2025年隧道工程試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.關(guān)于隧道圍巖分級的說法，正確的是（）。A.圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)BQ僅考慮巖石單軸飽和抗壓強度B.地下水狀態(tài)對BQ值的修正系數(shù)范圍為0.9～1.3C.圍巖級別越高，自穩(wěn)能力越強D.斷層破碎帶通常對應(yīng)IV級及以上圍巖答案：D解析：圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)BQ需綜合考慮巖石單軸飽和抗壓強度（Rc）和巖體完整性指數(shù)（Kv），A錯誤；地下水修正系數(shù)范圍為0.6～1.0（水量越大修正系數(shù)越?。?，B錯誤；圍巖級別越高（如I級→VI級），自穩(wěn)能力越弱，C錯誤；斷層破碎帶因巖體極破碎，通常對應(yīng)IV級及以上圍巖，D正確。2.下列隧道支護結(jié)構(gòu)中，屬于主動支護的是（）。A.噴射混凝土B.模筑混凝土襯砌C.鋼拱架D.仰拱回填答案：A解析：主動支護通過與圍巖共同變形、傳遞應(yīng)力發(fā)揮作用，噴射混凝土能及時封閉圍巖，抑制松弛，屬于主動支護；模筑襯砌、鋼拱架為被動承載結(jié)構(gòu)，仰拱回填為基底加固措施，均為被動支護，故選A。3.采用新奧法施工時，二次襯砌的施作時機應(yīng)滿足（）。A.圍巖變形速率持續(xù)大于1mm/dB.位移總量達(dá)到預(yù)計總位移的80%～90%C.初期支護表面出現(xiàn)大量貫穿性裂縫D.掌子面開挖后立即施作答案：B解析：新奧法要求二次襯砌在圍巖變形基本穩(wěn)定后施作，通常位移速率小于0.1～0.2mm/d，位移總量達(dá)到預(yù)計值的80%～90%，此時圍巖應(yīng)力重分布基本完成，襯砌承受的后期荷載最小，B正確；A、C為變形未穩(wěn)定的標(biāo)志，D不符合“適時閉合”原則。4.某公路隧道設(shè)計凈寬10.5m，凈高5.0m，其建筑限界應(yīng)（）。A.包含檢修道但不包含側(cè)向?qū)挾菳.寬度不小于10.5m，高度不小于5.0mC.僅考慮行車道寬度D.需預(yù)留設(shè)備洞室空間答案：B解析：建筑限界是隧道內(nèi)最小有效使用空間，需滿足設(shè)計凈寬和凈高要求（即寬度≥10.5m，高度≥5.0m），包含行車道、側(cè)向?qū)挾?、檢修道等，設(shè)備洞室為附加空間，不納入建筑限界基本尺寸，故選B。5.隧道施工中，超前小導(dǎo)管注漿的主要作用是（）。A.提高掌子面土體強度B.加固拱部圍巖，形成棚架效應(yīng)C.降低地下水滲透壓力D.替代初期支護承受荷載答案：B解析：超前小導(dǎo)管通常沿拱部外輪廓打設(shè)，注漿后與周圍巖體形成加固圈，在開挖面上方形成棚架，防止拱部圍巖坍塌，主要作用是加固拱部圍巖，B正確；掌子面加固常用水平旋噴或超前大管棚，A錯誤；小導(dǎo)管注漿對地下水有一定封堵作用，但非主要目的，C錯誤；初期支護仍需由噴射混凝土、鋼拱架等承擔(dān)，D錯誤。6.關(guān)于隧道監(jiān)控量測必測項目的說法，正確的是（）。A.圍巖內(nèi)部位移量測屬于必測項目B.拱頂下沉和凈空收斂為必測項目C.錨桿軸力監(jiān)測為必測項目D.地表沉降僅在深埋隧道中必測答案：B解析：根據(jù)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》，必測項目包括洞內(nèi)外觀察、拱頂下沉、凈空收斂、地表沉降（淺埋隧道），B正確；圍巖內(nèi)部位移、錨桿軸力屬于選測項目，A、C錯誤；地表沉降在埋深小于2倍洞徑的淺埋隧道中為必測，D錯誤。7.某鐵路隧道穿越Ⅴ級圍巖，采用三臺階七步開挖法，其核心土的長度應(yīng)控制在（）。A.1～2mB.3～5mC.6～8mD.8～10m答案：B解析：三臺階七步開挖法中，核心土的主要作用是穩(wěn)定掌子面，其長度一般為3～5m（約為1倍洞徑），過短則無法有效支撐，過長則影響施工效率，故選B。8.隧道防排水設(shè)計中，“防”的主要措施是（）。A.