2012地下建筑与结构综合考试题库

模拟试题二：

一、举例说明自己接触过的或知道的地下建筑有哪些？（至少说出二种）从功能和作用上介绍下这些地下建筑。（10分）

答： 如地铁、地下商业街、地下车库等，按自己的理解回答正确就可以。

二、城市地下空间开发利用与地面空间建设有什么关系？（10分）

答：1地下空间是城市地面空间资源的补充。城市发展表明只有当地面空间资源不足时，人们才会积极开发地下空间，地面空间开发总是在先，地下空间开发大多有滞后的特征。许多实例可说明这一点，如地面交通紧张时通过开发地下铁道来扩展交通设施等。

2地下空间建筑开发同人民防空工程相结合。过去曾有几十年的历史把地下建筑认为是防空洞，这种认识也是符合实际情况的，当时的地下建筑实际上就是为战争服务的，城市地面空间不像现在这样紧张。目前，大中城市地下空间开发已是城市建设发展的需要，不仅仅是战备的需要，更应注意在大量开发地下空间工程的同时把防灾防护纳入地下空间开发的领域中。

3地下空间工程规划常在地面城区建设已定型的现状下进行。地下工程受地下空间规划及地面道路、建筑和其他设施影响较大。地面建筑规划的形式往往决定了地下建筑规划的形式。

4新城规划仍要将地下空间与地面空间规划相结合。新城开发应吸取旧城的经验，将地下空间开发内容同城市建设与环境改造结合起来。

三、城市地下街规划平面类型按地面街道形式分几种？每种都有什么特点？（10分） 答：城市地下街规划平面类型按地面街形式划分有：道路交叉口型、中心广场型、复合型。

1、“道路交叉口型”地下街：“道路交叉口型”地下街大多处在城市中心区较宽阔的主干道地下,平面大多为“一”字型或“十”字型。特点是：（1）地面交叉口处的地下空间也相应设交叉口；（2）沿街道走向布置，同地面有关建筑设施相连；（3）出入口的设置应与地面主要建筑及支路交叉口街道相结合，以保证人流的上下。

2、“中心广场型”地下街：此种类型地下街通常是城市交通枢纽，如火车站及中心广场地下，并同车站首层或地下层相连接。特点是：（1）若为广场，除与各道路出口相连之外，还可以设下沉式露天广场，供人们休息用；（2）此种地下街的地面较开阔，常形成大空间，即便于交通，又能购物或娱乐，同时还有休息空间。

3、“复合型”地下街：“复合型”地下街指“中心广场型”与“道路交叉型”地下街的复合。这种地下街工程规模较大，常常分期建造。特点是：（1）在交通上：划分人流、车流，同地面建筑连成一片，与“中心广场(含车站广场)”相统一，与地面车站、地下铁路车站、高架桥立体交叉口相通；（2）在使用功能上：商业、文化娱乐、体育健身、食品、宾馆等多种功能。

四、地下空间结构有几种分类方法？都是如何分类的？（10分）

答：1按结构形式划分

地下空间结构可按结构形状划分为矩形

框架结构、圆形结

构、拱与直墙拱结构、薄壳结构、开敞式结构等，见图。

2按土质状况划分

地下空间的结构按土质状况可分为土层与岩层地下空间结构，下图为岩石中的地下空间建筑的结构型式。

3按施工方法划分

可分为掘开式、暗挖式、盾构式、沉井式、连续墙式、沉箱（管）式、逆作式、顶管（箱）式等。

4从与地面建筑的关系划分，可分为附建式、单建式。

5按埋深划分，可分为浅埋与深埋地下结构。

五、地铁线路网规划设计的主要内容有哪些？（10分）

答：线路规划设计要完成以下内容：

(1)线路的形式及各期所要完成的线段。如放射形或蛛网形，各线段分期完成时间及远期规划。

(2)线路的平面位置及埋置深度，即线路网平面形式与地面街道的关系，最小曲线半径与缓和曲线半径的确定等，通常尽可能采用直线或曲率大的环形线；埋置深度与工程水文地质、其他地下设施及施工方法的关系，是否同地面进行接轨等。

(3)线路纵断面设计图，包括线路的坡度竖曲线半径等。

(4)线路标志与轨道类型。线路标志是引导列车运行的一种信号，应按规定设置。轨道形式包括轨枕、道床、轨距、道岔、回转及停车等。

(5)机车类型、厂家、牵引方式等。

(6)车站的位置、数量、距离、形式。如岛式、侧式、混合式。

(7)设备间的位置、通风、上下水及电力形式、布局等。

(8)线路内的障碍物状况及解决办法。如管线的影响、改造方案、协调管理措施等。

(9)总体说明。包括城市状况、建造地铁的意义、上级主管的意见、建设规模及设计施工方案等。

（10）技术经济比较论证。包括筹建措施、技术、经济的可行性论证、社会经济效益等。

六、核爆炸空气冲击波与土中压缩波有哪些物理参数，其各项意义是什么？（10分） 答：1核爆炸冲击波参数：核爆冲击波参数主要有核武器当量Q、爆高H、距爆心投影点的距离r、爆炸方式(空爆、地爆、地下爆炸)。

