2025年隧道工程降水與排水技術(shù)試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.隧道工程中，當含水層滲透系數(shù)為15m/d、降水深度需達到8m時，最適宜采用的降水方法是（）。A.輕型井點B.噴射井點C.管井井點D.電滲井點2.關(guān)于隧道洞內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)計，下列說法錯誤的是（）。A.臨時排水溝應(yīng)設(shè)置于隧道兩側(cè)，坡度不小于0.5%B.中心深埋水溝適用于地下水豐富且長期穩(wěn)定的隧道C.仰拱底部盲管應(yīng)與邊墻泄水孔連通，形成匯水網(wǎng)絡(luò)D.洞內(nèi)排水溝斷面尺寸需根據(jù)最大涌水量和流速（≤2m/s）確定3.采用真空井點降水時，真空泵的真空度需維持在（）以上才能保證有效降水。A.50kPaB.65kPaC.80kPaD.95kPa4.隧道穿越松散堆積體時，為防止降水引發(fā)地面沉降，優(yōu)先采用的協(xié)同技術(shù)是（）。A.超前小導(dǎo)管注漿B.地表回灌C.管井減壓D.水平井點5.某隧道圍巖滲透系數(shù)為0.1m/d，地下水類型為裂隙水，應(yīng)選用的降水設(shè)備是（）。A.深井泵B.潛水泵C.射流泵D.隔膜泵6.降水井布置時，當隧道埋深H=30m、影響半徑R=50m，單井出水量q=80m3/h，總涌水量Q=1200m3/d，理論最小井數(shù)為（）。A.6口B.8口C.10口D.12口7.關(guān)于隧道排水盲管施工，下列要求錯誤的是（）。A.環(huán)向盲管間距需根據(jù)圍巖滲水量調(diào)整，一般5-10mB.縱向盲管應(yīng)設(shè)置于邊墻基礎(chǔ)以上30cm處C.盲管與噴射混凝土密貼，固定點間距≤1mD.盲管連接處采用三通接頭，包裹防堵濾網(wǎng)8.當隧道掌子面出現(xiàn)股狀涌水（流量＞50L/s）時，優(yōu)先采用的處理措施是（）。A.超前帷幕注漿B.增設(shè)臨時集水井C.加強排水泵功率D.調(diào)整開挖進尺9.某降水工程采用大井法計算總涌水量，若將含水層厚度由原假設(shè)的15m修正為12m（其他參數(shù)不變），則計算涌水量將（）。A.增大20%B.減小20%C.增大25%D.減小25%10.隧道排水系統(tǒng)驗收時，關(guān)鍵檢測指標不包括（）。A.排水溝坡度B.盲管抗壓強度C.出水口流量D.襯砌背后滲壓二、填空題（每空1分，共20分）1.隧道工程降水按作用時間分為________和________兩類。2.滲透系數(shù)K的常用單位是________或________。3.輕型井點的濾管長度一般為________m，井管間距宜控制在________m。4.隧道洞內(nèi)排水應(yīng)遵循“________、________、________、________”的原則。5.管井井點的成井工藝包括________、________、________、________四個關(guān)鍵步驟。6.當隧道穿越富水斷層破碎帶時，需采用________與________聯(lián)合技術(shù)控制地下水。7.降水引起的地面沉降主要與________、________、________三個因素相關(guān)。8.隧道中心水溝的最小坡度不應(yīng)小于________，深度需滿足________要求。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述真空井點降水的工作原理及適用條件。2.隧道施工中，如何根據(jù)地下水類型（孔隙水、裂隙水、巖溶水）選擇降水方案？3.分析隧道排水盲管堵塞的主要原因及預(yù)防措施。4.說明降水井群布置時“等效半徑”的物理意義及計算方法。5.對比隧道洞內(nèi)臨時排水與永久排水系統(tǒng)的設(shè)計差異。四、計算題（每題10分，共20分）1.某隧道工程需在粉質(zhì)黏土層（滲透系數(shù)K=0.5m/d）中進行降水，含水層厚度M=10m，降水后要求水位降至隧道底部以下2m（原地下水位埋深2m，隧道底部埋深8m）。采用圓形井點系統(tǒng)，等效半徑r0=25m，影響半徑R=1.95s√(KM)（s為水位降深）。試計算總涌水量Q（采用裘布依公式：Q=1.366K(2Ms-s2)/lg(R/r0)）。