導語：如何才能寫好一篇施工方案優(yōu)化，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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摘要：

高拱壩施工方案優(yōu)化需要綜合考慮多個隨機指標，屬于隨機多屬性決策過程。當前針對高拱壩施工方案優(yōu)化的研究，基本上沒有完整考慮各指標的隨機特性，降低了方案優(yōu)化結果的準確性。同時，在當前隨機多屬性決策中，指標融合權重多是人為設定，難以客觀表達不同指標之間的重要性。針對以上問題，本研究提出了基于隨機占優(yōu)度的高拱壩施工方案優(yōu)化方法。根據(jù)仿真計算結果，得到各方案的施工進度指標的概率分布；基于隨機占優(yōu)理論及隨機占優(yōu)度，得到各方案對之間的隨機占優(yōu)度；將PROMETHEEⅡ方法進行改進，采用CRITIC方法建立各評價指標權重，并進行指標融合，得到各施工方案優(yōu)先排序。工程實例表明，此方法可以在考慮施工進度指標隨機性的情況下，實現(xiàn)高拱壩施工方案的優(yōu)化。

關鍵詞：

水利工程施工；高拱壩施工方案優(yōu)化；隨機占優(yōu)度；改進的PROMETHEEⅡ方法

高拱壩施工是一個復雜的隨機動態(tài)過程，受到天氣、施工機械運行狀態(tài)等眾多隨機因素的影響。施工進度仿真為高拱壩施工方案制定及優(yōu)化提供了重要手段。根據(jù)不同施工方案的施工進度仿真結果，對施工方案進行優(yōu)化分析，得到綜合最優(yōu)的施工方案。然而由于高拱壩施工過程及仿真計算的隨機性，在施工進度優(yōu)化過程中，各評價指標均具有一定的隨機性，因此高拱壩施工方案優(yōu)化過程屬于隨機多屬性決策過程。在當前已有高拱壩施工方案優(yōu)化研究中，基本上沒有考慮評價指標的隨機性，或者將評價指標的隨機性進行簡化，可能導致施工方案優(yōu)化結果的偏差；同時，在當前隨機多屬性決策中，指標融合過程中權重多是人為設定，難以客觀表達不同指標之間的重要性。為此，本研究提出基于隨機占優(yōu)度的高拱壩施工方案優(yōu)化方法，實現(xiàn)高拱壩施工方案優(yōu)化分析。

針對高拱壩施工方案優(yōu)化分析，當前已有部分研究。練繼亮等[1]綜合考慮指標特征值的模糊性，采用專家打分法確定各指標權重，建立了混凝土施工方案的多目標多層次綜合評價體系；劉全等[2]采用熵權法得到各指標權重，以獲取最優(yōu)的施工方案；張孝遠等[3]采用三角模糊數(shù)和互補兩兩比較賦權法確定各指標權重體系中各層的權重，實現(xiàn)了高混凝土壩施工方案優(yōu)選的模糊多屬性決策；劉鋒等[4]采用改進的灰色關聯(lián)法，從整體角度尋求系統(tǒng)的最優(yōu)設計方案；卞小草等[5]提出施工方案評價指標具有模糊性和灰色關聯(lián)的特點，為了增強指標權重的客觀性和可信度，引入前景價值函數(shù)來描述決策者的風險態(tài)度，構建改進后的灰靶評價模型。然而當前已有研究中，部分沒有考慮評價指標的隨機性，或者將各評價指標的模糊性或隨機性進行簡化，沒有完整體現(xiàn)各指標的隨機特征，降低了方案優(yōu)化結果的準確性。為了實現(xiàn)高拱壩施工方案的優(yōu)化分析，需要采用隨機多屬性決策理論進行研究。

當前隨機多屬性決策研究主要有：姜廣田等[6]針對具有正態(tài)隨機變量的多屬性決策問題，將隨機變量轉化為區(qū)間變量，通過區(qū)間數(shù)的比較建立兩兩方案之間比較的優(yōu)勢可能度矩陣，并利用PROMETHEEⅡ方法得到方案的排序結果；汪新凡等[7]針對屬性權重信息不完全確定、屬性值為正態(tài)分布隨機變量且數(shù)據(jù)信息來自于不同時期的動態(tài)隨機多屬性決策問題，提出了動態(tài)隨機多屬性決策方法；李慶勝等[8]提出了一種VIKOR決策新方法，通過構建前景值決策矩陣，運用VIKOR方法，在可接受優(yōu)勢和決策過程穩(wěn)定的條件下對方案進行擇優(yōu)；陳振頌等[9]針對具有正態(tài)三角模糊隨機變量且屬性權重未知的多屬性決策問題，提出基于前景均值–方差(M-V)準則的正態(tài)三角模糊隨機多屬性決策方法。郝晶晶等[10]提出了基于前景理論的多階段隨機多準則決策方法，對于隨機參數(shù)，將其轉化為三角模糊函數(shù)進行描述；王堅強等[11]提出一種基于WC-OWA算子的多準則決策方法，根據(jù)3σ原則，將正態(tài)分布轉化為區(qū)間數(shù)，以進行方案優(yōu)化排序；CuizhenNiu[12]提出了近似高階隨機占優(yōu)理論，并對近似高階隨機占優(yōu)理論的特點進行了分析；Montes[13]等針對不確定條件下自然狀態(tài)的概率分布不清晰，或者不同方案的效應函數(shù)不明確的情況，給出了多個決策模型進行方案決策；ChunqiaoTan[14]等針對具有期望水平的離散多屬性決策問題，提出了基于前景隨機占優(yōu)的多屬性決策方法。然而當前隨機多屬性決策研究中，部分是將隨機指標轉化為區(qū)間型變量，這種方法導致了指標分布特性的消失。采用隨機占優(yōu)準則，可以在保持原有統(tǒng)計分布的前提下，實現(xiàn)多方案的對比分析。然而在當前針對隨機占優(yōu)準則的研究中，在指標融合時，指標權重部分是決策者人為設定，主觀性較強，難以客觀體現(xiàn)指標之間關系。因此，本研究針對隨機占優(yōu)度指標融合過程中的指標融合權重進行改進，通過采用CRITIC方法，實現(xiàn)對各指標權重的自適應更新。

