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第4章 隧道工程
4.1 隧道围岩分级与隧道构造
考点总汇
1、隧道围岩分级
2、公路隧道的构造
考点1:隧道围岩分级 ★★★
2013案例,2020案例,2022多选
围岩基本质量
围岩级别 围岩或土体主要定性特征
指标BQ
坚硬岩(饱和抗压极限强度Rb>60MPa),
Ⅰ >550
岩体完整,巨块状或巨厚层状整体结构。
坚硬岩(Rb>30MPa),岩体较完整,块状
Ⅱ 或厚层状结构较坚硬岩,岩体完整,块状 550~451
整体结构。
Ⅲ 坚硬岩,岩体较破碎,巨块(石)碎(石)
450~351
状镶嵌结构较坚硬岩或较软硬质岩,岩体较完整,块状体或中厚层状结构。
坚硬岩,岩体破碎,碎裂(石)结构;较坚
硬岩,岩体较破碎—破碎,镶嵌碎裂结构;
Ⅳ 较软岩或软硬岩互层,且以软岩为主,岩体
350~251
较完整—较破碎,中薄层状结构。
土体:压密或成岩作用的黏性土及砂性土;
黄土(Q1,Q2);一般钙质、铁质胶结的碎、卵石土、大块石土。
较软岩,岩体破碎。
Ⅴ 软岩,岩体较破碎—破碎。
极破碎各类岩体,碎、裂状、松散结构。
<250
一般第四系的半干硬—硬塑的黏性土及稍湿至潮湿的一般碎、卵石土、圆
砾、角砾土及黄土(Q3、Q4)。非黏性土呈松散结构,黏性土及黄土呈松
软结构。
Ⅵ 软塑状黏性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等。
考点2:公路隧道的构造 ★★★★★
2017案例、2015案例、2014案例,2013单选、多选,2012单选、2021案例、2024单选
主体 洞身衬砌和洞门构造物
附属 除主体以外的
明洞式 直削式洞门、削竹式洞门、倒削式洞门、喇叭口式洞门、棚洞式洞门和框架式洞门
洞门
端墙式 一次衬砌和二次衬砌、防排水构造、内装饰、顶棚及路面
洞身 类型 曲墙式、直墙式和连拱式
衬砌 锚喷衬砌、整体式衬砌和复合式衬砌[注:天一文化专有版权,未经许可不可转发或复印传播]
4.2 隧道地质超前预报和监控量测技术
考点总汇
1、隧道地质超前预报
2、隧道施工监控量测技术
考点1:隧道地质超前预报 ★★★
2012多选、2011案例、2018单选、2019年单选、2021单选、2024案例
地质调查法 适用于各种地质条件隧道
用于长、特长隧道或地质复杂隧道。
物理勘探 弹性波反射法、地质雷达法、陆地声纳法、红外探测法、
瞬变电磁法、高分辨直流电法。
富水构造破碎带、富水岩溶发育地段、煤系或油气地层、
超前钻探法
瓦斯发育区、采空区以及重大物探异常地段等地质复杂隧道和水下隧道。
超前导洞法 平行超前导洞法和隧道内超前导洞法
水力联观测 隧道排水或突涌水对地下水资源或周围建筑(构)物产生重大影响
岩溶发育程度、涌水涌泥程度、断层稳定程度、地应力影响程度和瓦斯影响程度
A 地质分析法、弹性波反射法(地震波反射法、水平声波剖面法、陆地声呐法)、地质雷达法、高分辨直流
电法、超前地质钻探法。
B 地质分析法、弹性波反射法(地震波反射法、水平声波剖面法、陆地声呐法),辅以高分辨直流电法、地
质雷达法,必要时进行超前地质钻探法。
C 以地质调查法为主。对重要地质层界面、断层或物探异常地段宜采用弹性波反射法(地震波反射法、水平
声波剖面法、陆地声呐法)进行探测,必要时采用超前地质钻探法。
D 地质调查法
超前地质预报按预报长度可分为以下3类:
1、短距离预报。预报长度小于30m,可采用地质调查法、地质雷达法及超前钻探法等。
2、中距离预报。预报长度大于或等于30m并小于100m,可采用地质调查法、弹性波反射法及超前钻探法等。
3、长距离预报。预报长度大于或等于100m,可采用地质调查法、弹性波反射法及超前钻探法等。
考点2:隧道施工监控量测技术 ★★★★★
2023单选、2018案例、2014、2011、2009多选,2011、2010案例
监测方案内容
必测项目:洞内、外观察(地质罗盘);周边位移(收敛计);拱顶下沉(水准仪、钢尺、全站仪);地表下沉
(水准仪、钢尺、全站仪);拱脚下沉(水准仪、钢尺、全站仪 )
位移时间曲线应用
管理等级 管理位移(mm) 施工状态
Ⅲ U<(U0/3) 可正常施工
Ⅱ (U0/3)≤U≤(2U0/3) 应加强支护
Ⅰ U>(2U0/3) 应采取特殊措施
预警分级管理 2018(11月)多选
(1)支护结构出现开裂,实行Ⅰ级管理;
(2)地表出现开裂、坍塌,实行Ⅰ级管理;
(3)渗水压力或水流量突然增大,实行Ⅱ级管理;
(4)水体颜色或悬着物发生变化,实行Ⅱ级管理。[注:天一文化专有版权,未经许可不可转发或复印传播]
补充:
根据位移速率判断:
速率大于1.0mm/d时,围岩处于急剧变形状态,应加强初期支护;
