地下工程概论.docx
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地下工程概论.docx
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地下工程概论
地下工程概论
[填空题]
1什么是地下工程?
参考答案:
地下工程是一个泛指的技术领域,凡在地层内部天然形成或人工修筑的地下建筑物(或空间)均称为地下工程(或地下空间)。
对人类来说,地下空间也是一种资源。
[填空题]
2为什么要开发地下空间,(城市)地下空间发展的重点?
参考答案:
大城市地面空间不足;保护历史建筑物和城市景观;充分利用和发挥地下空间的优越性和特性
[填空题]
3地下空间利用的形态有哪些?
举例说明。
参考答案:
(1)为人类生存,确保安全的,如粮食的地下储藏,地下式住宅;
(2)伴随城市的现代化发展的,如城市的有轨交通系统,地下商业街,地下停车场等
(3)伴随科学技术发展的如地下水利发电站,地下能源发电站等;
(4)大规模国土有效利用的,如城市间、国家间的交通设施(铁路、公路、跨海通道工程等;
(5)防御和减少灾害的地下设施,如人防避难工程,防御洪水灾害的地下坝、地下河等;
[填空题]
4地下工程的空间类型有哪些?
参考答案:
按不同开挖方法分类:
开挖出来的空间、开挖后覆土的空间、明挖空间;
按地下结构物与地表面的关系分类:
在建筑物上填土(一般高出地面),埋设在地层中;
开口部与地表的关系:
密闭型、天窗型、侧面开口型及半地下型;
[填空题]
5简述住宅地下空间的分类及对规划地下住宅的要求。
参考答案:
a)从地下空间与外部联系看分为完全地下密闭型,半地下型,侧部开放型,中庭型、开放型;从地下空间与上部的结构关系分为独立型、部分地下型,全地下型;从地形条件分为平底型、台地型、斜坡地型
b)不管何种形式,都要解决好地下结构与地形、上部结构的协调以及采光、采暖、通风、排水等问题,确保高密度居住对环境的要求,尽量降低工程造价,选择经济适用、安全、无公害、简易的施工方法。
[填空题]
6简述地下街的功能与修建原则。
参考答案:
功能与下述的修建目的综合。
目的:
建立各建筑物之间的联络通道,减少地面人员交叉流动,减少交通事故;
解决地面购物及服务设施等的不足;
建立交通枢纽的联络通道,便于办公楼人员生活交通,避免地面交通堵塞;
解决闹市区车辆的停放;
满足战备要求;
修建原则:
店铺面积一般不要大于通道面积;
设有简易的诱导标志,以解决紧急情况下利用者的避难及疏散;
与地面广场、道路等相配合,形成一体化,充分发挥地下街的功能;
原则上禁止与其他建筑物的地下室连通;
从防火观点出发,每200平方米要设防火壁;
[填空题]
7地下街规划和设计中应包括哪些内容、对设施的基本要求和注意什么关系?