綜上所述，當前高拱壩施工方案優(yōu)化研究中，基本上都沒有完整考慮各指標的隨機特征，降低了方案優(yōu)化結果的準確性；同時，當前隨機多屬性決策中，部分將屬性參數(shù)轉化為區(qū)間型變量，導致了各指標分布特征的消失，且指標融合過程中權重多是人為設定，難以客觀表達不同指標之間的重要性。針對以上問題，本文提出了基于隨機占優(yōu)度的高拱壩施工方案優(yōu)化方法。采用隨機占優(yōu)度，得到各指標之間定量隨機占優(yōu)關系，同時采用CRITIC方法對指標融合過程進行改進，建立指標之間客觀權重，實現(xiàn)指標融合，建立了高拱壩施工方案優(yōu)化方法。

1數(shù)學模型

根據(jù)高拱壩施工特點，針對高拱壩施工方案優(yōu)化，建立高拱壩施工方案優(yōu)化數(shù)學模型。在高拱壩施工方案優(yōu)化過程中，根據(jù)多個方案的仿真計算結果得到各屬性值的概率密度函數(shù)。在進行高拱壩施工方案優(yōu)化過程中，必須保證施工總工期T(i)、第l個關鍵節(jié)點工期形象面貌M(i,l)滿足計劃要求，同時各方案最大施工強度Imax(i)要小于最大施工能力Imax。

2基于隨機占優(yōu)度的高拱壩施工方案決策

根據(jù)高拱壩實時施工進度仿真分析結果，得到多個方案施工進度參數(shù)。針對各個施工方案評價指標，采用隨機占優(yōu)度理論，得到針對各施工評價指標的方案對優(yōu)先度。在指標融合過程中，對傳統(tǒng)的PROMETHEEⅡ方法進行改進，采用CRITIC方法得到各評價指標權重，并得到各施工方案綜合凈流量。通過對比分析，得到各施工方案綜合排序，實現(xiàn)施工方案的優(yōu)化分析。基于隨機占優(yōu)度的高拱壩施工方案優(yōu)化流程如圖1所示。

2.1隨機占優(yōu)準則及隨機占優(yōu)度方案A和方案B，對于評價指標C的屬性值分別為區(qū)間[a,b]上的隨機變量XA和XB，方案A與方案B之間的隨機占優(yōu)關系與隨機變量XA和XB之間隨機占優(yōu)關系一致。F(x)和G(x)分別為隨機變量XA和XB的累積密度函數(shù)，E(XA)和E(XB)分別為隨機變量XA和XB的期望，則各階隨機占優(yōu)準則表述如下。根據(jù)以上定義，可以得到更高階的隨機占優(yōu)關系，但是更高階的隨機占優(yōu)關系在實際中應用比較少[16]。然而以上隨機占優(yōu)理論僅能對兩個方案之間的隨機占優(yōu)關系進行定性判斷，在方案優(yōu)化過程中，為了進行定量分析，需要獲得方案之間的隨機占優(yōu)度。

2.2基于隨機占優(yōu)度的高拱壩施工方案優(yōu)化根據(jù)多次仿真計算，得到高拱壩不同備選施工方案的仿真計算結果，得到各施工方案對各評價指標的決策矩陣X，X中每一個屬性值均為隨機變量。

2.3基于改進PROMETHEEⅡ的指標融合在PROMETHEEⅡ方法中，利用出流量及入流量判斷各方案的優(yōu)先程度。施工方案入流量表示其他方案對于本方案的優(yōu)先度，出流量表示本方案相比于其他方案的優(yōu)先度。方案入流量及出流量如圖3所示。根據(jù)以上得到的隨機占優(yōu)度，分別建立各方案對各指標的出流量Φ+j(Ai)、入流量Φ-j(Ai)與凈流量Φj(Ai)。CRITIC法最早由Diakoulaki提出[19]，其基本思想為：利用指標的對比強度和沖突度來衡量指標客觀權重。其中對比強度表示同一指標各個評價方案之間取值差距的大小，以標準差的形式表示；指標之間的沖突性以指標間的相關性為基礎，若指標間有較強的正相關，說明兩個指標沖突性降低。由于CRITIC既兼顧了指標之間的相關性，又考慮到了數(shù)據(jù)之間的對比強度，因此是一個比較完善的客觀賦值方法[20]。