2.某隧道洞內(nèi)涌水經(jīng)監(jiān)測，最大小時涌水量Qmax=200m3/h，設(shè)計采用排水溝排水（設(shè)計流速v=1.2m/s，水力半徑R=0.3m，粗糙系數(shù)n=0.017）。根據(jù)謝才公式v=(1/n)R^(2/3)I^(1/2)，計算排水溝所需最小坡度I（保留兩位小數(shù)）。五、案例分析題（共20分）背景：某城市地鐵隧道穿越第四系沖洪積層，地層為粉土（K=2m/d）、中砂（K=15m/d）交互層，地下水位埋深1.5m，隧道埋深12m，斷面寬度10m。施工中采用管井井點降水，布置15口井（單井出水量q=60m3/h），但降水3d后，隧道開挖面仍存在明水滲出，且周邊地面出現(xiàn)0.03%的沉降率（規(guī)范允許≤0.02%）。問題：1.分析降水效果未達預(yù)期的可能原因（8分）。2.提出針對性改進措施（12分）。答案一、單項選擇題1.C2.A3.B4.B5.C6.A7.B8.A9.B10.B二、填空題1.臨時降水；永久排水2.m/d；cm/s3.1.0-1.5；0.8-1.64.截；排；堵；引5.鉆孔；下管；填濾料；洗井6.超前注漿；輔助降水7.土層壓縮性；降水深度；降水時間8.0.2%；防凍或防淤三、簡答題1.工作原理：通過真空泵抽取井管內(nèi)空氣，形成真空負壓，降低井內(nèi)水位，利用水位差使地下水向井管匯集，經(jīng)水泵排出。適用條件：滲透系數(shù)0.1-20m/d的黏性土、粉土、砂土；降水深度3-6m；場地狹窄或?qū)χ苓叧两得舾械墓こ獭?.孔隙水（松散土層）：優(yōu)先采用管井或輕型井點，配合明溝排水；裂隙水（基巖裂隙）：局部采用水平鉆孔疏干，結(jié)合深層管井降壓；巖溶水（溶洞、暗河）：需先探測溶洞分布，采用帷幕注漿封堵，輔以導(dǎo)洞引流，避免大規(guī)模降水引發(fā)地面塌陷。3.堵塞原因：噴射混凝土碎渣進入盲管；圍巖泥質(zhì)成分遇水膨脹堵塞孔隙；施工中盲管彎折、接口脫落；防堵濾網(wǎng)破損。預(yù)防措施：盲管安裝后覆蓋無紡布；噴射混凝土前臨時封堵管口；采用抗壓強度≥0.5MPa的HDPE盲管；定期清理已安裝盲管內(nèi)雜物。4.等效半徑r0是將不規(guī)則形狀的降水區(qū)域等效為圓形時的半徑，用于簡化群井涌水量計算。計算方法：矩形基坑r0=0.29(a+b)（a、b為長寬）；不規(guī)則形狀r0=√(F/π)（F為降水區(qū)域面積）。5.設(shè)計差異：臨時排水（施工期）——采用明溝或臨時集水井，坡度≥0.5%，斷面按最大施工涌水量設(shè)計；永久排水（運營期）——需設(shè)置中心深埋水溝（坡度≥0.2%）、縱向盲管（與環(huán)向盲管連通）、邊墻泄水孔（間距≤10m），材料需耐腐蝕，滿足100年使用要求。四、計算題1.解：s=8m（原水位埋深2m，隧道底埋深8m，需降至以下2m，故總降深=8+2-2=8m）；R=1.95×8×√(0.5×10)=1.95×8×√5≈1.95×8×2.236≈34.87m；Q=1.366×0.5×(2×10×8-82)/lg(34.87/25)=0.683×(160-64)/lg(1.395)=0.683×96/0.1445≈0.683×664.4≈453.8m3/d。2.解：由v=(1/n)R^(2/3)I^(1/2)，得I=(v×n/R^(2/3))2；R=0.3m，R^(2/3)=0.3^(0.666)≈0.448；I=(1.2×0.017/0.448)2=(0.0204/0.448)2≈(0.0455)2≈0.00207，即0.21%。五、案例分析題1.可能原因：①中砂層滲透系數(shù)大（15m/d），管井單井出水量不足（60m3/h），總抽水量（15×60×24=21600m3/d）小于實際涌水量（粉土與中砂交互層，實際Q可能＞25000m3/d）；②井深未穿透主要含水層，僅疏干上層粉土，中砂層仍補給地下水；③井間距過大（等效半徑r0=√(π×(10/2)2)=√(78.5)=8.86m，若井距＞1.5r0=13.3m，可能存在降水盲區(qū)）；④洗井不徹底，濾管被泥質(zhì)堵塞，實際出水量低于設(shè)計值；⑤地面沉降因粉土壓縮性高，降水導(dǎo)致孔隙水壓力消散，未及時回灌。2.改進措施：①補充勘察，采用群孔抽水試驗重新測定實際滲透系數(shù)和總涌水量；②加密管井（井距調(diào)整為8-10m），增設(shè)5-8口井