参考答案:
内容:
1)周围地区的土地利用2)周围地区的交通3)周围地区的商业4)现场的状况
对设施基本要求:
1)安全性2)便利性3)舒适性4)健康性
注意的关系:
1)与地表公共设施的关系。
设置的通向地面的出入口、给排气孔应尽量设在道路区域之外,对地面交通和景观不应造成障碍,也不能使地上步行者直接受到排出的废气的影响。
2)与公共地下人行道的关系。
公共人行道的宽度由下式决定,其值不满6m时,应采用6m
W.P/1600+F
式中W一地下公共人行道的有效宽度(m);
P.一根据预测,预计20年后最大小时步行者人数(人数/小时•最大);
F.一余裕宽度,常采用2m,没有店铺等时采用lm。
3)与公共地下停车场的关系
要结合地下街规划一定数量的地下停车场。联系地下街的地下停车场,多为两层以上,形成一个大规模的地下结构物,且通风、排水等机械设备的设置较地下街本身的设置更为庞大。
4)与地下铁道的关系
在有地铁的城市,可在修建地铁车站时考虑将地铁上部作为地下街。
(1)一般地铁车站采用明挖法,节约成本。
(2)便于地铁车站与地面交通站之间的联系。
(3)人员流通量大,可为地下街带来丰厚利润。
5)与周围建筑物的关系
地下街是一个大型商业中心,在规划时应充分研讨该城市的商业发展以及地下街周围地点的商业网点分布。
[填空题]
8简述地下街设计中的注意事项。
参考答案:
1)公用地下通道
(1)布局:
直线布局、标志简单、明显、在所有地点应有两个方向的避难口;
(2)人行道的宽度:
W=P/1600+F≥6m
(3)出入口:
地下通道长度超过60m时,考虑避难方便,每隔30m设置双向出入口。
2)台阶
(1)通向地面的台阶有效宽度≥1.5m;
(2)当地面人行道宽度>5m以上时,台阶出入口方能设置于其上;
(3)需考虑无障碍设施(供残疾人群)
3)地下广场
(1)作导向标志
(2)设置通风、排烟设施
(3)至少应有两个直通地面的台阶(一般双向设置)
(4)原则上在公共地下人行道的端部及其所有地段,每隔50m都应设置对防灾有效的地下广场。
4)店铺
(1)地下街中店铺(包括机械室。防灾中心)的总面积,不能超过公共地下人行道,(包括广场、台阶)的总面积。
(2)限制火源
(3)设置耐火壁
5)防灾中心
(1)监视(监视器)、控制系统(自动喷淋系统)
(2)位置:
易于掌握地下街全貌、便于通往地面
6)附属设施
(1)地面:
给排气口等设施
(2)地下:
水泵、电气(配电房)等
[填空题]
9按位置不同地下停车场的类型及各种类型的特征有哪些?
参考答案:
公路型地下停车场
特点:
规模受到一定限制,多为自行式,细长型,其地面部分(进出车口、通风塔等设施)的设置受到较大约束。
公园型地下停车场
特点:
规模大,平面规划容易,可以采用一层或多层的停车场
广场型地下停车场
特点:
可与地下商业街、地下铁道、地下通道等一起规划。进出口设置要与上部广场的汽车公共汽车等的行驶路线一致。
建筑物地下停车场
附建于建筑物下,一般用于私人或单位停车,规模不大。
[填空题]
10地下停车场的动线包括哪些
参考答案:
①汽车的交通动线;
②利用者的步行动线;
③停车场管理者的动线。
[填空题]
11简述地下停车场的平面组成及构造基准的内容及标准。
参考答案:
了解平面组成:
三大区:
车库区;通风设备区;办公区;
构造基准:
车道宽度(单向——大于3.5米,双向——大于5.5米)
梁下有效高度(车道部分——大于2.3米,停车室——大于2.1米)
弯曲段回转半径:
内经大于5米;
坡道:
不得超过17%,坡道底板要求抗滑、耐磨、保湿、防冻;
[填空题]
12简述地下铁道的优越性。
参考答案:
运量大、速度快、运输成本低;安全可靠、舒适;节省地面空间、保护城市景观等。
