巖土工程課程設(shè)計

1、<p><b>　　——課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　課程名稱：《巖土工程》</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　班 級： 10勘察2班 </p>&

2、lt;p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　院 長： </p><p><b>　　一、工程概況</b></p><p>　　本工程為市府廣場公交換乘中心改造工程的一部分，由現(xiàn)商城負(fù)一層消防通道下穿市府廣場停車場負(fù)二層原設(shè)計地道總長59.5m，其中明挖框架段17.5

3、m，穿越城市主干道至地下停車場段為隧道工程，長42m。樁號1+30.827~1+72.827，長42m；采用“新奧法”原理進(jìn)行設(shè)計，暗挖法施工。地下通道為圓形拱襯砌，擋墻式洞口，洞內(nèi)路面采用混凝土路面，通道凈寬6m，凈高2.5m，其中開挖高度8.48m，開挖寬度5.6m。結(jié)構(gòu)覆土厚度約為3m。隧道穿越地層為雜填土（Qm1）和淤泥質(zhì)雜填土（Q4a1），其中淤黏土為天然含水量大于液限含水量，天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土，屬于靜水或緩慢

4、的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用形成的一種特殊性土。通道所處位置及斷面設(shè)計如圖1和圖2所示。</p><p>　　圖1 地下通道平面圖</p><p>　　圖2 地下通道斷面設(shè)計圖</p><p>　　二、監(jiān)控量測的目的及意義</p><p>　　隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測是指在隧道施工過程中，對圍巖和支護(hù)、襯砌受力狀態(tài)的量測?，F(xiàn)場監(jiān)控量測是監(jiān)視圍

5、巖穩(wěn)定，判斷支護(hù)、襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，施工方法是否正確的一種手段；也是保證新奧法安全施工、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要條件；為施工中可能有的工程變更提供科學(xué)依據(jù)；它貫穿隧道施工的全過程。為此《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 042-94）中第9.1.1條作出下列規(guī)定：采用復(fù)合式襯砌的隧道，必須將現(xiàn)場監(jiān)控量測項目列入施工組織設(shè)計，制定監(jiān)控量測計劃，并在施工中認(rèn)真實施。</p><p>　　監(jiān)控量測工作必須緊接開挖、支護(hù)作業(yè)

6、，按這種要求進(jìn)行布點和檢測，并根據(jù)現(xiàn)場情況及時進(jìn)行調(diào)整或增加量測的項目和內(nèi)容。量測數(shù)據(jù)應(yīng)及時分析處理，并將結(jié)構(gòu)反饋到施工過程中。結(jié)合本管段隧道的施工特點及設(shè)計要求，特制定隧道施工監(jiān)控量測作業(yè)指導(dǎo)書，以指導(dǎo)隧道施工。</p><p><b>　　1、量測的目的為:</b></p><p>　?、耪莆諊鷰r動態(tài)和支護(hù)結(jié) 構(gòu)的工作狀態(tài),利用量測結(jié)果修改設(shè)計,指導(dǎo)施工.<

7、/p><p>　?、祁A(yù)見事故和險情,以便及時采取措施,防患于未然.</p><p>　　⑶積累資料,為以后的新奧法設(shè)計提供類比依據(jù).</p><p>　?、葹榇_定隧道安全提供可靠的信息.</p><p>　　⑸量測數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理與必要的計算和判斷后,進(jìn)行預(yù)測和反饋,以保證施工安全和隧道穩(wěn)定.</p><p><b&g

8、t;　　2、量測的意義</b></p><p>　　（1）在施工過程中對前進(jìn)的開挖工作面附近圍巖的巖石性質(zhì)、狀態(tài)進(jìn)行目測，掌握圍巖動態(tài)，以及圍巖的施工力學(xué)性能，了解支護(hù)結(jié)構(gòu)在不同工況時的受力狀態(tài)和應(yīng)力分布，及時改進(jìn)支護(hù)，對圍巖穩(wěn)定性、安全性作出評價來指導(dǎo)現(xiàn)場施工。</p><p>　　（2）通過施工和環(huán)境監(jiān)測進(jìn)行信息反饋及預(yù)測預(yù)報，優(yōu)化施工組織設(shè)計，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，確保隧道施工的