3工程實例

采用以上理論方法，對中國西南地區(qū)某拱壩施工進度進行了研究。此高拱壩最大壩高210m，總混凝土方量約313萬m3，共分為29個壩段。現(xiàn)場共有兩臺拌合樓和四臺纜機進行混凝土的生產(chǎn)和運輸。根據(jù)第八年4月1日高拱壩形象面貌進行分析，高拱壩形象面貌如圖4所示。截至此時間，已經(jīng)澆筑570個壩塊，共澆筑混凝土127.93萬m3，共有5#至24#共20個壩段進行澆筑。根據(jù)實時施工進度，對不同懸臂高度的施工情況進行仿真計算分析，分別對非孔口壩段懸臂高度70m與孔口壩段懸臂高度60m（方案一），非孔口壩段懸臂高度60m與孔口壩段懸臂高度50m（方案二），非孔口壩段懸臂高度80m與孔口壩段懸臂高度70m（方案三），進行對比分析，根據(jù)高拱壩施工特點，選擇總工期天數(shù)（d）（以下簡稱C1）、最大月澆筑強度（萬m3/月）（以下簡稱C2）、平均間歇天數(shù)（d）（以下簡稱C3）及齡期超過14d的壩塊所占比例（以下簡稱C4）作為評價指標，根據(jù)仿真計算，得到各方案指標如表1所示。以上綜合考慮了各施工指標的隨機性，如不考慮施工指標的隨機性，分別選取各施工方案施工工期距離平均工期最近的仿真計算結果，進行方案對比分析。各方案仿真結果指標參數(shù)如表7所示。通過對比，在不考慮隨機性的情況下，雖然各方案之間的排序不變，但是采用本文方法，各方案之間綜合評價指標的區(qū)分度明顯增加，因此，對于屬性值均值較為接近的施工方案之間，同樣可以采用基于隨機占優(yōu)度的施工方案優(yōu)化方法進行優(yōu)化，從而提高施工方案優(yōu)化效率。在本文施工方案排序的建立過程中，權重的確定均是以實際仿真參數(shù)結果客觀確定。然而當前主要研究中，指標權重大部分都是主觀確定。采用文獻[6]方法對各施工方案進行分析，不同主觀權重的計算結果如表9所示。在不同主觀權重情況下，各方案的綜合指標及方案排序均會出現(xiàn)變化，相比于本文提出的方法，采用主觀權重方法，難以為現(xiàn)場提供客觀評價依據(jù)，導致施工方案難以有效指導現(xiàn)場施工。

4結論與展望

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【關鍵詞】施工方案 方案比選 方案優(yōu)化 策略及思路

對于重難點及控制性工程，在開工前必須編制施工方案，對施工生產(chǎn)要素、節(jié)點工期進度、安全質量措施、交叉作業(yè)等進行統(tǒng)籌規(guī)劃和布局，是指導工程項目組織實施的綱領性文件，是實現(xiàn)工程項目安全、質量、成本、進度等管理目標最重要的技術資料，施工方案的合理性，不僅關系著施工組織的順利進行，也直接關系到項目的盈利水平。筆者從事項目及企業(yè)管理工作多年，現(xiàn)結合個人工作實踐談談方案比選及優(yōu)化的看法和體會。

一、施工方案基本性質

1、超前性：施工方案是一種事前策劃和預控，要使生產(chǎn)要素投入符合現(xiàn)場需求，施工組織趨于合理，就必須首先對現(xiàn)場充分調(diào)查、對措施反復論證、對節(jié)點工期合理安排，根據(jù)調(diào)查及安情況對生產(chǎn)要素進行超前謀劃，對施工現(xiàn)場平面進行預先布局，這就涉及方案比選理念。

2、動態(tài)性：施工方案是在開工前的一種超前預控，編制方案時有很多條件是隱蔽、不可預見的，在施工過程中，必須對施工方案進行動態(tài)跟蹤，根據(jù)現(xiàn)場條件動態(tài)變化，對施工方案進行動態(tài)調(diào)整，這就涉及方案優(yōu)化理念；

3、系統(tǒng)性：施工方案不是一項純粹的技術工作，不僅涉及安全、質量、物資、設備、進度、資金、試驗、環(huán)保等多個管理部門，而且涉及橋涵、路基、軌道、電力等多個技術專業(yè)，如果涉及既有鐵路改造施工方案，還涉及工務、電務、供電、運輸?shù)榷鄠€設備管理部門和技術專業(yè)。因此，施工方案的確定，不純粹是工程部門的事情，而需要多個部門、多項專業(yè)的協(xié)同配合，需要各級管理單位和部門的審查、審批才能確定出最合理的施工方案。

二、建立強有力的施工方案管理機構，是推動方案比選及優(yōu)化工作的重要抓手

1、公司總工程師作為施工企業(yè)技術負責人，組織制定方案比選及優(yōu)化管理制度，組織施工方案比選及優(yōu)化進行檢查、考核，應用施工方案審批、評審等管理手段，推動方案比選及優(yōu)化工作；

