隧道信息化施工与动态设计
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中华人民共和国行业标准公路隧道设计规范Code for Design of Road TunnelJTG D70--2004主编单位:重庆交通科研设计院批准部门:中华人民共和国交通部实施日期:2004年11月Ol 日关于发布《公路隧道设计规范》(JTG D70--2004)的公告第19号现发布《公路隧道设计规范》(JTG D70--2004),自2004年11月1日起实行,原《公路隧道设计规范》(JTJ 026--90)同时废止。
《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)中第1.0.3、1.O.5、1.O.6、1.0.7、3.1.1、3.1.3、7.1.2、8.1.2、10.1.1、15.1.1、15.1.2、16.1.1条为强制性条文,必须按照国家有关工程建设标准强制性条文的有关规定严格执行。
《工程建设标准强制性条文》(公路工程部分)2002版中关于《公路隧道设计规范》(JTJ 026--90)的强制性条文同时废止。
《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)由重庆交通科研设计院负责编制,规范的管理权和解释权归交通部,日常解释和管理工作由重庆交通科研设计院负责。
请各有关单位在实践中注意积累资料,总结经验,及时将发现的问题和修改意见函告重庆交通科研设计院(地址:重庆市南岸区五公里,邮政编码:400067),以便修订时参考。
特此公告。
中华人民共和国交通部二OO四年七月九日前言《公路隧道设计规范》(JTJ 026)白1990年12月l日发布实施以来,对推进我国公路隧道工程科技进步和规范其设计行为均起到了积极的作用但是,随着我国近十多年来隧道建设实践经验的积累和技术进步,该规范当时所依托的技术已有相当一部分较为陈旧,许多规定已明显落后于工程实际,极不适应当前隧道建设的需要,因此需要对该规范进行全面修订。
为此,交通部以交公路发[1999]82号文下达了修订《公路隧道设计规范》的决定。
根据该文通知,重庆交通科研设计院为修订工作主编单位,浙让省交通规划设计研究院、同济大学、中交第一公路勘察设计研究院、重庆交通学院为参编单位,并邀请有关技术专家组成《公路隧道设计规范》修订编制组。
公路隧道设计规范公路隧道设计规范(JTGD70-2004)1.总则公路隧道是连接两个地区的重要交通工具,因此必须经过谨慎的设计和施工。
本规范旨在规范公路隧道的设计、施工和监管,确保公路隧道的安全和可靠性。
2.主要术语与符号本规范中使用的主要术语和符号应在设计和施工过程中得到充分理解和应用。
其中包括隧道长度、洞口高度、洞门宽度、围岩等级等。
3.隧道调查及围岩分级在设计隧道之前,需要对隧道所在地区进行全面的调查,包括地质、水文、气象等方面。
同时,需要对围岩进行分级,以便进行合理的隧道设计。
4.总体设计隧道的总体设计包括隧道长度、洞口高度、洞门宽度、隧道路面、隧道照明等方面。
在设计过程中,需要充分考虑交通流量、车速、车型等因素。
5.建筑材料隧道的建筑材料应符合国家标准和行业规范。
在选择材料时,需要充分考虑其耐火性、耐久性、防水性等因素。
6.荷载隧道设计中需要考虑各种荷载,包括车辆荷载、地震荷载等。
在计算荷载时,需要充分考虑隧道的结构和材料的承受能力。
7.洞口及洞门洞口和洞门是隧道的重要组成部分,需要充分考虑其宽度、高度、开启方式等因素。
同时,需要考虑洞口和洞门的防水和防火措施。
8.衬砌结构设计隧道的衬砌结构设计应符合国家标准和行业规范。
在设计过程中,需要充分考虑隧道的围岩、荷载等因素。
9.结构计算隧道的结构计算需要充分考虑各种因素,包括荷载、围岩、材料等。
在计算过程中,需要遵循国家标准和行业规范。
10.防水与排水隧道的防水和排水是隧道设计中的重要环节。
在设计过程中,需要充分考虑隧道的地质条件、水文条件等因素,以确保隧道的安全和可靠性。
本规范是针对公路隧道设计和施工的强制性标准。
在公路隧道的设计、施工、验收和运营等各个阶段,必须遵守本规范的规定。
11小净距及连拱隧道本章节主要介绍小净距隧道和连拱隧道的设计要求。
其中,小净距隧道是指净距小于7米的隧道,连拱隧道是指由多个拱形隧道相连而成的隧道。
本章节详细阐述了小净距隧道和连拱隧道的净高、净宽、弯曲半径、拱顶高度等设计参数的要求,并提出了相应的施工和验收标准。
