隧道工程考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列隧道分類中，按用途劃分的是（）。A.山嶺隧道B.交通隧道C.特長隧道D.巖石隧道2.新奧法施工中，初期支護(hù)與圍巖共同作用的關(guān)鍵在于（）。A.提高混凝土強(qiáng)度等級B.控制支護(hù)閉合時(shí)間C.增加錨桿長度D.加厚噴射混凝土層3.隧道圍巖分級中，Ⅴ級圍巖的主要特征是（）。A.圍巖穩(wěn)定，無支護(hù)可長期穩(wěn)定B.圍巖基本穩(wěn)定，局部可能掉塊C.圍巖穩(wěn)定性差，變形顯著D.圍巖極不穩(wěn)定，易發(fā)生坍塌4.盾構(gòu)法施工中，控制地表沉降的核心參數(shù)是（）。A.盾構(gòu)推進(jìn)速度B.同步注漿壓力C.刀盤轉(zhuǎn)速D.螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速5.隧道防排水設(shè)計(jì)中，“截”的主要措施是（）。A.鋪設(shè)防水板B.設(shè)置環(huán)向排水管C.地表截水溝D.二次襯砌抗?jié)B混凝土6.超前小導(dǎo)管注漿加固圍巖時(shí)，小導(dǎo)管的外插角通?？刂圃冢ǎ.1°~3°B.5°~10°C.15°~20°D.25°~30°7.隧道監(jiān)控量測中，必測項(xiàng)目是（）。A.圍巖內(nèi)部位移B.錨桿軸力C.拱頂下沉D.二次襯砌應(yīng)力8.公路隧道建筑限界中，人行道寬度最小為（）。A.0.5mB.0.75mC.1.0mD.1.25m9.隧道洞口段施工時(shí)，優(yōu)先采用的原則是（）。A.早進(jìn)晚出B.早出晚進(jìn)C.大開挖D.深路塹10.二次襯砌混凝土澆筑時(shí)，拱頂部位應(yīng)采用（）。A.泵送混凝土B.噴射混凝土C.自密實(shí)混凝土D.普通混凝土二、填空題（每空1分，共20分）1.隧道按埋深可分為__________和__________，劃分標(biāo)準(zhǔn)為覆蓋層厚度是否大于__________倍洞徑。2.新奧法的三大支柱是__________、__________和__________。3.圍巖分級的主要指標(biāo)是__________和__________，輔助指標(biāo)包括__________和__________。4.隧道施工方法中，鉆爆法的核心工序是__________、__________和__________。5.盾構(gòu)機(jī)的主要組成部分包括__________、__________、__________和__________。6.隧道防排水“四原則”是__________、__________、__________、__________。7.隧道通風(fēng)方式中，壓入式通風(fēng)的缺點(diǎn)是__________，適用于__________隧道。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述隧道圍巖壓力的主要類型及其產(chǎn)生機(jī)理。2.對比分析全斷面法、臺階法和分部開挖法的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)。3.說明隧道超前支護(hù)的主要形式及其適用圍巖條件。4.闡述隧道監(jiān)控量測的目的及必測項(xiàng)目的具體內(nèi)容。5.分析隧道二次襯砌的作用，并說明其施作時(shí)機(jī)的判斷依據(jù)。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某雙向四車道公路隧道，設(shè)計(jì)車速80km/h，建筑限界寬度10.25m，凈空高度5.0m。隧道埋深30m，圍巖為Ⅴ級，容重γ=20kN/m3，內(nèi)摩擦角φ=25°，黏聚力c=15kPa。