地下結構工程試題和答案（三）

　　地下結構工程是一門很專業(yè)的課程，要學好這門課程，同學們還是要用心去學才能學好。下面是陽光網(wǎng)小編給大家整理的地下結構工程試題和答案，歡迎大家學習參考。

　　地下結構工程 試題和答案(三)

　　院(系) 班級 學號 姓名

　　一、填空題(每空1分，共20分)：

　　1、頂管施工中，常用的工具管有 、 、 、三段兩鉸型水力挖土式和多刀盤土壓平衡式等。

　　手掘式、擠壓式、泥水平衡式

　　2、沉井主要由 、 、 、 、 、 、 等部分組成。

　　刃角、井壁、內(nèi)隔墻、取土井、凹槽、封底、頂板

　　3、水底隧道的施工方法主要有圍堤明挖法、 、 、 和 。

　　氣壓沉箱法、盾構法、沉管法

　　4、土層錨桿主要用于 、 、 和 等邊坡工程中。

　　深基坑支擋、邊坡加固、滑坡整治、擋墻錨固和結構抗傾覆

　　5、沉管隧道施工中的水下連接工藝流程是： 、 、 、拆除端封墻。

　　管段沉放、管段水下連接、管段基礎處理

　　二、簡答題(每題5分，共40分)

　　1、逆作拱墻中的擋土拱圈支護深基坑有何特點?

　　答：(1)受力結構合理,安全可靠度高。拱結構以受壓為主,拱內(nèi)彎矩很小,采用拱圈擋土結構支護深基坑時,拱圈具有自動調(diào)節(jié)和平衡作用于拱圈上的土壓力的能力,因而擋土結構本身強度破壞或失穩(wěn)的可能性很小,并且坑口的水平位移也很小, 從而提高了基坑支護的安全和基坑周邊建筑物及道路管網(wǎng)的安全。(2)經(jīng)濟合理,大幅度節(jié)省支護費用。逆作拱墻支護技術采用水平環(huán)向拱支護深基坑,因而這種支護結構不需要嵌固至基坑底以下,而僅支護基坑開挖高度的一部分或全部,從而可大幅度節(jié)省建筑材料,支護造價較低,一般僅為擋土樁支護造價的30～60%左右,經(jīng)濟合理。(3)節(jié)省工期,施工方便快捷。逆作拱墻支護結構是自上而下分多道與基坑挖土同步交叉進行,拱墻施工本身獨占的工期很少,逆作拱墻的施工是緊貼基坑壁作一條彎曲的鋼筋砼地梁, 施工非常方便,與采用擋土樁支護方案相比,一般可以節(jié)省1～3個月基坑開挖期。(4)改善勞動條件,避免環(huán)境污染。逆作拱墻的施工如同施工一個超大口徑的人工挖孔樁,大開口露天作業(yè), 勞動條件較好,而采用擋土樁會帶來因打樁而產(chǎn)生的機械噪音或泥漿污染或人工挖孔樁的深井作業(yè)空氣流通很差等帶來的各種環(huán)境污染和惡劣的勞動條件。

　　2、錨噴支護的設計步驟是什么?

　　答：由錨桿和噴射混凝土面板組成的支護為錨噴支護。錨噴支護的設計步驟：對于整體狀圍巖，可以只噴上一薄層混凝土，防止圍巖表面風化和消除表面凹凸不平以改善受力條件;僅在局部出現(xiàn)較大應力區(qū)時才加設錨桿。通過利用全空間赤平投影的方法，查找不穩(wěn)定巖石在臨空面出現(xiàn)的規(guī)律和位置，然后逐個驗算在危石塌落時的力作用下錨桿或噴射混凝土的安全度。軟弱圍巖近似于連續(xù)介質(zhì)中的彈塑性體，采用噴錨支護時，宜將洞室挖成曲墻式，必要時加固底部，使噴層成為封閉環(huán)，用錨桿使周圍一定厚度范圍內(nèi)的巖體形成“承載環(huán)”，以提高圍巖自承能力。

　　3、什么是盾構法施工?