浅谈隧道工程动态设计与信息化施工1动态设计与信息化施工概述动态设计,是指将设计划分为两个阶段:预设计和修正设计。
其中,预设计用于对工程施工进行指导,通常参照工程类比套图,其决策具有较强的模糊性;修正设计是在具体施工过程中,基于暴露的相关地质状况和各类实际情况变化,对预设计实施科学修正和有效完善。
信息化施工,是指施工单位遵循工程设计各项要求制定工程施工和监测的具体方案并予以实施,以监测结果为依据,对施工方案和相关工艺进行及时调整和科学优化,并根据信息反馈对设计进行科学修正和合理变更。
动态设计与信息化施工二者具有相辅相成的紧密关系,其具体流程如下:对工程进行预设计→对工程开展施工检验→对工程地质进行判别→获取工程监测信息→实施修正设计→开展施工检验。
2隧道工程的动态设计2.1隧道支护结构调整隧道支护结构调整是隧道工程动态设计的常见内容,要遵循经济性和安全性原则。
在施工过程中,要综合考虑地质、围岩等因素,对隧道支护结构进行调整。
若地质、围岩出现变化,例如隧道工程勘查设计相应文件描述地质围岩为Ⅳ级,但现场判别地质围岩为Ⅴ级,则需对支护结构作出调整。
若地质围岩未发生变化,应根据监测信息对支护做适当调整。
若支护出现较大变形,需增强支护;若支护未变形或者变形较小,可减少支护。
若因施工原因导致未能按照图纸施工,也需对支护结构进行调整。
对隧道支护结构进行调整,通常需改变支护结构的厚度和强度,调整格栅钢架的尺寸、间距等,或者调整锚杆的设置。
此外,还能通过增减钢筋来调整支护的厚度和强度。
2.2隧道涌水量计算隧道涌水量计算通常采用以下两种方法。
(1)地下水动力法采用非完整井的柯斯嘉科夫公式:式(1)中:Q表示预测涌水量(m3/d);a表示入渗系数;H表示隧道路肩算起的含水层厚度(m);R表示隧道排水影响宽度(m);B表示隧道通过含水层的长度(m);r表示隧道半宽度;k表示围岩渗透系数(m/s)。
采用佐藤邦明非稳定流公式:式(2)~(3)中:q0表示隧道通过含水体地段的单位长度可能最大涌水量(m3•s-1•m-1);k表示围岩渗透系数(m/s);m为洞身横断面换算成等价圆时的换算系数,一般取0.86;h2表示静止水位至洞身横断面等价圆中心的距离(m);r0表示等价圆半径(m);hc表示洞顶上部静止水位至洞底下部隔水层距离,即含水体厚度(m);B表示隧道通过含水层的长度(m)。
浅谈隧道工程的动态设计与信息化施工一、信息化设计与施工的基本思路工程建设中,信息化设计与施工是一个新颖的发展方向,也是未来工程建设将采取的主要方法之一,其具有方便、简单、快捷、适用等优点。
信息化设计与施工在隧道中应用的基本原理是:利用初步勘察得到地质资料,采取数值模拟技术、理论计算和经验类比方法确定初步的设计方案,通过施工现场监测获得地质资料、围岩力学动态、支护工作状态的有关数据以及施工技术状态(信息),再采取多种手段对这些数据进行整理与力学分析,来判断围岩及支护结构体系的稳定性和工作状态,反馈于设计与施工,从而选择和修正开挖、支护参数,使隧道的建设达到优化。
信息化设计与施工的核心是信息的采集、整理和反馈。
隧道的信息化设计与施工思路可以概括为图1。
与地面工程不同的是,在隧道的设计与施工过程中,勘察、设计、施工等环节允许有交叉、反复。
在初步地质调查的基础上,根据数值模拟分析、经验或力学计算进行预设计,初步选定支护参数;然后,在施工过程中根据监测得到关于围岩稳定性和支护力学、工作状态的信息,对初步设计和施工过程进行调整。
大量的工程实践表明,对设计和施工所作的调整和修正十分必要。
在隧道的设计与施工中经历了近半个世纪发展的“新奥法”核心就在于把围岩看作是支护结构的重要组成部分,并通过监控量测,采取合理的设计与施工,有效地调节围岩变形,以最大限度地发挥围岩的自承作用。
信息化设计与施工是建立在新奥法的思路之上,新奥法三大准则之一的现场监测同信息化设计与施工的信息采集、分析和反馈有相似之处,可以说信息化设计与施工是新奥法在现阶段的发展与完善。
两者的主要区别在于信息化设计与施工应用了大量的现代信息工具和手段,如利用先进的计算机方法进行数值模拟、数据处理,因此在信息的获得与处理、反馈途径等方面讲究多渠道、多手段;而新奥法则主要利用传统的量测工具进行数据的获得与反饋,信息的获取与反馈途径比较单一。
因而,隧道信息化设计与施工方法比过去的新奥法更优越。
动态化设计信息化施工方案一、引言随着信息技术的迅猛发展,将信息技术与施工工程相结合,实现施工过程的信息化、动态化管理已成为提升工程质量和效率的重要手段。