[填空题]
13简述地铁规划的内容。
参考答案:
路网形式(形式:
单线式、多线式、环线式、蛛网式、棋盘式);
路网中车站的布置;车站间距(城市中心大约700~1500米、郊区约1500~2000)、车站位置(换乘、联络方便)
地铁线路的埋置深度的确定:
(1)工程造价:
一般而言埋深越浅造价越低
(2)地面情况及城市地下管线设置:
地面为道路时及考虑设置地下埋设物和管道:
要求从地面到隧道拱顶的深度>2.5m
(3)防护要求:
埋深越深防护效果越好
地铁线路的平面、纵断面设计的要求:
①隧道应位于对沿线房屋没有影响的中心线上
②车站应设于道路中心线下,便于两侧出入口设于地面道路两侧③当隧道中心线为曲线时,尽量选择大半径曲线。
[填空题]
14简述地铁线路组成。
参考答案:
区间隧道(双线、单线)、车站及附属建筑
[填空题]
15简述地铁区间隧道的概念、作用、与施工方法相关的断面型式。
参考答案:
概念:
包括区间行车通道段和区间设备段(如折返线、地下存车线、联络线)以及其它附属建筑物。内设列车运行及安全检查用的各种设施。如:
轨道、电车线路、线路标志、通讯及信号用电缆、照明、通风设施等。
作用
(1)供列车通过
(2)放置设备
与施工方法相关的断面形式
(1)箱形——明挖法
(2)圆形——盾构法
(3)马蹄形——矿山法
[填空题]
16简述地铁车站的类型及其功能。
参考答案:
类型,按运营功能分:
起始、终点站、中间站、换乘站、区域站、枢纽站;
按设置位置分:
联络站、中心站、郊区站;
按形式分:
双层、单层;
功能:
地下铁道车站是供乘客上下车和换乘、候车的场所。
[填空题]
17简述地铁车站的站台型式(岛式、侧式、混合式)及其特征。
参考答案:
(1)岛式站台
特点:
折返方便、便于集中管理、需设中间站厅进入站台、站台长度固定。适用于规模较大的车站如终点站、换乘站。适用于规模较大的车站如终点站、换乘站。
(2)侧式站台
特点:
人流不交叉、折返需通过联系通道、可不设中间站厅、管理分散、可延长站台长度,适用于规模较小的车站
(3)混合式站台
特点:
乘客可同时在两侧上下车,能缩短停靠时间,常用于大型车站,折返方便。
[填空题]
18简述地铁车站的组成。
参考答案:
包括乘客使用、运营、技术用房、生活辅助用房、通风、空调、防灾等设施。
[填空题]
19简述交通隧道的分类。
参考答案:
按用途分:
铁路隧道、公路隧道、航运隧道;
按位置分:
山岭隧道、地下铁道、水底隧道。
[填空题]
20简述隧道洞门位置的选择原则和要求。
参考答案:
原则:
应结合洞口的地形、工程地质和水文地质条件、施工技术、运营条件以及附近相关工程综合考虑,详细比较、决定。最重要的是考虑边仰坡的安全。
要求:
(1)应尽量设在山体稳定、地质较好、地下水不丰富的地方,避免不良地质
(2)洞口不宜设在排水困难的沟谷低洼处
(3)洞口处为悬崖陡壁时不宜扰动原坡面
(4)洞口应尽可能与地形等高线大致垂直
(5)当线路位于有可能被淹没的河滩上或水库水影响范围内时,洞口设计标高应高于设计洪水位以上0.5米
(6)洞口应考虑生产活动的场所
总之首先按地质条件控制边坡和仰坡的安全和稳定,然后尽量躲避不良地质区域,最后经济方面。
[填空题]
21简述隧道平、纵断面设计内容及要求(坡度、曲线的设置要求及坡度折减原因)。
参考答案:
平面线形的要求
(1)尽量采用直线或大半径曲线,避免小半径曲线;
(2)直线与圆曲线之间需设置缓和曲线
(3)隧道内应尽量避免设置反向曲线;必须设置时,要求夹直线长度不宜小于44m。
(4)当洞外明线出现曲线时,最好要使曲线的缓直点(或直缓点)距洞口不小于25m。。
