《隧道施工技术》课程试题库考试重点(4)

2019-08-30 21:12

23.什么是掘进方式?掘进方式的选择原则有哪些?

答:掘进方式是指对坑道范围内岩体的挖出方式(即破岩方式)。

掘进方式的选择原则是:应主要考虑坑道范围内被挖除岩体的坚固性,掘进方式对岩体的扰动程度、围岩的抗扰动能力(即其稳定性),其次要考虑开挖方法、作业空间大小、机械配备能力、工期要求、工区长度、经济性等因素的影响,进行综合分析,选用既经济、快速、又不严重影响围岩稳定的掘进方式。

24.雷诺儿导爆管的优点有哪些?

答:塑料导爆管具有抗电、抗火、抗冲击性能好:起爆传爆性能稳定,甚至扭结、1800对折、局部断药、管端对接仍能正常传爆:安装简单、使用方便、价格便宜、运输和使用过程中抗破坏能力强、且可作为非危险品运输等优点。

25.常用出渣运输方式有哪几种?各有什么优点? 答:常用的出渣运输方式有:无轨运输和轨道运输。

无轨运输的优点是:不需要铺设复杂的运输轨道,洞内改道方便,对其他工序的干扰较小,尤其是可借助仰拱栈桥同时安排仰拱施工,更符合现代隧道工程理论的基本准则和新奥法施工的基本原则。车辆走行灵活、调头方便、运输速度快、配套设备少、不需太多的辅助设施,组织和管理工作简单,能适用于弃渣离洞口较远和道路坡度较大的场合,是一种适应性较强的和较为经济的运输方式。

26.简述普通水泥砂浆锚杆的施工要点有哪些?

答:(1)黏结砂浆应拌和均匀,并调整其和易性,随拌随用,一次拌合的砂浆应在初凝前用完。

(2)先注浆后插杆体时,注浆管注浆管应先插到钻孔底,开始注浆后,徐徐均匀的将注浆管往外抽出,并始终保持注浆管口埋在砂浆内,以免浆中出现空洞。

(3)注浆体积应略多于需要体积,将注浆管全部抽出后,应立即迅速插入杆体,可用锤击或通过套筒用风钻冲击,事杆体强行插入钻孔。

(4)杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%,实际黏结长度亦不应短于设计长度的95%。注浆是否饱满,可根据孔口是否有砂浆挤出来判断。

(5)杆体到位后要用木楔在孔口卡主,防止杆体滑出。砂浆为达到设计强度的70%时,不得随意碰撞,一般规定三天内不得悬挂重物。

27.喷射工艺有哪几种?各有何优缺点?

答:喷射混凝土的工艺有干喷、潮喷、湿喷和混合喷四种。

干喷的缺点是产生的粉尘量大,回弹量大,加水是有喷嘴处的阀门控制的,水灰比的控制程度与喷射手操作的熟练度有关,干喷混凝土强度和密实度均较低,但使用的机械较简单,机械清洗和故障处理容易。

潮喷产生的粉尘量、回弹量均较干喷有一定程度的降低,潮喷混凝土强度和密实度也有所改善。

湿喷混凝土在喷射过程中产生的粉尘和回弹量很少,湿喷混凝土质量容易控制,其强度和密室度均较好,是应当发展和推广应用的喷射工艺。湿喷工艺对喷射机的机械性能要求较高,发生堵管等机械故障时,清洗和处理较麻烦。

混合混凝土的质量较干喷混凝土质量好,且粉尘和回弹率有大幅度降低。但使用机械数量较多,工艺稍复杂,机械配合和故障处理较麻烦。

28.超前支护的种类有哪些?各有什么特点?适用于什么条件? 答:超前支护有超前锚杆和超前管棚两种类型:

(1)超前锚杆:超前锚杆是沿开挖轮廓线、以稍大的外插角,向开挖面前方一定范围内安装斜向锚杆,其柔性较大而整

体刚度较小,地下水很少的一般软弱破坏围岩的隧道工程。

(2)超前管棚是利用沿开挖轮廓线,以稍大的外插角,向开挖面前方打入的钢管或钢板与钢拱架构成的一种钢管棚架活钢板棚架。采用先行插入前方围岩内的钢管活钢板做纵向支撑,钢拱架做环向支撑,整体刚度大,对围岩变形的限制能力较强。主要适用于早期围岩压力来得快、来得大的软弱破碎围岩,且对围岩变形及地表下沉有较严格限制要求的隧道工程中。

29.隧道施工量测的目的是什么?

