地下工程试题

2、地下工程具有   易封闭性    、   热稳定性   和   高防护性  三个主要特性。

3、新奥法施工的三要素包括  光面爆破  、   喷锚支护   和   监控量测   

5、沉管法施工中，管段制作方式有    钢壳方式    和   干坞方式    。

6、地下结构在地应力（主动荷载）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 弹性抗力  ，其大小常用温克列尔（Winkler）假定为基础的  局部变形理论  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  脱离区  。

7、矿山法施工工序，可以按衬砌的施作顺序分为   先拱后墙法    和  先墙后拱法   。

10、按隧道埋深可分为   浅埋隧道   和    深埋隧道    。

11、隧道纵断面坡道形式包括   单面坡    和   人字坡     两种形式。

12、隧道明洞包括    拱式明洞    和  棚式明洞  两种形式。

13、隧道通风通常包括   自然通风    和    机械通风    两种形式。

14、目前公路隧道以   单心圆    和   坦三心圆    两种断面应用最为普遍。

15、地下结构围岩（土）松动压力的形成过程包括    变形阶段    、    松动阶段     、      塌落阶段     和      成拱阶段     四个阶段。

基本属性：综合性、社会性、实践性、统一性

地铁通风方式：自然通风、机械通风、空调装置

地铁防水淹：1插板防水灌入2设双道防水门3抬高标高4设置防水盖5修筑防水壁6作防水隔断门。

地下水电站的隧道分为：1压力隧道2无压隧道3辅助隧道

立井施工方法：1单行作业2平行作业3短段掘砌4一次成井5反井刷大

喷射混凝土结构支护原理：1 充填粘结作用2封闭作用3结构作用

锚杆作用：悬吊作用，组合梁作用，挤压加固。

锚杆种类：机械式锚固锚杆，粘结式锚固锚杆，摩擦式锚固锚杆，注浆锚杆。

喷射混凝土，锚杆和现场监控量测被称为是新奥法的三大支柱。

新奥法的基本施工原则：少扰动，早支护，勤量测，紧封闭。

盾壳是有切口环，支承环，盾尾三部分组成

用水力压接法进行连接的主要工序是：对位—拉合—压接—拆除封墙

在基坑开挖时，采用的降水和排水的方法有集水坑排水降水法、井点降水法

土的渗透变形类型有管涌、流土

防止流砂和管涌现象的措施：1改变几何条件2改变水利条件

泥浆在地下连续墙施工中主要起固壁、携碴、冷却和润滑作用

盾构的基本构造有盾构钢壳体，开挖系统，推进机构系统，衬砌拼装系统

衬砌是地下建筑物周边构筑的永久性支护结构。主要作用：承重、围护、环保与美观。

衬砌分为5种：模筑式衬砌、离壁式衬砌、装配式衬砌、锚喷式衬砌、复合式衬砌。

4、简述新奥法施工方法的支护机理？

5、请列出锚杆的三个作用并对其进行解释说明？

5、请列出锚杆的三个作用并对其进行解释说明？

6、简述一般矿山法施工应遵循的原则？

2、地下工程规划的原则是什么？（P

3、深埋隧道和浅埋隧道在顶部荷载计算上有什么不同？普氏理论和太沙基理论的基本假定是什么？他们有什么异同？（P63-71） 

4、直墙拱隧道和曲墙拱隧道各用于什么地层？ 

5、请你举出越江隧道修建的方法。 

6、地下工程施工组织设计的原则和主要内容是什么？（P101） 

 试述地下工程施工平面图设计的内容和步骤。（P

8、 试述山岭隧道的矿山法的优缺点，主要的开挖方法，开挖方法选用的主要依据是什么。

 9、 试述新奥法的基本原则是什么，新奥法施工的三大支柱是什么，该原则是如何体现这三大支柱中的？（P119） 

10、 试述基坑工程的明挖法和逆作法的施工工艺，说明这两种方法的优缺点。 

11、盾构法的优缺点是什么？ 

12、沉管法的优缺点是什么？ 

13、沉井法的优缺点是什么？沉井法施工中需要预防的主要问题是什么？ 

 14、浅埋暗挖法的施工原则和主要技术措施是什么？（

15、试述盾构法、顶管法和TBM法在修建隧道时的异同。

16、试述新奥法、矿山法和浅埋暗挖法的异同。

17、城市地下工程施工经常引发的环境问题有哪些？这些问题具有怎样的特点？

18、地下工程的主要灾害有哪些？（P233

4、简述新奥法施工方法的支护机理？

答：新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术进行开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。其支护机理的基本观点不是建立在对于坍落拱的“支撑概念”上，而是建立在对围岩的“加固概念”基础上。承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。 