纵断面设计主要是对坡度的设计,包括隧道内线路的坡道形式、坡度大小和折减。坡段长度和坡段间的衔接等
1)、坡度形式
(1)单面坡
适用条件:
多用于线路紧坡地段或展线地区,可以争取高程。
优点:
运营时通风、排水有利;
缺点:
单下坡时,施工中排水、出碴困难。
(2)人字坡
适用条件:
多用于长隧道,尤其是越岭隧道无需争取高程的情况,
优点:
是利于两端施工时的出碴和排水;
缺点:
是对运营通风不利。(污浊空气易聚集于两坡间的顶峰)
2)、坡度
(1)最大坡度限制
①明线上直线段的最大限坡f限
②隧道里直线段的最大限坡f隧=f限x折减系数
A.折减原因:
空气阻力增大,削弱了列车的牵引力;机车动轮与钢轨间的粘着系数降低。
B.折减范围:
上坡进洞前,1/2个远期货物列车的长度范围
C.折减系数(m)的取值:
当隧道长L<400m时,m=1;当隧道长L>400m时,根据隧道长度及牵引方式的不同,m的取值界于0.7~0.9之间。
③曲线段的最大限坡:
为克服曲线上的阻力,需减去一个曲线的当量坡度
(2)最小坡度限制:
考虑到通风、排水需求隧道坡度不宜小于3‰,特殊不小于2‰
3)、坡段连接
坡段长度不小于列车长度(变坡点:
隧道纵断面上坡度的变化点。坡段长度:
相邻变坡点的距离。)
当相邻坡段间的坡度代数差大于3‰时,应设置半径为10000m的竖曲线
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[填空题]
22简述隧道净空限界的概念。
参考答案:
概念:
隧道衬砌内轮廓所包络的空间。
[填空题]
23简述铁路隧道建筑物的组成。
参考答案:
主体建筑物:
洞门、洞身衬砌
附属建筑物:
避车洞,防排水系统,电气设施,通风设施,轨下基础。
[填空题]
24简述隧道洞身衬砌的作用、构造及衬砌类型。
参考答案:
作用:
承受围岩压力、保持使用空间、封闭围岩,防止围岩风化;
衬砌类型:
现场灌注混凝土衬砌(也是二衬)明挖或矿山法
的形式及构造:
拱圈、边墙及仰拱等
装配式,构造形式及基本要求,组成。
锚喷式,组成、作用
复合式,组成。
结构形式:
拱形——直墙拱、曲墙拱;圆形、矩形等。
[填空题]
25简述路隧道洞门作用、构造及类型。
参考答案:
作用:
减少洞口土方开挖量;引离洞顶流水;稳定边、仰坡;承受山体纵向推力;装饰洞口
构造:
端墙、翼墙、洞口环衬砌、洞顶排水系统、洞门检查设备等
类型:
环框式、端墙式、翼墙式
[填空题]
26简述明洞的概念及类型
参考答案:
(1)概念:
明挖法修建的隧道,在开挖的路堑或敞开的基坑里,先修建结构物再回填土石。
(2)类型:
①拱形明洞②棚洞。
[填空题]
27简述地下空间利用规划的特点。
参考答案:
公共利用型土木设施(共有的)、空间固定性(共有的)、空间封锁性(地下特有的)。
[填空题]
28简述规划中的调查内容。
参考答案:
自然环境调查、经济条件调查、社会条件及需求调查、地形地质调查、地下埋设物调查、环境保护调查、调查结果整理。
[填空题]
29简述地质调查的流程。
参考答案:
规划阶段,设计阶段、施工阶段、维修管理阶段。
[填空题]
30简述铁路隧道围岩分级指标。
参考答案:
分级指标:
①由岩石强度的坚硬程度、围岩的完整程度确定围岩的基本分级
②地下水及初始应力场修正围岩基本分级
具体而言有以下四个指标:
①岩体的结构特征与完整性
②岩石强度
③地下水
④弹性波传播速度。
[填空题]
31简述地下结构体系的主要计算模型的基本概念。
参考答案:
基本概念:
由地层和支护结构共同组成,其中以地层为主,支护仅用来约束地层,不使它产生过大的变形而破坏坍塌,地层既是承载结构的基本组成部分,又是造成荷载的根本来源。
[填空题]
32地下结构(铁路隧道)的设计方法有哪些?
