隧道試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.隧道按用途分類時，以下不屬于交通隧道的是（）A.鐵路隧道B.輸水隧道C.公路隧道D.城市地鐵隧道答案：B2.新奧法（NATM）的核心思想是（）A.強(qiáng)支護(hù)、早封閉B.充分發(fā)揮圍巖自承能力C.全斷面一次開挖D.采用鋼拱架作為主要支護(hù)答案：B3.我國《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG3370.1-2018）中，圍巖分級的主要依據(jù)是（）A.巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度與巖體完整性指數(shù)B.地下水狀態(tài)與地應(yīng)力大小C.隧道埋深與跨度D.施工方法與支護(hù)類型答案：A4.隧道施工中，超前小導(dǎo)管支護(hù)的主要作用是（）A.增強(qiáng)二次襯砌承載力B.加固掌子面前方圍巖C.提高初期支護(hù)剛度D.控制地表沉降答案：B5.隧道凈空斷面設(shè)計時，不包含以下哪項內(nèi)容（）A.建筑限界B.結(jié)構(gòu)安全空間C.施工誤差預(yù)留D.通風(fēng)管道安裝空間答案：D6.監(jiān)控量測中，屬于必測項目的是（）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)力答案：C7.隧道防排水設(shè)計應(yīng)遵循的原則是（）A.以堵為主、限量排放B.以排為主、完全疏干C.防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜D.僅設(shè)置防水層，不考慮排水答案：C8.盾構(gòu)法施工中，管片拼裝的主要順序是（）A.底部→標(biāo)準(zhǔn)塊→鄰接塊→封頂塊B.封頂塊→鄰接塊→標(biāo)準(zhǔn)塊→底部C.標(biāo)準(zhǔn)塊→底部→鄰接塊→封頂塊D.鄰接塊→標(biāo)準(zhǔn)塊→底部→封頂塊答案：A9.隧道洞口段施工時，通常優(yōu)先采用的開挖方法是（）A.全斷面法B.臺階法C.環(huán)形開挖預(yù)留核心土法D.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法答案：C10.隧道襯砌混凝土澆筑時，拱頂部位應(yīng)采用（）A.泵送自密實混凝土B.干硬性混凝土C.普通噴射混凝土D.瀝青混凝土答案：A11.以下不屬于隧道施工輔助作業(yè)的是（）A.施工通風(fēng)B.裝碴運(yùn)輸C.超前地質(zhì)預(yù)報D.監(jiān)控量測答案：B12.隧道圍巖壓力計算中，普氏理論假設(shè)圍巖破壞后形成的是（）A.矩形松動區(qū)B.梯形松動區(qū)C.拋物線形松動區(qū)D.三角形松動區(qū)答案：D13.隧道二次襯砌的施作時間應(yīng)滿足（）A.初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后B.開挖完成后立即施作C.監(jiān)控量測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時D.圍巖等級為Ⅰ級時答案：A14.隧道施工中，瓦斯檢測的重點區(qū)域是（）A.仰拱部位B.拱頂及開挖工作面C.二次襯砌背后D.排水溝答案：B15.以下關(guān)于隧道逃生通道設(shè)置的要求，錯誤的是（）A.逃生通道內(nèi)徑不小于800mmB.距開挖面距離不大于20mC.采用鋼管或鋼筋混凝土管D.隨開挖面推進(jìn)及時接長答案：C二、填空題（每空1分，共20分）1.隧道的主體建筑物包括（洞身襯砌）和（洞門）。2.圍巖分級中，巖體完整性指數(shù)（Kv）是（巖體彈性縱波速度）與（巖石彈性縱波速度）的平方比。3.