上图中的各项意义如下：

ΔP(t)—冲击波压力变化曲线（MPa）

ΔP+—冲击波峰值压力（MPa）

t1—按切线简化等效作用时间（s）

t2—按等冲量简化等效正压作用时间（s）

ΔP－—冲击波最大负压（MPa）

t+—压缩区冲击波正压作用时间（s）

t－—稀疏区冲击波负压作用时间（s）

2土中压缩波形简化为三角形，如图：

式中： Ph——土(岩)体中压缩波峰值压力(MPa)；

△Pm——地面冲击波峰值超压(MPa)；

h——土(岩)体中的计算深度(m)；

γ2——卸载波速比γ2=C2/C1；

C1——峰值压力波速(m/s)；

t02——降压时间(s)；

δ——应变恢复比。

七、什么是附建式结构，有什么特点？（10分）

答：附建式结构，即在地面建筑首层以下埋在土中的空间结构称为附建式结构，又称人防地下室。

附建式结构建设不同于一般地下室，又不同于单建式地下室。它的主要特点如下：

(1)对地面来说，可节省建设用地，特别对繁华地区更为明显。

(2)由于地面人员可迅速转移地下，当地面建筑受到灾害破坏时可起到保护人员的作用。

(3)同单建式地下空间建筑相比，具有节约土地和造价的优越性。

(4)增加使用空间，扩大空间容积率，建造方便，又能增强上部建筑的整体性能。

(5)由于附建式结构埋在土中，因而开挖土方量大，且受土压力及水压力作用，还直接承受上部建筑物荷载，因此，它所承受的力较大。

(6)当有防护等级要求时，其建筑结构、设备等构造较普通结构复杂，又要考虑上部建筑物倒塌荷载以及出入口的布局。

(7)附建式结构与地面建筑为一个整体，设计时受地面建筑规划、平面布局影响较大。设计中统一考虑结构特征、轴网、管线、工程水文地质、基础类型等。

八、圆形结构都用于哪些地下工程类型？（10分）

答：在地下工程结构型式中，圆形结构应用十分广泛，特别在岩土性较差的土层中，圆形结构具有受力合理、可机械化施工且能应用于多种建筑。在施工方法上主要有喷射混凝土（图a）、钢筋混凝土（图b）、整体装配式圆管结构（图c）。

圆形结构在建筑功能上具有多种用途,如电力隧道、铁路隧道、公路隧道、水道、通信隧道、煤气管隧道、城市市政公共管线廊道等。

九、什么叫沉井结构？它是如何施工的？（10分）

答：1沉井的定义：在地面预制的筒状结构物，通过挖除内部土体，使之克服与土间摩阻力逐步使井筒下沉至设计标高的结构。

2沉井结构的施工工艺

(1)场地平整（或筑岛）、铺垫木，制作低节沉井；

(2)拆模，刃脚下一边填塞砂、一边对称抽拔出垫木；

(3)均匀开挖下沉沉井，底节沉井下沉完毕；

(4)接筑第二节沉井，继续开挖下沉，接筑下一节井壁；

(5)下沉至设计标高，清基；

(6)沉井封底处理；

(7)施工井内设施和封顶等。

如需要也可先行封顶以保证封顶后的地面工程的修复，如道路等，之后在内部制作楼板、楼梯及其他构件。

十、什么叫地下连续墙施工？有什么特点？（10分）

答：地下连续墙结构施工是在地面上使用专用的挖槽设备，按照地下结构外墙尺寸挖出墙槽，用泥浆填满墙槽护壁，以土作模，在挖好的墙槽内放置所设计的钢筋笼并浇注混凝土。由于地下连续墙可能很长，因此，可分段施