　　答：是一種較為先進的頂涵施工方法，是在保留傳統(tǒng)頂涵施工，橋涵結構路側預制工藝的基礎上，對結構頂進支護方法進行了重大改革，將明挖開槽改為地下暗挖盾構支護，暗挖推進減低了施工對行車的影響。

　　盾構由鋼柱、鋼梁、盾殼、子盾構、液壓推進系統(tǒng)、輔助機構六大部分組成。裝配在第一節(jié)框架橋前端的盾構，作為帶土頂進時掘進面與路基的施工支護，同時也擔負頂推導向。

　　4、簡述頂管法概念。

　　答：隧道或地下管道穿越鐵路、道路、河流或建筑物等各種障礙物時采用的一種暗挖式施工方法。在施工時，通過傳力頂鐵和導向軌道，用支承于基坑后座上的液壓千斤頂將管壓入土層中，同時挖除并運走管正面的泥土。當?shù)谝还?jié)管全部頂入土層后，接著將第二節(jié)管接在后面繼續(xù)頂進，這樣將一節(jié)節(jié)管子頂入，作好接口，建成涵管。頂管法特別適于修建穿過已成建筑物、交通線下面的涵管或河流、湖泊。頂管按挖土方式的不同分為機械開挖頂進、擠壓頂進、水力機械開挖和人工開挖頂進等。

　　5、頂管法施工中，中繼環(huán)作用機理是什么?

　　答：中繼環(huán)——在中繼環(huán)成環(huán)形布置若干中繼油缸，油缸行程200mm。顯然，將長距離頂管分成若干段，在段與段之間設置中繼環(huán)，接力頂進設備可使后續(xù)段只克服頂進管段側面摩擦力即可。按自前至后順序開動中繼環(huán)油缸，頂進管道可實現(xiàn)長距離頂進。中繼環(huán)油缸工作時，后面的管段成了后座，將前面相鄰管段推向前方，分段克服側面摩擦力。

　　6、沉井的施工步驟是什么?

　　答：沉井施工步驟：(1)場地平整，鋪墊木、制作底節(jié)沉井;(2)拆模，刃腳下一邊填塞砂、一邊對稱抽拔出墊木;(3)均勻開挖下沉沉井，底節(jié)沉井下沉完畢;(4)建筑第二節(jié)沉井，繼續(xù)開挖下沉并接筑下一節(jié)井壁;(5)下沉至設計標高，清基;　　(6)沉井封底處理;(7)施工井內(nèi)設計和封頂?shù)取?/p>

　　7、什么是沉管運輸中的干舷，有什么作用?

　　答：管段在浮運時，為了保持穩(wěn)定，必須使管頂面露出水面，其露出高度稱為干舷。

　　具有一定干舷的管段，與風浪后產(chǎn)生反向力矩，保持平衡。干舷的高度應適中，過小則穩(wěn)定性差，過大時沉設困難。浮力設計時，按照最大混凝土容重、最大混凝土體積和最小河水的比重來計算干舷。

　　8、按用途不同，地下工程可分為哪九類?

　　答：地下工程是指深入地面以下為開發(fā)利用地下空間資源所建造的地下土木工程.它包括地下房屋、地下構筑物、地下鐵道、公路隧道、水下隧道、地下共同溝和過街地下通道等。

　　三、論述題(每題10分，共40分)

　　1、寫出無支護基坑豎直開挖臨界深度的計算公式，并分析其臨界深度與土體的什么性質(zhì)有關?

　　答：樁底端進入持力砂土層或硬粘土層時，樁底的極限阻力隨著進入持力層的深度線性增加。達到一定深度后，樁底阻力的極限值保持穩(wěn)值。這一深度稱為臨界深度.

　　臨界深度計算公式:臨界深度

　　臨界深度與土的抗剪強度、土質(zhì)、含水率、地基承載力、基坑的放坡等相關。

　　2、錨桿支護中的組合梁和承壓拱是如何形成的?

