地下工程概論試卷A-答案_(西南交通大學(xué)) 一、填空(每空0.5分，共15分) 1.1隧道按其施工方法，一般能夠分為圓形、方形/箱形、馬蹄形等幾種斷面形式。 1.2我國鐵路隧道圍巖分級(jí)的基本指標(biāo)有巖石硬度、圍巖完好程度，其修正因素有地下水、初始應(yīng)力場等。 1.3地下構(gòu)造在地應(yīng)力〔主動(dòng)荷載〕作用下，支護(hù)構(gòu)造的一部分將發(fā)生向圍巖方向的變形，此時(shí)，圍巖會(huì)對(duì)支護(hù)構(gòu)造產(chǎn)生反作用力來抵制這種變形，這種反作用力就稱為彈性抗力，其大小常用溫克列爾〔Winkler〕假定為基礎(chǔ)的局部變形理論來確定。而支護(hù)構(gòu)造的另一部分則背離圍巖向著隧道內(nèi)變形，構(gòu)成所謂脫離區(qū)。 1.4沉管法施工中，管段制作方式有鋼殼方式、干船塢方式。 1.5隧道工程中的地質(zhì)調(diào)查，一般包括下面幾個(gè)階段，即規(guī)劃階段、設(shè)計(jì)階段、施工階段、維修管理階段。 1.6地鐵車站站臺(tái)形式大體分為側(cè)式站臺(tái)和島式站臺(tái)，站臺(tái)的寬度由乘降人數(shù)、升降臺(tái)階的位置、和寬度。 1.7當(dāng)代城市為補(bǔ)充地面空間的缺乏而修建的地下街是融商業(yè)、交通及其他設(shè)施為一體的綜合地下服務(wù)群體建筑。 1.8水封式貯槽的類型按貯藏的壓力可分為常壓和加壓兩種；按水床類型可分為固定水床、變動(dòng)水床。 1.9在鐵路隧道內(nèi)，為工作人員進(jìn)行維修或檢查時(shí)，能及時(shí)避讓駛來的列車而需要在隧道兩側(cè)開拓避車洞。 二、單項(xiàng)選擇題〔每空0.5分，共10分；每空只填一個(gè)答案〕 2.1地下停車場行車道的最小寬度單線應(yīng)大于(②)，雙線應(yīng)大于〔④〕。 ①2.5m②3.5m③4.5m④5.5m⑤6.5m⑥7.5m 2.2下列圖所示為地下空間開口部與外部關(guān)系的幾種型式，請(qǐng)將正確的答案填入圖下的括號(hào)中． ①半地下式②側(cè)開放型③全埋置密閉型④開天窗型 ③②④① 2.3地鐵車站的有效站臺(tái)長度是由〔①〕和〔③〕決定的。 ①遠(yuǎn)期列車編組②屏蔽門的設(shè)置范圍③司機(jī)的停車誤差④設(shè)備用房 2.4選擇越嶺隧道的位置主要以〔③〕和〔⑤〕兩大因從來確定。 ①設(shè)置展線②長隧道直穿③確定高程④深路塹⑤選擇埡口 2.5在選擇傍山隧道位置時(shí)，應(yīng)根據(jù)〔①〕、〔④〕、〔⑥〕、〔⑦〕等綜合考慮。并注意在埋深較淺的地段處洞身覆蓋的厚度，隧道位置〔③〕， ①地形地質(zhì)②埡口位置③寧里勿外④河流沖刷⑤隧道長短⑥洞外相關(guān)工程⑦運(yùn)營條件⑧設(shè)置展線 2.6地下構(gòu)造體系是由〔⑤〕和〔②〕組成。其中前者是承受荷載的主體，而后者約束圍巖變形。 ①巖體②支護(hù)構(gòu)造③噴混凝土④錨桿⑤圍巖 2.7地下工程施工方法包括明挖法和暗挖法，其中〔③〕、〔⑤〕、〔⑦〕為明挖法。 ①頂進(jìn)法②新奧法③蓋挖法④TBM⑤沉管法⑥礦山法⑦基坑開挖法⑧盾構(gòu)法 三、多項(xiàng)選擇題〔每空2分，共10分；每題至少兩個(gè)答案，少選得1分，多項(xiàng)選擇或選錯(cuò)不得分〕 3.1在隧道支護(hù)構(gòu)造中，噴射混凝土的作用效果有〔①，③，⑤,⑥，⑦，⑧〕， 錨桿的作用效果有〔①，②，④，⑨〕。 ①支撐圍巖②加固圍巖③卸載作用④提高層間摩阻力，構(gòu)成組合梁 ⑤填平補(bǔ)強(qiáng)作用⑥覆蓋圍巖外表 ⑦阻止圍巖松動(dòng)⑧分配外力⑨懸吊作用⑩防水作用 3.2用礦山法修建巖石隧道時(shí)，其基本作業(yè)有〔②，⑥〕。 ①照明②開挖③通風(fēng)與除塵④出碴運(yùn)輸⑤防、排水⑥支護(hù)⑦供水、電、壓縮空氣 3.3普通鐵路曲線隧道的凈空需要加寬的理由是〔①，②，③〕。 ①曲線上車輛兩端向線路中心線外側(cè)偏移②曲線上車輛中間部分向線路中心線內(nèi)側(cè)偏移③曲線上外軌超高使車輛內(nèi)傾 ④曲線上車輛兩端向線路中心線內(nèi)側(cè)偏移⑤曲線上車輛中間部分向線路中心線外側(cè)偏移 3.4地下工程施工監(jiān)控量測中的必測項(xiàng)目包括〔①，②，③，⑤，⑥〕。 ①錨桿軸力②洞內(nèi)、外觀察③地表沉降④圍巖內(nèi)位移⑤拱頂下沉⑥凈空收斂⑦鋼支撐應(yīng)力 四、簡答題〔共50分〕 4.1什么是隧道凈空？什么是建筑限界？它們是怎樣確定的？〔7分〕。 鐵路隧道襯砌內(nèi)輪廓所包絡(luò)的空間稱為隧道凈空。新建鐵路隧道的凈空是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鐵路隧道建筑限界，并考慮遠(yuǎn)期隧道內(nèi)軌道類型確定的。 建筑限界是指隧道襯砌不得侵入的一種限界，確定的根據(jù)是根據(jù)機(jī)車和車輛限界在橫斷面外輪廓線上的最大尺寸需要，再考慮洞內(nèi)通號(hào)、信號(hào)、照明等其他設(shè)備設(shè)置的尺寸要求，擬定出設(shè)備接近限界，進(jìn)一步考慮施工和測量的誤差，可能對(duì)隧道內(nèi)線路產(chǎn)生的偏移，確定建筑限界。 4.2在山嶺隧道規(guī)劃中，隧道洞口位置是怎樣選擇的？〔7分〕。 1、洞口位置應(yīng)盡量設(shè)在山體穩(wěn)定、地質(zhì)較好、地下水不太豐富的地方； 2、洞口不宜設(shè)在排水困難的溝谷低洼處； 3、在巖壁陡峭，穩(wěn)定無落石或坍方時(shí)，可采用貼壁進(jìn)洞方式； 4、應(yīng)盡量避免大挖方和大刷坡，毀壞地層穩(wěn)定狀態(tài)； 5、考慮洞口段襯砌構(gòu)造受力，洞口應(yīng)盡可能與地形等高線大體相垂直； 6、隧道洞口設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)高于設(shè)計(jì)洪水位〔包含波浪高〕以上0.5m； 7、隧道洞口應(yīng)考慮生產(chǎn)活動(dòng)的場所。 總之，選定隧道洞口位置時(shí)，首先按地質(zhì)條件控制邊坡和仰坡安全和穩(wěn)定，然后是盡量躲避不良地質(zhì)區(qū)域，最后才考慮經(jīng)濟(jì)方面的問題。 4.3簡述隧道的治水原則，并講明為什么？〔7分〕。 鐵路隧道的治水原則是：“防、截、排、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理〞，到達(dá)防水可靠、經(jīng)濟(jì)合理的目的。 防水是采用不透水或弱透水防水材料將地下水隔離在隧道襯砌以外。 截水是采用地表排水溝來攔截地表水，將地表水有序地引離開隧道周圍的地層，不使其進(jìn)入隧道。 排水是給地下水以出路的方法，讓滲漏入隧道內(nèi)的地下水和地表水，通過排水溝排離出隧道。 堵水是堵住或改變地下水的水路，不準(zhǔn)地下水進(jìn)入隧道，一般采用向襯砌背后壓漿(水泥漿及化學(xué)漿液)等。 4.4淺埋暗挖法施工應(yīng)貫徹哪些原則？〔6分〕 原則：①管超前②嚴(yán)注漿③短開挖④強(qiáng)支護(hù)⑤快封閉⑥勤量側(cè)。 4.5地下構(gòu)造有哪些設(shè)計(jì)方法？它們各有何特點(diǎn)？〔7分〕 1.以參照過去隧道工程實(shí)踐經(jīng)歷進(jìn)行了工程類比為主的經(jīng)歷設(shè)計(jì)法； 2.以現(xiàn)場量測和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)為主的實(shí)用設(shè)計(jì)方法； 3.