2015毕业设计任务书林雍卿

土木工程专业岩土方向毕业设计任务书姓名：林雍卿专业班级：土木工程1106班学号：1104050835二〇一五年三月题目：西安地铁三号线咸宁路～长乐公园区间隧道设计1.工程概况本区间自咸宁路北端起始，沿金花南路（东二环）北行，最终到达长乐公园站。地面高程介于414.020-422.010m之间，线路高程介于396.747-407.908m之间。本区间主体工程除在地裂缝处理段采用喷锚构筑法施工，其余地段采用盾构施工。区间设置联络通道一处。区间隧道起迄里程为YDK30+926.761～YDK31+654.698（ZDK30+926.761～ZDK31+654.698)，右线总长727.937米（左线728.216米，长链0.279米）。洞顶覆土8.3～11.6米，线间距11.0～17.0米。区间左线含四处平曲线，曲线半径分别为1000米（2处）、1500米（2处），右线含两处平曲线，曲线半径均为5000米。线路纵坡为单面坡，最大纵坡11.719‰。区间过ƒ4地裂缝段及其至长乐公园车站段设计为浅埋暗挖法施工，另根据总体筹划、运营及施工要求，在YDK31+436.465（ZDK31+436.408）处设置盾构始发井一处，兼做区间联络通道及过ƒ4地裂缝浅埋暗挖段施工竖井。盾构始发井采用明挖法施工，其余均为盾构法施工。盾构隧道断面为单洞单线圆形隧道，盾构段起迄里程为YDK31+365.765～YDK30+926.761（ZDK31+380.986～ZDK30+926.761）。2.场地工程地质及水文地质条件2.1场地位置、地形及地貌咸宁路～长乐公园区间场地总体呈南北低之势，地面高程介于407.21m～414.20m。本区间由南向北依次跨越西北工业大学洼地、槐芽岭黄土梁地貌单元。ƒ4地裂缝从本场地通过。拟建区间场地内地层为：地表分布有厚薄不均的全新统人工填土（Qml4）；其下为上更新统风积（Qed3）新黄土及残积（Qel3）古土壤，再下为中更新统（Qcol2）老黄土，冲积（Qal2）粉质粘土、中砂等。咸宁路～长乐公园区间场地西南侧约2.5km处有兴庆湖（水深约2m，水面高程约408m），区间东南侧约1km处有长乐公园人工湖，区间北侧约4km处有太液池（水深约1.50m，水面高程约398.80m）。场地内地下潜水稳定水位埋深10.40～15.60m之间，相应高程为395.72～399.18m。根据西安长期水位观测资料，勘察时接近平水位期。地下水年变幅2m左右。场地地下水主要赋存于中、上更新统黄土、古土壤、粉质粘土层及其中的砂层夹层中，含水层的厚度大约50m。砂土夹层透水性良好，本区间揭露的砂层主要为中砂层，揭露的最大厚度为5.30m，最浅埋深34.0m，主要分布在区间两端。2.2地层岩土性质1第四系全新统Q4：1-1人工填土（杂填土）Qml4：杂色，松散，由粉质粘土与大量砖瓦碎片组成，局部可见人工建筑基础，结构杂乱，土质不均。本层层厚0.40～0.82m，层底高程404.05～410.07m。1-2人工填土（素填土）Qml4：以黄褐色为主，硬塑，主要为粉质粘土，含少量砖瓦片，杂填土等，土质不均。本层层厚0.40～11.0m，层底深度0.50～11.00m，层底高程403.20～413.00m。1-2层填土分布不均，区间南段填土厚度8.0～11.0m；区间中段填土厚度5.0～7.0m；区间北段厚度为1.0～3.0m。2第四系上更新统Q3：3-1-1新黄土（水土）Qeol3：该层分布于填土底面至地下水位以上。黄褐色，LI=0.32，可塑。虫孔及大孔隙发育。湿陷系数=0.000～0.100，具湿陷性。21V=0.47MPa1-，属中偏高压缩性土，局部属高压缩性土。层厚1.40～8.50m，层底深度5.50～11.00m，层底高程397.96～406.12。3-1-3饱和软黄土Qeol3：褐黄色，LI=0.99，软塑，局部流塑，土质均匀，孔隙发育，含少量蜗牛壳碎片。