信息化工程論文信息化設(shè)計(jì)的施工在機(jī)場(chǎng)高填方邊坡工程中的應(yīng)用

1、 文章源于科技論文發(fā)表網(wǎng)： QQ:1003 59168 信息化工程論文：信息化設(shè)計(jì)的施工在機(jī)場(chǎng)高填方邊坡工程中的應(yīng)用摘要:信息化設(shè)計(jì)施工是一種動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)施工方法,通過(guò)施工過(guò)程中的施工信息,掌握工程巖土體的工作狀態(tài),從而調(diào)整優(yōu)化初始設(shè)計(jì)施工方案。本文分析了機(jī)場(chǎng)高填方邊坡的主要施工信息,提出了信息化設(shè)計(jì)施工的工作模式,并以西南某機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程為例,介紹了機(jī)場(chǎng)高填方邊坡信息化設(shè)計(jì)施工的實(shí)際工程應(yīng)用。這種設(shè)計(jì)施工模式在實(shí)際工程中取得了較好的應(yīng)用效果。關(guān)鍵詞:信息化設(shè)計(jì)施工;機(jī)場(chǎng);高填方邊坡;擴(kuò)建工程由于地質(zhì)條件的隱蔽性、復(fù)雜性以及現(xiàn)有勘察條件的局限性,致使地質(zhì)勘探和測(cè)試資料不可能全面揭示邊坡地質(zhì)體的本來(lái)

2、面貌13,加上施工過(guò)程中不確定因素過(guò)多,有可能導(dǎo)致邊坡在施工后的變形和失穩(wěn)。邊坡信息化設(shè)計(jì)施工即指在施工過(guò)程中獲取邊坡變形特征及穩(wěn)定性的施工信息,通過(guò)分析研究,將這些信息反饋于設(shè)計(jì)決策和支持系統(tǒng),修正初始地質(zhì)模型及參數(shù),調(diào)整優(yōu)化邊坡設(shè)計(jì)方案。本文探討了信息化設(shè)計(jì)施工的工作方法,并以西南某機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程為例,介紹了信息化設(shè)計(jì)施工在工程中的實(shí)際應(yīng)用。1主要施工信息信息化設(shè)計(jì)施工的核心是獲取施工過(guò)程中的施工信息4。只有及時(shí)充分地掌握施工信息,才能對(duì)設(shè)計(jì)施工方案是否合理作出準(zhǔn)確的判斷。對(duì)機(jī)場(chǎng)工程填方邊坡而言,一般可以獲取3種信息:(1)觀察信息:在填筑過(guò)程中對(duì)邊坡填筑體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘,觀察是否出現(xiàn)裂縫、隆

3、起、擠出、下陷等異?，F(xiàn)象。觀察信息對(duì)判斷邊坡變形失穩(wěn)有最直觀的指導(dǎo)作用。(2)監(jiān)測(cè)信息:對(duì)邊坡布設(shè)監(jiān)控測(cè)試系統(tǒng),在施工過(guò)程中即時(shí)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容有:坡體位移、坡面位移、坡頂下沉,必要時(shí),還可進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)信息可提供量化的信息數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析處理,能在邊坡出現(xiàn)明顯的變形跡象之前,對(duì)邊坡的工作狀態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè),以便及時(shí)作出應(yīng)急措施,避免邊坡變形失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生。(3)補(bǔ)勘信息:當(dāng)通過(guò)觀察信息和監(jiān)測(cè)信息發(fā)現(xiàn)邊坡有變形失穩(wěn)跡象,并分析認(rèn)為設(shè)計(jì)施工方案針對(duì)地勘資料提供的地質(zhì)模型及參數(shù)無(wú)缺陷時(shí),應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充勘察,以驗(yàn)證或修正初始地質(zhì)模型及參數(shù),為設(shè)計(jì)提供合理準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)依據(jù)。2信息化設(shè)計(jì)施工模式高填方