作用—反作用模型，即荷載—構(gòu)造模型； 特點(diǎn)：一般來講，按此模型設(shè)計(jì)的隧道支護(hù)構(gòu)造偏于保守。 4.連續(xù)介質(zhì)模型； 特點(diǎn)：符合當(dāng)前的施工技術(shù)水平，在圍巖—構(gòu)造模型中能夠考慮各種幾何形狀，圍巖和支護(hù)材料的非線性特性，開挖面空間效應(yīng)所構(gòu)成的三維狀態(tài)，以及地質(zhì)中不連續(xù)面、施工經(jīng)過等。數(shù)值方法，主要是有限單元法。 4.6簡述隧道運(yùn)營階段有哪些通風(fēng)方式，并講明它們的特點(diǎn)？〔6分〕 隧道運(yùn)營階段通風(fēng)方式包括：自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng) 機(jī)械通風(fēng)又分為：縱向通風(fēng)、橫縱通風(fēng)和半橫向式、混合式。 縱向通風(fēng)式通風(fēng)又分為射流式和豎井式。 混合式能夠根據(jù)詳細(xì)條件和特殊要求，由豎井與其他形式組合。 橫向式需要設(shè)置送風(fēng)道和排風(fēng)道，增加建設(shè)和運(yùn)營費(fèi)用。 半橫向式只設(shè)置送風(fēng)道，因而，比橫向式經(jīng)濟(jì)。 自然通風(fēng)適用于較短的隧道，車流量不大的情況下。 4.7結(jié)合所學(xué)知識(shí)，舉出三條以上地下工程的優(yōu)點(diǎn)和三條以上地下工程的缺點(diǎn)？〔5〕 優(yōu)點(diǎn):有效土地利用；有效的惡往來和輸運(yùn)方式、能源的節(jié)約、氣候的控制等； 缺點(diǎn)：獲得眺望自然采光的時(shí)機(jī)有限；進(jìn)入往來的限制，能源的限制等。 4.8談?wù)勀銓?duì)地下空間開發(fā)的設(shè)想？〔5分〕結(jié)合地下工程空間的將來，自由發(fā)揮。 五、計(jì)算題〔共15分，如在另頁紙上計(jì)算，只寫題號(hào)即可。注意已知條件和題目要求。〕 5.1一單線電化鐵路隧道位于半徑為1000m的曲線上，試計(jì)算隧道的外側(cè)加寬值、內(nèi)側(cè)加寬值、總加寬值和中線偏移值。〔遠(yuǎn)期運(yùn)行速度按120km/h計(jì)算〕〔8分〕 解：R=1000m,v=120km/h.曲內(nèi)d=R 4050=4.05cm曲外dR 4400=4.4cm對(duì)于電氣化單線，可近似取超外d=2.8E；且R/0.76VE2=超內(nèi)d=2.8×0.76×120×120/1000=30.6cm。 內(nèi)側(cè)加寬w1=曲內(nèi)d+超內(nèi)d=34.65cm外側(cè)加寬w2=曲外d=4.4cm 總加寬=w1+w2=39.05cm。偏移量=2 1 ×(w1-w2)=15.125cm.5.2在Ⅳ級(jí)圍巖中用礦山法開挖某單線鐵路隧道，無偏壓現(xiàn)象。開挖跨度6.80m，開挖高度8.8m，開挖斷面為曲墻拱形斷面。試 求出埋深為40.0m處的豎向圍巖壓力。若埋深增加到200m，其豎向圍巖壓力會(huì)是多少？講明什么問題？已知圍巖容重20KN/m3， 計(jì)算摩擦角?=600??！?分〕 解：首先判定隧道的深淺埋：由題可知：B=6.8m,H=8.8m,600=?，為Ⅳ級(jí)圍巖〔即S=4〕，是松懈構(gòu)造 ∴天然拱的半跨度為：b=)2 45tan(20 ?-?+HB=)(758.5)26045tan(8.828.6m=-?+堅(jiān)固系數(shù)：732.160tantan0===?mf塌落拱高度：)(324.3732.1758.5mfbhmh=== 文檔視界地下工程概論試卷A-答案_(西南交通大學(xué)) 地下工程概論試卷A-答案_(西南交通大學(xué))