本文档旨在介绍一套基于动态化设计理念的信息化施工方案,该方案覆盖了施工项目梳理、关键节点确定、系统设计与架构、数据采集与处理、施工进度监控、施工资源管理、质量与风险管理以及沟通与协作机制等多个方面。
二、施工项目梳理首先,需要对施工项目进行全面的梳理,明确项目的目标、范围、预算、时间等关键要素。
通过梳理,可以确保施工过程中的各项工作都有明确的指导思想和执行标准。
三、关键节点确定在施工过程中,存在一些对施工进度和质量有重大影响的关键节点。
通过深入分析施工流程,确定这些关键节点,并在施工过程中对其进行重点关注和管理,可以有效提升施工效率和质量。
四、系统设计与架构针对施工项目特点和关键节点需求,设计合理的信息化系统架构。
系统应支持数据的实时采集、处理、分析和展示,能够实现对施工过程的全面监控和动态调整。
五、数据采集与处理建立数据采集机制,确保施工过程中产生的各类数据能够及时、准确地被收集。
同时,利用数据处理技术,对采集到的数据进行清洗、整合和分析,提取出有价值的信息,为施工决策提供数据支持。
六、施工进度监控通过信息化系统,实时监控施工进度,包括各个分项工程的完成情况、关键节点的进度等。
一旦发现进度滞后或异常情况,立即进行预警并采取措施进行纠正。
七、施工资源管理对施工过程中涉及的各类资源(如人力、物力、财力等)进行信息化管理,确保资源的合理配置和高效利用。
通过系统分析资源使用情况,预测未来资源需求,为施工决策提供有力支持。
八、质量与风险管理建立质量监控机制,对施工过程中的质量问题进行实时监控和预警。
同时,识别和分析施工过程中可能存在的风险因素,制定相应的风险应对措施,降低风险对施工进度和质量的影响。
九、沟通与协作机制建立一套高效的沟通与协作机制,确保项目团队成员之间能够及时交流、协作,共同推进项目的进展。
铁路隧道施工建设的信息化管理铁路隧道工程施工建设的信息化管理是实现施工过程的全方位管理、提高工程建设安全性的有效管理模式。
本文以某隧道为例,针对工程施工难点,分析信息化管理平台建设的主要模块应用,以及基于BIM技术应用实施方案。
旨在为类似工程管理提供参考。
一、引言铁路施工的信息化建设发展已然成为现代铁路发展的主要趋势,强化信息技术的应用对于铁路工程建设质量提升具有重要意义。
随着我国铁路建设工程规模的不断扩大,隧道工程项目也随之增多,而施工过程中面临的不良地质条件、有害气体威胁等施工难点也随之增多。
隧道施工存在各种潜在的自然灾害隐患,为此,为合理控制隧道工程质量和安全控制,信息化管理成为必然选择。
当前新奥法施工工艺已然成为隧道应对不良地质体等施工难点的一种有效施工方法,是集設计、施工和监测三位一体的动态施工模式,而信息化施工管理是新奥法设计施工过程中的一个必不可少的部分,通过对隧道施工各阶段监控量测,对围岩应力条件等进行信息监测,并基于此对施工工艺进行优化调整,进而达到隧道施工质量控制的目的。
二、工程概况某隧道全长4373m,进口海拔约956m,出口海拔约908m。
平行导坑位于隧道线路前进方向左侧,平导与线路左线线间距为30m。
平导起始里程PD97+980=正洞DK97+980,终点里程为PDK98+826,全长846m。
该隧道设置1平导的辅助坑道方案,按进口、出口平导2个工区2个工作面组织平行施工。
隧道穿越地层为粉砂质页岩、凝灰质砂岩、炭质页岩等。
地质构造复杂,不良地质为重力不良地质(危岩落石、岩堆、滑坡、岩爆、边坡顺层),且为低微瓦斯隧道,安全风险高,施工难度大,是本标段的重难点工程。
为了保证隧道施工的安全稳定,设计采用新奥法组织施工,将超前的地质预测预报工作作为工艺施工的首个环节,并坚持以地质探测和预报为前提、新奥法施工为主、强化现场监测监控为依据的施工原则,并基于此构建科学完善的信息化施工管理体系,通过对信息、数据的综合分析和处理,实行动态管理信息化施工。
动态化设计信息化施工方案1. 背景介绍在传统的设计与施工过程中,往往存在信息传递不畅、设计变更成本高、施工过程不可控等问题。
为解决这些问题,引入动态化设计信息化施工方案,能够实现信息的实时共享、设计变更的快速响应和施工过程的可控管理。
2. 动态化设计概述动态化设计是指在设计过程中采用实时反馈和动态调整的方式,通过信息化平台与设计师、施工方、监理等相关方进行持续沟通与协作,实现设计需求快速响应和变更的实时更新。