采用太沙基公式計(jì)算圍巖垂直均布壓力q（公式：q=γh，h=B/(2tan(45°-φ/2))，B為隧道等效跨度，雙向四車道隧道等效跨度取12m）。2.某隧道采用超前小導(dǎo)管注漿加固，小導(dǎo)管長度L=4.5m，外插角θ=8°，環(huán)向間距a=0.3m，隧道開挖循環(huán)進(jìn)尺l=0.8m。計(jì)算小導(dǎo)管的有效搭接長度，并判斷是否滿足規(guī)范要求（規(guī)范要求有效搭接長度≥1.0m）。五、案例分析題（20分）某高速公路隧道全長1800m，圍巖以Ⅳ級為主，局部Ⅴ級，存在軟弱夾層和地下水。施工中采用臺階法開挖（上臺階高度3.5m，進(jìn)尺0.8m），初期支護(hù)為C25噴射混凝土（厚25cm）+系統(tǒng)錨桿（φ22，L=3.5m，間距1.0m×1.0m）+I20b鋼拱架（間距0.8m）。施工至K12+300~K12+320段時(shí)，拱頂出現(xiàn)持續(xù)下沉（3天累計(jì)下沉量55mm，單日最大下沉量20mm），初期支護(hù)表面出現(xiàn)多條縱向裂縫（最大寬度3mm），局部掉塊。問題：（1）分析該段隧道變形異常的可能原因。（2）提出應(yīng)急處理措施及后續(xù)施工優(yōu)化建議。隧道工程考試試題答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.C4.B5.C6.B7.C8.B9.A10.C二、填空題1.淺埋隧道；深埋隧道；2~32.初期支護(hù)；圍巖自承能力；監(jiān)控量測3.圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)（BQ）；修正的圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)（[BQ]）；圍巖構(gòu)造特征；地下水狀態(tài)4.鉆孔；裝藥；爆破5.刀盤系統(tǒng)；推進(jìn)系統(tǒng)；管片拼裝系統(tǒng)；注漿系統(tǒng)6.防；排；截；堵結(jié)合7.污染空氣排出慢；短三、簡答題1.隧道圍巖壓力的主要類型及產(chǎn)生機(jī)理：（1）松動(dòng)壓力：圍巖因開挖松弛、崩解形成的松散體重量，由圍巖強(qiáng)度不足或結(jié)構(gòu)面發(fā)育導(dǎo)致。（2）形變壓力：圍巖變形受支護(hù)約束產(chǎn)生的壓力，由圍巖彈塑性變形或流變特性引起。（3）膨脹壓力：含親水性礦物的圍巖遇水膨脹產(chǎn)生的壓力，如蒙脫石、伊利石等黏土礦物吸水膨脹。（4）沖擊壓力：高地應(yīng)力區(qū)圍巖突然釋放能量引發(fā)的瞬時(shí)壓力，常見于硬巖脆性破壞。2.全斷面法、臺階法和分部開挖法的對比：-全斷面法：適用于Ⅰ~Ⅲ級圍巖，開挖斷面一次成型。優(yōu)點(diǎn)：工序少、進(jìn)度快、支護(hù)及時(shí)；缺點(diǎn)：對地質(zhì)條件要求高，設(shè)備投入大。-臺階法（分兩臺階或三臺階）：適用于Ⅲ~Ⅳ級圍巖，將斷面分為上、下臺階開挖。優(yōu)點(diǎn)：靈活性高，可適應(yīng)不同圍巖；缺點(diǎn)：臺階長度需嚴(yán)格控制，否則可能導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)。-分部開挖法（如CD法、CRD法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法）：適用于Ⅴ~Ⅵ級圍巖或淺埋段。優(yōu)點(diǎn)：減小單循環(huán)開挖跨度，控制圍巖變形；缺點(diǎn)：工序復(fù)雜、進(jìn)度慢、成本高，支護(hù)閉合時(shí)間長。3.隧道超前支護(hù)形式及適用圍巖條件：（1）超前錨桿：適用于Ⅳ~Ⅴ級圍巖，長度3~5m，外插角5°~10°，通過錨桿預(yù)加固掌子面前方圍巖。