工并连接成整体墙。这样所形成的一条狭长的墙体，既是结构与土层紧密接触的外围护墙，也是地下连续墙结构。

1地下连续墙施工的优点

适用于多种土质情况；

可在建筑物构筑物密集区施工；

施工振动小、噪音低，有利于城市环保；

可兼作临时支护结构和地下主体结构；

墙体刚度大，阻水性能好；

可以结合逆作法施工，缩短工程的总工期；

施工安全，很少有人身伤亡或造成严重损害的事故发生。

2地下连续墙施工的缺点

不适于岩溶地区、承压水头高的砂砾层、很软的粘土层；

常造成现场泥泞、潮湿；

墙面粗糙，用作地下主体结构平整处理困难；

仅作临时支护结构不经济；

需专业施工队伍，推广受限。

《地下建筑结构》复习题

一、填空题

1.地下建筑分为两大类：一类是修建在土层中的地下建筑；另一类是修建在岩层中的地下建筑。

2.弹性地基梁可分为短梁，长梁，刚性梁等三大类。

3.初始地应力一般包括自重应力和构造应力场。

4.基坑支护结构通常可分为桩式维护体系和重力式维护体系两大类。

5.喷锚支护的主要作用是加固围岩。

6.直墙拱结构一般由拱圈竖直侧墙和底板组成组成。

7.按顶管管道内径大小可分为小口径，中口径和大口径三种。

8.土压力是土与挡土结构之间相互作用的结果，它与结构的变位有密切的关系关系。

9.变形缝的构造方式很多，主要有嵌缝式，贴附式，埋入式等三类。

10.为了满足使用要求，在衬砌内部尚需修建必要的梁，板，柱，墙体等内部结构。

11.地下建筑结构中不确定性因素主要体现在其周围的岩土压力，岩土体的假设，施工技术以及环境因素等。

12.桩（墙）式围护体系一般由买入深度、支撑（或锚杆）结构以及挡土墙等部分组成。

13.箱涵结构是重要的水工建筑物，它被广泛应用于水利，桥梁，道路的建设中。

14.箱涵结构多采用现场浇筑的钢筋混凝土结构。

15.荷载最不利组合主要有静载与活载组合，静载与动载组合等几种情况。

16.为防止结构由于混凝收缩，温度和_沉降等引起破坏，沿结构纵向，每隔一定距离设置变形缝，变形缝的间距为30m左右。

17.地下建筑与地面建筑结构相比，在计算理论和_施工方法两方面都有许多不同之处。

18.按顶管管材可将顶管分为_钢管顶管、_混凝土顶管、_玻璃钢顶管及其他_复合材料顶管等。

19.穹顶直墙衬砌由宆顶，环梁，环墙及底板组成。

二、名词解释题

1.地下建筑结构：修建在地层中的建筑物，一类是修建在土层中的地下建筑结构，另一类是修建在岩层中的地下建筑结构.

2.重合墙： 重合墙是把主体墙结构的垂直边墙重合在地下墙的内侧在外墙之间填充隔绝材料使之不传递剪力的结构形式。

3. 喷锚支护：： 由喷混凝土、锚杆、钢筋网组成的喷锚联合支护或喷锚网联合支护。

4.半衬砌结构:指隧道开挖后，只在拱部而侧壁不构筑侧墙的结构，该种结构

5.伸缩缝：为了防止建筑构件因温度变化，热胀冷缩使房屋出裂缝和破坏，早沿建筑物长度方向隔一定距离预留垂直缝隙，这种因温度变化而设置的缝叫做伸缩缝或温度缝。

6.浅埋式结构：平面呈方形或长方形，当顶板做成平定时，常用梁板结构。浅埋地下通道常采用板式，矩形结构，浅拱形结构，多边形结构。地下指挥所采用平面呈条形的单跨或多跨。

7.斜井：倾斜的永久辅助洞室称斜井。

8. 耐久性要求：结构安全的使用规定的年限即结构在正常维护下具有足够的耐久性能。

9.附建式结构：根据一定的防护要求修建的附属于较坚固的建筑物的地下室，又称“防空地下室”或“附建式人防工事”；

10.重力式围护体系：指不用支撑及锚杆的自立式墙体结构，厚度相对较大，主要借助其自重，墙底与地基之间的摩擦以墙体在开挖面一下受到的土体被动抗力来平衡墙后的水压力而维持边坡稳定。