9、安全與質(zhì)量和工程項目的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。</p><p>　?。?）驗證支護(hù)結(jié)構(gòu)型式、支護(hù)參數(shù)的合理性，對支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工方法的合理性及其安全性作出評價及建議，為確定二次支護(hù)時間提供依據(jù)。</p><p>　?。?）積累量測數(shù)據(jù)，為信息化設(shè)計與施工提供依據(jù)，為修改變更設(shè)計、調(diào)整施工方法提供科學(xué)依據(jù)。</p><p>　　三、監(jiān)控量測工作的原則和要求</p&g

10、t;<p>　　監(jiān)控測量工作必須緊接開挖、支護(hù)作業(yè)，應(yīng)按設(shè)計要求進(jìn)行布點和監(jiān)測，并根據(jù)現(xiàn)場施工情況及時調(diào)整量測項目和內(nèi)容。量測數(shù)據(jù)應(yīng)及時分析處理，并將結(jié)果反饋到施工過程中。 </p><p>　　監(jiān)控量測應(yīng)作為施工組織設(shè)計一個重要組成部分，應(yīng)納入施工工序，并貫穿施工的全過程，為施工管理及時提供信息 。</p><p>　　開工前應(yīng)根據(jù)隧道規(guī)模、地形、地質(zhì)條件、施工方法、支護(hù)類

11、型和參數(shù)、工期安排以及所確定的量測目的等編制量測計劃。編制內(nèi)容應(yīng)包括：量測項目、量測儀器選擇、測點布置、量測頻率、數(shù)據(jù)處理、反饋方法及組織機(jī)構(gòu)、管理體系等。</p><p>　　現(xiàn)場應(yīng)成立專門監(jiān)控量測小組，負(fù)責(zé)測點埋設(shè)、日常監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理和儀器維修保養(yǎng)工作，并及時將量測信息反饋于設(shè)計和施工。</p><p>　　四、監(jiān)控量測的內(nèi)容及控制基準(zhǔn)</p><p><

12、b>　　1、監(jiān)控量測手段</b></p><p>　　本標(biāo)段主要采用精密水準(zhǔn)儀、收斂儀、全站儀等先進(jìn)測量設(shè)備對隧道地表沉降、拱頂下沉、圍巖收斂、斷面變化等監(jiān)控項目進(jìn)行量測。</p><p><b>　　2、主要設(shè)備</b></p><p><b>　　監(jiān)控量測設(shè)備配置表</b></p>&l

13、t;p><b>　　3、監(jiān)控流程</b></p><p>　　監(jiān)控流程見監(jiān)控量測流程框圖</p><p>　　4、監(jiān)控量測程序和項目</p><p><b>　　監(jiān)控量測必測項目表</b></p><p><b>　　監(jiān)控量測選測項目表</b></p>&l

14、t;p>　　4、監(jiān)控量測點布置及方法</p><p>　　淺埋隧道地表沉降觀測點應(yīng)在隧道開挖前布設(shè)。地表沉降測點和隧道內(nèi)測點應(yīng)</p><p>　　布置在同一斷面里程。</p><p>　　沉降測點在隧道兩側(cè)量測范圍不應(yīng)小于H0+B， 其測點布置如下示意圖</p><p>　　地表沉降測點縱向間距</p><p>

15、;　　注：Ho為隧道埋深； B為隧道最大開挖寬度</p><p>　　拱頂下沉測點和凈空變化（圍巖收斂）測點應(yīng)布置在同一斷面，根據(jù)設(shè)計要求，Ⅴ級圍巖每5m、Ⅳ級圍巖每10m、Ⅲ級圍巖每30m、Ⅱ級圍巖每50m布設(shè)一個斷面，第一個監(jiān)測斷面布置在明暗洞交界里程往洞內(nèi)方向2m處，拱頂下沉測點原則上布置在拱頂軸線附近。隧底隆起觀測點布設(shè)在仰拱中心，與拱頂下沉觀測點在同一量測斷面上。拱頂下沉及凈空變化量測點布置見下圖。&

16、lt;/p><p>　　五、數(shù)據(jù)處理、分析及應(yīng)用</p><p>　　(1).繪制位移—時間關(guān)系曲線，根據(jù)曲線形態(tài)判斷圍巖的穩(wěn)定情況。</p><p>　　當(dāng)位移—時間關(guān)系曲線趨于平緩時(如圖A)，變形速率不斷下降，表明圍巖趨于穩(wěn)定，支護(hù)是安全的，應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或回歸分析，推算最終位移掌握位移變化規(guī)律。</p><p>　　當(dāng)位移—曲線出現(xiàn)反彎點

