最新岩土工程课程设计

岩土工程课程设计

安徽建筑工业学院——课程设计任务书

课程名称：《岩土工程》

学生姓名：

学号：

班级： 10勘察2班

指导教师：

院长：

一、工程概况

本工程为市府广场公交换乘中心改造工程的一部分，由现商城负一层消防通道下穿市府广场停车场负二层原设计地道总长59.5m，其中明挖框架段

17.5m，穿越城市主干道至地下停车场段为隧道工程，长42m。桩号

1+30.827~1+72.827，长42m；采用“新奥法”原理进行设计，暗挖法施工。地下通道为圆形拱衬砌，挡墙式洞口，洞内路面采用混凝土路面，通道净宽6m，净高2.5m，其中开挖高度8.48m，开挖宽度5.6m。结构覆土厚度约为3m。隧道穿越地层为杂填土（Qm1）和淤泥质杂填土（Q4a1），其中淤黏土为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，属于静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的一种特殊性土。通道所处位置及断面设计如图1和图2所示。

图1 地下通道平面图

图2 地下通道断面设计图

二、监控量测的目的及意义

隧道现场监控量测是指在隧道施工过程中，对围岩和支护、衬砌受力状态的量测。现场监控量测是监视围岩稳定，判断支护、衬砌结构设计是否合理，施工方法是否正确的一种手段；也是保证新奥法安全施工、提高经济效益的重要条件；为施工中可能有的工程变更提供科学依据；它贯穿隧道施工的全过程。为此《公路隧道施工技术规范》（JTJ 042-94）中第9.1.1条作出下列规定：采用复合式衬砌的隧道，必须将现场监控量测项目列入施工组织设计，制定监控量测计划，并在施工中认真实施。

监控量测工作必须紧接开挖、支护作业，按这种要求进行布点和检测，并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。量测数据应及时分析处理，并将结构反馈到施工过程中。结合本管段隧道的施工特点及设计要求，特制定隧道施工监控量测作业指导书，以指导隧道施工。

1、量测的目的为:

⑴掌握围岩动态和支护结构的工作状态,利用量测结果修改设计,指导施工.

⑵预见事故和险情,以便及时采取措施,防患于未然.

⑶积累资料,为以后的新奥法设计提供类比依据.

⑷为确定隧道安全提供可靠的信息.

⑸量测数据经分析处理与必要的计算和判断后,进行预测和反馈,以保证施工安全和隧道稳定.

2、量测的意义

（1）在施工过程中对前进的开挖工作面附近围岩的岩石性质、状态进行目测，掌握围岩动态，以及围岩的施工力学性能，了解支护结构在不同工况时的受力状态和应力分布，及时改进支护，对围岩稳定性、安全性作出评价来指导现场施工。

（2）通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预报，优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益。（3）验证支护结构型式、支护参数的合理性，对支护结构、施工方法的合理性及其安全性作出评价及建议，为确定二次支护时间提供依据。

（4）积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据，为修改变更设计、调整施工方法提供科学依据。

三、监控量测工作的原则和要求

监控测量工作必须紧接开挖、支护作业，应按设计要求进行布点和监测，并根据现场施工情况及时调整量测项目和内容。量测数据应及时分析处理，并将结果反馈到施工过程中。

监控量测应作为施工组织设计一个重要组成部分，应纳入施工工序，并贯穿施工的全过程，为施工管理及时提供信息。

开工前应根据隧道规模、地形、地质条件、施工方法、支护类型和参数、工期安排以及所确定的量测目的等编制量测计划。编制内容应包括：量测项目、量测仪器选择、测点布置、量测频率、数据处理、反馈方法及组织机构、管理体系等。

现场应成立专门监控量测小组，负责测点埋设、日常监测、数据处理和仪器维修保养工作，并及时将量测信息反馈于设计和施工。

四、监控量测的内容及控制基准

1、监控量测手段

本标段主要采用精密水准仪、收敛仪、全站仪等先进测量设备对隧道地表沉降、拱顶下沉、围岩收敛、断面变化等监控项目进行量测。

2、主要设备

3、监控流程

监控量测设计选取量测项目

确定量测频率

监测测点布置

现

场

量

测

洞内、外观察

水平净空收敛、

拱顶下沉量测

综合判断分析

数据处理

非线性函数数学变

换后进行线性回归

修改支护刚度

调整施工程序

变更设计

浅埋段地表

下沉量测

监控流程见监控量测流程框图

4、监控量测程序和项目

监控量测必测项目表

监控量测选测项目表

浅埋隧道地表沉降观测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点

应

布置在同一断面里程。

沉降测点在隧道两侧量测范围不应小于H0+B ， 其测点布置如下示意图

地表沉降测点纵向间距

拱顶下沉测点和净空变化（围岩收敛）测点应布置在同一断面，根据设计要求，Ⅴ级围岩每5m 、Ⅳ级围岩每10m 、Ⅲ级围岩每30m

、Ⅱ级围岩每50m 布设一个断面，第一个监测断面布置在明暗洞交界里程往洞内方向2m 处，拱顶下沉测点原则上布置在拱顶轴线附近。隧底隆起观测点布设在仰拱中心，与拱顶下沉观测点在同一量测断面上。拱顶下沉及净空变化量测点布置见下图。

拱顶下沉监测点

收敛点

收敛测线收敛测线

收敛点

拱顶下沉监测点

位移量测

Ⅱ、Ⅲ级围岩Ⅳ、Ⅴ级围岩

五、数据处理、分析及应用

(1).绘制位移—时间关系曲线，根据曲线形态判断围岩的稳定情况。

当位移—时间关系曲线趋于平缓时(如图A)，变形速率不断下降，表明围岩趋于稳定，支护是安全的，应进行数据处理或回归分析，推算最终位移掌握位移变化规律。

当位移—曲线出现反弯点时(如图B)，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。

(2)回归分析

由于量测的偶然误差所造成的离散性，绘制的散点图是上下波动和不规则的，因此必须对量测采集的数据进行数字处理---回归分析，采用最小二乘法