2、工程管理部是施工方案業(yè)務部門，負責制定方案比選及優(yōu)化的各項管理制度和辦法，通過建立公司重難點工程管理臺賬，實現(xiàn)對施工方案的全盤把控，牽頭組織對重難點工程施工方案的編制、比選、優(yōu)化及評審工作，并督促、檢查、考核項目部施工方案比選及優(yōu)化執(zhí)行情況，負責對項目部施工方案審查及優(yōu)化方案工作；

3、項目總工是作為項目技術負責人，是施工方案比選及優(yōu)化的直接推進者，負責組織、協(xié)調(diào)與施工方案有關的各項工作；項目工程部是項目部施工方案的牽頭部門，負責建立項目部的重難點工程管理臺賬及牽頭組織對現(xiàn)場施工調(diào)查并匯總其他部門的調(diào)查資料，負責施工方案的編制工作，參與施工方案的比選、優(yōu)化、評審及組織施工方案交底工作；

4、工地技術主管負責對施工方案進行交底，并跟蹤驗證技術方案執(zhí)行情況和及時反饋工地施工信息，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場條件變化及時上報項目部進行方案比選和優(yōu)化。

三、施工方案比選

1、方案比選的類型

①經(jīng)濟比較：從成本方面進行比較，成本低者作為首選方案；

②技術比較：技術可行、安全風險、工料機、進度等方面進行綜合比較，最合理者為首先方案；

2、方案比選原則

方案比選應遵循“先經(jīng)濟、后技術、再綜合”的原則，方案確定以綜定的結果為準。

⑴一般情況下，首先確定對比選方案的成本進行對比，確定參與比選方案的成本，以經(jīng)濟比選為參考，以成本最低的方案作為初始確定方案；

⑵對參與比選的方案分別進行技術、安全、工料機及進度等方面進行綜合分析，通過采取必要的措施對參選方案提升了技術可行性、降低了安全風險、完善了施工工藝、加快了施工進度后，再進行最終成本比較，經(jīng)最終比較成本最低的方案即為最合理施工方案；

3、方案比選的程序

4、方案比選的組織

對于一般工程施工方案，由項目總工組織、項目工程部長牽頭、其他部門及施工技術人員參加，召開施工方案比選論證會；對于重難點及復雜工程施工方案，由公司總工組織、工程部長牽頭、其他部門及項目部人員參加，組織召開施工方案比選論證會，有必要的情況下可邀請上級單位、監(jiān)理單位、設計單位、建設單位或其他學術機構專家、學者參加，召開施工方案比選論證會。

5、“方案比選論證會”內(nèi)容

項目部匯報工程概況，工程難點、特點要特別匯報；與會人員提出各種適合本工程的施工方案；對各種方案按方案比選程序進行經(jīng)濟及綜合性比選；最后確定最合理方案。

6、施工方案的編制

項目部根據(jù)方案比選論證會確定的方案，負責編制實施性的施工方案，施工方案基本內(nèi)容包括：編制說明、工程概況、施工組織、施工進度計劃、施工方案、施工工藝及方法、工料機計劃安排、施工管理措施、應急預案；

四、施工方案的優(yōu)化

1、堅持施工方案報審制

施工方案經(jīng)項目工程部編制完成后，需要經(jīng)過層層審查、審批、批準。在報審過程中，不同的部門、不同的人員從不同的角度發(fā)現(xiàn)、提出問題并提出建議措施，從而不斷完善施工方案，這種報審的過程，實質就是不斷優(yōu)化的過程，最后才能確定滿足各方要求的最合理方案，這是施工方案的一種原始優(yōu)化。一般的，施工方案的報審程序如下。

技術主管編制項目工程部長審查項目總工審批項目經(jīng)理批準上報公司施工部、安質部、物資設備部審查公司總工程師審批（根據(jù)情況上報集團審批）上報監(jiān)理、業(yè)主批準

2、施工過程施工方案優(yōu)化

按施工規(guī)范要求，經(jīng)業(yè)主批準的施工方案，原則上不得隨意更改。但由于施工方案的動態(tài)性，現(xiàn)場實際條件可能會有所變化，施工方案需要根據(jù)施工條件、周邊環(huán)境、生產(chǎn)要素、投資計劃及工期進度等條件進行動態(tài)調(diào)整，施工過程中就需要對施工方案進行優(yōu)化。如何組織施工過程方案優(yōu)化，具體流程如下：

3、過程方案優(yōu)化的比選

對原方案主體承重結構沒有影響的一般優(yōu)化，可由項目總工組織項目部技術人員研究、論證后予以優(yōu)化；對原方案主體承重結構有影響的方案優(yōu)化，或對重大措施調(diào)整的方案優(yōu)化，必須按方案比選流程組織召開“方案比選論證會”，優(yōu)化后的方案必須按原方案報審程序履行上報手續(xù)。

4、建立施工方案交底制度

經(jīng)業(yè)主批準后的施工方案或優(yōu)化方案，必須以技術交底形式按工序逐級下發(fā)到作業(yè)層進行實施。建立施工方案技術交底制度，是施工方案管理中一項重要的改革內(nèi)容，方案交底形式主要有三種：