动态化设计的核心是建立一个信息化平台,该平台可以实现设计方案的实时更新、设计变更的快速发布、设计师与相关方之间的实时沟通协作等功能。
3. 信息化施工概述信息化施工是指在施工过程中应用信息化技术,通过建立施工管理系统、数字化施工图纸等方式,实现施工过程的信息共享、施工进度的实时监控和资源的优化调度等功能。
信息化施工的关键是建立一个综合的施工管理系统,该系统可以实时监控施工进度、提供资源调度优化建议、与监理方进行实时沟通等。
4. 动态化设计信息化施工方案本方案主要包括以下几个方面的内容:4.1 设计信息实时共享通过建立信息化平台,设计师、施工方、监理方等相关方可以实时共享设计信息。
设计师可以将设计方案、图纸等上传至平台,供相关方查看和反馈意见;施工方可以及时了解设计方案的要求,提前做好准备工作;监理方可以随时监控设计方案的进展,并提出意见和建议。
4.2 设计变更快速响应当设计变更发生时,设计师可以通过信息化平台将变更内容发布给相关方。
相关方可以及时了解变更内容,并根据变更内容进行施工方案的调整。
设计师可以通过平台实时了解到相关方的反馈意见,从而及时做出进一步的设计调整。
4.3 施工过程可控管理通过信息化施工管理系统,可以实时监控施工进度、资源使用情况等。
施工方可以及时了解施工进度,根据实际情况调整施工计划;监理方可以随时监测施工进度,提供及时的指导和监督;同时,系统还可以进行资源调度优化,提供合理的资源分配建议。
《公路隧道设计规范》JTG D70-2004强制性条文1.0.3 隧道规划和设计应遵循能充分发挥隧道功能、安全且经济地建设隧道的基本原则。
隧道设计应有完整的勘测、调查资料、综合考虑地形、地质、水文、气象、地震和交通量及其构成。
1.0.5 隧道主体结构必须按永久性建筑设计,具有规定的强度、稳定性和耐久性;建成的隧道应能适应长期营运的需要,方便维修作业。
1.0.6 应加强隧道支护衬砌、防排水、路面等主体结构设计与通风、照明、供配电、消防、交通监控等营运设施设计之间的协调,形成合理的综合设计。
必要时应对有关的技术问题开展专项设计和研究。
1.0.7 隧道土建设计应体现动态设计与信息化施工的思想,制定地质观察和监控量测的总体方案;地质条件复杂的隧道,应制定地质预测方案,以及时评判设计的合理性,调整支护参数和施工方案。
通过动态设计使支护结构适应于围岩实际情况,更加安全、经济。
3.1.1 应根据隧道不同设计阶段的任务、目的和要求,针对公路等级、隧道的特点和规模,确定搜集、调查资料的内容和范围,并认真进行调查、测绘、勘察和试验。
调查的资料应齐全、准确,满足设计要求。
3.1.3 应根据隧道所通过地区的地形地质条件,并综合考虑调查队阶段、方法、范围等,编制相应的调查计划。
在调查过程中,如发现实际地质情况与预计的情况不符,应及时修正调查计划。
7.1.2 隧道应遵循“早进洞、晚出洞的原则,不得大挖大刷,确保边坡及仰坡的稳定。
8.1.2 隧道衬砌设计应综合考虑地质条件、断面形状、支护结构、施工条件等,并应充分利用围岩的自承能力。
衬砌应有足够的强度和稳定性,保证隧道长期安全使用。
10.1.1 隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理的原则,保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全。
隧道防排水设计应对地表水、地下水妥善处理,洞内外应形成完整通畅的防排水系统。
15.1.1 隧道路基应稳定、密实、匀质,为路面结构提供均匀的支承。
信息化设计动态施工方案1. 引言信息化设计动态施工方案是指在施工工程中应用信息技术手段,对施工过程进行动态管理和监控,以提高施工效率、提升项目质量和降低施工风险的方案。
本文档将介绍信息化设计动态施工方案的实施过程,并提供相关的操作指南和技术要点。
2. 实施步骤2.1 系统需求分析在实施信息化设计动态施工方案之前,首先需要进行系统需求分析。
这包括对施工项目的要求进行梳理和整理,确定需要监控和管理的关键节点和指标。
同时,还需要考虑系统的可行性和可扩展性,以确保系统能够满足未来的发展需求。
2.2 系统设计系统设计是信息化设计动态施工方案实施的关键步骤。
在系统设计中,需要确定系统的架构和模块,并进行详细的功能设计和界面设计。
同时,还需要进行数据模型设计和数据库设计,以支持系统的数据管理和查询分析功能。
2.3 系统开发与测试系统开发与测试是信息化设计动态施工方案实施的核心环节。
