要求是（）。A.7.5mB.8.5mC.9.75mD.10.5m13.隧道仰拱施工时，应一次浇筑的长度不宜小于（）。A.3mB.5mC.8mD.10m14.下列支护结构中，属于柔性支护的是（）。A.钢筋混凝土衬砌B.钢拱架C.喷射混凝土D.模筑混凝土15.隧道施工中，瓦斯浓度超过（）时应立即停止作业并撤离人员。A.0.5%B.1.0%C.1.5%D.2.0%二、填空题（每题2分，共20分）1.新奥法的三大支柱是光面爆破、喷锚支护和__________。2.隧道围岩分级中，围岩基本质量指标（BQ）的修正因素包括地下水状态、__________和初始应力状态。3.隧道开挖中，超挖回填应采用__________或同级混凝土，严禁用虚渣回填。4.管棚施工中，钢管的搭接长度应不小于__________m。5.隧道监控量测中，净空收敛和拱顶下沉的量测断面间距，对于IV级围岩一般为__________m。6.喷射混凝土的粗骨料粒径应不大于__________mm，以避免回弹量过大。7.隧道防排水系统中，防水板的搭接宽度应不小于__________mm，采用双焊缝焊接。8.公路隧道内轮廓设计时，检修道或人行道的宽度一般不小于__________m。9.隧道施工通风中，风管口距开挖面的距离，压入式通风不宜超过__________m。10.隧道塌方处理的原则是“__________、强支护、早封闭、勤量测”。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述新奥法的基本原理及其核心思想。2.列举隧道超前支护的主要类型，并说明其适用条件。3.隧道监控量测的主要目的是什么？必测项目和选测项目各包括哪些？4.初期支护与二次衬砌的作用有何区别？设计时应如何协调两者的关系？5.隧道防排水系统由哪些部分组成？施工中应重点控制哪些环节？四、计算题（每题15分，共30分）1.某公路隧道埋深H=45m，围岩级别为IV级，围岩重度γ=22kN/m³，围岩松散系数K=0.4（根据规范查表）。假设隧道跨度B=12m，高度Ht=8m，试计算该隧道的垂直围岩压力q（单位：kPa）。2.某隧道初期支护采用C25喷射混凝土（轴心抗压强度设计值fcd=11.5MPa），已知作用于初期支护的最大压应力σ=3.5MPa，喷射混凝土厚度设计为25cm。试验算该厚度是否满足要求（安全系数取1.5）。五、案例分析题（20分）某双向四车道公路隧道，设计时速80km/h，埋深35m，围岩级别III级（单轴饱和抗压强度30MPa，完整性指数0.6，无地下水）。施工采用台阶法（上台阶高度4.5m，开挖进尺1.5m），初期支护为喷射混凝土（C25，20cm厚）+格栅钢架（间距1.0m）。上台阶开挖后2小时，拱顶出现局部掉块，随后发生塌方，范围约长4m、宽3m、高2m（体积24m³）。现场调查发现：爆破后未及时初喷混凝土，格栅钢架架设滞后开挖面约5m，监控量测数据显示拱顶下沉速率为5mm/d（规范允许值≤3mm/d）。问题：（1）分析本次塌方的主要原因。（2）提出塌方后的应急处理措施。参考答案一、单项选择题1.B2.D3.C4.C5.B6.A7.B8.C9.A10.C11.C12.B13.B14.C15.B二、填空题1.监控量测2.软弱结构面产状3.喷射混凝土4.35.10~206.157.1508.0.759.1510.先治水三、简答题1.新奥法基本原理：利用围岩的自承能力，通过合理的支护结构和施工方法，使围岩与支护共同作用形成承载体系。核心思想：①围岩是主要承载结构，支护仅起辅助作用；②采用光面爆破减少对围岩的扰动；③通过监控量测动态调整支护参数；④初期支护（喷锚）及时封闭围岩，控制变形；⑤二次衬砌在围岩稳定后施作，作为安全储备。