（2）超前小導(dǎo)管：適用于Ⅴ~Ⅵ級圍巖或斷層破碎帶，長度3~6m，外插角5°~15°，配合注漿提高圍巖整體性。（3）管棚：適用于極破碎圍巖、淺埋段或下穿建（構(gòu)）筑物，長度10~40m，鋼管直徑70~180mm，外插角1°~3°，形成“棚架”支撐。（4）超前注漿：適用于富水軟弱圍巖，通過地面或洞內(nèi)鉆孔注漿，改善圍巖物理力學(xué)性質(zhì)。4.隧道監(jiān)控量測的目的及必測項(xiàng)目：目的：掌握圍巖動(dòng)態(tài)，驗(yàn)證支護(hù)參數(shù)，預(yù)測圍巖失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)施工安全。必測項(xiàng)目：（1）洞內(nèi)、外觀察：記錄圍巖節(jié)理、裂縫、支護(hù)狀態(tài)等；（2）周邊位移（收斂）：量測拱腰、邊墻等部位的水平收斂；（3）拱頂下沉：監(jiān)測拱頂垂直位移；（4）地表沉降（淺埋段）：量測隧道上方地表沉降值。5.二次襯砌的作用及施作時(shí)機(jī)：作用：（1）提供安全儲備，承受后期圍巖壓力；（2）封閉初期支護(hù)，防止圍巖風(fēng)化；（3）滿足隧道凈空和防水要求。施作時(shí)機(jī)判斷依據(jù)：（1）圍巖變形基本穩(wěn)定（位移速率＜0.1~0.2mm/d）；（2）初期支護(hù)表面無明顯裂縫；（3）量測數(shù)據(jù)回歸分析顯示收斂曲線趨于平緩；（4）軟弱圍巖段需結(jié)合圍巖等級和支護(hù)類型綜合確定（如Ⅴ級圍巖一般在初期支護(hù)封閉40~60天后施作）。四、計(jì)算題1.圍巖垂直均布壓力計(jì)算：已知：γ=20kN/m3，φ=25°，B=12mh=B/[2tan(45°-φ/2)]=12/[2tan(45°-12.5°)]=12/[2tan32.5°]tan32.5°≈0.637，故h=12/(2×0.637)=12/1.274≈9.42mq=γh=20×9.42=188.4kPa答：圍巖垂直均布壓力為188.4kPa。2.小導(dǎo)管有效搭接長度計(jì)算：小導(dǎo)管在開挖方向的投影長度L1=L×cosθ=4.5×cos8°≈4.5×0.9903≈4.456m有效搭接長度=L1-開挖循環(huán)進(jìn)尺l=4.456-0.8=3.656m規(guī)范要求≥1.0m，3.656m＞1.0m，滿足要求。答：有效搭接長度為3.656m，滿足規(guī)范要求。五、案例分析題（1）變形異常的可能原因：①地質(zhì)因素：局部Ⅴ級圍巖或軟弱夾層強(qiáng)度低，自穩(wěn)能力差；地下水軟化圍巖，降低圍巖承載力。②施工因素：上臺階高度過大（3.5m接近隧道跨度的1/2，易導(dǎo)致拱頂失穩(wěn)）；初期支護(hù)參數(shù)不足（鋼拱架間距0.8m偏大，噴射混凝土厚度25cm可能不滿足Ⅴ級圍巖要求）；監(jiān)控量測頻率不足，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)變形趨勢。③支護(hù)閉合時(shí)間：臺階法施工中，下臺階開挖滯后，初期支護(hù)未及時(shí)閉合成環(huán)，導(dǎo)致圍巖變形持續(xù)發(fā)展。（2）應(yīng)急處理措施及優(yōu)化建議：應(yīng)急措施：①立即停止開挖，對變形區(qū)域進(jìn)行反壓回填（如堆碼砂袋），限制圍巖進(jìn)一步變形；②對裂縫部位噴射混凝土封閉，防止掉塊擴(kuò)大；③增設(shè)臨時(shí)支撐（如I22b鋼支撐），縮短鋼拱架間距至0.6m；④加密監(jiān)控量測頻率（由每天1次改為每4小時(shí)1次），實(shí)時(shí)監(jiān)測變形速率。優(yōu)化建議：①調(diào)整施工參數(shù)：上臺階高度降低至2.5~3.0m，縮短臺階長度（控制在1~1.5倍洞徑內(nèi)），盡早閉