在系统开发过程中,需要按照系统设计进行编码和集成,同时进行单元测试和集成测试,以确保系统的功能和性能符合要求。
2.4 系统上线与运维系统上线与运维是信息化设计动态施工方案实施的最后阶段。
在系统上线前,需要进行系统的部署和配置,并进行用户培训和技术支持。
同时,还需要建立系统的运维机制,包括定期巡检和故障处理,以保证系统的正常运行。
3. 操作指南3.1 施工现场数据采集在信息化设计动态施工方案中,施工现场数据的采集是一个关键环节。
可以通过现场传感器设备和人工录入方式进行数据采集。
同时,还可以利用无人机和摄像头等设备,实时获取施工现场的图像和视频数据。
3.2 数据处理与分析采集到的施工现场数据需要进行处理和分析,以便提取有价值的信息和指标。
数据处理和分析可以利用数据挖掘和机器学习等技术手段,对数据进行清洗、提取特征和建立模型,从而实现施工过程的动态监控和预警。
3.3 施工进度管理信息化设计动态施工方案可以实现对施工进度的实时监控和管理。
可以通过施工计划和任务管理模块,对施工进度进行排期和跟踪,及时发现偏差和风险,并进行调整和处理。
深基坑工程动态设计与信息化施工管理深基坑工程动态设计与信息化施工管理吉林东煤建筑基础工程公司徐志超摘要:全文以工程实例,阐述了深基坑的施工及基坑监测,及时准确的将监测数据信息反馈给设计,及时跟进调整设计方案,确保基坑施工安全。
关键词:深基坑动态设计信息化施工前言:随着我国城市化进程的不断加快,城市的空间迅速缩小,科学技术的快速进步,使得越来越多的建筑物把目标投向了建筑地下空间的发展,深基坑开挖的工程也必然随之而大增,深基坑的开挖均面临着周边建筑物、构筑物、管线、环境和地层复杂等原因存在很多风险,由于影响因素众多,现有计算理论尚不能全面反映工程的各种复杂变化,基坑支护结构设计时虽然进行了尽可能详尽的计算,但设计与施工的脱节扔不可避免。
一方面由于设计理论所限,其计算工况模型还不能完全切实地反映施工时的具体状况;另一方面设计人员往往只是就常规假设工况进行计算,而工程进行中由于情况的复杂多变,也会使实际施工工况与原设计并不相符。
在这种情况下,就需要通过综合的现场监测来判断前一步施工是否符合预期要求,并确定和优化下一步工程的施工参数,实现动态数据与信息化施工。
下面以工程实例加以阐述。
一、工程概况拟建工程为吉林省某医院医疗综合楼,本项目为医疗综合楼一期,地上17层,地下3层,框剪结构;基坑周长约355米,拟建工程±0.00=231.92m,3层地下室净高16.20m,开挖深度约17.40m,开挖深度内岩土层分别为杂填土、粉质粘土、粘土。
本工程周围有市区道路、相邻楼房(地上16层、地下1层)、地下管线,周围情况非常复杂,工程重要性等级为一级,场地等级为二级,地基等级为二级,岩土工程勘察等级为甲级。
二、基坑设计方案由于拟建基坑工程边界附近需要施工场地,并且场地狭小,基坑需要垂直开挖,采用排桩加锚杆支护结构对边坡进行支护。
本工程的工作量统计为:排桩Φ800钻孔灌注桩:326根,桩长19-27.7m;锚索Φ150mm,1206根,长度为:17米-26米 ,总量为20000多延米;土方量十万方左右。
施工阶段隧道围岩动态分级中信息化应用研究【摘要】:本文研究了信息化在隧道围岩动态分级中的应用。
通过对隧道信息化即对监测数据的统计分析,得出了对围岩动态分级具有意义的指标和各级围岩所对应的各指标的数值范围,用以指导施工阶段的隧道围岩动态分级、隧道的反馈设计和施工过程中的预测预报。
实例验证,准确的隧道监测数据信息化可以进一步完善和优化围岩分级,提高围岩分级的可靠性,为隧道围岩动态分级提供了一条新的途径。
【关键词】:隧道围岩动态分级信息化监测数据1引言隧道工程设计、施工的基本特点是“地质环境复杂、基础信息缺乏”,加之手段、工期、经费及时间的限制,在开挖前不可能将地质信息等施工中可能出现的因素搞得十分清楚而必须通过开挖后所揭示的地质条件对围岩级别进行再认识和再确定,相应地预设计阶段所拟定的断面尺寸、结构形式、支护参数、预留变形量和特殊地层状况下的施工方法等方案均需要在开挖过程中重新评估和确认,必要时须做调整或修正。
监控量测是以现场监测为手段,以量测信息为依据,来确定支护参数、支护时机和施工开挖的信息化方法。
在施工过程中加强调查和监测,通过对大量实测数据进行计算分析来评价隧道稳定性,据此完善设计和调整施工参数。
这样使得设计和施工更符合或接近工程实际。
信息化设计成为联系理论和经验方法的桥梁,成为目前隧道设计理论发展的重要方向。