21V=0.61MPa1-，属高压缩性土。层厚0.80～5.80m,层底深度8.60～12.80m，层底高程395.87～403.87m。3-2古土壤Qel3：棕红色，LI=0.51，可塑，团粒结构，具针孔状孔隙，含钙质条纹及少量钙质结核，层底钙质结核含量较多，局部地段钙质结核富集成层。21V=0.33MPa1-，属中压缩性土。本层层厚2.60～5.40m，层底深度13.20～16.70m,层底高程391.97～399.57m。3第四系中更新统Q2：4-1-2-1老黄土（水下）Qcol2：褐黄色，LI=0.73，可塑，局部软塑，土质均匀，少量孔隙，具钙质结核。21V=0.34MPa1-，属中压缩性土。本层层厚0.60～9.80m，层底深度16.30～24.70m，层底高程389.13～392.48m。4-1-2-2老黄土（水下）Qcol2：褐黄色，LI=0.40，可塑，土质均匀，少量孔隙，具钙质结核。21V=0.24MPa1-，属中压缩性土。本层层厚1.40～8.90m，层底深度20.00～24.50m，层底高程383.93～389.21m。4-4粉质粘土Qal2：黄褐色、褐黄色，LI=0.41，可塑，含铁锰质斑点及零星钙质结核，部分钻孔揭示该层中钙质结核含量。该层分布有中砂层夹层或透镜体。21V=0.25MPa1-，属中压缩性土，本次钻探未钻穿本层，最大揭露厚度19.10m，最低钻至高程367.21m。4-7中砂Qal2：灰黄色，饱和，密实，级配不良，矿物成分以长石石英为主，含少量云母。标贯实测击数单值N=62.5击。本层多以夹层或透镜体形式分布于4-4粉质粘土中。本次钻探最大揭露厚度5.30m，最浅埋深34.00m，相应标高378.60m。2.4不良地质1）地裂缝本区间通过ƒ4地裂缝。2）地面沉降（1）本区间位于长乐公园沉降槽沉降中心东南侧，根据地面沉降观测资料（1960～1995年），长乐公园沉降槽沉降中心位于东二环与长缨路十字西600m，最大沉降量为2000mm，最大坡率为1:250。本区间沉降量为1400～1700mm。西安市区域地面沉降是宏观的，历史原因形成的，经过多年采取措施后，沉降已趋缓，未来的沉降尚不能定论，建议全面禁止开采深层地下水，进行沉降观测，地铁沿线的地面沉降对工程的影响及工程措施进行科研工作。（2）施工降水均易引起地面局部沉降，但这种沉降对施工过程影响大，在施工过程中采取有效措施是可控的。3）陷穴、坑洞本次钻探未揭示地下坑洞或人防。地下管网、人为的坑洞、人防的具体位置分布以有关部门测绘的资料为准。西安市地下人防坑洞一般埋深为1～13m，宽度小于3m，施工前应探明其位置、大小、埋深及充填情况。4）湿陷性黄土根据初步勘察及详细勘察结果，拟建场地地下水位以上3-1-1层新黄土具湿陷性。根据初步勘察阶段及本次勘察原状土样黄土自重湿陷性试验结果，本区间场地属非自重湿陷性黄土场地。根据室内试验结果，本区间湿陷性土层厚度小于9.5m，最大埋深约为10m，本区间自地面算起场地地基湿陷等级为I级（轻微）～II级（中等），建议地基湿陷等级按II级（中等）设防。5）饱和软黄土本区间在水位附件及其以下有3-1-3饱和软黄土分布，最大厚度为5.80m，属高压缩性土，软塑，局部流塑，是本区间场地的软弱土层。本区间可不考虑饱和软黄土的震陷问题。6）人工填土本区间勘察场地范围内均有人工填土分布：杂填土、素填土。人工填土的厚度、性质不一，素填土在本区间南段分布较厚，最大厚度11.00m，中段厚5.0～7.0m，北段厚1.0～3.0m。人工填土对工程建设有很大的影响。在边坡工程中，由于人工填土的抗剪强度偏低且不均匀，会导致边坡坡壁失稳，发生坍塌造成事故或延误工期。人工填土透水性好，管道漏水或地表积水下渗容易形成漏水洞穴，对基坑特别不利，应加强防水及管道检漏工作。盾构始发井及盾构施工时，应防止坍塌、掉块。