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： 石祥序 学 号： 10201030238 班 级： 10勘查2班 指导教师： 汪东林 院 长： 丁克伟 一、课题设计与分工要求（一）设计课题1、课题二：飞凤街地下主通道监控量测方案设计（二）课题分工与要求1、课题二：由学号尾数为双号同学完成。2、要求：各班学习委员（或班长）负责对本班同学按学号划分课题，并将课题的分工名单在完成设计任务后一起上交指导教师。二、目的和要求1、掌握常见地下隧道施工监控量测方案制定和实施，了解并掌握地下工程监控量测流程；2、综合运用地下工程设计原理、工程力学、工程施工管理等基本知识、理论和方法，正确地依据和使用现行技术规范，并能科学地搜集与查阅资料（特别希望各位同学能够充分利用好图书馆和网络资源）；3、掌握隧道工程监控内容和目的；掌握测试点布置、测试仪器和测试方法；掌握监测频率；掌握监测控制标准；4、了解监测数据分析及处理；5、要求同学们以课题为核心，即要求团结协作，培养和发扬团队精神，又要求养成独立自主，勤奋学习，培养良好的自学能力和正确的学习态度。三、应完成的设计工作量（一）计算书一份 1、设计资料：任务书和必要附图； 2、监控量测目的和意义；3、监控量测内容（其中包括必测项目和选测项目）；4、测试的方法和测试工具；5、监测断面和监测点的布置；6、监测频率的确定；7、各个监测项目的监测控制标准；8、监测数据分析及处理方法以及监控量测管理。（二）绘制监控量测方案图1、监测断面布置图；2、各个监测项目监测点布置图；3、必要的文字说明。四、设计时间：一周五、主要参考资料1城市地下工程施工监测与信息反馈技术，刘招伟主编，科学出版社；2地下工程浅埋暗挖通论，王梦恕，安徽教育出版社社；3地下工程施工与管理，杨其新主编，西南交通大学出版社；4地下建筑结构，朱合华主编，中国建筑工业出版社；5隧道工程设计要点集，关宝树，人民交通出版社；6.岩土工程，汤康敏主编，武汉理工大学出版社；7铁路隧道设计规范（TB10003-2001）；8各种隧道设计标准图集。六、设计资料题目2：某地下人行通道在道路两侧及路中BRT站台处分别设置出入口。通道主体断面形式为拱顶直墙，开挖跨度为6.54米，开挖高度5.1米，通道长约52米。结构覆土厚度约为4米。此通道所处位置地貌单元属南淝河一级阶地，上部第四系覆盖层厚度约19.0m，根据探测报告显示上部覆土1.65m为杂填土，结构顶局部含有淤泥质填土，对施工不利，。结构底部位于粉质粘土中，与下层粉细砂联通，底板以下粉土夹粉细砂中赋存承压水，承压水头3m。所处位置及断面设计如图3和图4所示。图3 地下通道平面图 图4 地下通道断面设计图1 引 言 根据铁路隧道施工技术规范和城市地铁施工与验收规范6的规定和设计要求, 需要将现场监控量测项目列入施工组织设计, 掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈, 以指导地下通道设计和施工, 因此, 实施监控量测具有十分重要的意义。2 工程概况 某地下人行通道在道路两侧及路中BRT站台处分别设置出入口。通道主体断面形式为拱顶直墙，开挖跨度为6.54米，开挖高度5.1米，通道长约52米。结构覆土厚度约为4米。3 监控量测目的和意义 (1)掌握地下工程施工过程中周围地层、支护结构、地下管线和周边建筑物的动态变化，明确工程施工对地层的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节，预防工程破坏事故和环境事故的发生 (2)通过监测了解支护结构及周边建筑的变形及受力状况，并对其安全稳定性进行品价。 (3)将现场量测结果与预测值相比较，以判别前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求，以确定和优化下一步施工参数，从而指导现场施工，做到信息化施工。 (4)将量测结果用于优化设计，使设计达到优质安全、经济合理，另外还可将现场监测结果与理论预测值比较，用反分析法导出更接近实际的公式，用于指导其他工程的施工。4 监控量测内容及测点布置原则（必测项目和选测项目） (1) 监控量测内容;类别监测项目监测仪器测点布置必测项目开挖地层与支护结构状态地质素描及拱架支护状态观察每一次开挖拱顶下沉水准仪和水准尺每10米一个断面地表、地表建筑、地下管线及结构物沉降水准仪和水准尺每10米一个断面支护周边净空收敛收敛计每10米一个断面、每个断面2个测点选测项目土体与支护结构间压力、初衬与二衬压力土压力盒选择代表性的地段设监测断面，每个断面7个测点钢筋格栅拱架内力钢筋计选择代表性的地段设监测断面，每个断面510个测点初期支护、二次支护内力及表面应力混凝土应变计选择代表性的地段设监测断面，每个断面1015个测点孔隙水压力刚弦式孔隙水压力计和拱顶下沉断面一致 (2) 测点布置原则为： 观测点类型和数量的确定综合考虑工程地质条件、设计要求、施工特点等因素； 为验证设计数据而设的测点尽量布置在设计中的最不利位置和断面，如最大变形处、最大内力处，为及时反馈信息，考虑相同工况下的最先施工部位，以指导施工；观测变形的测点（连续墙水平、垂直位移，建筑物位移等）考虑既能反映监测对象的变形特征，又能便于使用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。即全面监测、选择最危险断面集中设置多种测点、各种测试结果相互验证，既安全可靠又经济合理。5 地下洞室的变形监测 (1) 拱顶下沉监测与底板上隆监测因本工程属于浅埋的地下工程，冒顶坍塌可能是比较容易发生的破坏性态。因此，应特别注意拱顶下沉的监测。监测目的 拱顶下沉和底板上隆监测值反映地下工程结构安全和稳定的极其重要的数据，是支护力学形态变化的最直接、最明显的反映。测点的埋设 拱顶沉降与底板上隆测点与地面的沉降测点在一个断面，方便与地面的沉降相对比，拱顶下沉的水准基点可布设在洞内和洞外，但要布设牢固，易于测量。在施工的整个过程中都要保护测点不被破坏，使监测不间断。数据的处理 同一个测点，拱顶下沉计算式U=Ui-Ui-1， U 为第i次的沉降值。数据分析与地表沉降的分析一样，采用沉降历时分析。监测的控制标准 拱顶下沉总量不超过30毫米，上隆不超过20毫米。 (2) 收敛量测据探测报告，显示本地下工程上部覆土16-5米杂填土，结构顶局部含有淤泥质填土，底部位于粉质粘土中，与下层粉细砂联通，底板以下粉土夹粉细沙中赋存承压水，承压水头3米，土的侧压力和地板的压力对结构的影响显著，可能会导致结构的破坏出现裂隙，产生渗水，一旦渗水，由于承压水头达到三米，其后就很难再处理，即使处理也要耗费较大的人力物力。 监测目的 工程开挖后，净空收敛也是反映支护结构安全和稳定的极其重要的数据，是支护力学形态变化的最直接、最明显的反映。测点布设 与拱顶下沉的布设点在同一个断面，同样要保护好收敛测点处的预埋件的完整，不会收到破坏，保持监测的连续性。数据记录与处理 每次读数是要进行三次读数在+0.05毫米之内。净空变化值Un=Un-Ro,Un为第n次测量值，最后做出时间-位移及距离-位移的散点图，对监测断面的测线进行回归分析。并根据监测结果判断支护结构的稳定性。 洞内收敛量测和拱顶下沉量测的测点应布置在同一断面内，测量断面的间距初定10米，其具体的间距应视具体情况设定，例如出现特殊的地段，刚刚开始监测时断面可以适当设小一点，当测的一些大体的数据后，可适当加大间距，当遇到特殊的地段，例如本地段中的淤泥质杂填土，对工程不利，应多加适当的监测断面，密切关注此地段的位移变化以及结构上应力的变化。 