4、邊坡分層填筑過(guò)程中,在每層或每階段填筑完畢后,應(yīng)充分獲取相關(guān)的施工信息,經(jīng)信息分析處理后,將觀察信息與監(jiān)測(cè)信息同設(shè)計(jì)要求相比較,將補(bǔ)勘信息同設(shè)計(jì)依據(jù)相比較,判斷是否有較大誤差。若無(wú),則進(jìn)行下一步施工;若有,則應(yīng)修正力學(xué)模型及參數(shù),進(jìn)行變更設(shè)計(jì)。如此反復(fù)螺旋式循環(huán)操作,直至邊坡施工結(jié)束2。由此提出信息化設(shè)計(jì)施工工作模式。3工程應(yīng)用下面以西南某機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程高填方邊坡為例, 介紹信息化設(shè)計(jì)施工的工程實(shí)際應(yīng)用。3.1工程概況西南某機(jī)場(chǎng)位于中心市區(qū)東郊,距市區(qū)公路約14 km。機(jī)場(chǎng)于1997年建成通航,飛行區(qū)等級(jí)為4D。機(jī)場(chǎng)跑道長(zhǎng)3 200 m,機(jī)位11個(gè),為國(guó)家干線機(jī)場(chǎng)。本期擴(kuò)建工程場(chǎng)道工程的主要任務(wù)

5、是擴(kuò)建停機(jī)坪和平行滑行道。平行滑行道擴(kuò)建區(qū)為高填方體,設(shè)計(jì)填方邊坡坡腳與坡頂最大高差44 m。3.2工程地質(zhì)條件高填方區(qū)內(nèi)巖土層為第四系填土層(Qml)、耕土層(Qpd)、殘坡積層(Qel+dl)和大冶組(T1d)。各時(shí)代地層由新到老分述如下:(1)第四系填土層(Qml):分布于整個(gè)斜坡上,按堆填時(shí)間和土性差異可分為:第二填土層(Qml-2)、第一填土層(Qml-1)。Qml-2為灰、灰白色碎石土,含40%50%的中風(fēng)化白云巖碎石及15%20%的中風(fēng)化白云巖角礫,其余為白云砂和少量粉質(zhì)粘土及塊石,為機(jī)場(chǎng)第一期工程的填筑層,填筑時(shí)間距今810 a。其中道槽區(qū)(道面邊線向下按10.75放坡內(nèi)的區(qū)域

6、)采用填筑強(qiáng)夯處理,非道槽區(qū)為拋填。Qml-1為褐黃色紅粘土,局部含角礫,紅粘土以可塑狀為主,厚08.9 m;高填方區(qū)東西兩側(cè)分布有硬塑狀紅粘土。(2)第四系耕土層(Qpd):為灰黑色粘土,含植物系,硬塑至軟塑。(3)第四系殘坡積層(Qel+dl):地表分布在坡腳地勢(shì)低洼處,為褐黃、棕褐色粘土,硬塑至可塑狀,硬塑狀紅粘土厚05.5 m,可塑狀紅粘土厚05 m。(4)三疊系下統(tǒng)大冶組(T1d):在場(chǎng)地西部及填方區(qū)內(nèi)均有分布,個(gè)別地段裸露于地表,為灰、深灰色薄板狀至中厚層狀灰?guī)r夾泥質(zhì)白云巖,中風(fēng)化,巖質(zhì)新鮮。區(qū)內(nèi)地下水類型為基巖裂隙水和上層滯水?；鶐r裂隙水標(biāo)高在1 077 m高程左右;上層滯水分布