5、请列出锚杆的三个作用并对其进行解释说明？

答：1)锚杆悬吊作用:锚杆穿过软弱、松动、不稳定的岩土体，锚固在深尽稳定的岩土体上，提供足够的拉力，克服滑落岩土体的自重和下滑力，防止洞壁滑移、塌落。

2)挤压加固作用:锚杆受力后，在周围一定范围内形成压缩区。将锚杆片适当的方式排列，使相邻锚杆各自形成的压缩区相互重叠形成压缩带。压缩带内的松动地层通过锚杆加固，整体性增强，承载能力提高。

3)组合梁（拱）作用:锚杆插入地层内一定深度后，在锚固力作用下的地层间相互挤压，层间摩阻力增大，内应力和挠度大为减小，相当于将简单叠合的数层梁（拱）变成组合梁（拱）。组合梁（拱）的抗弯刚度和强度大为提高，从而增强了地层的承载能力。锚杆提供的锚固力愈大，作用愈明显。

5、请列出锚杆的三个作用并对其进行解释说明？

答：1)锚杆悬吊作用:锚杆穿过软弱、松动、不稳定的岩土体，锚固在深尽稳定的岩土体上，提供足够的拉力，克服滑落岩土体的自重和下滑力，防止洞壁滑移、塌落。

2)挤压加固作用:锚杆受力后，在周围一定范围内形成压缩区。将锚杆片适当的方式排列，使相邻锚杆各自形成的压缩区相互重叠形成压缩带。压缩带内的松动地层通过锚杆加固，整体性增强，承载能力提高。

3)组合梁（拱）作用:锚杆插入地层内一定深度后，在锚固力作用下的地层间相互挤压，层间摩阻力增大，内应力和挠度大为减小，相当于将简单叠合的数层梁（拱）变成组合梁（拱）。组合梁（拱）的抗弯刚度和强度大为提高，从而增强了地层的承载能力。锚杆提供的锚固力愈大，作用愈明显。

6、简述一般矿山法施工应遵循的原则？

答：“少扰动、早支撑、慎撤换、快衬砌”。少扰动，是指在进行隧道开挖时，要尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动持续时间。早支撑，是指开挖后应及时施作临时构件支撑，使围岩不致因变形松弛过度而产生坍塌失稳，并承受围岩松弛变形产生的压力——即早期松弛荷载。慎撤换，是指拆除临时支撑而代之以永久性模筑混凝土衬砌时要慎重，即要防止撤换过程中围岩坍塌失稳。快衬砌，是指拆除临时支撑后要及时修筑永久性混凝土衬砌，并使之尽早承载参与工作。

2、地下工程规划的原则是什么？（P31-32） 

答：1、基本原则 

       人们在开发利用地下空间的过程中，所遵循的一些传统的原则，如：“人在地上，物在地下”，“人的长时间活动在地上，短时间活动在地下”、“人在地上，车辆在地下”等。     2、适应原则 

       适应原则是指城市地下空间开发利用的功能，亦即转入地下空间的城市功能，应当与地下空间的环境特性相适应，如与地下空间的热稳定性、环境易控性、高防护性等特点相适应。     3、协调原则 

       城市地下空间开发利用功能规划的协调原则有两个方面的含义，首先城市地下空间开发利用的总体功能，应与城市的职能相协调，其次，各种地下空间设施的功能应与其所处的城市功能区及周围的城市职能相协调。 

3、深埋隧道和浅埋隧道在顶部荷载计算上有什么不同？普氏理论和太沙基理论的基本假定是什么？他们有什么异同？（P63-71） 答：假定：P63-P     浅埋：P67-P69 