答:(1)提供监控设计的依据和信息:掌握围岩力学形态的变化和规律:掌握支护的工作状态。 (2)指导施工,预测险报、做出工程预测、确立施工对策、监视险情、安全施工。

(3)校核工程理论,完善工程类比方法:为理论解析、数值分析提供计算数据与对比指示:工程类比提供产考指标:地下工程设计与施工积累经验资料。

(4)工程运营期间的监控手段:掌握工程运营的安全状况:及时发现险情,及时采取相应的补救措施。 30.简述地下水对隧道的影响有哪些?

答:地下水对隧道的影响主要表现在以下两个方面:

(1)对施工的影响:施工期间,地下水的作用不仅降低了围岩的稳定性,增加开挖的困难程度。而其增加了支护的难度和费用,甚至需采取超前支护或预注浆堵水和加固围岩。

(2)影响隧道的正常运营,隧道运营期间,地下水常从混凝土衬砌的施工缝、变形缝、裂缝甚至混凝土孔隙等通道渗漏进隧道中。造成洞内通信、供电、照明等施设因受潮而锈蚀:路面积水结冰,影响行车安全等。

31.隧道施工通风的作用有哪些?通风方式有哪几种?各有什么优缺点?

答:通风可以有效的降低有害气体的浓度,供给足够的新鲜空气,稀释并排除有害气体和降低粉尘浓度,降低洞内温度、湿度、改善劳动条件,保障作业人员的身体健康。

通风方式有自然通风和强行机械通风两类。

自然通风是利用洞室内外的温差或风压差来实现通风的一种形式,一般仅限于短直隧道,且受洞外气候条件的影响极大,因而完全依赖于自然通风是较少的。机械通风是通过设置一系列通风机械,送入活吸空气来达到通风换气目的,在自然通风不能完成通风任务时,才考虑机械通风,目前绝大多数隧道都采用机械通风。

32.钻爆发施工时,洞内主要有哪些有害气体?控制标准分别为多少?

答:钻爆法施工有害气体有:(1)一氧化碳(co)不大于30mg/m3.当作业时间短暂时,一氧化碳浓度可放宽。作业时间在1h内为50mg/m3,在0.5h以内为100mg/m3,在15min—25min内为200mg/m3,在上述条件下反复作业时,两次作业时间间隔必须在2h以上。(2)二氧化碳(co2);按体积计,不得超过0.5%。(3)二氧化氮(NO2);氧化物换算成二氧化氮应在5mg/m3以下。

33.隧道工程中陈其材料的选择原则是什么?常用的材料有哪些?

答:陈其材料的选择原则:应具有足够的强度和耐久性,在某些环境下还必须具有抗冻、抗渗和化学侵蚀性。此外,还应该满足就地取材、降低成本、施工方便及易于机械化施工等要求。常用以下材料:

(1)混凝土与钢筋混凝土 (2)片石混凝土 (3)料石或混凝土块 (4)喷射混凝土

34.隧道内层衬砌施作方法有哪两种?各有什么特点?

答:(1)顺作法:由上到下顺序连续施工,及先进行上部拱墙施工,通常采用整体模板台车配混凝土输送泵分段浇筑。然后施作下部仰拱、填充和底板,只需配备挡头板就可进行灌筑。顺作法施工程序简化、无逆做施工缝、衬砌整体性能好、衬砌受力状态好等优点,但需配备整体模板台车和专用的仰拱栈桥设备,及相应拌制、运输、输送能力的混凝土机械设备。

(2)逆作法:隧道设计仅有底板而无仰拱,施工先施作上部拱墙,后施作底板。逆作法何以避免底板与拱墙衬砌和开挖作业的相互干扰。

35.洞口段施工时注意事项有哪些?

答:洞口施工应遵循“先护后挖”的基本准则,注意事项如下:

(1)早现场清理作施工准备时,应先清理洞口上方及侧方有可能滑塌的表土,灌木及山坡危石等。平整洞顶地表,排除积水,整理随到周围流水沟渠。之后施作洞口边、仰坡顶处的天沟。

(2)洞口施工应避开雨季和融雪期。洞口土石方开挖,应按设计要求进行边、仰坡放线,自上而下逐段开挖,不得掏底开挖或上下重叠开挖。若需爆破开挖,应进行爆破设计,严格控制装药量,严禁采用深眼大爆破,以免影响边、仰坡的稳定。