新奧法的三大支柱是（光面爆破）、（噴錨支護(hù)）和（監(jiān)控量測）。4.隧道施工通風(fēng)方式分為（壓入式）、（吸出式）和（混合式）三種。5.超前支護(hù)常用方法包括（超前小導(dǎo)管）、（管棚）、（超前錨桿）等。6.隧道防排水系統(tǒng)中，常用的排水設(shè)施有（環(huán)向盲管）、（縱向盲管）和（中央排水溝）。7.隧道開挖方法選擇的主要依據(jù)是（圍巖等級）、（隧道斷面尺寸）、（施工技術(shù)條件）和（工期要求）。8.隧道襯砌結(jié)構(gòu)的主要形式有（整體式混凝土襯砌）、（復(fù)合式襯砌）和（裝配式襯砌）。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述公路隧道建筑限界的組成內(nèi)容及其作用。答：公路隧道建筑限界是為保證隧道內(nèi)各種交通的正常運(yùn)行與安全，而規(guī)定的在隧道橫斷面中必須保留的空間范圍。其組成包括：（1）行車道寬度：根據(jù)設(shè)計速度和車道數(shù)確定，滿足車輛通行需求；（2）側(cè)向?qū)挾龋喊肪墡Ш蜋z修道（或人行道）寬度，保障車輛安全側(cè)向凈空；（3）余寬：為防止車輛行駛時偶然偏離車道而設(shè)置的安全空間；（4）檢修道或人行道高度：不小于2.5m，滿足人員通行和設(shè)備檢修需求；（5）凈高：一般不小于5m（高速公路），確保車輛垂直方向通行安全。作用是限定隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)部凈空的最小尺寸，確保運(yùn)營期車輛、行人及設(shè)備的安全。2.比較礦山法與盾構(gòu)法在隧道施工中的適用條件及優(yōu)缺點。答：適用條件：礦山法（鉆爆法）：適用于各種地質(zhì)條件（尤其是硬巖、破碎圍巖），隧道斷面靈活（從20㎡到200㎡以上），埋深不限；盾構(gòu)法：適用于軟土、砂層、淤泥等軟弱地層，斷面多為圓形（直徑3-15m），長距離隧道（一般＞1km）更經(jīng)濟(jì)。優(yōu)缺點：礦山法優(yōu)點：斷面適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)備投入較低；缺點：對圍巖擾動大，進(jìn)度慢（月進(jìn)尺30-100m），安全風(fēng)險較高（尤其在不良地質(zhì)段）。盾構(gòu)法優(yōu)點：機(jī)械化程度高，進(jìn)度快（月進(jìn)尺150-400m），對地表沉降控制好；缺點：設(shè)備昂貴（盾構(gòu)機(jī)造價數(shù)千萬），斷面形狀固定，地質(zhì)適應(yīng)性差（遇硬巖需特殊刀具）。3.說明隧道監(jiān)控量測中“必測項目”與“選測項目”的區(qū)別，并列舉3個必測項目的具體量測方法。答：區(qū)別：必測項目是隧道施工中必須開展的基本監(jiān)測項目，用于判斷圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)安全，數(shù)據(jù)直接指導(dǎo)施工；選測項目是根據(jù)地質(zhì)條件、隧道規(guī)模等特殊需求選擇的補(bǔ)充項目，用于深入分析圍巖-支護(hù)體系力學(xué)行為。必測項目及方法：（1）拱頂下沉：采用精密水準(zhǔn)儀+銦鋼尺，在拱頂布設(shè)測點，定期測量高程變化；（2）周邊收斂：使用收斂計（或全站儀非接觸量測），量測隧道兩側(cè)壁間的水平位移；（3）地表沉降（淺埋隧道）：在隧道軸線地表布設(shè)監(jiān)測點，通過水準(zhǔn)測量記錄沉降值。4.分析隧道二次襯砌產(chǎn)生裂縫的主要原因，并提出防治措施。