“信息化方法”起源于二十世纪四十年代晚期,发展了一种集预测、监控、评价和修正为一体的设计方法。
随着信息化技术的引入,将大大增强隧道施工安全和支护结构与围岩的和谐稳定。
隧道信息化狭义上讲就是在施工中布置监控系统,从现场围岩的开挖支护过程中获得围岩稳定性及支护结构的工作状态信息,通过分析研究这些信息,间接地描述围岩的稳定性和支护的作用,并反馈于施工决策和支持系统,修正和确定新开挖方案和支护参数,实质上是通过施工前和施工过程中的大量信息来指导施工,以期获得最优地下结构物的一种方法。
近年来,由于监控量测技术、计算机技术的发展和渗透,地下工程体系的信息设计和施工方法有了很大的发展,“信息化方法”作为一种设计、施工方法已经被广泛的认同,诸多学者和专家大力倡导和呼吁将信息化切实运用到项目中去,信息化方法是解决理论与实际脱节的有效办法,信息化方法特别适用于隧道工程。
深基坑动态设计与信息化施工治理湖北地建华南分公司潘希军摘要:全文以工程实例,论述了深基坑的施工及施工监测,同步准确的监测数据信息反馈设计,及时跟进调整设计方案,确保基坑施工平安。
关键词:深基坑动态设计信息化施工前言:随着科学技术的进展和城市空间的缩小,愈来愈多的建筑市场均把目标投向了建筑地下空间的进展,必将深基坑开挖的工程也就随之而增,深基坑的开挖均面临着周边建筑物、环境和地层复杂等缘故存在很多风险,要确保基坑平安除要有合理的设计方案和有体会的施工队伍外,更重要的是工程施工中的动态化设计和信息化施工治理的实施。
下面以工程实例加以论述。
一、工程概况珠海市丽景湾花园二期B区综合楼基坑支护工程,位于珠海市凤凰南路和海燕交汇处东北角,基坑开挖深度为~米深,基坑东侧北段为7~8层住宅楼,基础型式为管桩和天然地基,东侧南段为在建的高层建筑,东侧距离海边约100米;南侧为海燕路;西侧为凤凰路,西南侧为9层明珠酒店,天然地基;北侧6米处为扬名广场;建筑物离基坑边距离约为5~7米。
场地有双侧从上至下地层为回填砂、砾砂和淤泥,地质条件和周边环境相当复杂。
二、基坑设计方案基坑支护无放坡空间,只能采纳垂直开挖支护。
支护结构为桩锚加局部角支撑支护,即钻孔灌注桩加预应力锚索,其中钻孔桩桩径为米,桩间距为米,预应力锚索分为两种,上部砂层采纳自进式预应力锚索,锚索长度一样为24m,每根锚(两索)设计抗拔力280KN;下部粘性土层中采纳成孔预应力锚索,成孔直径为150mm,锚索长度为28~42米,设计抗拔力500~600KN。
基坑角部采纳钢筋砼支撑以增强整体稳固性,并操纵其变形,为了幸免仰角的应力集中,仰角处角撑还增加一部份斜锚索。
角部支撑系统采纳钢筋砼梁加钢立柱支护,其中钢筋砼围檩截面为1200mm*700mm,支撑梁截面为800mm*700mm,立柱桩直径为米。
桩间止水采纳桩间旋喷桩止水,选用双管高压旋喷桩和钻孔桩一同形成持续封锁的截水帷幕。
隧道信息化施工与动态设计1 工作流程施工地质工作是信息化施工与动态设计的基础,应全面纳入信息化施工与动态设计中,工作流程如下图。
图1 工作流程图2 施工地质1)施工地质工作必要性隧道工程地质条件复杂,隧道穿越段断裂位置主要通过地表调绘、贯通性深部物探和有限的钻探确定位置,并向深部推断得到在路线穿越地方的位置。
由于断裂构造在空间具有不稳定性,其在隧道穿越部分的准确位置是难于精确确定的,与实际情况会有一定出入;并且由于岩性和构造的差异性在断裂破碎带间存在一定数量的次级断层和节理密集带,均会对施工产生影响,造成围岩级别的改变,并伴生有洞室稳定性降低,拱顶或掌子面的坍塌,以及局部的高压水,对施工造成危害,因此需要在施工中加强施工地质工作,准确掌握隧道开挖掌子面及其前方一定距离的地质条件,针对前方可能出现的重大不良地质问题,提前采取措施,确保施工安全。
修正和完善隧道的地质勘查成果,为完善设计和指导施工服务。
2)施工地质工作内容施工地质工作内容主要有以下几个部分:(1)施工地质编录编录的对象为每个开挖循环的岩面,包括掌子面、边墙、拱顶、底板。
编录的内容如下:掌子面全部岩层层位、层序、岩层组合以及各层岩石的岩性、厚度、产状;断层及其破碎带类型、产状、宽度、含水情况及与隧道轴线的空间关系;岩体节理裂隙调查统计;掌子面出水情况,水量水压等。
对重大不良地质及具有代表性的地质现象应进行摄影或录像。
施工地质编录应遵循统一性、正确性、及时性原则。
结合施工情况及支护情况,绘制完整的隧道地质纵断面图及掌子面素描图。
(2)预测预报前方工程地质条件通过地质分析、长短距离物探手段、超前钻孔等对掌子面前方工程地质条件进行预测预报。