三、单选题

1.穹顶直墙衬砌分离式结构主要用于无水平压力或水平压力较小的围岩中，（ a ）验算环墙的强度

A. 必须 B.不需 C.根据情况决定是否需要

2.半衬砌结构包括半衬砌结构和（ a ）衬砌结构。

A.厚拱薄墙 B.直墙拱形 C.曲墙D.复合

3.根据我国管道施工的实际情况，中口径顶管一般指介于（ b ）口径范围的顶管。

A.500-800mm B.800-1800mm C.1800-2500mm

4.地下建筑结构的（a ）可以定义为在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的概率大小。

A、安全性 B、可靠度 C、适应性 D、功能性

5.（ b ）是把地下墙的内侧凿毛并用剪力块将地下墙与主体结构物连接起来，在结合部位能够承受剪力的结构形式。

A、剪力墙 B、复合墙 C、框架墙 D、筒体墙

6.（ b ）是先建造两条连续墙，然后在中间挖土，修建顶板、底板和中间楼层。

A、附建式结构 B、地下连续墙结构 C、沉管结构 D、地下结构

7.（ c ）一般做成箱形结构，两端加以临时封墙，托运至预定水面处，沉放至设计位置。

A、附件式结构 B、盾构结构 C、沉管结构 D、地下结构

8.（ a ）采用荷载结构法计算衬砌内力，并据以进行构件截面设计。

A、荷载—结构模型 B、经验类比模型 C、收敛限制模型 D、地层—结构模型

9.地下建筑结构的（ ）可以定义为在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的概率大小。

A、安全性 B、可靠度 C、适应性 D、功能性

四、简答题 1.地下空间结构有几种分类方法？都是如何分类的？

一类是修建在土层中的建筑结构

一类是修建在岩层中的地下建筑结构

2. 柱式洞门有哪些特点？

3. 柱式洞门是在端墙上增加对称的两个立柱，不但雄伟壮观，而且可对端墙局部加强增加洞门稳定性。

3. 穹顶直墙衬砌结构有哪些优点？

穹顶直墙衬砌结构是一种圆底薄壁空间结构，它具有良好的受力性能和较小的表面积，可以节省材料，降低造价。

4. 举例说明自己接触过的或知道的地下建筑有哪些？从功能和作用上介绍这些地下建筑。

5. 什么是附建式结构，有什么特点？

根据一定的防护要求修建的附属于较坚固的建筑物的地下室，又称“防空地下室”或“附建式人防工事”；

1.节省建设用地和投资 2便于平站结合，人员和设备容易在战时迅速转入地下

3增强上层建筑的抗震能力 4上部建筑对战时核爆炸冲击波、光辐射、早期核辐射以及炮（炸）弹有一定的防护作用，防空地下室的造价比单建式防空地下室低 5结合基本建设同时施工，便于施工管理，同时也便于使用过程中的维护

6. 什么叫沉井结构？它是如何施工的？

不同断面形状的井筒或箱体，按边排上边下沉的方式是其沉入地下，即沉井或沉箱

施工时先在建筑场地整平地面，制作第一节沉井，接着在井壁的围护下，从井底挖土，随着土体的不断挖深，沉井因自重作用克服井壁土的摩阻力，而逐渐下沉，当第一节井筒露出地面不多时停止开挖下沉，接高井筒待到达规定强度后再开挖土下沉，这样交替操作一直下沉到设计标高然后封底浇筑钢筋混凝土，顶板等工作做成地下建筑物。

五、问答题

1.顶管技术可用于哪些特殊地质条件下的管道工程？

.穿越江河湖泊港湾水体下的供水输气输油管道工程，穿越城市建筑群，繁华街道底下的上下水，煤气管道工程，穿越重要公路铁路基下的通讯电力电缆管道工程。水库坝体，涵管重建工程

2.结合基本建设修建防空地下室与修建单建式工事相比有哪些优越性？

节省建设用地和投资2便于平站结合，人员和设备容易在战时迅速转入地下

3增强上层建筑的抗震能力4防空地下室的造价比单建式防空地下室低 5结合基本建设同时施工，便于施工管理，同时也便于使用过程中的维护

3.什么叫地下连续墙施工？有什么特点？

就是连续施工的方法 是始终充满着特殊液体作为沟槽的支护。

4.沉井结构的特点有哪些？

1躯体结构钢性大 断面大承载能力高 抗渗能力强 耐久性好内部空间可有效利用2施工场地占地面面积小3适用土质范围广4施工深度大5具有良好的抗震能力6施工时周围体质变形较小

5.地下连续墙的适用条件有哪些？

1基坑深度大于10M 2 软土地基或砂土地基3在密集的建筑群中施工基坑对周围地面沉降建筑物的沉降要求需要严格限制4维护结构与主体结构相结合用做主体结构的一部分，且对抗渗有较严格要求时，5采用

隧道法施工，内衬与护壁形式成复合结构的工程。

6.影响围岩压力的因素主要有哪些？

主要与岩体的结构 岩石的强度 地下水的作用 洞石的尺寸与形状 之湖的类型和强度和刚度 施工方法洞石的埋置深度和支护时间等因素有关。

7.基坑围护结构的计算模型和计算原则是什么？

答案:对于维护结构的计算一般采用考虑桩土共同作用的弹性地基的杆系或框架模型根据施工过程中发生的实际工况分布进行计算同时考虑施工工况因其结构先期位移以及支撑变形的影响或采用荷载增量法进行计算即所谓的先变形后支撑的原则

8.叙述地下建筑结构不确定性因素及其特点。

答案：1弃土及废泥浆的处理问题

2地质条件和施工的适应性问题

3槽壁坍塌的问题

9.弹性地基梁与普通梁相比有哪些区别？

答案:1普通梁只在有限个支座处与基础相连，梁所受的支座反力是有限个未知力，因此，普通梁是静定的或有限次超静定的结构

2普通梁的支座通常看做刚性支座即略去低级的变形只考虑梁的变形弹性地基则又须同时考虑地基的变形

六、计算题

1.验算大型圆形沉井的“抗浮系数”。

已知沉井直径D=68m，地板浇毕后的沉井自重为650100KN，井壁土壤间摩擦力f0=20KN/㎡，5m内按三角形分布，沉井入土深度为h0=26.5m，封底时的地下水静水头H=24m。