鋪設(shè)防水板+土工布B.設(shè)置環(huán)向、縱向排水管C.初期支護背后注漿D.仰拱設(shè)置泄水孔答案：A解析：“防”指阻止地下水滲入隧道內(nèi)部，主要通過鋪設(shè)防水板（如EVA、PVC）和緩沖層（土工布）實現(xiàn)；排水管、注漿、泄水孔屬于“排”或“堵”的措施，故選A。9.關(guān)于TBM（全斷面硬巖掘進機）施工的特點，錯誤的是（）。A.適用于中硬巖及以上圍巖B.對斷層破碎帶適應(yīng)性強C.掘進速度快，超欠挖小D.初期投資高，轉(zhuǎn)場成本大答案：B解析：TBM對圍巖完整性要求較高，在斷層破碎帶、軟巖等地段易發(fā)生卡機、坍塌，適應(yīng)性較差；中硬巖及以上圍巖（如花崗巖、大理巖）是其優(yōu)勢地層，A正確，B錯誤；TBM通過刀盤切割巖體，掘進速度快（日進尺可達(dá)10～30m），超欠挖控制在±5cm內(nèi)，C正確；設(shè)備購置、運輸、組裝成本高，轉(zhuǎn)場需拆解，D正確。10.隧道洞口段施工時，“早進晚出”原則的目的是（）。A.減少洞口邊仰坡開挖高度B.提高初期支護強度C.增加通風(fēng)時間D.便于材料運輸答案：A解析：“早進晚出”指隧道洞口盡量避免大挖大刷，提前進洞以減少邊仰坡開挖高度，保護山體原有的穩(wěn)定狀態(tài)，防止洞口滑坡、坍塌，A正確；與支護強度、通風(fēng)、運輸無直接關(guān)聯(lián)，B、C、D錯誤。二、填空題（每空1分，共15分）1.隧道圍巖分級的基本指標(biāo)是______和______。答案：巖石單軸飽和抗壓強度（Rc）；巖體完整性指數(shù)（Kv）2.新奧法的核心是______，其三大支柱為______、______、______。答案：利用圍巖自承能力；光面爆破；初期支護；監(jiān)控量測3.隧道凈空是指______所包圍的空間，需滿足______和______的要求。答案：襯砌內(nèi)輪廓線；建筑限界；洞內(nèi)設(shè)備安裝4.隧道施工通風(fēng)方式中，壓入式通風(fēng)的風(fēng)筒出口距掌子面距離應(yīng)不大于______m，抽出式通風(fēng)的風(fēng)筒入口距掌子面距離應(yīng)不大于______m。答案：15；55.隧道防排水應(yīng)遵循“______、______、______、______”的原則，因地制宜綜合處理。答案：防；排；截；堵6.高地應(yīng)力軟巖隧道的主要變形特征為______、______、______。答案：大變形；持續(xù)時間長；具有流變性三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述礦山法與TBM法在隧道施工中的適用條件及優(yōu)缺點。答案：（1）適用條件：礦山法（鉆爆法）適用于各種圍巖級別（尤其破碎、軟巖地層），對地形、地質(zhì)適應(yīng)性強；TBM法適用于中硬巖（Rc=50～200MPa）、完整性好（Kv≥0.5）的長隧道（長度＞3km），對斷層、軟巖、富水地層適應(yīng)性差。（2）優(yōu)點：礦山法設(shè)備簡單、成本低、靈活多變，可應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)；TBM法掘進速度快（日進尺10～30m）、超欠挖?。ā?cm）、作業(yè)環(huán)境好（機械化程度高）。（3）缺點：礦山法進度慢（日進尺1～5m）、超欠挖大（±15cm）、安全性受爆破影響；TBM法初期投資高（設(shè)備價約2～5億元）、轉(zhuǎn)場成本大、地質(zhì)適應(yīng)性差。2.說明隧道二次襯砌的作用及施作時機控制要點。答案：（1）作用：①作為安全儲備，承受圍巖后期變形壓力及偶然荷載（如地震）；②提供平整的內(nèi)表面，滿足建筑限界和美觀要求；③與初期支護、防排水系統(tǒng)共同構(gòu)成隧道整體結(jié)構(gòu)，封閉圍巖，防止風(fēng)化。（2）施作時機控制要點：①圍巖變形基本穩(wěn)定：位移速率＜0.1～0.2mm/d（拱頂下沉）或＜0.2～0.5mm/d（凈空收斂）；②位移總量達(dá)到預(yù)計總位移的80%～90%；③初期支護表面無明顯裂縫或僅存在少量穩(wěn)定微裂縫；④淺埋隧道需地表沉降穩(wěn)定（速率＜0.1mm/d）。