    深埋：P63-P65 

4、直墙拱隧道和曲墙拱隧道各用于什么地层？ 

答：直墙拱适用于岩石坚固系数3~7的坚硬地层，也可用于软土中小跨度的人防通道。直墙

拱通常用于岩石地层垂直围岩压力为主要计算荷载、水平围岩压力很小的情况。一般适用于V，IV类围岩，有时也可用于III类围岩。 

    曲墙拱适用于岩石坚固系数小于等于2，松散破碎，易于坍塌的地层。 通常在III类

以下围岩中，水平压力较大，地基条件较差，为了抵抗较大的水平压力可使用曲墙拱。如果岩石比较坚硬，又无涌水现象，底板可做成平板并与边墙分开。

 5、请你举出越江隧道修建的方法。 

答：修建越江隧道的常用工法有盾构法(或TBM法)、沉管法、钻爆法(包括矿山法和新奥法)、

明挖围堰法，其中岩体水底隧道工法有钻爆法、TBM法，软土水底隧道通常采用明挖法、盾构法或沉管法施工。 

7、地下工程施工组织设计的原则和主要内容是什么？（P101） 

答：在施工组织设计中应遵循以下几项基本原则： 

1、 保证重点，统筹安排，信守合同工期； 

2、 科学、合理地安排施工程序，尽量多地采用新工艺、新材料、新设备和新技术； 3、 组织流水施工，合理地使用人力、物力和财力； 

4、 恰当安排施工项目，增加有效的施工作业日数，以保证施工的连续和均衡； 5、 提高施工技术方案的工业化、机械化水平； 6、 采用先进的施工技术和施工管理方法； 

7、 减少施工临时设备的投入，合理布置施工总平面图，节约施工用地和费用。  

内容：绘制场地施工平面图，确定分项工程的施工方法、施工流程和工艺标准；制定各级保证工程质量的技术措施，并加以贯彻执行以保证工程质量；制定安全施工技术措施，提出需设置的安全防火用电措施，确保建筑施工的安全；根据施工合同编制各分项工程进度计划，综合组织施工，控制总进度工期。  

7、 试述地下工程施工平面图设计的内容和步骤。（P105）

答：设计内容： 

1、 建筑总平面上已建和拟建的地上和地下的一切建筑物、构筑物及其他设施、管线的

位置和尺寸； 

2、 为施工服务的临时性设施，包括施工用地范围，道路运输系统，材料仓库系统，预

制品加工系统，行政管理和生活福利设施系统，水电管网系统，压缩空气和通风系统，取土和弃土地点，大型机械设备位置，安全、防火设施。 3、 永久性和半永久性建筑物的坐标位置或测量放线坐标。 4、 必要的图例、比例尺、方向和风向标记。 设计步骤： 

1、 确定运输道路、弃土地点、运输方式； 

2、 确定为施工对象服务的大型垂直运输机械的布置位置； 3、 确定搅拌站、仓库和材料、构件堆场的位置； 4、 布置场内各种临时加工厂； 

5、 布置场内临时道路并与场外道路接通； 6、 布置各种临时建筑物； 

7、 布置水、电、风和压缩空气的管网； 

8、 选择弃土地点； 

9、 布置工地围墙和出入口，计算施工占地面积。 

8、 试述山岭隧道的矿山法的优缺点，主要的开挖方法，开挖方法选用的主要依据是什么。（P109） 

答：优点：1、对于各种地质和几何形状的适应性，尤其是在交叉点、横通道、渡线和洞室处； 

          2、多掌子面可同时操作，设备和工艺简单，便于工人掌握；           3、较低的造价 

    缺点：1、开挖的洞壁不平整，超挖、欠挖量大；超挖会增加混凝土的投入，因而增 投资。 

          2、施工作业区有较大的危险，工作环境恶劣； 

          3、施工对围岩的破坏扰动范围及程度较大，一方面增加了工作面的危险性，另

一方面相应要加强支护。 

          4、施工作业速度较慢；           5、对周围环境影响大。           6、需要工人较多； 

          7、只适合土质较好的城市地区和山岭隧道。 

    方法：全断面法，台阶法，上下导坑法，台阶分部法，单侧壁导坑法，双侧壁导坑法。     依据：隧道的地质条件、现有和准备购置的施工机械设备、工期、辅助坑道的设置，同 