(3)洞口圬工基础必须置于稳固的地基上。须将虚渣杂物、泥化软层和积水清除干净。对于地基强度不够时,可结合具体条件采取扩大基础、桩基、压浆加固地基等措施。

(4)洞门拱墙应与洞内相邻的拱墙衬砌同时施工连接成整体,确保拱墙连接良好。洞门端墙的砌筑与回填应两侧同时进行,防止对衬砌产生偏压。

(5)洞口段洞身施工时,应根据地质条件,地表沉陷控制以及保障施工安全等因素选择开挖方法和支护方式。 (6)洞门完成后,洞门以上仰坡角受破坏处,应及时处理。 36.接长式明洞施工方法有哪些?适用于什么条件?各自的施工步骤? 答:接长式明洞施工方法有:

(1)全部明挖先墙后拱法:适用于埋置深度较浅,边、仰坡开挖支护后能暂时稳定或已成路?中增建明洞地段。其施工步骤:从上而下分台阶开挖,先做好两侧边墙,在做拱圈,最后做防水层及洞顶回填。

(2)部分明挖墙拱交错法:适用于半路?、原地面边坡陡峻,由于地形限制不能先做拱圈,或由于外侧地层松软,先做拱圈可能发生较大沉陷,先墙后拱有困难时。施工步骤:开挖至起拱线后,先间隔挖开或横向与中线垂直间隔拉槽,灌筑部分分墙,在做拱圈,最后挖马口做其余边墙。

37.隧道施工中对溶洞处理有哪些措施? 答:隧道遇到溶洞常用的处理方法有:

(1)引。遇到暗河或溶洞有水流时,宜排不宜堵。在查明水源流向及其与隧道的位置的关系后,用暗管、涵洞等设施宣泄水流或开凿泄水洞将水排除洞外。

(2)堵。对以停止发育、跨径小、无水的溶洞,根据起与隧道相交的位置及填充情况采用混凝粘土等回填封闭或加深边墙基岩。

(3)越。对狭长而较深的熔洞,可加深边侧的边墙基础、砌筑圬工支墙、筑拱或设置桥台架梁越过。 (4)绕。对处理困难且耗时时,可采取迂回导坑绕过溶洞,继续隧道前方施工并同时处理溶洞。 37.施工现场布置应遵循什么原则?

答:施工前要根据洞口的地形特点,结合劳动力安排、机械设备、材料用量、工期要求、施工方法和弃渣场位置等因素,进行全面规划统筹安排、合理布置,使工地秩序井然,忙而不乱,充分发挥人力、物力的最大效能,为快速施工创造条件。

38、施工成本管理的目的和原则?

答:目的:以尽量减少的物质消耗和活劳动消耗实现较大的经济效益,增强企业自主经营自负盈亏、自我发展、自我约束的能力。

原则:成本核算要正确划分费用界限,将已发生的费用按照性质归集和分配。为成本核算和分析提供真实的成本资料。各项生产费用应严格按照有关费用科目进行归集之外,还要按照一定程序在各个成本核算对象之间进行分配和汇总。

39、掘进机法的施工程序? 答:(1)掘进机循环开始时,前支撑移动到主机架的前端,将撑靴撑紧在洞壁上。仰拱刮板与仰拱处的岩面轻微接触,收回后下支撑,撑紧洞壁,大刀盘转动,同时用推进千斤顶将转动的大刀盘向前推进,进入掘进状态。

(2)在向前推进到达推进千斤顶的一个行程终点时,大刀盘停止转动,结束掘进。放下后下支撑,同时仰拱刮板支撑大刀盘,此时整个机器的重量全部由前、后支撑支承。

(3)收回两对水平支撑靴,移动水平支撑到主机架的前端。掘进机掘进方向的调整可以通过后下支撑进行水平、垂直的调整,达到调整目标。

(4)当水平支撑移动到前端限位后,又重新撑紧在洞壁上。此时收回后下支撑,仰拱刮板与仰拱又转换成浮动接触状态。此时掘进机即处于准备进行下一个掘进循环。

40、地表下沉量的目的是什么? 答:(1)了解地表下沉范围及量值;

(2)了解地表及地中下沉随工作面推进的规律; (3)地表及地中下沉稳定的时间。 41、公路隧道的作用有哪些? 答:(1)改善路线技术指标; (2)缩短路程和行车时间; (3)提高运营效益。

42、隧道开挖采用控制爆破有哪几种方法,它们之间有何区别?