参考答案:
结构力学方法、岩石力学方法、经验类比方法、情报化设计方法。
[填空题]
33简述围岩、围岩压力的概念。
参考答案:
围岩:
受工程影响的那部分岩(土)体(或地层中受坑道开挖影响的那部分岩体。)
围岩压力:
坑道开挖后,欲松动变形的岩体作用在衬砌支护上的压力。
围岩压力的计算方法(按新规范)(只讲统计法:
深埋、浅埋;给出塌落拱、围岩压力计算高度的概念,浅埋覆土层厚度表)
[填空题]
34简述铁路隧道结构计算的步骤。
参考答案:
断面形式和结构尺寸的拟定——工程类比法;
计算作用在结构上的荷载——主动和被动荷载;
计算结构内力;
检算:
安全系数,偏心距,基底承载力;
[填空题]
35简述地下工程施工特点。
参考答案:
特点:
施工方法因地质条件不同而变化;
工作面少,一般情况下只有2个。如要增加工作面,必须开挖辅助坑道,造价提高;
工作空间狭窄,施工工序易发生相互干扰;
施工环境差,空气交流不便,光线暗而且潮湿;
修建后改造困难;
[填空题]
36简述沉埋法、盾构法施工工序及适用条件。
参考答案:
沉埋法:
节段制作——沉管段施工——坚井及引道施工。是修建水底隧道通常采用的方法。
盾构法施工的内容包括盾构的出发和到达,盾构的掘进、衬砌,压浆和防水等。适用于软弱地层,特别是闹市中软弱地层中修建地下工程。
[填空题]
37简述一般矿山法施工方法选择的因素。
参考答案:
因素:
工程地质和水文地质条件、工程规模(长度、断面尺寸)、埋深、工期要求、施工队伍技术力量(设备、技术熟练程度等)、经济效益和社会效益、环境条件。
[填空题]
38简述矿山法基本作业与辅助作业的概要内容;
参考答案:
基本作业:
钻爆与开挖、运输与出渣,支护和衬砌等。
辅助作业:
施工通风与除尘、施工排水与供水、施工供电与照明、压缩空气的供应。
[填空题]
39简述信息化设计(施工)的基本概念。
参考答案:
是指施工前后对导洞、试验洞或正洞的测量(包括拱顶沉降、洞周收敛变形、地中变形、支护和围岩相互作用力等),以这种实测的量测值反演分析,用来监控围岩和支护的动态的稳定与安全,根据及时获得量测信息进一步修改和完善原设计,并指导下阶段施工,确定支护施工方式和时间;调整时间系数;以期获得最优地下结构的一种方法。
[填空题]
40矿山法中的全断面一次开挖法的施工顺序是什么?
参考答案:
(1)用钻孔台车钻眼,然后装药、连接导火线;
(2)退出钻孔台车,引爆炸药,开挖出整个隧道断面;
(3)排除危石,安设拱部锚杆和喷第一层混凝土;
(4)用装渣机将石渣装入矿车,运出洞外;
(5)安设边墙锚杆和喷射混凝土;
(6)必要时可喷拱部第二层混凝土和隧道底部混凝土;
(7)开始下一轮循环;
(8)在初次支护变形稳定后或按施工组织中规定日期,灌注内层衬砌。
[填空题]
41简述钻爆法施工中炮眼的分类及用途。
参考答案:
按用途的不同,炮眼分为四种:
掏槽眼:
用于爆出新的自由面,为其后爆的炮眼创造有利的爆破条件。
辅助眼:
用以进一步扩大掏槽眼形成的槽腔。
崩落眼:
用以破碎岩石。
周边眼:
控制断面形状、大小和轮廓,使之符合设计要求。
[填空题]
42全断面一次开挖法的优点是什么?
参考答案:
①可最大限度地利用洞内作业空间,工作面宽敞,能使用大型高效设备,加快施工进度;
②断面一次挖成,施工组织与管理比较简单;
③能较好地发挥深孔爆破的优越性;
④通风、运输、排水等辅助工作及各种管线铺设工作均较便利。
[填空题]
43地下工程中对围岩进行分级的意义何在?
围岩分级主要考虑哪些因素?
这些因素的代表性指标是什么?
参考答案:
(1)围岩分级是隧道与地下工程进行工程类比设计的重要依据,是围岩稳定性评价的重要基础,也是隧道设计施工的依据,是进行科学管理及正确评价经济效益、确定结构荷载,设计衬砌结构的类型及参数、制定劳动定额及材料消耗标准等的基础。
(2)一方面是地质因素,另一方面是工程因素。
(3)地质因素有岩性及岩石的力学强度、岩体的地质结构构造特征,以及原岩应力状态和地下水状况;工程因素有地下空间的断面形状、尺寸、埋深、施工方法、支护结构类型及支护时间。
[填空题]
44地铁区间隧道的限界包括哪些内容?
何谓建筑限界?
何谓车辆限界?