⑴作業(yè)指導書：對于方案中的關鍵工序，由項目總工組織、工程部負責，形成作業(yè)指導書下發(fā)到作業(yè)層；

⑵書面的技術交底：對于一般的工序，由項目工程部組織、工地技術主管負責，形成書面的技術交底下發(fā)到作業(yè)層；

⑶方案技術交底會議：關鍵工序、重點部位開工前，由項目工程部組織、工地技術主管牽頭組織召開現(xiàn)場方案技術交底會議，對方案中重要事項進行強調(diào)，對作業(yè)層的問題進行解答，確保參與施工的各個部門、各個環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)一致；

五、方案比選及優(yōu)化的檢查與考核

檢查和考核是推動方案比選就優(yōu)化工作的重要管理手段，檢查考核分為公司、項目部兩個層次， 公司每季度對項目部施工方案比選、優(yōu)化及交底等情況進行一次檢查、考核；項目部每月對項目部施工方案編制、比選、優(yōu)化及交底情況進行檢查、考核；檢查的內(nèi)容主要包括：是否建立了重難點工程臺賬，是否按臺賬組織了方案的編制、審批；方案的編制是否進行了比選，比選的內(nèi)容和程序是否合理；方案批準后，是否按本辦法要求組織了方案技術交底；施工過程中，是否按批準的方案執(zhí)行；未執(zhí)行批準的方案是否按程序進行了優(yōu)化審批；方案的優(yōu)化是否進行了比選，比選的內(nèi)容和程序是否合理；已批準的方案是否報公司存檔。考核嚴格按公司有關方案比選及優(yōu)化管理制度和辦法執(zhí)行。

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[關鍵詞] 地道 破除 優(yōu)化設計 修復

1 工程概況

福州火車站高架候車室工程是福建省重點工程、也是福州市窗口工程。位于福州火車站內(nèi)，層數(shù)二層，橫跨福州站三個站臺及六條鐵路線。基礎為鉆孔灌注樁，分布于三個站臺，主體為框架結構。本工程施工環(huán)境非常特殊：三個站臺地下有錯綜復雜的通信、信號、廣播、照明、電力等各種電纜線及各種給排水管道，空中有縱橫交錯的二萬七千五百伏的電氣化鐵路接觸網(wǎng)及供電設備；地面上6個股道的線路，每天有18對旅客列車到發(fā)，16對貨運列車通過及20余次調(diào)車作業(yè)。

2 原設計地道施工方案分析

以福州站第二站臺為例進行地道施工方案的闡述。

如圖1-1示，站臺中部位置的旅客出站地道，按原設計承臺及基礎梁必須埋設在最深8米處的既有鐵路線地道出入口下，需要對基礎各部分施工做出詳細的分析。

施工樁基前需要破除部分地道壁（含頂板、側壁及底板，下同），破除后立即在樁孔位置垂直插入鋼護筒，鋼護筒比樁身直徑大200mm，以保證土體穩(wěn)定及滿足鉆孔樁施工需要。

為施工承臺及基礎梁，須如2-2圖示，在地道側墻外側設置擋土墻，經(jīng)綜合考慮地下連續(xù)墻、鋼板樁等多種擋土方案，最終認為鋼板樁為最佳選擇。

但鋼板樁的打入位置卻難以確定。由于既有鐵路線路為夯填路基，并且，施工中鐵路線仍要通行列車，不允許路基有任何的塌陷沉降，哪怕是輕微沉降都將釀成重大的行車事故。而鋼板樁打入深度多達10余米，能否支撐住巨大的土壓力，以保證路基的穩(wěn)定，不發(fā)生任何的土移，還是一個未知數(shù)。而要保證足夠的操作空間（至少需1米）進行安裝承臺及基礎梁模板、鋼筋并澆筑混凝土，則鋼板樁距離站臺墻邊沿的距離僅為2975-1000＝1975mm，這將使鋼板樁受土壓力更大。

按設計人員的設計意圖，鋼板樁應盡量遠離線路，盡可能靠近基礎梁，且為保證足夠的操作空間，要求將地道出入口部分全部拆除，再進行基礎施工，待基礎施工完成后再對地道進行全面重建。

但這種方案仍存在諸多的難點：

(1)鋼板樁距離鐵路仍較近，恐仍無法保證路基穩(wěn)定。

(2)基礎與線路的距離較近，十余米高的鋼板樁從站臺面打入地下，極易導致鋼板樁或打壓設備侵入鐵路限界，發(fā)生安全事故，并且，一旦設備觸及鐵路線上的27500伏的高壓電接觸網(wǎng)，將造成供電線路癱瘓、列車停運及巨大的人員傷亡事故等。

(3)三個站臺地道出入口部分全長達120米，全部拆除，這將增加工程投資約50萬元，并延長工期3個月以上，將難以保證本工程在春運前交付使用。

(4)開挖深度大、范圍廣，將導致地下大量錯綜復雜的管線需要移位，而這些管線涉及鐵路鐵通、電務、工務、水電、客運等多家單位，牽涉范圍廣，協(xié)調(diào)處理難度大，影響工程進展。

(5)基礎施工完成后，對回填土的施工，由于空間狹小，只能采取人工夯實，夯填密實度是難以達到鐵路路基要求的。

因此，地道施工方案必須進行優(yōu)化。

3 地道施工的優(yōu)化方案

經(jīng)研究基礎各部分與地道壁的位置關系發(fā)現(xiàn)，承臺及橫向基礎梁（JL3）處于地道側墻的外側及底板下方，與地道壁接觸部分僅占地道壁很少的一部分，約15％,即只需在承臺及橫向基礎梁的位置將這15％的地道壁局部破除，就能夠施工承臺及橫向基礎梁。再考慮縱向基礎梁（JL1），處于地道側墻的外側及底板的斜下方位置，埋深大，正如前述原因，必須全部拆除地道壁才能進行施工。

