隧道

第一章1、隧道的概念。P1隧道是埋置于地层中的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。以某种用途、在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于2㎡的洞室。2、隧道的具体分类。p3（1）交通隧道a、铁路隧道b、公路隧道c、水底隧道d、地下铁道e、航运隧道f、人行地道（2）水工隧道a、引水隧洞b、尾水隧洞c、排沙隧洞（3）市政隧道a、给水隧道b、污水隧道c、管路隧道d、线路隧道e、人防隧道（4）矿山隧道a、运输巷道b、给水巷道c、通风巷道3、隧道设计与计算理论的发展阶段。（？？？）第二章1、地质调查测绘包含的内容。P13（1）铁路工程地质技术规范总要求。（2）地形地貌调查主要是查明隧道通过地段的山体的自然情况，其中包括山坡的形态和坡度、合流两岸阶地对称情况、山体垭口和鞍部的分水岭的分布。（3）地层岩性调查要查明隧道通过地段的地层时代、地层程序、地层岩性及岩性变化，查明地层接触关系。（4）地质构造调查地质构造与隧道围岩稳定性和施工地质灾害关系最密切，所以它是隧道工程地质勘测的核心工作。调查的重点是褶皱、断层、节理、侵入体或岩脉等。（5）水文地质调查地下水增加了隧道施工的难度，隧道开挖又常常引起地下水的流失，影响隧道所在地段的居民用水。（6）滑坡、落石、岩堆、泥石流和岩溶地质调查主要查明这些不良地质是否存在及其性质，存在的位置及其范围，不良地质的规模及其对隧道施工和隧道本身的影响。（7）地温的测定地温对隧道施工，特别是对深埋隧道施工有很大影响。2、地质调查的内容。P14，重点调查的重点是褶皱、断层、节理、侵入体和岩脉等。褶皱调查主要内容包括：褶皱的基本类型、形态类型、两翼的地层时代和岩性、褶皱核部的位置、褶皱轴线走向、轴面产状等。断层调查的主要内容包括：断层的存在和证据，断层的位置和产状，断层的破碎带宽度和物质组成，断层的力学性质等。节理调查的主要内容包括：节理的组数和发育程度，主要节理的产状和力学性质，风化裂隙的影响范围和深度等。3、地质超前预报的内容。P16（1）地区地质分析与宏观地质预报（2）不良地质及灾害地质超前预报（3）重大施工地质灾害临警预报4、地质超前预报的方法，掌握物理探测法及具体概念。P16（1）地质分析法地质调查与推断是隧道地质超前预报最基本的方法，可以随时进行，不干扰施工。（2）超前平行导坑预报法在隧道内或隧道附近开挖一平行的小断面导坑，对导坑出露的地质编录、素描、作图，综合分析其地层岩性、地质构造、水文地质情况，根据地质理论预测相应段隧道的工程地质和水文地质条件，以及可能发生地质灾害的位置、性质、规模，并提出防治措施意见。（3）超前水平钻孔法用钻探设备向开挖面前方钻探，直接揭示隧道开挖面前方几十米的地层岩性、岩体结构、构造、地下水、岩溶洞穴充填物及其性质、岩体完整程度等资料，还可通过岩芯试验获得岩石强度等定量指标，适用于已经基本认定的主要不良地质区段。（4）物理探测法物理探测法是利用物体物性差异进行地质判断的间接方法。a、TGP12隧道地质预报系统TGH12一起动态范围大，可通过改变偏移距离和激发能量来实现增加预报距离。b、TSP超前预报系统超前预报系统具有使用范围广、预报距离长、时间短、对施工干扰小、费用少等优点，可推断断层和岩石破碎带等不良地质体的位置、规模、产状及岩石动力参数。c、负视速读法负视速读法是将常规地震勘探中的钻孔垂直地震剖面法应用于水平状态的隧道中，具有明显的方向特征，开挖面前方反射信息不受周围干扰，识别不良地质体界面的精确度高，预报距离可达100m以上，对施工干扰很小。d、地质雷达法地质雷达是利用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标体或地下界面进行扫描，以确定其内部结构形态和位置的电磁技术。e、红外探水法地下水的活动会引起岩体红外辐射场强的变化，探测开挖面或洞壁四周这种变化，可以推测是否有隐藏的含水体。5、岩体的基本工程性质。P19（1）岩体处于一定的天然应力作用之下这种应力状态时指岩体在天然状态下所具有的内在应力，可称之为岩体的初始应力，也有人称它为地应力。