初步判断前方围岩级别、不良地质类型、规模、发育特征。
(3)重大不良地质监测、判断及处治建议根据超前地质预报结果,结合前期勘察成果、现场揭示情况,对初步判断前方重大不良地质体进行综合分析判断,鉴定和区分不良地质类型、性质和规模,初步提出处治措施建议。
同时,对初步预测的岩爆、涌水等重大不良地质段开展现场监测工作,为这些重大不良地质的预警和处治提供可靠依据。
(4)现场测试及室内试验现场测试主要为地应力现场实测,采用应力解除法对典型岩爆和大变形段进行地应力现场实测。
为科学合理判断岩爆和大变形等级及规模提供依据。
室内试验包括典型岩土体物理力学试验、地下水水质分析等,为准确划分围岩级别及优化设计提供依据。
(5)综合分析判断综合分析以上各项工作的成果,准确判断前方工程地质条件、准确判断前方不良地质体、准确划分围岩级别,对施工开挖方法、结构支护及处治措施提出建议。
3)施工地质工作方法施工地质主要是在隧道施工阶段采用地质探测方法,采用各种探测手段查明和核实掌子面前方的不良地质情况,其核心是超前地质预报。
超前地质预报步骤:工程区工程地质分析与不良地质宏观预报→施工掌子面前方 100m 范围内的主要不良地质长距离超前预报→施工掌子面前方 30m 范围内的不良地质短距离超前预报→施工掌子面前方 20~40m 范围内的重点不良地质超前钻探→施工地质灾害临近警报。
(1)地质分析与不良地质宏观预报技术隧道所在地区不良地质宏观预报,是以深入的地面地质调查以及掌子面跟踪素描为基础,结合区域地质分析,宏观预报洞体施工可能遇到的不良地质类型、规模、大约位置和方向,宏观预报发生施工地质灾害的类型和发生的可能性。
只有在宏观预报的原则指导下,才能更准确、更有效地实施洞体不良体地质超前预报和施工地质灾害监测、判断及临近警报等后续预报工作。
(2)长距离超前地质预报技术长距离超前地质预报所采用的方法和技术手段,目前,国内外大多只是采用地震波勘探等仪器探测一种手段,最近已成功开发和研制出地面地质体投射法和断层参数预测法等两种长距离超前地质预报新技术。
在预报实践中,最好是两种或两种以上方法和手段的综合运用,以达到取长补短、相互验证、提高预报效果的目的。
长距离超前地质预报是在隧道所在地区不良地质分析和宏观预报的基础上进行的。
它的主要任务是较准确地预报掌子面前方100m 或者更远距离范围内的主要不良地质体的性质、位置和规模,粗略地预报围岩的级别和地下水的情况。
采用不同的预报方法和技术手段,预报的距离、精度和效果也不同;若至少采用前述的两种或两种以上的方法和技术手段,实施综合长距离超前地质预报,应当达到的一般技术指标如下:预报的距离,一般可达掌子面前方 100~150m 以上;预报断层破碎带等大多数不良地质体的性质,可达基本正确;预报不良地质体的位置,精度可达80%以上;预报不良地质体的规模,精度可达 85%以上;可以预报富水带的存在,但不能预报地下水体的性质;可以预报围岩相对变好变坏,不能准确预报围岩级别。
(3)短距离超前地质预报技术预报距离一般为掌子面前方 15~20m 以内,最大距离也不超过 30m。
短距离超前地质预报所采用的方法和技术手段,目前,国内外大多数,也只是采用地质雷达、瞬变电磁法、红外线和声波探测仪等探测手段;国内还常常应用掌子面编录预测法和隧道不良地质前兆预测法进行短距离超前地质预报。
短距离超前预报是在长距离超前预报的基础上进一步开展的预报工作,所以,短距离超前地质预报的主要任务是在掌子面前方 30m 范围内更准确地预报:可能出现的岩层,已经邻近的不良地质体的性质,地下水体的可能性质,掌子面及其附近实见的不良地质体向掌子面前方延仲的情况和围岩的级别。
同样,采用不同的预报方法和技术手段,预报的距离、精度和效果也不同;若至少采用前述的两种或两种以上的方法和技术手段,实施综合短距离超前地质预报,应当达到的一般技术指标如下:预报距离,掌子面前方20-30m;预报断层破碎带等大多数不良地质体的性质,完全正确;预报不良地质体的位置,精度达90%以上;预报不良地质体的规模,精度达 85%以上;预报富水带、地下水的性质;预报围岩相对变好变坏,较准确预报围岩级别。
(4)超前钻探根据宏观预报和长距离、短距离超前地质预报结果,对断层破碎带、严重影响带、密集节理带等软弱、破碎围岩段,特别是富水带,和可能产生岩爆不良地质地段实施超前钻探。
超前钻孔是减少涌突水风险,为进行适当的超前灌浆工作提供足够的信息和资料的一种非常重要的手段,是确保隧道施工涌水处理成功与否的决定性方法。