32.某工程顶进直径为1640mm的钢筋混凝土管，顶进长度为30m，管顶覆土深度为5m，土重度γ=17kN/m,，

0土的摩擦角φ为20,摩擦系数f=0.25,求最大顶力值。

设混凝土管外径D1=1910MM，管节单位长度重量G=20kN/m。（已知当H/D1=2.6时，Kp 0.7）

3.有一地下洞室，开挖宽10m，高12m，顶部为割圆拱。围岩为石英砂岩，属稳定性较差的Ⅴ级围岩，其重度为25kN/m。采用16锰dm=20mm的螺纹钢筋砂浆锚杆，Rg=340MPa,喷混凝土为C20，抗拉设计强3

度为0.84MPa钻孔直径38mm，砂浆与钢筋的粘结力3MPa，与钻孔岩石的粘结力2MPa。试设计该洞室的喷锚结构。

地下建筑结构复习资料

一、名词解释：

1、衬砌：沿洞室周边修建的永久性支护结构；

2、围岩压力：位于地下结构周围变形或破坏的岩层，作用在衬砌结构或支撑结构上的压力；

3、底层弹性抗力：地下建筑结构除承受主动荷载作用外，还承受的一种被动荷载；

4、附建式地下结构：根据一定的防护要求修建的附属于较坚固的建筑物的地下室，又称“防空地下室”或“附建式人防工事”；

5、沉井和沉箱：不同断面形状（如圆形，矩形，多边形等）的井筒或箱体，按边排土边下沉的方式使其沉入地下，即沉井和沉箱；

6、喷锚支护：由喷混凝土、锚杆、钢筋网组成的喷锚联合支护或喷锚网联合支护。

二、填空：

1结构、沉管结构和其他结构；

2、

3、

模型；

4、

5、

6、

7、 支托框架结构中支托的作用是防止应力集中；

8、 受力钢筋的保护层最小厚度比地面结构增加；

9、

10

11

12、沉井的构造分为：井壁（侧壁），刀脚，内隔墙，封底和顶盖板，底梁和框架；

13

14

15

16；

17、每个衬砌管片上注浆孔设置一个或一个以上；

18

19

20系统，壳体与千斤顶紧固件、止水密封圈，承压法兰片；

三、简答题：

1、地下建筑结构的优缺点有哪些？

答：优点：⑴被限定的视觉影响

⑵地表面开放空间

⑶有效的土地利用

⑷有效的往来和输送方式

⑸环境和利益

⑹能源利用的节省和气候控制

⑺地下的季节湿度的差异

⑻自然灾害的保护

⑼市民防卫

⑽安全

⑾噪声和震动的隔离

⑿维修管理

缺点：⑴获得眺望和自然采光机会有限

⑵进入和往来的限制

⑶能源上的限制

2、影响围岩压力的因素有哪些？

答：影响围岩压力的因素很多，主要与岩体的结构、岩石的强度、地下水的作用、洞室的尺寸与形状、支护的类型和刚度、施工方法、洞室的埋置深度和支护时间等因素相关。其中，岩体稳定性的关键之一在于岩体结构面的类型和特征。