a、自重应力场b、构造应力场：由于构造运动的作用，使得岩体内积存了一定的应力，称它为构造应力。（2）岩体物理力学性质的不均匀性（对整个岩体而言，在各个点有偏差）相同的天然岩体其物理力学性质随在岩体中所测点的空间位置不同而有差异，呈现出岩体的不均匀性。（3）岩体是由结构面分割的多裂隙体岩体与一般材料的差别在于它是由结构面纵横切割的多裂隙体。所谓结构面是指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低的地质界面。结构面的存在，决定着岩体的完整程度，关系着岩体的力学介质属性，即控制岩体的强度、变形和破坏特征。岩体中结构面按成因类型可分为三类：原生结构面、构造结构面、次生结构面（4）岩体具有各向异性（对个别岩石而言）岩体中由于岩石的结构、构造具有方向性，使岩体强度、变形，甚至渗透等性质在不同方向上显示出差异，称为岩体的各向异性。（5）岩体具有可变性一般来说，较完整的岩体是比较坚固的，对于许多岩体来说，作为工程建筑物的地基、介质或建筑材料，能满足要求。但是坚硬、完整的岩体并不是绝对不变的。从地质观点来看，地壳总是处在不停的运动和变化之中，岩体必然也是在各种地质作用下不断变化的。（6）单向应力状态下岩石的变性特征（7）三轴压缩下岩石的强度及变形特征天然岩体多处于三向受力状态，因而三向应力状态下的岩石力学特征，与岩石地基承载力的确定、岩层褶曲与断裂的研究，以及深孔钻探、边坡稳定和地下工程岩体受力状态的研究都有密切的关系。（8）裂隙岩体的强度性质裂隙岩体变形及强度性质的研究是目前岩体力学研究的重大课题之一。实验研究结果表明，裂隙岩体的强度随着裂隙组数的增加明显减小，但当裂隙组数增加到一定的程度之后，强度不再继续降低，而接近岩体的残余强度。6、围岩分级三大基本要素及其各自分级方法。P26（1）与岩性有关的要素，例如分为硬岩、软岩、膨胀性岩类等。（2）与地质构造有关的要素，如软弱结构面的分布于形态、风化程度等。（3）与地下水有关的要素，。7、围岩的分级方法。P26（1）以岩石强度或岩石的物性指标为代表的分级方法a、以岩石强度或岩石的物性指标为基础的分级方法这种围岩分级方法，单纯以岩石的强度为依据。b、以岩石的物性指标为基础的分级方法。（2）以岩体构造、岩性特征为代表的分级方法a、泰沙基分级法这种分级法是在早期提出的，限于当时条件，仅把不同岩性、不同构造条件的围岩分成九类，每类都有一个相应的地压范围值和支护措施建议。b、以岩体综合物性为指标的分级方法（3）与地质勘探手段相联系的分级方法a、按弹性波（纵波）速度的分级方法b、以岩石质量为指标的分级方法—RQD方法（4）组合多种因素的分级方法8、围岩基本分级及其修正。P30基本分级：铁路隧道围岩划分为6级，见P30，表2-4-3隧道级别的修正：（1）地下水影响的修正a、软化围岩b、软化结构面c、承压水作用（2）围岩初始地应力状态修正围岩初始地应力状态，当无实测资料时，可根据隧道工程埋深、地貌、地形、地质、构造运动史、主要构造线与开挖过程中出现岩爆、岩芯饼化等特殊地质现象做出评估。第三章1、什么是垭口。P33当线路跨越分水岭时，分水岭的山脊线上总会有高程低处，称之为垭口。2、什么是山脊线。山脊上最高点的连线称为山脊线3、傍山隧道的选择原则。P36“宁里勿外”，在河谷线上，隧道位置以稍向内靠为好。为了使隧道顶上（洞口段除外）有足够的覆盖岩体，隧道结构不致受到侧压，还能形成自然拱，洞顶以上外侧应有足够的厚度。4、各种不同地质情况隧道走向。P36（1）单斜构造区在单斜构造的地质条件下，必须事先把岩层的构造和倾角大小调查清楚，一定要尽可能避开大型软弱结构面。尽量不要把隧道中线设计成与软弱结构面的走向一致或平行，要正交或有一定交角。（2）褶皱构造区背斜的岩层受弯而在上面出现节理、裂隙，切割岩体成为上大下小的楔块，楔块受到两侧邻块的挟制，使得楔块的重量由邻块分担，因而只产生小于原重的压力。与之相反，向斜地层受弯而在下面开裂，切割岩体成为上小下大的楔块，这种楔块在重力的作用下，极易脱离母岩而坠落，于是产生较大压力，也就是给结构物以较大荷载，而且在施工时，极易发生掉块或坍方，对工程产生不利影响。