时考虑开挖方法变换处的连续作业和运输畅通。

 9、 试述新奥法的基本原则是什么，新奥法施工的三大支柱是什么，该原则是如何体现这三大支柱中的？（P119） 

答：基本原则是尽量利用地下工程周围围岩的自承载能力，三大支柱是光面爆破、喷锚支护和现场量测。 

1、 采用钻爆法开挖时隧道工程时，为减少超挖、欠挖，控制对围岩的扰动，采用光面爆破法，其基本原则是尽量不损坏围岩，进而保证了围岩的自承载能力。 

2、 采用喷锚支护，使锚杆及柔性混凝土层与围岩紧密接触，结合承成一个整体，改变

了原来盈利降低区内围岩的松散状态，使岩体由结构的荷载转化为承担荷载的结构，可及时有效地控制围岩变形，保证围岩稳定，维护和调动了围岩的自承能力。 

3、 通过现场量测，可以系统地控制围岩和衬砌的变形和应力，并反馈到下一阶段的施

工中，保证了围岩的承载力及施工的安全和经济。 

11、 试述基坑工程的明挖法和逆作法的施工工艺，说明这两种方法的优缺点。 

答：明挖法：P128 

逆作法：工艺：P135上 

        优缺点：优点：1、可使建筑物上部结构的施工和地下基础结构施工平行立体作业，节省工时。 

                      2、受力良好合理，围护结构变型量小，因而对邻近建筑的影响

亦小。 

                      3、施工可少受风雨影响，且土方开挖可较少或基本不占工期。                       4、最大限度利用地下空间，扩大地下室建筑面积。 

                      5、一层结构平面可作为工作平台，不必另外架设开挖工作平台

与内撑，减少施工费用。                       6、由于开挖和施工交错进行，逆作结构的自身荷载有立柱直接

承担并传递至地基，减少了大开挖时卸载对持力层的影响，降低了基坑内地基的回弹量。 

                      7、节约成本                       8、节省工期 

                      9、侧向刚度强，变形小                       10、扩大地下室建筑面积 

                      11、利于文明施工 

               缺点：1、支撑收地下室层高，无法调整高度，如遇较大层高的地

下室，有时需另设临时水平支撑或加大维护墙的断面和配筋。 

                     2、由于挖土在顶部封闭状态下进行基坑中尚有一定数量中间支柱和降水用井点管，使挖土难度增大。 

                     3、施工难度较大 

                     4、结构完成面较差 

                     5、模板等材料周转率低 

                     6、建筑四周的连续墙水密性较差                      7、增加一定的安全隐患。 

11、盾构法的优缺点是什么？ 

答：优点：安全性，高效率，危害小，经济性，人员少，沉降影响小。 

1、 除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附

近居民的噪音和振动影响； 

2、 隧道的施工费用不受埋深的很大影响； 

3、 盾构推进、出土拼装衬砌等主要工序循环进行，易于管理，施工人员较少； 4、 穿越江、河、海道时，不影响航运，且施工不受风雨等气候条件的影响； 5、 在土质差，水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性； 

6、 土方量较少。 

    缺点：重复利用率低、施工复杂、适用性受限、工作条件差、地表变形不易控制，设备

及材料造价高，设备组装需要时间。 

1、 隧道曲线半径过小时，施工较为困难；

2、 在陆地建造隧道时，如隧道埋深太浅，则盾构法施工困难很大，而在水下时，如果覆土太浅，则盾构法不够安全； 

3、 盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定底层时，对劳动保护要求较高，施

工条件差，目前已多用局部气压代替； 

4、 盾构施工过程中引起的隧道上方一定范围内的地表下沉较难完全防止； 

5、 盾构法施工所用的拼装衬砌，防水困难。 

12、沉管法的优缺点是什么？ 

答：优点：1、对地质水文条件适应能力强，（施工简单，地基荷载较小）；           2、可浅埋，与两岸道路连接容易，（无需长引道，线形较好）；           3、防水性能好，（接头少漏水几率降低，水力压接滴水不漏）；           4、施工工期短，（管段预制与基槽开挖平行，浮运沉放较快）；           5、造价低，（水下挖土与管段制作成本较低，低于盾构隧道）；           6、施工条件好，（水下作业极少）；           7、可做成大断面多车道结构，（盾构隧道一般为两隧道）。 

缺点：1、管段混凝土制作工艺要求严格； 

      2、车道较多时，要增加沉管隧道高度，导致压载混凝土量、浚挖土方量与沉管隧道引道结构工程量增加。 

13、沉井法的优缺点是什么？沉井法施工中需要预防的主要问题是什么？ 

答：优点：沉井埋置深度可以很大，整体性强，稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大

的垂直荷载和水平荷载；沉井既是基础，又是施工时的挡土墙和挡土围堰结构物。同时，沉井施工时对邻近建筑物尤其是软土中地下建筑物的基础影响小。 

    缺点：施工期较长，对粉、细沙类土在井内抽水易发生流沙现象，造成沉井倾斜。沉井

下沉过程中遇到的孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大，均会给施工带来一定困难。 

主要问题：难沉问题，突沉问题，沉偏问题，流砂。（P143）

 14、浅埋暗挖法的施工原则和主要技术措施是什么？（P131-133） 

答：施工原则：管超前，严注浆，短开挖，强支护，早封闭，勤量测。 

技术措施：地层的预加固和预处理，隧道开挖和初期支护，二次衬砌，监控量测。 

16、试述盾构法、顶管法和TBM法在修建隧道时的异同。

 答：不同点： 

1、 应用不同，盾构法适合在软土地区开挖隧道，TBM法适合在岩体中开挖隧道，不需

要设置工作井，顶管法适合在地下管道或隧道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用。 

2、 掘进方式不同，盾构法和TBM法均使用掘进机挖掘，而顶管法使用千斤顶在初始位置的基坑顶进管道。 3、 开挖直径不同，顶管法主要适于管道施工，故半径最大仅为4~5m，一般为1m左右，