7）高压缩性土本区间范围内，3-1-1新黄土（水上），属中偏高压缩性土，局部属高压缩性土，该层整个区间均有分布；3-1-3饱和软黄土，属高压缩性土，该层整个区间均有分布。该两层土工程性质较差。3.工程地质条件评价及注意事项本区间勘察期间实测地下水位埋深10.40～15.60m，相应标高介于395.72～399.18m，年变幅2m左右。本区间3-1-1层新黄土（水上）、3-1-3层饱和软黄土、4-1-2-1层老黄土（水下）、4-1-2-2层老黄土（水下）渗透系数可按5～6m/d考虑；3-2层古土壤、4-4层粉质粘土渗透系数可按3～4m/d考虑，中砂夹层渗透系数可按25m/d考虑，降水设计时地基土综合渗透系数可按8～10m/d考虑。本区间主要含水层为中更新统的中砂，揭露的最大厚度5.30m，最浅埋深34.00m，最高高程378.60m。砂层为主要的地下水流通道，对本区间浅埋暗挖段、明挖段施工降水影响极大。综合考虑本区间的工程地质条件一般，水文地质条件较简单，本区间场地为地铁建设的一般场地。综合本区间的工程地质条件，结合施工工法，各层的工程性质评价见表岩土体的工程性质评价表层号岩土名称与结构体关系工程性质特征对本工程影响评价1-1杂填土隧道以上覆土基坑边坡土主要为路面及路基，密实，成分不均，结构杂乱，厚度不均匀，易坍塌。始发并开挖时支护不利易坍塌1-2素填土隧道以上覆土基坑边坡土松散、欠压实，成分不均，结构杂乱，厚度不均匀，易坍塌。盾构施工易坍塌、预防隧道冒顶3-1-1新黄土（水上）隧道以上覆土基坑边坡土可塑，土质均匀，天然状态下较好，受水浸泡后性质变差，湿陷变形，并有可能变为饱和软黄土土质较好，浸水后变差3-1-3饱和新黄土（软）隧道以上覆土，隧道围岩基坑边坡土软塑，土质均匀，易流土变形。土质较差，开挖变形较快，需及时支护，盾构始发井时，若支护不利，可能发生坍塌。3-2古土壤隧道上覆土、隧道围岩或基坑边坡土地层较稳定，可塑，土质均匀，团粒结构，含钙质条纹及少量钙质结核，工程性质较好。该层的钙质结核对盾构施工有一定影响。4-1-2-1老黄土（水下）隧道围岩、基坑边坡土，底部为基础直接持力层，底板下基底土及围护结构嵌固层土可塑，土质均匀。土质相对较差，开挖后需及时支护。4-1-2-2老黄土（水下）隧道底板下基底土及围护结构嵌固层土地层较稳定，土质均匀，可塑状态，工程性质较好。可视为良好的桩间土层和桩端持力层。4-4粉质粘土隧道底板下基底土及围护结构嵌固层土地层较稳定，土质均匀，可塑状态，工程性质较好。是良好的桩间土层和桩端持力层。4-7中砂隧道底板下基底土及围护结构嵌固层土土质均匀，密实，工程性质较好，是该区间的主要含水层。良好的含水层，对施工降水影响较大，围护桩、降水井成桩易塌孔。降水井穿透该层，若施工工艺不当，易引起涌水涌砂4.毕业设计任务及要求4.1设计内容（1)施工方案选择1）盾构法施工技术2）暗挖法施工技术（2）隧道平面、纵和横断面设计1）隧道平面设计2）隧道纵断面设计3）隧道横断面设计（3）隧道衬砌结构设计1）衬砌支护形式的确定2）结构荷载计算3）构件内力计算和分析（4）隧道防、排水和防蚀结构设计1）隧道防水设计2）隧道排水设计3）防蚀工艺及材料选择（5）施工组织和施工技术设计1）施工平面图2）确定分项工程的施工方案3）建立施工质量及安全管理制度4.2.设计思路通过对工程地质、水文地质及周围环境条件的研究，选择安全可靠、经济合理的施工方法和结构形式。隧道结构根据施工方法、结构或构件类型、使用条件及荷载特性等，选用与其相应的设计规范和设计方法。利用数值模拟或理论计算的方法进行荷载及内力计算。根据相应的规范要求和设计标准来进行防、排水防蚀的结构设计。最后，根据施工方案及设计要求合理的进行施工组织及施工技术的设计，并绘制施工图。4.3.工作流程工程概况→施工方案选择→隧道平面、纵横断面设计→衬砌结构设计→结构荷载及构件内力计算→防、排水及防蚀设计→施工组织及施工技术设计→绘制施工详图4.4.毕业设计工作进度安排第1～2周毕