答：主要原因：（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理：襯砌厚度不足、混凝土強(qiáng)度等級偏低、未設(shè)置變形縫；（2）施工質(zhì)量問題：混凝土澆筑不密實（漏振、欠振）、養(yǎng)護(hù)不到位（早期失水）、拆模時間過早；（3）圍巖壓力過大：圍巖變形未穩(wěn)定即施作襯砌，后期圍巖壓力持續(xù)作用導(dǎo)致襯砌受拉破壞；（4）溫度應(yīng)力：大體積混凝土內(nèi)外溫差超過25℃，產(chǎn)生溫度裂縫；（5）地下水侵蝕：硫酸鹽、氯離子等對混凝土的化學(xué)腐蝕。防治措施：（1）優(yōu)化設(shè)計：根據(jù)圍巖等級合理確定襯砌厚度和混凝土強(qiáng)度，在地質(zhì)變化處設(shè)置變形縫；（2）嚴(yán)控施工質(zhì)量：采用分層澆筑（每層30-50cm）、高頻振搗，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)（覆蓋保濕≥14天），拆模時間需滿足混凝土強(qiáng)度≥80%設(shè)計值；（3）控制施作時機(jī)：待初期支護(hù)變形速率≤0.2mm/d且累計變形≤設(shè)計值的90%時再施作二次襯砌；（4）降低溫度應(yīng)力：采用低熱水泥，分層澆筑并埋設(shè)冷卻水管，控制入模溫度≤30℃；（5）加強(qiáng)防排水：設(shè)置完善的防水板+盲管系統(tǒng)，減少地下水對襯砌的侵蝕。5.簡述隧道超前地質(zhì)預(yù)報的主要方法及其適用場景。答：主要方法及適用場景：（1）地質(zhì)調(diào)查法（常規(guī)預(yù)報）：通過地表地質(zhì)測繪、洞內(nèi)地質(zhì)編錄，分析圍巖產(chǎn)狀、節(jié)理裂隙發(fā)育情況，適用于所有隧道，是其他方法的基礎(chǔ)；（2）物探法：地震波反射法（TSP、TRT）：探測距離100-200m，適用于長距離超前預(yù)報（如斷層、溶洞）；地質(zhì)雷達(dá)（GPR）：探測距離10-30m，分辨率高，適用于短距離探測（如圍巖破碎帶、富水帶）；瞬變電磁法（TEM）：探測地下水分布，適用于富水地層（如巖溶區(qū)、斷層帶）；（3）鉆探法：超前水平鉆：取芯驗證，探測距離30-50m，適用于對物探異常區(qū)的精準(zhǔn)驗證；加深炮孔：利用開挖炮孔加深至5-10m，適用于短距離快速預(yù)報；（4）超前導(dǎo)坑法：在主洞一側(cè)開挖小導(dǎo)坑（斷面5-10㎡），直接揭示前方地質(zhì)，適用于特長隧道（如3km以上）。四、計算題（每題10分，共30分）1.某公路隧道位于Ⅲ級圍巖中，圍巖容重γ=22kN/m3，普氏系數(shù)f=2.5，隧道跨度B=10m，計算該隧道的垂直圍巖壓力（采用普氏理論）。解：普氏理論中，垂直圍巖壓力計算公式為：q=γ·h其中，松動圈高度h=B/(2f)已知B=10m，f=2.5，代入得：h=10/(2×2.5)=2mq=22×2=44kN/m2答：垂直圍巖壓力為44kN/m2。2.某隧道初期支護(hù)采用系統(tǒng)錨桿，圍巖為Ⅳ級，錨桿設(shè)計參數(shù)為：直徑φ22mm，長度L=3.5m，間距1.2m×1.2m（縱×橫）。若錨桿與圍巖的粘結(jié)強(qiáng)度τ=0.5MPa，計算單根錨桿的抗拔力，并判斷是否滿足《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3660-2020）中Ⅳ級圍巖系統(tǒng)錨桿抗拔力≥80kN的要求。解：單根錨桿抗拔力T=π·d·L·τ其中，d=0.022m（直徑），L=3.5m，τ=0.5MPa=0.5×10?Pa計算得：T=3.14×0.022×3.5×0.5×10?≈3.14×0.077×5×10?≈3.14×3.85×10?≈120.89kN規(guī)范要求≥80kN，120.89kN＞80kN，滿足要求。答：單根錨桿抗拔力約為120.9kN，滿足規(guī)范要求。3.