TBM法用于开挖隧道，半径较大，在2.5~12m左右，盾构法由于可使用双圆甚至三圆盾构机，隧道直径可达19m，并能同时开挖两条甚至更多隧道。 

4、 施工方式不同，顶管法将预制的管道一节节顶入，千斤顶一直位于在起始点，顶入

管道后进行清土和填缝就能继续顶管，盾构法是将稳定开挖面、掘进及排土、管片衬砌及壁后注浆等几大要素集成在盾构机上，盾构机是闭胸式的，整个施工过程可同时连贯进行，而TBM工法中掘进机是开胸式的，不具备稳定掌子面及砌筑、注浆等功能，这些施工过程在掘进后陆续跟进，由于TBM应用于岩体隧道的施工，各个施工过程没有也不需要像盾构法那样连贯。

5、 管道结构不同，顶管法的管道是由一段段完整的管段连接构成，而盾构法和TBM的管道是由若干预制管片拼装成一段管，管之间再相互连接而成。 相同点： 

1、 三种方法均属暗挖法，对地表的影响较小； 2、 三种方法均采用机械推进的方式。 3、 三种方法均适用于水下隧道的施工。 4、 三种方法的管段均为预制。 

16、试述新奥法、矿山法和浅埋暗挖法的异同。

 答：不同点： 

1、新奥法、矿山法适用于岩石地层，浅埋暗挖法适用于软土地层； 

    2、新奥法采用光面爆破技术，力求减少超挖，对围岩破坏小，矿山法采用普通爆破，

对围岩损害较大。 

    3、浅埋暗挖法要求支护刚度及承载力较大，并提前架设，靠支护为围岩提供承载力，

保持稳定，对支护时间要求严格，即“随开挖，随支护”，而新奥法采用柔性混凝土

层及锚杆作为支护，力求将岩石、混凝土和锚杆结成一个整体，依靠围岩的自承载力。矿山法在爆破、清孔后架设支护（撑），在时间上及支护类型上没有严格要求，

但由于工法对围岩破坏较大，经常需要加强支撑。 

    4、浅埋暗挖法对土质要求高，对不良土质要求预先通过注浆等方式改良，而矿山法和

新奥法是对围岩爆破，无此要求。     5、浅埋暗挖法主要利用土层在开挖过程中的短期自稳能力，因此工程施工段多而短，

每段工程力求在短时间内完成，新奥法主要利用岩层的自承载力，通过光面爆破、锚喷支护及量测就能实现，矿山法的承载主要靠支撑实现，速度较慢，两种方法对每一段的施工速度没有严格要求。 

    相同点： 

1、 新奥法由矿山法发展而来，浅埋暗挖法由新奥法发展而来，三种方法的基本原理都

是先使岩体松动，然后开挖并架设支撑。 2、 三种方法均能用于城市地下隧道的施工。 3、 三种方法均采用钻爆法开挖。 4、 三种方法的衬砌结构类似。 

5、 三种方法的初期衬砌结构均为现浇。 

17、城市地下工程施工经常引发的环境问题有哪些？这些问题具有怎样的特点？

 答：P168 

1、 地层变形，地下采空区周围土体固结变形导致，严重时会使地面建筑和地下管线丧

失使用功能，而工程降水也会使土体固结变形，导致地表沉降，造成危害。 2、 地下洞室围岩变形，由于地下洞室开挖导致围岩失稳，伴随产生洞室顶部塌落，边

墙鼓出与滑塌，洞室底部的鼓胀与隆起，围岩缩颈、岩爆等灾害。 3、 地下水降落漏斗扩大，在进行地下岩土工程建设时，地下水渗入地下空间或其他地

下建筑物，会在成周围基岩和土层中的地下水位下降，在这些地区形成沉降漏斗，又是还会危及供水。另外，长时间、大面积、多含水层的基坑降水将使处在平衡状态的地下水渗流场发生变化，导致局部地下水位下降过快，含水层和隔水层发生新的哑谜作用，产生区域性降落漏斗和局部地面沉降。 

4、 地下水污染问题，地下工程灌浆或设置止水帷幕所使用的混凝土和化学药剂，影响

了地下水水质，地下工程的钻孔和钻孔排水引起浅层水和深部水的混合与污染，城市地下垃圾填埋厂、地下油库、化粪池等的渗漏引起的地下水污染。

18、地下工程的主要灾害有哪些？（P233） 

答：气象灾害、地震灾害、地质灾害、战争灾害及恐怖事件、运营事故、工程事故