因此，隧道穿过褶曲构造时，选在背斜中要比在向斜中有利。如果恰在褶曲的两翼，将受到偏侧压力，结构需要加强。（3）断层构造区在断层构造地区，断层带中的岩体呈破碎状态，称为断层碎裂体；当严重揉挤时可成为泥状。断层带的强度很低，而且往往是地下水的通道。选择隧道位置时，应尽量避开。不得已时，隧道走向要与断层走向隔开足够的安全距离。（4）不良地质区a、滑坡地区隧道通过这种地段时，将会受到突然的土体推力，有时会把结构物挤压破坏，或是剪切断开。如果对滑坡面的位置已经了解清楚，可以把隧道置于滑坡面以下稳定岩体中。b、崩塌地区选择隧道位置时，最好不要沿这类山坡通过。不得已时，应当尽可能地把隧道置于山体之中，穿过稳定的岩层。岩体崩塌的情形不太严重，而洞口又必须在崩塌地区时，则可设置一段明洞来解决。c、岩堆地区隧道通过这类地区时，开挖极易发生坍方，给施工带来极大困难。这时，宜把隧道位置放在岩堆以下的稳定岩体中。d、泥石流在选择隧道位置时，务必躲开泥石流泛滥区，如躲避不开，也应选在泥石流下切深度以下的基岩中。e、溶洞地区选择隧道位置时，应尽可能避开。如无法避开时，应探明溶洞的规模、性质和与隧道的位置关系，采取相应的设计、施工措施。f、瓦斯地区隧道开挖时，有害气体逸出，轻则致人窒息，重则引起爆炸，危害甚大。选择隧道位置时，应尽量避开。g、地下水选择隧道时，最好不从富水区通过。5、隧道洞口位置选择原则。P38“早进晚出”（1）洞口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底低洼处。在一般情况下，垭口沟谷在地质构造上是最薄弱的环节，常会遇到断层带、古坍方、冲积土等不良地质。（2）洞口应避开不良地质地段，以及避开地表水汇集处。（3）减少洞口路堑段长度，延长隧道，提前进洞。（4）当隧道线路通过岩壁陡立，基岩裸露处时，最好不要刷动或少刷动原生地表，以保持山体的天然平衡。此时洞口位置应根据具体情况，采取贴壁进洞或设置一段明洞。（5）洞口线路宜与等高线正交。使隧道正面进入山体，洞口结构物不致受到偏侧压力。（6）当线路位于有可能被水淹没的河滩或水库回水影响范围以内时，隧道洞口标高应高出洪水位加波浪高度，以防洪水灌入隧道。（7）为确保洞口的稳定和安全，边坡及阳坡均不宜开挖过高。6、坡道形式。P41（1）单面坡多用于线路的紧坡地段或是展线地区，因为单面坡可以争取高程，拔起或降落一定的高度。单面坡隧道两洞口的高程差较大，由此产生的气压差和热位差也大，能促进洞内的自然通风。它的确定是：在施工阶段，对于下坡开挖，洞内的水自然地流向开挖工作面，使开挖工作受到干扰，需要随时抽水外排。此外，运渣时，空车下坡重车上坡，运输效率低。（2）人字形坡道多用于长隧道，尤其是越岭隧道。因为越岭无需争取高程，而垭口两端都是沟谷地带，同是向下的人字形坡道，正好符合地形条件。优点：施工时水自然流向洞外，排水措施相应地简化，而且重车下坡，空车上坡，运输效率高。缺点：列车通过时排除的有害气体聚集在两坡间的顶峰处，尽管用机械通风，有时也排除不干净，长时间积累，浓度渐渐增大，使司机以及洞内维修人员的健康受到影响。7、坡道折减的原因。（重要）P42（1）列车车轮与钢轨踏面间的黏着系数降低——机车的牵引能力有时是由车轮与轨面之间的粘着力来控制的。（2）洞内空气阻力增大——列车在隧道内行驶，犹如一个活塞，洞内空气将像活塞那样给前进的列车以空气阻力，使列车的牵引力减弱。8、坡段连接。P43变坡点采用圆曲线形竖曲线连接。9、隧道界限及净空的概念。P44（1）隧道净空是指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。（2）机车车辆限界是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸。（3）基本建筑限界是指线路上各种建筑物和设备均不得侵入的轮廓线。它的用途是保证机车车辆的安全运行及建筑物和设备不受损害。（4）隧道建筑限界是指包围“基本建筑限界”外部的轮廓线。即要比“基