3.隧道監(jiān)控量測的目的是什么？列舉5個必測項目并說明其監(jiān)測意義。答案：（1）目的：①掌握圍巖動態(tài)，判斷圍巖穩(wěn)定性及支護結(jié)構(gòu)安全性；②為施工參數(shù)調(diào)整（如開挖方法、支護強度）提供依據(jù)；③驗證設(shè)計理論，積累工程經(jīng)驗，優(yōu)化后續(xù)設(shè)計。（2）必測項目及意義：①洞內(nèi)外觀察：及時發(fā)現(xiàn)圍巖節(jié)理發(fā)育、滲水、支護裂縫等異常，早期預(yù)警；②拱頂下沉：監(jiān)測拱部圍巖沉降，判斷拱部穩(wěn)定性；③凈空收斂：監(jiān)測隧道周邊位移，反映圍巖徑向變形及支護效果；④地表沉降（淺埋隧道）：監(jiān)測地表變形，防止坍塌或影響地面建筑物；⑤錨桿軸力（部分規(guī)范列為必測）：監(jiān)測錨桿受力狀態(tài)，判斷其是否失效。4.簡述隧道光面爆破的技術(shù)要點及質(zhì)量控制指標(biāo)。答案：（1）技術(shù)要點：①合理布置周邊眼：眼距E=10～15倍炮眼直徑（40～60cm），抵抗線W=E/(0.8～1.0)；②采用低爆速、低猛度、高爆力的炸藥（如乳化炸藥）；③周邊眼采用間隔裝藥或空氣間隔裝藥，確保沿炮眼連線形成貫通裂縫；④嚴(yán)格控制裝藥量：周邊眼裝藥集中度q=0.15～0.3kg/m（硬巖取高值，軟巖取低值）；⑤起爆順序：先掏槽眼→輔助眼→周邊眼，周邊眼采用同時起爆或微差起爆。（2）質(zhì)量控制指標(biāo)：①開挖輪廓圓順，超挖≤15cm，欠挖≤5cm；②周邊眼痕跡保存率：硬巖≥80%，中硬巖≥60%，軟巖≥40%；③圍巖無明顯爆震裂縫，初期支護與圍巖密貼。5.分析高地應(yīng)力軟巖隧道的變形機理及主要控制措施。答案：（1）變形機理：高地應(yīng)力軟巖（如千枚巖、泥巖）強度低（Rc＜30MPa）、遇水易軟化，當(dāng)圍巖應(yīng)力超過其強度時，發(fā)生塑性變形；同時，軟巖具有流變性（蠕變、松弛），導(dǎo)致變形持續(xù)時間長（數(shù)月至數(shù)年），且變形量隨時間增長逐漸趨于穩(wěn)定。（2）主要控制措施：①優(yōu)化開挖方法：采用短臺階、留核心土或雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，減少一次開挖跨度，縮短圍巖暴露時間；②加強初期支護：采用大剛度支護（如I20a以上型鋼拱架+25cm厚噴射混凝土）、長錨桿（4～6m）或錨索，及時閉合仰拱形成封閉環(huán)；③預(yù)留變形量：根據(jù)地應(yīng)力大小及軟巖特性，預(yù)留10～30cm變形空間，避免初期支護被壓潰；④注漿加固：對圍巖進行超前小導(dǎo)管注漿或徑向注漿，提高圍巖強度和整體性；⑤動態(tài)調(diào)整支護參數(shù)：通過監(jiān)控量測實時掌握變形速率，必要時增設(shè)臨時支撐或二次襯砌提前施作。四、計算題（每題10分，共20分）1.某高速公路隧道設(shè)計開挖斷面為三心圓，凈寬12.5m，凈高7.0m，初期支護采用C25噴射混凝土（厚度25cm），鋼拱架為I20b工字鋼（間距0.8m）?，F(xiàn)場實測某斷面開挖輪廓線與設(shè)計輪廓線的偏差如下（以設(shè)計輪廓線為基準(zhǔn)，正為超挖，負(fù)為欠挖）：拱頂+18cm，拱腰左側(cè)+15cm，拱腰右側(cè)+16cm，邊墻左側(cè)-3cm，邊墻右側(cè)-2cm，仰拱+20cm。計算該斷面的平均超挖值及超挖面積（π取3.14，結(jié)果保留2位小數(shù)）。答案：（1）平均超挖值計算：超挖值取各測點絕對值（欠挖按0計算），測點共6個（拱頂、左右拱腰、左右邊墻、仰拱）。各測點超挖絕對值：18cm、15cm、16cm、0（-3cm為欠挖）、0（-2cm為欠挖）、20cm。平均超挖值=（18+15+16+0+0+20）/6=69/6=11.50cm。（2）超挖面積計算：設(shè)計開挖斷面為三心圓，凈寬B=12.5m，凈高H=7.0m，初期支護厚度d=0.25m，因此設(shè)計開挖寬度B’=B+2d=12.5+0.5=13.0m，設(shè)計開挖高度H’=H+d=7.0+0.25=7.25m（仰拱部分需單獨計算）。