答:隧道开挖采用控制爆破分为光面爆破与预裂爆破。它们之间最大区别在于起爆顺序不同: (1)光面爆破:掏槽眼—辅助眼—周边眼—底板眼; (2)预裂爆破:周边眼—掏槽眼—辅助眼—底板眼 综合应用题一

背景材料

某隧道工程里程桩号为K6+900-K8+100,全长为1200m。其中,K6+900-K7+280为Ⅲ类围岩,K7+280-K7+860为Ⅱ类围岩,其余为Ⅳ类围岩。根据设计要求Ⅱ类围岩掘进时,应进行超前支护(采用超前锚杆在圆心夹角120o扇形弧长范围内按0.4m间隔分布钻眼打入),超前锚杆每根长度5m,超前支护的每一循环,要求在纵向每根搭接1m。

经监理批准,施工单位对刚进入Ⅱ类围岩这一段较好岩层的钻爆掘进进尺采用2m一循环,而且初期支护的跟进能满足超前支护的要求。当施工到K7+360处时,发现Ⅱ类围岩的岩层状况较差,经业主、监理和施工单位三方研究调整掘进进尺为每一掘进循环不超过1.5m,以保证施工安全。施工单位为了使施工进度尽量少受影响采用最大进尺1.5m,即每一钻爆进尺为1.5m,在3个1.5m掘进循环完成后进行一次超期支护。

问题

从施工组织和技术的角度评价施工单位在K7+360处以后的Ⅱ类围岩施工中采取的掘进进尺方案合理性,为什么?

答案

Ⅱ类围岩较好的一般情况下取2m是可以的,而且经监理同意。但在K7+360以后的开挖掘进,都按1.5m的循环是不正确的,三个1.5m是4.5m,就不能保证超前锚杆至少搭接1m的要求,所以为了加快进度最多采用两个1.5m再加上一个1.0m来完成一次超前锚杆的支护。

综合应用题二

背景材料

某公路隧道是单洞双车道形式,开挖的单圆心半径R=5.6m,直立边墙高为3m,要求采用新奥法施工,进行喷锚等形式的初期支护。现有两座隧道工程,1号隧道里程是K5+100-K6+310,主要是Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类围岩;2号隧道里程是K6+350-K6+500,位于紧靠乌江一侧的高山侧面,整个2号隧道受到偏压并且主要Ⅱ类、Ⅲ类围岩。对于Ⅱ类围岩的掘进,要求超前支护支护并在初期支护中增加格栅钢拱架支护。1号隧道的进口处K5+100可以进洞施工,有工作面。1号隧道的出口处和2号隧道的进口处无法专门修建临时道路形成工作面进洞,必须从2号隧道的出口处K6+500,打通2号隧道后,出了2号隧道的进口,从1号隧道的出口处K6+310进洞施工。工程开工时间为施工当年的5月15日。

某公路工程公司中标,负责该工程的施工。公路工程公司规定在第二年的3月15日实现两座隧道的上台阶全部掘进贯通。公司对整个隧道工程作了如下分工和要求:

1、公司的第一工程处负责1号隧道的K5+100-K5+800,长度为700m。从隧道的进口处进洞施工,出渣场位于K4+900处。 2、公司的第二工程处负责1号隧道的K5+800-K6+300和整个2号隧道,共计650m长。从2号隧道的出口处K6+500开始进洞施工,出渣场位于K6+680处。

3、两个工程处施工的工程分界线位于1号隧道的K5+800处。为了保证工程按时完工。在规定的两座隧道上台阶全部贯通时

间到达时(即第二年3月15日),先到达分界线的工程处,可以越过分界线将另一工程处的工程作为自己的工程进行施工,直到贯通为止。昕增加隧道长度的工程量将纳入该工程处的工程费用中。

作为公司的第二工程处考虑到上述原因,对2号隧道的施工提出了两个施工组织方案进行选择:

1、为了加快施工进度,避免1号隧道上台阶不能按时贯通造成的工程量减少的经济损失,采用在2号隧道上台阶先挖通一个宽6m的靠近拱顶的导洞。这样既能尽快进行1号隧道的开挖又能满足2号和1号隧道的出渣运输要求。

2、采取在2号隧道上台阶全部开挖并支护,在2号隧道的上台阶挖通后再进行1号隧道的七台阶开挖。

问题

请对两个施工组织设计方案作出选择,并从组织、技术、经济的角度评价其合理性,为什么?