17、時(如圖B)，則表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，此時應(yīng)密切監(jiān)視圍巖動態(tài)，并加強(qiáng)支護(hù)，必要時暫停開挖。</p><p><b>　　(2)回歸分析</b></p><p>　　由于量測的偶然誤差所造成的離散性，繪制的散點圖是上下波動和不規(guī)則的， 因此必須對量測采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字處理---回歸分析，采用最小二乘法擬合數(shù)據(jù)獲得合理的典型曲線，并以相應(yīng)的數(shù)字公式進(jìn)行描述。<

18、;/p><p>　　回歸分析是目前時測數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)處理的主要方法，通過量測數(shù)據(jù)回歸分析可以預(yù)測最終位移值和位移速率。目前常采用以下函數(shù)作為回歸函數(shù)：</p><p><b>　　對數(shù)函數(shù)：</b></p><p><b>　　指數(shù)函數(shù)：</b></p><p><b>　　雙曲函數(shù)：</b&

19、gt;</p><p>　　式中： u——某一時刻變形值（mm）；</p><p>　　A、B——回歸系數(shù)；</p><p><b>　　t——量測時間；</b></p><p>　　t0——測點初讀數(shù)距開挖時的時間（d）；</p><p>　　T——量測時距開挖時的時間（d）。</p>

20、;<p>　　六、監(jiān)控量測管理基準(zhǔn)</p><p>　　圍巖穩(wěn)定性應(yīng)根據(jù)量測結(jié)果按下列指標(biāo)進(jìn)行綜合判別：</p><p><b>　　1）最大位移；</b></p><p><b>　　2）位移變化速率；</b></p><p>　　3）位移速率變化趨勢 （加速度）；</p>

21、;<p>　　4）初期支護(hù)所受的應(yīng)力、應(yīng)變、壓力 。</p><p>　　1、根據(jù)最大位移判斷</p><p>　　實測最大位移值不應(yīng)大于隧道的極限位移，并按下表位移管理等級進(jìn)行施工。為了確保圍巖和初期支護(hù)變形不侵入二次襯砌空間，一般情況下，宜將隧道的設(shè)計預(yù)留變形量作為極限位移，進(jìn)行控制。同時設(shè)計預(yù)留變形量應(yīng)根據(jù)監(jiān)測結(jié)果不斷修正。</p><p>　　

22、注：U0-實測位移值 Un-最大允許位移值</p><p>　　2、根據(jù)位移變化速率判斷</p><p>　　凈空變化速率持續(xù)大于1.0mm/d時，圍巖處于急劇變形狀態(tài)，應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)系統(tǒng)；凈空變化速率持續(xù)在0.2～1.0mm/d時，應(yīng)加強(qiáng)觀察，做好加固圍巖的準(zhǔn)備；當(dāng)凈空變化速率小于0.2mm/d時，圍巖達(dá)到基本穩(wěn)定，在高地應(yīng)力、巖溶地層和擠壓性圍巖等不良地質(zhì)中，應(yīng)根據(jù)具體情況制訂

23、判斷標(biāo)準(zhǔn)，防止結(jié)構(gòu)突然失穩(wěn)或破壞。</p><p>　　3、根據(jù)位移速率變化趨勢來判斷</p><p>　　當(dāng)圍巖位移速率不斷下降時（du2/d2t＜0），圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài)；</p><p>　　當(dāng)圍巖位移速率保持不變時（du2/d2t=0），圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)；</p><p>　　當(dāng)圍巖位移速率不斷上升時（du2/d2t＞0），圍巖進(jìn)

24、入危險狀態(tài)，必須立即停止掘進(jìn)，采取措施。 </p><p>　　4、根據(jù)初期支護(hù)所受的應(yīng)力、應(yīng)變、壓力來判別</p><p>　　初期支護(hù)承受的應(yīng)力、應(yīng)變、壓力實測值與允許值之比大于或等于0.8時，圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)；初期支護(hù)承受的應(yīng)力、應(yīng)變、壓力實測值與允許值之比小于0.8時，圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b&g

25、t;</p><p>　　1．《地下工程淺埋暗挖通論》，王夢恕，安徽教育出版社社；</p><p>　　2．《地下工程施工與管理》，楊其新主編，西南交通大學(xué)出版社；</p><p>　　3．《地下建筑結(jié)構(gòu)》，朱合華主編，中國建筑工業(yè)出版社；</p><p>　　4.《巖土工程》，湯康民主編，武漢理工大學(xué)出版社；</p><