7、于填土層中,局部較富集。3.3信息化設(shè)計(jì)施工過(guò)程3.3.1設(shè)計(jì)施工方案由于地勘單位在施工設(shè)計(jì)前提供的地勘報(bào)告未將第一填土層(Qml-1)及耕土層(Qpd)揭示,將其誤認(rèn)為第四系殘坡積層(Qel+dl)的硬塑狀紅粘土(Ys)。設(shè)計(jì)人員經(jīng)邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算,確定邊坡設(shè)計(jì)施工方案如下:將邊坡地基原地面表層耕植土及部分軟弱土清除,采用振動(dòng)碾壓后直接進(jìn)行填筑;填料為石灰?guī)r、白云巖爆破碎石料,采用分層振動(dòng)碾壓,壓實(shí)度達(dá)0.90;設(shè)計(jì)坡比11.8,從坡頂向下每間隔10 m設(shè)一級(jí)2 m寬?cǎi)R道(圖2);新老填筑體設(shè)施工臺(tái)階進(jìn)行搭接。3.3.2階段變形及治理設(shè)計(jì)高填方邊坡于2005年10月開(kāi)始施工,至2006年1月1

8、2日,填方高程達(dá)1 113 m時(shí)(填方高度29m,距設(shè)計(jì)標(biāo)高15 m),邊坡中上部開(kāi)始出現(xiàn)小范圍下陷。建設(shè)單位立即要求停止施工,組織監(jiān)測(cè)單位對(duì)變形部位進(jìn)行位移監(jiān)測(cè),并派專人對(duì)變形發(fā)展特征進(jìn)行觀察記錄。變形信息反饋如下: (1)觀察信息:變形體后緣呈剪張裂縫,側(cè)緣呈剪切裂縫,后緣陷落下錯(cuò),前緣鼓脹和推移。至2006年1月19日,該滑塌體發(fā)展為縱長(zhǎng)112 m,后緣橫寬155 m,垂直下錯(cuò)達(dá)8 m,陷落帶最大寬度約25 m。(2)監(jiān)測(cè)信息:現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)45個(gè)。監(jiān)測(cè)從2006年1月13日開(kāi)始,至2006年1月31日,變形已趨于緩慢。分析判斷變形體此時(shí)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。(3)補(bǔ)勘信息:根據(jù)專家論證

9、會(huì)研究結(jié)果,按地勘資料,設(shè)計(jì)方案并無(wú)問(wèn)題。建設(shè)單位即要求地勘單位進(jìn)行補(bǔ)充勘察。地勘單位于2006年3月提供補(bǔ)勘報(bào)告,揭示出第一填土層(Qml-1)及耕土層(Qpd),修正了地質(zhì)模型,并根據(jù)監(jiān)測(cè)信息分析得出變形體已處于穩(wěn)定臨界狀態(tài)的結(jié)果,反演求出破裂面的力學(xué)參數(shù)。設(shè)計(jì)人員根據(jù)補(bǔ)勘資料,并結(jié)合變形特征和監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行綜合分析,將變形體發(fā)生機(jī)制確定為滑移-拉裂,滑移面為第一填土層(Qml-1)及耕土層(Qpd)。由此建立力學(xué)模型進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算,提出治理設(shè)計(jì)方案如下:將1 1021 113 m高程之間的變形體全部開(kāi)挖后回填,并鋪設(shè)土工格柵;坡腳設(shè)置一級(jí)反壓平臺(tái),頂寬35 m,高9 m,按11.5放坡;反

10、壓平臺(tái)材料采用白云巖、石灰?guī)r爆破碎石料;施工工藝采用分層振動(dòng)碾壓,壓實(shí)度達(dá)0.90;第一級(jí)邊坡坡比調(diào)整為11.5,第一級(jí)馬道寬度調(diào)整為5 m。3.3.3階段變形及治理設(shè)計(jì)變形體治理于2006年4月底開(kāi)始施工。2006年8月中旬,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明邊坡位移開(kāi)始增大,建設(shè)單位立即要求放慢施工填筑速度,并加大監(jiān)測(cè)頻率。至8月20日,填筑高程達(dá)1 122 m(填方高度38 m,距設(shè)計(jì)標(biāo)高6 m),道槽區(qū)已經(jīng)施工完畢的水泥穩(wěn)定基礎(chǔ)層出現(xiàn)裂縫,信息反饋如下:(1)觀察信息:道槽區(qū)裂縫出現(xiàn)區(qū)域沿平行滑行道縱向發(fā)展400余米,平面上裂縫呈弧形分布,最遠(yuǎn)發(fā)展至平行滑行道西側(cè)道肩處。(2)監(jiān)測(cè)信息:一級(jí)反壓平臺(tái)基本穩(wěn)定