超前钻孔探测是在长短距离地质预报的基础上再采用超前探水进行验证,一般富水地段开挖掌子面施作 5 个超前探孔,钻孔深度平均在 30m以上。
超前钻探的应用范围比短距离超前地质预报应用的范围还要狭窄,主要应用于富水带和规模较大的断层破碎带。
(5)施工地质灾害临近警报技术即隧道施工地质灾害监测、判断和临近警报技术。
它是在隧道所在地区不良地质宏观预报和不良地质体长距离、短距离超前预报的基础上进行的,主要包括:施工地质灾害的环境监测技术,施工地质灾害发生可能性的判断技术。
施工地质灾害的环境监测技术:主要包括不良地质体性质的鉴定和区分技术,地下水涌水量监测技术,岩爆发生预警监测技术等。
施工地质灾害能否发生的判断技术:主要包括塌方、突泥突水、岩爆等等重大施工地质灾害发生可能性的一系列判断技术。
(6)地应力现场实测采用应力解除法对典型岩爆和大变形段进行地应力现场实测。
根据测试结果,科学合理判断岩爆和大变形等级及规模。
钻孔应力解除法是发展时间最长,技术上较成熟的一种地应力实测方法。
目前,应力解除法已形成一套标准化的测量程序。
使用钻孔变形计测定测试小孔的孔径变形,通过三个互相不平行钻孔的孔径变形测试,求得岩体中三维应力的大小和方向。
将室内加工制作好的探头现场安装在测试小孔中,测定小孔在套钻应力解除时的孔径变形。
一个钻孔中的测试,可以求得垂直于钻孔平面上的主应力大小和方向,这就是平面应力测试。
要求确定三维应力时,需要在互相不平行的三个钻孔中测试,这就是所谓的三孔交会。
三个钻孔在交会时又有虚交和实交之分,可根据不同位置的具体情况加以确定。
孔径变形法包括制作孔径变形探头→钻大孔至测试部位→钻小孔→安装探头→套钻应力解除→取出岩芯→岩芯弹模测定→应力解除资料的整理→应力计算等工序。
目前,国外最新的地应力测试技术也可以在一个孔内完成三维地应力的测试。
4)施工地质工作流程建议成立施工地质工作组,项目业主为组长,施工单位、超前地质预报单位、科研单位、监理单位、设计单位等参建各方为组员,共同开展施工地质工作,工作流程如下:(1)定期召开工作例会(一周一次),总结本周施工地质工作情况,形成简报;(2)对一般地质灾害,如小型坍塌、少量涌水、弱岩爆、初级大变形、煤层等,各方应到现场查看,综合分析判断,形成专题报告;(3)对重大地质灾害,如坍方、涌水、中等~强烈岩爆、中级~强烈大变形、瓦斯溢出等,应立即停止施工,各方到现场查看,综合分析判断地质灾害类型、规模及风险,必要时引入第三方咨询单位,邀请知名专家共同分析判断,形成专项报告。
3 超前地质预报指导思想:以工程地质综合分析为核心,坚持粗查与精查相结合、物探与钻探相结合的原则,并结合前期地勘成果及地质调查资料综合判定。
表1 超前地质预报方式超前地质预报分为四个等级,C1适用于工程地质条件简单的一般地段;C2 适用于不良地质较发育的地层,可能存在涌水、局部挤压破碎带等不良地质;C3 适用于重大不良地质地段,主要是对地勘已经标明的不良地质体如断层破碎带、涌突水段等进行进一步确认;C4为瓦斯专项探测,适用于含瓦斯地层地段。
超前地质预报工作顺序如下:(1)隧道开挖爆破后立即进行地质调查并进行地质素描,一般地段每 10m记录一次,地质条件发生变化时,增加素描。
(2)利用弹性波法每隔 100m 左右探测一次,粗略掌握掌子面前方的不良地质分布情况。
(3)采用地质雷达或瞬变电磁仪在接近不良地质体 30m 左右时探测一次,进一步核实与了解不良地质的分布情况。
(4)若物探方法初步判定前方有不良地质体,当掌子面接近不良地质体10m 左右时,应采用钻孔进行验证。
(5)根据物探与钻探结果,并结合前期地勘成果及地质调查资料,综合判定不良地质体的范围与程度。
(6)应对所有开挖工作面进行超前预报,超前预报完成后根据预报结果,方可进行开挖工作。
4 监控量测1)监控量测目的(1)掌握围岩和支护动态,进行日常施工管理。
(2)了解支护构件的作用及效果。
(3)确保隧道施工及运营安全与经济。
(4)将监控量测结果反馈设计及施工中。
2)必测项目(1)洞内外观察洞内观察包括开挖面观察和初期支护完成区段观察等。
开挖面观察:每次开挖后进行一次。
必须认真填写设计图中要求的《施工围岩调查表》。
初期支护完成区段观察:每天至少进行一次,观察内容包括喷砼、锚杆、钢架的状态。
洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡、仰坡的稳定、地表水渗漏的观察等。