3、附建式地下结构的优越性？

答：⑴节省建设用地和投资；

⑵便于平战结合，人员和设备容易在战时迅速转入地下；

⑶增强上层建筑的抗地震能力；

⑷上部建筑对战时核爆炸冲击波、光辐射、早期核辐射以及炮（炸）弹有一定的防护作用；防空地下室的造价比单建式防空地下室低；

⑸结合基本建设同时施工，便于施工管理，同时也便于使用过程中的维护。

4、沉井和沉箱结构的特点？

答：⑴躯体结构刚性大，断面大，承载力高，抗渗能力强，耐久性好，内部空间可有效利用；

⑵施工场地占地面积较小，可靠性良好；

⑶适用土质范围广（淤泥土、砂土、黏土、沙砾等土层均可施工）；

⑷.施工深度大；

⑸施工时周围土体变形较小，因此对邻近建筑（构筑）物的影响小，适合近接施工，尤其是压气沉箱工法对周围地层沉降造成的影响极小；

⑹具有良好的抗震性能。

5、地下连续墙结构的优缺点？

答：优点：⑴可减少工程施工时对环境的影响；

⑵地下连续墙的墙体刚度大、整体性好、因而结构和地基变形都较小，既可用于超深围护结

构，也可用于主体结构；

⑶地下连续墙为整体连续结构，加上现浇墙壁厚度一般不小于60cm，钢筋保护层又较大，故

耐久性好，抗渗性能亦较好；

⑷可实行逆作法施工，有利于施工安全，并加快施工进度，降低造价；

⑸适用于多种地质情况。

缺点：⑴弃土及废泥浆的处理问题；

⑵地质条件和施工的适应性问题；

⑶槽壁坍塌问题；

⑷现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙；

⑸地下连续墙如单纯用作施工期间的临时挡土结构，不如采用钢板桩等一类可拔出重复使用

的维护结构来得经济。因此连续墙结构几年来一般用在兼做主体结构的场合较多。

6、地下连续墙的适用条件有哪些？

答：⑴基坑深度大于10m；

⑵软土地基或砂土地基；

⑶在密集的建筑群中施工基坑，对周围地面沉降，建筑物的沉降要求需严格限制时，宜用地下连续墙；

⑷维护结构与主体结构相结合，用作主体结构的一部分，且对抗渗有严格要求时，宜用地下连续墙 ⑸采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。

7、盾构法隧道的设计内容？

答：第一阶段：隧道方案设计，以确定隧道的线路、线形、埋置深度以及隧道的横断面形状与尺寸等；

第二阶段：衬砌结构与构造设计，其中包括管片的分类、厚度、分块、接头形式、管片孔洞、螺孔等；

第三阶段：管片内力的计算及断面设计。

8、盾构衬砌的分类及其比较

答：按材料及形式分类：

⑴钢筋混凝土管片

①箱型管片用于较大直径的隧道。单块管片重量较轻，管片本身强度不如平板型管片，特别在盾

构顶力作用下易开裂；

②平板型管片用于较小直径的隧道，单片管片重量较重，对盾构千斤顶顶力具有较大的抵抗能力，

正常运营时对隧道通风阻力较小。

⑵铸铁管片

优点：管片较轻，耐蚀性好，机械加工后管片精度高，能有效地防渗抗漏。

缺点：金属消耗量大，机械加工量也大，价格昂贵，具有脆性破坏的特性，不宜做承受冲击荷重

的隧道衬砌结构。

⑶钢管片

优点：重量轻，强度高；

缺点：刚度小，耐锈蚀性差，需进行机械加工以满足防水要求，成本昂贵，金属消耗量大。

⑷复合管片

优点：重量比钢筋混凝土管片轻，刚度比钢管片大，金属消耗量比钢管片小；

缺点：钢板耐蚀性差，加工复杂冗繁。

按结构形式分类：

⑴管片

优点：可承受较大的正、负弯矩，能抵抗隧道纵向变形；

缺点：大大降低拼装进度，增加工人劳动强度，相应增加施工费用和衬砌费用。

⑵砌块

优点：施工拼装速度快，隧道的施工和衬砌费用也随之降低；

缺点：对地层要求高（含水量较少而且稳定），砌块之间防水、防泥须得到满意解决，否则将引

起圆环失稳而造成事故。

按形成方式分类：

⑴装配式衬砌

特点：①安装后能立即承受荷载；

②管片生产工厂化，质量易于保证，管片安装机械化，方便快捷

③在其接缝防水需要采取特别有效的措施

⑵挤压混凝土衬砌

特点：①自动化程度高，施工速度快；

②整体式衬砌结构可以达到理想的受力、防水要求，建成的隧道有满意的使用效果；

③采用钢纤维混凝土能提高薄型晨起的抗裂性能；

④在渗透性较大的砂砾层中要达到防水要求尚有困难。

按构造形式分类：大致可分为单层及双层衬砌两种形式。

四、计算题：

1、如图所示求：16只纵向螺栓的抗弯强度（不按合成断面考虑）。已知：M30纵向螺栓，45钢，Ag = 5.19cm2, Rg = 3600kg/cm2, r = 2.84m。

解：

=4×5.19×2.84×3600×[0.98481+（0.8662+0.52+0.17372）/0.9848]