11、;3級(jí)馬道以外移和隆起變形為主,最大外移量28 cm,最大隆起量3 cm;2級(jí)馬道以外移和沉降變形為主,最大外移量17.5 cm,最大沉降量15 cm;1級(jí)馬道以外移和沉降變形為主,最大外移量5 cm,最大沉降量23 cm。道槽區(qū)裂縫寬度逐漸發(fā)展,最大寬度達(dá)2cm。現(xiàn)場(chǎng)立即停止施工,并將裂縫用水泥砂漿封閉,以防止降雨沿裂縫滲入填筑體而加劇填筑體的變形。根據(jù)信息反饋獲取的邊坡變形特征,專家論證會(huì)將此次變形機(jī)制確定為:由于階段治理未將1 102 m高程以下變形體處理,因此在往上填筑加載過(guò)程中,有沿高程1 102 m至1 094 m(一級(jí)反壓平臺(tái)頂面標(biāo)高)之間剪出的破裂趨勢(shì),因此坡面變形表現(xiàn)為中下部

12、外移、隆起,而中上部變形表現(xiàn)為外移和下沉;由于填筑體下部地基土為拋填土和殘坡積層紅粘土,在本次施工填筑體巨大的荷載之下,引起較大的不均勻沉降變形,同時(shí)由于邊坡的滑移,對(duì)道槽區(qū)填筑體有一定的牽引作用,從而導(dǎo)致道槽區(qū)出現(xiàn)裂縫。由此設(shè)計(jì)人員確定治理方案如下:在一級(jí)反壓平臺(tái)上設(shè)置二級(jí)反壓平臺(tái),底寬25 m,高5 m,以11.5放坡;二級(jí)反壓平臺(tái)材料、施工工藝及壓實(shí)指標(biāo)同一級(jí)反壓平臺(tái);將道槽區(qū)出現(xiàn)裂縫區(qū)域的填筑地基開(kāi)挖50 cm,鋪設(shè)兩層高強(qiáng)土工格室。二級(jí)反壓平臺(tái)于2006年9月初施工完畢,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明,邊坡變形自2006年9月中旬趨于穩(wěn)定。整個(gè)邊坡填筑于2006年10月完成,監(jiān)測(cè)工作于2006年12月結(jié)束。目前,該部位填方邊坡已穩(wěn)定3a,工作狀態(tài)良好。4結(jié)語(yǔ)機(jī)場(chǎng)高填方邊坡信息化設(shè)計(jì)施工是以獲取施工過(guò)程的各種施工信息為核心,經(jīng)過(guò)信息分析,驗(yàn)證邊坡工作狀態(tài)是否與設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)依據(jù)相符,從而判斷前一階段的地質(zhì)模型和設(shè)計(jì)方案是否合理,并根據(jù)判斷結(jié)果提出修正和變更方案。信息化設(shè)計(jì)施工的工作模式呈螺旋式循環(huán)上升,使設(shè)計(jì)施工結(jié)果不斷接近實(shí)際工程需要,最終得到最合理的設(shè)計(jì)施工方案。西南地區(qū)某機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程高填方邊坡采用信息化設(shè)計(jì)施工模式,在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中經(jīng)過(guò)兩次循環(huán),最終防止了邊坡的變形,保證了邊坡的穩(wěn)定。信息化設(shè)計(jì)施工作為一種先進(jìn)有效的設(shè)計(jì)施工理念,值得在機(jī)場(chǎng)建設(shè)工程中廣泛