因此，將縱向基礎梁的標高提高至站臺面下1米處，大大減少其埋深，如1-1剖面（優(yōu)化后的地道剖面圖）示，這樣，縱向基礎梁的位置就可以不破除地道墻，只需明挖土即可施工。因此，優(yōu)化后的地道施工方案只需對地道進行局部破除即可施工基礎，未破除的地道壁仍起著支撐土體穩(wěn)定的作用，故優(yōu)化方案摒除了原施工方案的全部難點，有利于工程的安全進展，并保證施工質量。

4 柱墩的增設

由于縱向基礎梁提高后，承臺間在縱向拉結減弱，為此，需在承臺面至縱向基礎梁間增設鋼筋混凝土柱墩，以滿足結構受力的需要，見優(yōu)化后的地道剖面圖示。各柱墩寬同承臺寬，長度為承臺外側面至地道外側墻面的距離。即柱墩相當于該承臺在位于地道側墻外側的部分加高至縱向基礎梁底。

5 承臺、柱墩的施工

承臺、柱墩的施工仍需要破除部分的地道墻，為保證破除部分的路基土體穩(wěn)定，承臺及柱墩的施工方案為：

在承臺位置，自站臺面往下，邊挖土邊現(xiàn)澆制作方形鋼筋混凝土護壁（原理同人工挖孔樁護壁），護壁內(nèi)側尺寸同承臺、柱墩，既作為基坑支撐，又作為承臺及柱墩外模；保證了路基的穩(wěn)定，又方便了施工。

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關鍵詞：高樁碼頭；改造工程；方案優(yōu)化

1 高樁碼頭的結構特征

高樁碼頭在我國港口工程中廣泛應用，主要由樁基、上部結構和接岸結構三部分構成。①樁基的一般形式為大管樁、鋼管樁、PHC樁、預應力混凝土方樁、非預應力混凝土方樁、嵌巖樁及灌注樁等。在水工建筑物中，常見有叉樁及直樁的混合布置結構，樁基的施工多以柴油打樁錘的沉樁為主，但也有個別工程采取液壓錘沉樁。有些工程的樁基處理，是在沉樁完畢之后，在樁中實行嵌巖，或者在樁中進行錨桿施工；②上部結構一般分為板式結構、梁板式結構或者墩式結構。根據(jù)預應力情況的不同，分為預應力結構、非預應力結構；根據(jù)安裝和澆注工藝的不同，分為預制安裝結構、疊合結構與現(xiàn)澆結構；根據(jù)材料的不同，分為普通混凝土結構、高性能混凝土結構；⑧斜坡是接岸結構最常見的形式，主要與高樁碼頭地基的軟弱性相適應，又可避免由于邊坡過陡而產(chǎn)生樁基損壞和碼頭位移等問題。除此之外，還可采用板樁卸載平臺、重力式結構等方案。一般情況下，將基礎部分實行開挖換填，或者采取拋砂墊層方式，以排水板加強軟土應力，改善地基的不利條件；在坡面應利用人工護面塊體或者塊石進行護面，上部則采取小型直立式的擋土結構，實現(xiàn)與碼頭之間的過渡。以當前高樁碼頭應用的實際情況來看，在設計過程中，應該充分考慮碼頭與接岸之間的沉降問題，在簡支板的下方設置橡膠支座。

高樁碼頭一般使用透空結構形式，具有結構輕的特點，適用于軟弱的地基中。高樁碼頭的位移沉降相對較小，具有造價成本低、使用效果良好等優(yōu)勢。尤其在對使用要求較高的集裝箱碼頭，或者作業(yè)面積小、垂直荷載度小的油氣化工碼頭：或者外海開闊地域的碼頭等。在各方面條件的保障下，通過應用高樁碼頭，可實現(xiàn)經(jīng)濟合理的工程目標。

另外，高樁碼頭的結構相對薄弱，對外在荷載力相對敏感，結構的耐久性比較差，再加上碼頭結構較復雜、涉及諸多施工工序，對施工條件、設備等都有一定限制，工期時間較長。因此，對高樁碼頭耐久性的質量控制與后期維護等要求較高。針對施工和使用中經(jīng)常出現(xiàn)的穩(wěn)定性及碼頭回填沉降等問題，如果不能妥當處理，也可能造成樁基碼頭的位移或者破壞現(xiàn)象，這些都是在應用高樁碼頭時需注意的問題。

2 高樁碼頭改造工程常見問題分析

2.1裂縫問題

在大體積混凝土中，表面的溫度溫度或是溫差也是比較大的，在這樣的地方，混凝土就很容易出現(xiàn)裂縫。由于一般的混凝土的體積都是比較大的，很多水化后的熱量聚集在混凝土的內(nèi)部而不容易揮發(fā)，這樣就會導致混凝土內(nèi)部的溫度急劇的上升，而混凝土的表面散熱也是比較快的。內(nèi)外的溫度就有了很大的差異，也會由此造成了內(nèi)部和外部的熱脹冷縮，這樣就會使得混凝土的表面會產(chǎn)生一定的拉應力，當混凝土內(nèi)部的拉應力大于混凝土抗拉力的時候，混凝土的表面就會產(chǎn)生裂縫。