=212.25×105×（0.98481+1.0467）=431×105kg·cm=431t·m

2、管片厚h =35cm，弦长l =320cm，环缝面积F = 64400cm2，16只M30纵向螺栓。求两侧纵向螺栓的抗弯强度。

解：Fa = 16×5.19 = 83.2cm2，螺栓预压应力σa = 500~1000kg/cm2，取

1000kg/cm2，

∴环缝面上的预压应力为：

简答题：

第一题

1. 地下建筑结构的不确定因素

1.地层介质特性参数的不确定性

2.岩土体分类的不确定性

3.分析模型的不确定性

4.载荷与抗力的不确定性

5.地下结构施工中的不确定因素

6.自然条件的不确定性

2. 地下建筑结构可靠性分析的特点

1.周围岩土介质特性的变异性

2.地下建筑结构规模和尺寸的影响

3.极限状态及失效模式的含义不同

4.极限状态方程呈非线性特征

5.土性指标的相关性

6.概率与数理统计的理论与方法的应用

第二题

1.附建式地下建筑结构有点与不足

1、节省建设用地，这对大城市区尤为重要

2.便于平战结合，人员和设备容易在战时迅速转入地下

3.增强上层建筑的抗地震能力，在地震时防空地下室可作为避震室

4.上层建筑对战时核爆炸冲击波、光辐射、早期核辐射以及炮（炸）。弹有一定的防护作用；防空地下室的造价比单建式的要低；

5.便于施工管理，采用新技术，保证工程质量，同时也便于维护

不足：上层建筑遭到破坏时容易造成出入口的堵塞、引起火灾等不利因素

2.优先考虑修建防空地下室的条件

（1）低洼地带需进行大量填土的建筑；

（2）需要做深基础的建筑；

（3）新建的高层建筑；

（4）人口密集、空地缺少的平原地区建筑。

3.附建式地下建筑结构选型时考虑的因素

（1）战时防护能力的要求；

（2）上面地面建筑的类型；

（3）地质及水文地质条件；

（4）平时与战时使用的要求；

（5）建筑材料及供应情况；

（6）施工条件。

第三题

1.地下连续墙优点

1. 可减少工程施工时对环境的影响。施工时振动少，噪声低；能够紧邻

相近的建筑及地下管线施工，对沉降及变位较易控制；

2. 地下连续墙的墙体刚度大、整体性好，因而结构和地基变形都较小，

既可用于超深围护结构，也可用于主体结构；

3. 地下连续墙为整体连续结构，加上现浇墙壁厚度一般不少于60cm，

钢筋保护层又较大，故耐久性好，抗渗性能亦较好；

4. 可实行逆作法施工，有利于施工安全，并加快施工进度，降低造价。

5、适用于多种地质情况。

2.地下连续墙缺点

1. 弃土及废泥浆的处理问题。除增加工程费用外，如处理不当，还会造

成新的环境污染；

2. 地质条件和施工的适应性问题。地下连续墙可适用于各种地层，但最

适应的还是软塑、可塑的粘性土层。当地层条件复杂时，还会增加施

工难度和影响工程造价；

3. 槽壁坍塌问题。引起槽壁坍塌的原因，可能是地下水位急剧上升，护

壁泥浆液面急剧下降，有软弱疏松或砂性夹层，以及泥浆的性质不当

或者已经变质，此外还有施工管理等方面的因素。槽壁坍塌轻则引起

墙体混凝土超方和结构尺寸超出允许的界限，重则引起相邻地面沉降、

坍塌，危害邻近建筑和地下管线的安全。

4、现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙面要求较髙，虽可使用

喷浆或喷砂等方法进行表面处理或另作衬壁来改善，但也增加工作

量；

5、地下连续墙如单纯用作施工期间的临时挡土结构，不如采用钢板桩等

一类可拔出重复使用的围护结构经济。

3.地下连续墙适用条件

地下连续墙是一种比钻孔灌注桩和深层搅拌桩造价昂贵的结构形式，对

其选用，必须经过技术经济比较，确实认为是经济合理，因地制宜

时，才可采用。

1. 基坑深度大于10m；

2. 软土地基或砂土地基；

3. 在密集的建筑群中施工基坑，对周围地面沉降，建筑物的沉降要求需

严格限制时，宜用地下连续墙；

4. 围护结构与主体结构相结合，用作主体结构的一部分，且对抗渗有较

严格要求时，宜用地下连续墙；

5. 采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。

第四题

（二）圆型隧道断面的优点

1. 可等同地承受各方向外部压力。饱和含水软土地层中顶压、侧压较为接

近，更显示出圆形隧道断面的优越性；

2. 施工中易于盾构推进；

3. 便于管片的制作、拼装；

4. 盾构即使发生转动，对断面的利用也毫无妨碍。

用于圆形隧道的拼装式管片衬砌一般由若干块组成，分块的数量由隧道直

径、受力要求、运输和拼装能力等因素确定。

第五题

1.沉管法优点

(1)隧道可紧贴河床最低点设置，隧道较短；

(2)隧道主体结构在干坞中工厂化预制，因而可保持良好

的制作质量和水密性；

(3)对地基的适应性强；

(4)接头数量少，只有管节之间的连接接头，由于采用了

两道防水屏障，隧道的防水性能好

2.沉管法缺点

(1)需要一个占用较大场地的干坞；

(2)基槽开挖数量较大且需进行清淤,对航运及市区环境影

响较大；

(3)管节浮运、沉放作业需考虑水文、气象条件等的影

响，有时需短期局部封航。流速的大小影响沉管的精确度

3.沉管隧道优点,结合琼州海峡说明

首先，从对地层条件的适应性来看，沉管隧道不怕软弱地层，基本上不受地质条件的限制，对地基允许承载力的要求也很低，一般5N/cm2左右即可。

第二，沉管隧道的埋深很浅，一般1m即够，甚至与海床齐平或超出海床。而深埋隧道至少要10m以上。青函隧道最浅埋深100m，地层条件较好的英法海峡隧道的最浅埋深也有40m。这样，沉管隧道的长度就比较短，造价也因而降低。