某隧道二次襯砌采用C30混凝土（軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fc=13.8MPa），襯砌厚度d=500mm，計算其能承受的最大均布壓力（假設(shè)襯砌為等厚圓拱，按素混凝土偏心受壓構(gòu)件簡化計算，不考慮鋼筋作用，安全系數(shù)取1.5）。解：素混凝土襯砌的極限承載力公式（簡化）：Pmax=(fc·d)/K其中，K為安全系數(shù)，取1.5代入數(shù)據(jù)：Pmax=(13.8×10?Pa×0.5m)/1.5=(6.9×10?)/1.5=4.6×10?Pa=4.6MPa答：二次襯砌能承受的最大均布壓力約為4.6MPa。五、案例分析題（共30分）背景資料：某雙向四車道公路隧道，設(shè)計時速80km/h，全長1200m，埋深50-80m，圍巖以Ⅳ級為主（局部Ⅴ級），采用復(fù)合式襯砌（初期支護(hù)：C25噴射混凝土25cm+φ22砂漿錨桿L=3.5m@1.2m×1.2m+I20a鋼拱架@1.0m；二次襯砌：C35模筑混凝土45cm）。施工至DK1+350-DK1+380段時，監(jiān)控量測數(shù)據(jù)顯示：拱頂下沉速率由0.3mm/d驟增至1.2mm/d（累計下沉18mm，設(shè)計允許值25mm），周邊收斂速率由0.2mm/d增至0.8mm/d（累計收斂15mm，設(shè)計允許值20mm），同時掌子面出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，圍巖裂隙發(fā)育，局部掉塊。問題：1.分析該段圍巖變形異常的可能原因（10分）。2.提出針對性的處理措施（10分）。3.說明后續(xù)施工中應(yīng)加強(qiáng)的監(jiān)控量測工作（10分）。答案要點：1.可能原因：（1）地質(zhì)條件變化：原設(shè)計Ⅳ級圍巖實際為Ⅴ級（裂隙發(fā)育、滲水導(dǎo)致圍巖軟化，自承能力降低）；（2）初期支護(hù)參數(shù)不足：鋼拱架間距1.0m可能偏大（Ⅴ級圍巖應(yīng)加密至0.5-0.8m），噴射混凝土厚度25cm可能不夠（Ⅴ級圍巖需25-30cm，但結(jié)合滲水可能需增加厚度或增設(shè)鋼筋網(wǎng)）；（3）施工質(zhì)量問題：錨桿未全長粘結(jié)（注漿不飽滿）、鋼拱架基底虛渣未清理（導(dǎo)致支護(hù)下沉）、噴射混凝土存在空洞（未密貼圍巖）；（4）開挖方法不當(dāng)：可能采用了臺階法但上臺階高度過大（＞1/3跨度），或兩臺階間距過長（未及時封閉成環(huán)）；（5）地下水影響：滲水導(dǎo)致圍巖軟化，圍巖壓力增大。2.處理措施：（1）立即暫停開挖，對掌子面進(jìn)行封閉（噴射5-10cm混凝土），防止圍巖進(jìn)一步松弛；（2）加強(qiáng)初期支護(hù)：鋼拱架間距由1.0m調(diào)整為0.8m（局部Ⅴ級段加密至0.5m）；增設(shè)鎖腳錨桿（每榀拱架打設(shè)4根φ42×3.5mm小導(dǎo)管，L=4.0m，注漿加固基底）；在噴射混凝土中增加鋼筋網(wǎng)（φ8@20cm×20cm），或采用鋼纖維噴射混凝土提高抗拉性能；（3）超前支護(hù)：在掌子面前方施作超前小導(dǎo)管（φ42×3.5mm，L=4.0m，環(huán)向間距0.3m，外插角10°-15°），注漿加固前方圍巖；（4）加快初期支護(hù)封閉成環(huán)：縮短臺階長度（上臺階長度≤3D，D為隧道跨度），及時施作仰拱（距掌子面距離≤35m）；（5）治水措施：對滲水點采用引排（埋設(shè)半圓管）+局部注漿（水泥-水玻璃雙液漿），降低圍巖含水量；（6）加強(qiáng)監(jiān)控量測：加密監(jiān)測頻率（由每天1次改為每天2次），增設(shè)圍巖內(nèi)部位移測點（了解深部變形）。3.后續(xù)監(jiān)控量測加強(qiáng)措施：（1）加密測點布置：在DK1+350-DK1+400段，拱頂下沉、周邊收斂測點間距由5m調(diào)整為2-3m；（2）增加監(jiān)測項目：選測項目：圍巖內(nèi)部位