答案

1、应该选择第二方案。 2、选择理由是:

(1)第一方案,表面上是加快进度,力争尽快进行1号隧道的挖掘推进,以避免工程量减少带来的损失,实际上是不可行的。先打通一个导洞,由于岩层是Ⅱ类或Ⅲ类围岩再加上受到偏压,挖掘时要进行支护(例如喷锚支护)以保证施工安全;如果开挖的位置不是隧道上弧开挖线,不仅造成经济的浪费而且增加今后上台阶开挖的难度。Ⅱ类围岩的格栅钢拱架更增加困难和浪费。总之,第一方案在技术、组织、经济上是不合理的。

(2)第二方案,按正常上台阶全部开挖,对支护没有增加任何经济的浪费和技术难度,主要是担心影响1号隧道的开挖进度,使工程量减少经济受损。从上台阶全部贯通的时间要求分析,用台阶法进行上台阶的开挖,只要能保证每天2.5m左右的进度就能满足全部贯通的时间要求。要做到这一点,在实际的隧道施工中是容易做到的。

综合应用题三

背景材料

某高速公路隧道最大埋深约为130m,设计净高5.0m,净宽14.0m,隧道长940m。隧道区域内主要为微风化黑云母+长花岗岩,局部有微风化煌班岩脉穿插。围岩以Ⅳ-Ⅴ类为主。进口段为Ⅱ-Ⅲ类围岩,岩体裂隙不甚发育,稳定性较好。隧道区域内地表水系不发育,区域内以基岩裂隙水为主,浅部残坡基层赋存松散岩类孔隙水,洞口围岩变化段较发达。施工单位采用新奥法施工,Ⅱ-Ⅲ类围岩采用松动爆破,Ⅳ-Ⅴ类围岩采用定向爆破方案。

问题

1、根据本隧道围岩状况,施工单位采用的爆破方案是否正确?应采取何种爆破方法? 2、试述隧道钻爆方法有几种炮眼?各种爆破方法首先起爆的是什么炮眼?

答案

1、不正确。Ⅱ-Ⅲ类围岩应采用预裂爆破,Ⅳ-Ⅴ类围岩应采用光面爆破。

2、掏槽眼、辅助眼、周边眼、底板眼;预裂爆破首先起爆的是周边眼,光面爆破首先起爆的是掏槽眼。

综合应用题四 背景材料

某二级公路隧道为单洞双向行驶两车道隧道,全长4279m,最大埋深1049m.隧道净空宽度9.14m,净空高度6.98m,净空面

2

积为56.45m.该隧道位于一盆地边缘的雪宝山区,主要突起寒武系三游洞组至三叠系大冶组地层,其围岩主要为弱风化硬质页岩,属Ⅱ类围岩,稳定性较差。根据该隧道的地质条件和开挖断面宽度,承包人拟采用台阶分部法施工。

问题

1、承包人采用的开挖施工方法是否合理?说明理由; 2、承包人采用的台阶分部开挖顺序为:(1)上部开挖;(2)拱部锚喷支护;(3)中核土开挖;(4)拱部衬砌;(5)下部开挖;(6)边墙锚喷支护和衬砌;(7)灌筑仰拱;试说明开挖顺序是否正确。若不正确,请列出正确开挖顺序。

答案

1、开挖方法选择合理。理由是台阶分部法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩地段。本隧道为Ⅱ类弱风化硬质页岩,稳定性较差。

2、开挖顺序不正确。应为:(1)上部开挖;(2)拱部锚喷支护;(3)拱部衬砌;(4)中核土开挖;(5)下部开挖;(6)边墙锚喷支护及衬砌;(7)灌筑仰拱。

综合应用题五 背景材料

某二级公路隧道穿越的岩层主要由砂层泥岩和砂岩组成,为Ⅱ-Ⅲ类围岩,设计采用新奥法施工,台阶法开挖,复合式衬砌,防水层设计为塑料防水板。在隧道开挖工程中,由于地下水发育,洞壁局部有股水涌出,特别是断层地带岩石破碎,裂隙发育,涌水更为严重。洞口段由于洞顶覆盖层较薄,岩隙发育。开挖中地表水从岩石裂隙中渗入洞内,导致该段两次冒顶,塌方。

问题

1、针对上述地质和涌水情况,你认为在施工中应采取哪些水害处治措施?

2、衬砌混凝土的施工缝和沉降缝,采用塑料止水防水时,施工中应符合哪些要求?

答案

1、处理涌水可用辅助方法有:超期钻孔或辅助坑道排水;超前小导管预注浆;超前围岩预注浆堵水;井点降水及深井降水。


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