溫度裂縫一般是沒有規(guī)律的，裂縫的大小不一樣，受溫度影響的也不一樣。

主要預防措施：盡量選擇450kg/m3以下的普通硅酸鹽水泥，粗骨料選用碎石或卵石，細骨料選用中砂，還要選用細度小、顏色淡、含碳低、質量穩(wěn)定的優(yōu)質Ⅰ級粉煤灰和木鈣減水劑，來降低早期的水化熱，增強后期的強度。在攪拌的時候加入加緩凝劑，減慢混凝土的凝固時間，減少水化熱的集中產(chǎn)生。混凝土中加入少量的鋼筋或纖維材料會使混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍。鋼筋混凝土的裂縫對高樁碼頭產(chǎn)生的危害程度不確定，如果情況嚴重，可能對碼頭的正常使用及其安全產(chǎn)生影響。出現(xiàn)的各種問題，會沿著接岸結構對前方碼頭的結構產(chǎn)生影響或破壞，降低高樁碼頭承載力，可能出現(xiàn)各種傾斜、沉降、轉動或位移。

2.2鋼筋銹蝕和混凝土碳化

鋼筋銹蝕和混凝土碳化問題在鋼筋混凝土的高樁碼頭中也時常發(fā)生，較為嚴重。隨著出現(xiàn)鋼筋銹蝕現(xiàn)象，可能出現(xiàn)混凝土剝落、裂縫等現(xiàn)象，造成鋼筋與混凝土之間的粘結力喪失，減少鋼筋截面積，降低承載力，從而對高樁碼頭的結構安全產(chǎn)生影響，留下安全事故隱患。經(jīng)相關調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，如果碳化的深度接近或者已經(jīng)超過了混凝土保護層的厚度，那么證明混凝土結構中的大部分鋼筋已經(jīng)銹蝕。如果混凝土的裂縫較多，那么鋼筋銹蝕的程度較嚴重，需引起重視。

3 高樁碼頭優(yōu)化措施要點

3.1灌注樁的施工控制

在灌注樁施工過程中，首先加強對護筒沉放的控制，利用前方直角的交會，強化對樁位的控制，以滿足規(guī)范要求。在沉放過程中，利用垂球檢測護筒的垂直度變化狀況，并及時調(diào)整偏差。在灌注樁的鉆孔過程中，應確保鉆機和護筒的中心線處于同一條直線中，成孔后需進行沉渣厚度和泥漿比重的檢測試驗，試驗合格后再安裝鋼筋骨架。一般采取導管法完成灌注樁的混凝土澆筑，對首罐混凝土量實行精準測量，確保連續(xù)澆灌，避免出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。

3.2岸坡穩(wěn)定性的控制

在施工期間，有關控制岸坡穩(wěn)定性的問題，除了對挖泥進行嚴格的分層分段控制之外，對開挖工序的控制也十分重要；合理的打樁施工安排，可有效減少打樁震動作用對岸坡產(chǎn)生的影響，同時在施工過程中加強監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)岸坡變化狀況，優(yōu)化調(diào)整施工效率。

3.3沉樁施工

首先，根據(jù)設計報告情況，對土層的分布、各層土質，硬夾層的范圍、土質及厚度等指標進行一一核對，如果產(chǎn)生異議，應做補鉆探處理；其次，如果由試樁成果來決定單樁的承載力，那么必須保證沉樁時使用的工具型號、樁尖進入土層的標高、力度等相一致；再次，如果持力層的土質較堅硬，且既沒有試樁也沒有試驗數(shù)據(jù)可以參考，可以考慮在進行沉樁之間先做試驗；最后，在定樁長過程中，應考慮到土層變化的無規(guī)律性，以鉆探確定土層標高。

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[關鍵詞]高層建筑；施工控制；方案選擇；控制要點

中圖分類號：G621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）10-0179-01

一、高層建筑施工與施工方案

隨著我國經(jīng)濟體制改革的不斷深化，城市建設已成為各地的重點，隨之而來的高層建筑的發(fā)展也日趨成熟，從而促進了城市經(jīng)濟建設的穩(wěn)定發(fā)展。雖然近幾年，市場經(jīng)濟體制日益健全，但是施工企業(yè)在運作過程中依舊面臨著一系列的難題。如何確保企業(yè)經(jīng)濟效益的穩(wěn)定提升，確保其質量環(huán)節(jié)、安全環(huán)節(jié)及其進度環(huán)節(jié)的有效控制，從而促進企業(yè)的健康發(fā)展已經(jīng)成為每個施工企業(yè)亟需研究和解決的課題。

把效益、質量、安全、進度有機的結合起來，從而正確處理好人與物、時間與空間、質量與安全、進度之間的協(xié)調(diào)等各種矛盾，恰恰是施工組織設計（施工方案）的重點。