第三，沉管隧道的断面既可做成圆形，也可做成矩形或其它形状，十分灵活。矩形断面利用率高，埋深也相对较浅。

第四，沉管隧道的主要工序，如基槽开挖、管段预制、管段浮运沉放和内部装修等可平行作业。因而沉管隧道各工序间干扰少，施工质量可提高，且工期可缩短。

第五，由于沉管隧道接头数量少，且其水力压接采用了先进的Gina防水带，在加上管段整体预制可保证管段良好的自防水性，通常还采用外加防水膜，这样，沉管隧道的防水性能十分优良，能做到滴水不漏。

第六、具有很强的抵抗战争破坏和抗自然灾害的能力。在战争条件下，一颗精制导弹或巡航导弹就足能摧毁一座坚固的大桥，不仅桥梁自身的交通中断，且阻塞江河海港航道，难以疏通。海湾战争第一天，幼发拉底河所有的桥梁全部被炸毁，水下隧道却安然无恙。此外，隧道的防震、防核效应的能力是桥梁的几倍，甚至几十倍。

第七，国外的沉管隧道技术都比较成熟，国内也进行了大量的研究，已经修建了广州珠江沉管隧道和宁波甬江沉管隧道，初步具备了独立设计、独立施工的能力。当然，沉管隧道在施工时，将受气象、水文条件的制约，一定程度上影响航运。但总体说来，在琼州海峡采用沉管隧道方案具有较高的可行性。

第六题

基坑失稳表现形式

1. 整体失稳破坏

2. 承载力不足导致的破坏

3. 基底滑动破坏

4. 基底潜蚀、管涌

5. 渗流

6. 支挡结构破坏

7. 被动土压力丧失等

第七题

1.顶管技术可用于特殊地质条件下的管道工程，主要包括:

(1)穿越江河、湖泊、港湾水体下的供水、输气、输油管道工程

(2)穿越城市建筑群、繁华街道地下的上下水、煤气管道工程

(3)穿越重要公路、铁路路基下的通信、电力电缆管道工程

(4)水库、坝体、涵管重建工程等

2.盾构法和顶管法的主要异同点

相同点

（1）二者都属于暗挖法施工地下工程的主要施工方法。

（2）二者都要开挖工作基坑（工作井和接收井）。

（3）二者工作面的开挖方法，出、进洞施工技术基本相似。

（4）二者都要注意接缝防水处理、地表沉降控制、周边环

境保护等问题，都要进行注压浆。

不同点

（1）盾构法的衬砌为管片，且每环管片要在盾构机的盾尾进行拼装，拼装好后一般不会再移动；顶管法的衬砌为管节，且每环管节是一次预制成功的，由顶进装置依次顶进，直至第一节管节到达接收井位置。

（2）盾构法施工的盾构千斤顶布置在盾构机的支撑环外沿，而顶管法施工的主顶进装置布置在工作井内，如果顶力不足要加设中继间。

（3）盾构千斤顶活塞的前端必须安装顶块，顶块必须采用球面接头，在顶块与管片的接触面上安装橡胶或柔性材料的垫板。顶管法的主顶千斤顶的行程长短不能一次将管节顶到位时，必须在千斤顶缩回后在中间加垫块或几块顶铁。O型顶铁是使主顶千斤顶的推力可以较均匀地加到所顶管道的周边；U型顶铁是为了弥补千斤顶行程不足而用。

（4）盾构机内有拼装管片的拼装机，而顶管机内没有。

（5）盾构法主要用于大断面城市地下隧道、水工隧道、公路隧道的施工；顶管法主要适用于断面稍小一些的城市地下管线的铺设。

3.管道偏离轴线主要原因

1.推进的管线不可能绝对在一条直线上

2.管道曲面不可能绝对垂直于管道轴线

3.管节之间垫板的压缩性不完全一致

4.顶管迎面阻力的合理不一定与顶管后端推进顶力的合力重合一致

5.推进发生挠曲时，沿管道纵向一些地方会产生约束管道挠曲的附加抗力

4.纠偏措施

1.严格控制挖土，两侧均匀挖土，左右侧切土钢刀角要保持吃吐10cm，正常情况下不允许超挖

2.发生偏差，对采用调整纠偏千斤顶的编组操作进行纠正，要逐渐纠正，不可急于求成，否则会忽左忽右

3.利用挖土纠偏，多挖土一侧阻力小，少挖土一侧阻力大，利用土本身的阻力纠偏

4.利用承压壁顶铁调整，加换承压壁顶铁时，可根据偏差的大小和方向。将一侧顶铁楔紧，另一侧松动，顶进开始后，楔紧侧先走，但要控制松紧程度，否则会造成管道不均与受力产生裂缝