监测标准 10毫米以下拱顶下沉，内敛值不超过20毫米；10-20毫米拱顶下沉，内敛值20-40毫米，就要加强监控了；拱顶下沉20-30毫米内敛达到40毫米，加强混凝土喷厚；30毫米以上的拱顶下沉，达60毫米收敛，加强监测，更改设计。(3) 地下工程周围地表的沉降监测 本通道地处长江中路与飞凤街交叉口，通道下穿长江中路，通道正上方为路面和BRT站台，路面周围有建筑物众多，属于人流高聚地。 设置基点 在监测对象的沉降影响范围以外，寻找城市中的永久水准点，或工程施工时使用的临时水准点作为基点，基点要有足够的个数，并要能构成水准控制网，不可选那些在沉降影响范围内的基点，不可选取不能直接观察到监测对象的基点。要求对基点进行定期的校核，防止出错。 沉降测点的埋设 在地表钻孔，然后放入长20-30厘米，直径20-30毫米的园头刚筋，四周用水泥砂浆填实。 测量方法 观测方法采用精密水准测量方法。利用基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不能超过0.3毫米，不在水准路线上的观测点，一个测站不能超过3个，超过时应重读后视点读数，以作核对。首次观测时，对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于1.0毫米，取平均值作为初始值。 沉降值计算 在本工程段，长度并不太长，可以尽可能布设导线网，以便进行平差处理，提高观测精度，然后按照测站进行平差，求的各点高程。施工前2，由基点通过水准测量测出隆陷观测点的初始工程H0，在施工过程中测出的工程为Hn.则高差H=Hn-H0即为沉降值。 地表沉降分析 对某一断面沉降采用沉降历时分析，做出地表沉降历时曲线。 对地下通道工程来说，地表沉降测点与洞内测点布置在同一断面，以便不同的观测数据相互印证，地表沉降测点沿隧道纵向的间距为10米。 地表沉降基准值 根据有关经验和标准设定为30毫米，当达到累计沉降30毫米。则要加强监控，甚至商讨设计的合理性。(4)建筑物变形监测 建筑物变形监测项目包括沉降监测、水平位移监测、倾斜监测、裂缝监测因本工程采用浅埋暗挖法施工，对周围的建筑物影响不可不考虑，为了确保建筑物的安全，应进行建筑物的相关监测。建筑物沉降监测 与地表沉降监测大体一致，只是选点在建筑我的主题承重的柱子或墙上。另外注意选点要可见，基点要在沉降影响范围外。建筑物水平位移监测的测点布置、观测方法与地表水平位移的观测大体一样。可用沉降观测点作为水平位移测点。建筑物的倾斜监测就是对建筑物的倾斜度，倾斜方向和倾斜速率进行测量。远离在建筑物上找上下两个在一条垂线上的点，然后利用经纬仪观测这条线是否发生倾斜，发生倾斜的方向，速率。建筑物的裂缝观测主要靠目测巡检，在巡检中发现建筑物出现裂缝，则就要加大观测力度了。并标记裂缝的位置，大小。当发现裂缝时，在裂缝出设置两个标志，一个在裂缝最宽处，一个在裂缝的末端，这样裂缝的继续开展和延伸可分别表示出来。监测标准 由于建筑物本身的性质，差异沉降与建筑物长度比不得超过1/600 。(5) 地下管线的变形监测 由于通道地处城市主要交通要道，其周边和通道上方定有大量的地下管线，例如污水管、上水管线、电力管线、共同沟。如果管线部位不均匀沉降发生的过大，则管线的接头部位后容易就发生了破坏。 管线资料：管线的水平位置，埋深；材质与规格；接头的形式；管线的最大允许位移值，城市管理部门对于地下管线的沉降允许值。 地下管线监测方法有抱箍法、直接测量法。但一般的管线变形不易测量，所以可以根据沉降观测区地表沉降值和管线