速率变化在0.2~1.0mm/d时,应加强观测,做好加固的准备;
速率小于0.2mm/d时,围岩达到基本稳定。
根据位移速率变化趋势判断:
当围岩位移速率不断下降时,围岩处于稳定状态;
当围岩位移速率保持不变时,围岩尚不稳定,应加强支护;
当围岩位移速率上升时,围岩处于危险状态,必须立即停止掘进,采取应急措施。
初期支护承受的应力、应变、压力实测值与允许值之比大于或等于0.8时,围岩不稳定,应加强初期支护;
初期支护承受的应力、应变、压力实测值与允许值之比小于0.8时,围岩处于稳定状态。
4.3 隧道施工
考点总汇
1、隧道施工准备与施工测量
2、隧道洞口、明洞施工
3、隧道开挖
4、隧道支护与衬砌
5、隧道防水与排水
6、隧道通风防尘及水电作业
7、隧道辅助坑道施工及辅助工程措施
8、隧道盾构施工
9、隧道改(扩)建
考点1:隧道施工测量
平面控制测量可采用卫星定位测量、导线测量
隧道平面控制测量等级
隧道贯通长度L(m) 测量等级
L≥6000 二等
3000≤L<6000 三等
1000≤L<3000 四等
L<1000 一级
洞内平面控制测量应符合下列规定:
(1)洞内平面控制测量宜采用导线测量。
(2)洞内导线,应布置成多边形导线环;应根据贯通精度的要求布点,宜选择在施工干扰小、稳固可靠、通
视良好的地方。导线边长在直线地段不宜小于200m,在曲线地段不宜小于70m。
(3)洞外平面控制网和高程控制网应不定期复测,复测周期宜不大于6个月。
放样测量
防水板施工前,应复核中线位置和高程。
交(竣)工测量
直线上的永久中线点,每200~250m设一个,曲线上应在缓和曲线的起终点各设一个;
洞内水准点每公里应埋设一个,短于1km的隧道应至少设一个。[注:天一文化专有版权,未经许可不可转发或复印传播]
考点2:洞口、明洞施工 2020单选、2022案例
1、洞口施工的规定
2、明洞回填的规定
3、浅埋段工程施工
浅埋段工程
浅埋段的开挖施工应遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测、速反馈、控沉陷”的原则。
围岩自稳能力差的浅埋段,可选择地表降水、地表加固、管棚、超前小导管、预注浆等辅助工程措施。
考点3:公路隧道开挖(方式选择、识图、排序)
2018多选、2018案例、2021案例、2022单选、案例、2023案例、2024多选、2024案例
全断面、台阶法、环形开挖预留核心土法、中隔壁法、交叉中隔壁法、双侧壁导坑法
补充:规范
表7.2.1不同围岩条件和开挖断面适宜的开挖方法
序号 围岩级别
开挖方法
双车道隧道 三车道隧道
全断面法 I-Ⅲ I-Ⅱ
长台阶法 Ⅲ-IV Ⅱ-Ⅲ
2 台阶法 短台阶法 IV-V Ⅲ-IV
超短台阶法 V IV
环形开挖留核心土法 V-VI Ⅲ-IV
中隔壁法 V-VI IV-V
3 分部开挖法
交叉中隔壁法 V-VI IV-VI
双侧壁导坑法 V-VI
考点4:隧道超欠挖控制
预留变形量
围岩级别 预留变形量(mm) 围岩级别 预留变形量(mm)
I — IV 50~80
II — V 80~120
III 20~50 VI 依据设计和现场监控量测信息确定[注:天一文化专有版权,未经许可不可转发或复印传播]
每1㎡内欠挖面积不宜大于0.1㎡,欠挖隆起量不得大于50mm。拱脚、墙脚以上1m范围内净空图折角对应
位置严禁欠挖。
项目 超挖控制值(mm) 检验方法和频率
拱 破碎岩、土(IV级、V级、VI级围岩) 平均100,最大150 全站仪或断面仪,每20m一个断面
部 破碎岩、软岩(II级、III级、IV级围岩) 平均150,最大250
硬岩(I级围岩) 平均100,最大200
边 每侧 +100,0 尺量,每20m检查1处
墙 全宽 +200,0
仰拱、隧底 平均100,最大250 水准仪,每20m检查3处
超挖回填
沿设计轮廓线的均匀超挖,有钢架时,可采用喷射混凝土回填。无钢架时,可在施工二次衬砌时,以二次衬
砌混凝土回填。
局部超挖,超挖量不超过200mm时,宜采用喷射混凝土回填密实。
边墙部位超挖,可采用混凝土或片石混凝土回填。
隧道超欠挖控制
开挖后宜采用断面仪或激光投影仪直接测定开挖面面积,并绘制断面图。
隧道超欠挖的测定方法
利用激光束测定、用全站仪测定、用激光隧道界限测量仪测定、用二次衬砌轮廓钢架作基准测定。
考点5:隧道钻爆施工
钻眼爆破掘进施工技术要点 2012单选 2013 、2009案例,2020单选
机具 风动凿岩机和液压凿岩机
斜眼掏槽:锥形掏槽,楔形掏槽,单向掏糟;
掏槽眼
直眼掏槽。
炮眼
辅助眼 进一步扩大掏槽体积和增大爆破量,并为周边眼创造有利的爆破条件。
周边眼 爆破后使坑道断面达到设计的形状和规格
预裂爆破 周边眼→掏槽眼→辅助眼
爆破方式
光面爆破 掏槽眼→辅助眼→周边眼