参考答案:
车辆限界,设备限界,建筑限界,接触轨和接触网限界。
车辆限界是指在平直线路上运行中的车辆可以达到的最大范围,即为车辆在运营中的横断面极限位置。
设备限界是指车辆限界以外,考虑沿线设备安装的限制范围。
建筑限界是一个垂直于线路中心线的最小有效隧道净空。它决定隧道内轮廓尺寸,结构的任何部位均不能侵入这个界限以内。
[填空题]
45隧道按其施工方法,一般可以分为()、()、()等几种断面形式。
参考答案:
圆形;方形/箱形;马蹄形
[填空题]
46我国铁路隧道围岩分级的基本指标有()、(),其修正因素有()、()等。
参考答案:
岩石硬度;围岩完整程度;地下水;初始应力场
[填空题]
47地下结构在()作用下,支护结构的一部分将发生向围岩方向的变形,此时,围岩会对支护结构产生反作用力来抵制这种变形,这种反作用力就称为(),其大小常用温克列尔(Winkler)假定为基础的()来确定。
而支护结构的另一部分则背离围岩向着隧道内变形,形成所谓()。
参考答案:
地应力(主动荷载);弹性抗力;局部变形理论;脱离区
[填空题]
48沉管法施工中,管段制作方式有()、()。
参考答案:
钢壳方式;干船坞方式
[填空题]
49隧道工程中的地质调查,一般包括以下几个阶段,即()、()、()、()。
参考答案:
规划阶段;设计阶段;施工阶段;维修管理阶段
[填空题]
50地铁车站站台形式大体分为()和(),站台的宽度由()、()、和()。
参考答案:
侧式站台;岛式站台;乘降人数;升降台阶的位置;宽度
[填空题]
51现代城市为补充地面空间的不足而修建的地下街是融()、()及其他设施为一体的综合地下服务群体建筑。
参考答案:
商业;交通
[填空题]
52水封式贮槽的类型按贮藏的压力可分为()和()两种;按水床类型可分为()、()。
参考答案:
常压;加压;固定水床;变动水床
[填空题]
53在铁路隧道内,为工作人员进行维修或检查时,能及时避让驶来的列车而需要在隧道两侧开辟()。
参考答案:
避车洞
[填空题]
54地下停车场行车道的最小宽度单线应大于(),双线应大于()。
①2.5m②3.5m③4.5m④5.5m⑤6.5m⑥7.5m
参考答案:
②;④
[填空题]
55下图所示为地下空间开口部与外部关系的几种型式,请将正确的答案填入图下的括号中.
①半地下式②侧开放型③全埋置密闭型④开天窗型
参考答案:
③;②;④;①
[填空题]
56地铁车站的有效站台长度是由()和()决定的。
①远期列车编组②屏蔽门的设置范围③司机的停车误差④设备用房
参考答案:
①;③
[填空题]
57选择越岭隧道的位置主要以()和()两大因素来确定。
①设置展线②长隧道直穿③确定高程④深路堑⑤选择垭口
参考答案:
③;⑤
[填空题]
58在选择傍山隧道位置时,应根据()、()、()、()等综合考虑。
并注意在埋深较浅的地段处洞身覆盖的厚度,隧道位置(),①地形地质②垭口位置③宁里勿外④河流冲刷⑤隧道长短⑥洞外相关工程⑦运营条件⑧设置展线
参考答案:
①;④;⑥;⑦;③
[填空题]
59地下工程施工方法包括明挖法和暗挖法,其中()、()、()为明挖法。
①顶进法②新奥法③盖挖法④TBM⑤沉管法⑥矿山法⑦基坑开挖法⑧盾构法
参考答案:
③;⑤;⑦
[填空题]
60在隧道支护结构中,喷射混凝土的作用效果有(),锚杆的作用效果有()。
①支撑围岩②加固围岩③卸载作用④提高层间摩阻力,形成组合梁⑤填平补强作用⑥覆盖围岩表面⑦阻止围岩松动⑧分配外力⑨悬吊作用⑩防水作用
参考答案:
①,③,⑤,⑥,⑦,⑧;①,②,④,⑨
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- 地下工程 概论