實際開挖輪廓線各點超挖值對應(yīng)的面積增量可近似為各測點超挖值與對應(yīng)弧長的乘積之和（簡化計算）。拱頂、拱腰、仰拱為曲線段，邊墻為直線段。假設(shè)拱頂至拱腰弧長L1=π×(B’/2)×(60°/360°)=3.14×6.5×(1/6)≈3.40m（三心圓拱頂圓心角通常為60°）；左右拱腰弧長L2=2×L1≈6.80m；仰拱弧長L3=π×(B’/2)×(60°/360°)=3.40m；邊墻直線段高度h=H’-拱頂高度=7.25-（B’/2×tan30°）=7.25-（6.5×0.577）≈7.25-3.75=3.50m，左右邊墻總長度L4=2×3.50=7.00m（欠挖部分不計入超挖面積）。超挖面積=拱頂超挖值×L1+左右拱腰超挖值×L2/2+仰拱超挖值×L3+邊墻超挖值×L4（邊墻無超挖，故為0）=0.18×3.40+(0.15+0.16)×(6.80/2)+0.20×3.40=0.612+0.31×3.40+0.68=0.612+1.054+0.68≈2.346m2≈2.35m2（保留2位小數(shù)）。2.某鐵路隧道長度3500m，設(shè)計為單線隧道（斷面積50m2），采用壓入式通風(fēng)。已知施工人員最多50人，一次爆破炸藥量45kg，隧道內(nèi)允許最低風(fēng)速0.25m/s。計算該隧道所需通風(fēng)量（結(jié)果保留整數(shù)）。答案：壓入式通風(fēng)量需滿足以下3個條件，取最大值：（1）按施工人員呼吸需要：Q1=3×N=3×50=150m3/min（每人每分鐘需3m3新鮮空氣）。（2）按爆破排煙需要：Q2=7.8×(A×L×S2)1/3/t，其中A為炸藥量（45kg），L為隧道長度（3500m），S為斷面積（50m2），t為排煙時間（取30min）。計算得：(45×3500×502)1/3=(45×3500×2500)1/3=(393,750,000)1/3≈733.8Q2=7.8×733.8/30≈7.8×24.46≈190.8m3/min。（3）按最低風(fēng)速需要：Q3=60×v×S=60×0.25×50=750m3/min（v為風(fēng)速，m/s；60為分鐘換算系數(shù)）。比較Q1=150、Q2≈191、Q3=750，取最大值750m3/min。五、案例分析題（25分）背景資料：某新建高速公路隧道為雙向四車道，全長4200m，設(shè)計時速100km/h，圍巖以Ⅴ級為主（千枚巖，遇水軟化，地應(yīng)力較高，最大水平主應(yīng)力18MPa）。施工至DK12+300～DK12+350段時，掌子面出現(xiàn)涌水（水量約80m3/h），拱部圍巖局部坍塌（塌腔高度約2.5m），初期支護（I20a鋼拱架@0.8m，25cm厚C25噴射混凝土）表面出現(xiàn)多條環(huán)向裂縫（寬度1～3mm），監(jiān)控量測顯示拱頂下沉速率達(dá)1.2mm/d，凈空收斂速率1.8mm/d。問題：1.分析該段隧道坍塌及變形異常的主要原因。（8分）2.提出應(yīng)急處理措施及后續(xù)施工改進建議。（17分）答案：1.坍塌及變形異常的主要原因：（1）地質(zhì)因素：Ⅴ級千枚巖遇水軟化，強度降低（軟化系數(shù)＜0.5）；高地應(yīng)力（18MPa＞5倍圍巖強度）導(dǎo)致圍巖易發(fā)生塑性變形；（2）水的影響：涌水軟化圍巖，降低巖體抗剪強度，同時水壓力增加圍巖荷載；（3）施工因素：初期支護剛度不足（I20a鋼拱架間距0.8m，可能無法抵抗高地應(yīng)力）；未及時封閉仰拱（初期支護未形成封閉環(huán)，結(jié)構(gòu)受力不利）；超前支護（如小導(dǎo)管）長度或注漿效果不足，未有效加固拱部圍巖；（4）監(jiān)控量測反饋不及時：變形速率超過控制標(biāo)準(zhǔn)（正常Ⅴ級圍巖拱頂下沉速率應(yīng)＜0.5mm/d），未提前調(diào)整支護參數(shù)。2.應(yīng)急處理措施及后續(xù)改進建議：（1）應(yīng)急處理措施：①立即停止掌子面開挖，對塌腔進行回填：采用噴射混凝土封閉塌腔表面，然后用片石混凝土或沙袋回填（避免空洞繼續(xù)擴大）；