2.超前支护类型及适用条件：①超前锚杆：适用于IV~V级围岩，围岩完整性较好，超前长度3~5m，外插角10°~20°；②超前小导管：适用于IV~VI级围岩，围岩松散或有裂隙，管径42~50mm，长度3~5m，注浆加固；③管棚：适用于极破碎围岩、断层带或浅埋段，管径89~159mm，长度10~40m，形成“棚架”支护；④地表注浆：适用于浅埋隧道或洞口段，通过地表钻孔注浆加固围岩；⑤超前围岩深孔预注浆：适用于大断层、富水段，注浆范围广，加固效果好。3.监控量测目的：①掌握围岩和支护的动态变化，指导施工；②验证设计参数，优化支护结构；③预警塌方、变形超限等风险，确保施工安全；④积累数据，为类似工程提供参考。必测项目：净空收敛、拱顶下沉、地表沉降（浅埋段）、洞口段地表观察；选测项目：围岩内部位移、支护结构内力、围岩压力、锚杆轴力、钢架应力。4.初期支护与二次衬砌的作用区别：初期支护是施工阶段的主要承载结构，通过喷锚及时约束围岩变形，与围岩共同承担荷载；二次衬砌是永久结构，主要作用是提供安全储备、承受后期围岩压力（如流变）、防水及外观美化。协调关系：设计时应使初期支护具有一定的柔性（允许围岩适当变形以释放应力），避免初期支护过强导致围岩压力集中；二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作，避免过早承受过大荷载；两者共同形成“复合式衬砌”，初期支护与二次衬砌之间设防水板，减少水压力传递。5.防排水系统组成：①防水层（PVC或EVA防水板）；②排水盲管（环向、纵向、横向盲管）；③中心排水沟（或侧沟）；④施工缝、变形缝防水（止水带、止水条）；⑤围岩注浆堵水（局部漏水段）。施工控制环节：①防水板铺设前检查初期支护表面平顺度（凸凹差≤5cm），避免刺破防水板；②防水板搭接宽度≥150mm，双焊缝检测（充气法，压力0.25MPa，10min降压≤10%）；③盲管安装固定牢固，坡度符合设计（≥0.5%），避免堵塞；④施工缝清理干净，止水带居中埋设，混凝土浇筑时避免移位；⑤注浆施工控制压力（0.5~1.0MPa）和浆液扩散范围，防止漏注或超注。四、计算题1.垂直围岩压力q计算：根据《公路隧道设计规范》（JTG3370.1-2018），IV级围岩松散压力计算公式为：q=γ·H·K其中，H为隧道埋深（45m），γ=22kN/m³，K=0.4（松散系数）。代入数据得：q=22×45×0.4=396kPa。2.喷射混凝土厚度验算：喷射混凝土需承受的最大压应力σ=3.5MPa，安全系数K=1.5，因此设计允许压应力[σ]=fcd/K=11.5/1.5≈7.67MPa。实际压应力σ=3.5MPa≤[σ]=7.67MPa，因此25cm厚的喷射混凝土满足要求。五、案例分析题（1）塌方主要原因：①施工不规范：爆破后未及时初喷混凝土（规范要求初喷应在开挖后立即施作，厚度≥4cm），导致围岩暴露时间过长，自稳能力丧失；②支护滞后：格栅钢架架设滞后开挖面约5m（III级围岩台阶法支护应紧跟开挖面，一般不超过2榀钢架间距，即2m），无法及时约束围岩变形；③监控量测预警未落实：拱顶下沉速率达5mm/d（超过规范允许值3mm/d），未及时采取加固措施（如加密钢架、增加喷射混凝土厚度）；④爆破参数可能不合理：上台阶开挖进尺1.5m（III级围岩台阶法进尺一般控制在1.0~1.2m），单次爆破扰动范围过大，破坏围岩完整性。（2）应急处理措施：①立即停止开挖，撤离危险区域人员，设置警戒；②清除塌方区边缘危石，采用喷射混凝土（厚5~8cm）封闭塌方面，防止扩大；③对塌方空洞进行回填：小体积塌方（＜50m³）可采用片石混凝土回