　　答：組合梁：在層狀巖體中開挖巷道，當頂板在一定范圍內(nèi)不存在堅硬穩(wěn)定巖層時，錨桿的懸吊作用居于次要的地位.如果頂板巖層中存在若千分層，頂板錨桿的作用，一方面依靠錨桿的錨固力增加各巖層間的摩擦力，防止巖石沿層面滑動，避免各巖層出現(xiàn)高層現(xiàn)象;另一方面，錨桿桿體可增加巖層間的抗剪強度，阻止巖層間的水平錯動，從而將巷道頂板錨固范圍內(nèi)的幾個薄巖層鎖成一個較厚的巖層，即組合梁.這種組合厚巖層再上覆巖層載荷的作用下，其最大彎曲應變和應力都將大大減少.組合梁理論認為錨桿的作用是將頂板巖層鎖緊成較厚巖層.在分析中，將錨桿作用與圍巖的自穩(wěn)作用分開，與實際情況有一定差距，并且隨著圍巖條件的變化，在頂板破碎，連續(xù)受到破壞時，組合梁也就不存在了口組合梁理論只適于層狀頂板錨桿支護的設計。

　　承壓拱：在拱形巷道圍巖的破碎區(qū)中安裝預應力錨桿時，在桿體兩端將形成圓錐形分布的壓應力，如果沿巷道周邊布置錨桿群，只要錨桿間距足夠小各個錨桿形成的壓應力圓錐體將相互交錯，就能在巖體中形成一個均勻的壓應帶，即承壓拱，這個壓縮拱可以承受其上部巖石形成的徑向載荷.在承壓拱內(nèi)的巖石徑向及切向均受力，處于三向壓應力狀態(tài)，其圍巖強度得到提高，支撐能力也相應增大，因此錨桿支護的`關鍵在于獲取較大的承壓拱和較高的強度，其厚度越大，越有利于圍巖的穩(wěn)定和支撐能力的提高.

　　3、沉井基礎的特點是什么?簡述沉井施工的主要步驟。

　　答：沉井基礎的特點：將位于地下一定深度的建筑物或建筑物基礎，先在地表制作成一個沉井，然后在井壁的圍護下通過從井內(nèi)不斷挖土，使沉井在自由作用下逐漸下沉，達到預定設計標高后，再進行封底，構筑內(nèi)部結構。

　　沉井施工步驟：(1)場地平整，鋪墊木、制作底節(jié)沉井;(2)拆模，刃腳下一邊填塞砂、一邊對稱抽拔出墊木;(3)均勻開挖下沉沉井，底節(jié)沉井下沉完畢;(4)建筑第二節(jié)沉井，繼續(xù)開挖下沉并接筑下一節(jié)井壁;(5)下沉至設計標高，清基;　　(6)沉井封底處理;(7)施工井內(nèi)設計和封頂?shù)取?/p>

　　4、闡述新奧法的優(yōu)點和主要原則。

　　答：新奧法設計施工的特點和優(yōu)點：(1)新奧法認為隧道圍巖是隧道結構體系中的主要承載單元;(2)為了充分發(fā)揮圍巖的承載能力，應允許圍巖有適當變形應;(3)為了改善支護結構的受力性能，施工中應盡快閉合，而成為封閉結構;(4)在各施工階段應進行現(xiàn)場量測監(jiān)視;(5)采用復合襯砌。(6)充分考慮了隧道開挖所揭示的圍巖地質(zhì)情況;(7)充分利用了圍巖的自承能力，減少支付費用。

　　主要原則：新奧法是以噴射混凝土、錨桿支護為主要支護手段，因錨桿噴射混凝土支護能夠形成柔性薄層，與圍巖緊密粘結的可縮性支護結構，允許圍巖又一定的協(xié)調(diào)變形，而不使支護結構承受過大的壓力。施工順序可以概括為：開挖→一次支護→二次支護。圍巖不僅是載物體，而且是承載結構;圍巖承載圈和支護體組成巷道的統(tǒng)一體，是一個力學體系;巷道的開挖和支護都是為保持改善與提高圍巖的自身支撐能力服務。

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