因此，結合我企業(yè)施工過的哈爾濱市錦江大酒店、哈鐵上方住宅小區(qū)6#樓、哈爾濱市永平小區(qū)205#商住樓、齊齊哈爾中匯城?公園天下一期等項工程，就施工組織設計中的幾個環(huán)節(jié)總結了自己的一點心得，在此與業(yè)界同行進行交流。

二、關于施工方案的選擇與優(yōu)化的幾點思考

上述工程各有其特點，結構形式不盡相同，施工工藝也存在差異，但總體施工順序及基本施工方法是相同的。施工組織設計中現(xiàn)場平面布置圖是施工部署、施工方案和施工總進度計劃的結合，而其中的各工序施工方案是其基礎。

1.土方工程

基礎土方工程的施工是基礎中的基礎，如何進行土方開挖、是否需要進行基坑支護、需否考慮地下降水等都直接關系著現(xiàn)場機械設備的配置及平面布置。因此，需慎之又慎。

高層建筑施工一般場地狹小，很難有較大的布料、加工場地，因此確定土方開挖順序是確保基礎施工過程中各工序順利進行的前提。單體高層可延建筑周圈進行現(xiàn)場布置；需要注意的是群體建筑就應該考慮各建筑之間的關系、位置及用途，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況在能確保工期的前提下考慮采用分段開挖，這樣可將有限的場地擴大化，從而有利于施工；當然，這種方案的確定要結合各方面因素綜合考慮利弊。

地下降水工程根據(jù)各建筑地質情況，有的涉及、有的則不涉及。但只要需要采取降水方案，就需認真對待。地質勘查部門所提供的地質報告是重要的理論依據(jù)，但施工單位同時要通過走訪周邊群眾和相關部門了解現(xiàn)場實際各季節(jié)地下水位及地表水情況，綜合地質報告與實際來確定有效、合理的降水方案。地下降水方案是否合理有效，直接影響到基礎工程施工的全過程。

2、樁基礎工程

我企業(yè)施工的高層建筑多為砼灌注樁。個人認為，灌注樁施工除正常的成樁各質量控制環(huán)節(jié)，在施組中要重點明確樁頂土的留置厚度。留置土層厚度是否合理不僅影響樁頭成樁質量，同時也影響到與建設單位確定不同土方開挖的合理計價。

現(xiàn)場個別存在此種現(xiàn)象：根據(jù)定額中的鑿截樁頭500mm來做為預留樁上土的基礎取值厚度，再另加樁機碾壓保護樁頭的厚度，但卻沒有考慮樁主筋的保護；此種留置法容易造成成樁后在小型挖掘機清理樁上土方時，使樁中鋼筋變形、扭曲，同時擾動樁頭砼，進而影響成樁質量，其原因是施工方?jīng)]有考慮樁主筋伸入承臺（底板）的錨固長度。樁主筋伸入承臺（底板）的錨固長度設計一般都有明確要求，根據(jù)我企業(yè)施工的工程來看，一般都大于500mm（即大于鑿截樁頭長度）；因此，我認為樁上土的留置厚度要以鑿截樁頭和主筋錨入承臺（底板）的錨固長度兩者間的大值做為基礎來考慮預留土厚度，這樣，可同時保證樁頭砼及樁主筋不被施工機械所擾動。

同一樁群，根據(jù)用途不同，樁頂標高勢必不同，施工中樁基作業(yè)隊單純從進度、方便施工考慮，易以同一樁頂標高來進行施工，但在鑿截樁頭達到設計標高后，卻無法保證設計樁長，從而減弱基礎承載力。因此施工方案中要明確控制成樁樁頂標高及有效樁長的方法。

3、腳手架工程

腳手架工程不僅僅涉及現(xiàn)場安全，同樣，合理的進行方案確定，也要從經(jīng)濟角度考慮。高層建筑腳手架的懸挑是必不可少的，懸挑高度及層數(shù)既要考慮建筑層數(shù)、層高，也要考慮施工現(xiàn)場的工序安排，同時要進行不同懸挑高度的經(jīng)濟對比，根據(jù)企業(yè)能力及工程特點選取最佳方案。

但有一點常常容易被忽視，高層建筑一般均設有地下室，而懸挑腳手架一般均在二層及其以上進行設置。因此，懸挑腳手架以下部分的腳手架就會形成如下工序： 基礎施工（配合腳手架搭設）---土方回填（腳手架拆除）---圍護、裝飾施工（腳手架搭設）---工程完工（腳手架拆除）。不難看出，由于回填土方影響，非懸挑腳手架存在二次施工，從而增加了施工成本。因此，我認為此部分應在施工方案中明確其施工步驟，列為措施項目。

4、模板、鋼筋、砼工程

早期高層建筑施工對于樓層砼的施工順序一般是：綁扎柱、墻鋼筋―支設柱、墻模板―澆筑柱、墻砼---支設梁底模―綁扎梁鋼筋―支設板底模（梁側模）―綁扎板鋼筋---澆筑梁、板砼。隨著施工工藝的不斷改進，現(xiàn)期現(xiàn)場多采用：支設梁、板模板（綁著柱、墻鋼筋）---綁著梁、板鋼筋（支設柱、墻模板）---柱、墻、梁砼澆筑。由上可看出，第二種施工方案與第一種方案相比較，第二種施工方案的優(yōu)點在于各工種作業(yè)能同時進行，從而達到縮短工期的目的。

但我通過現(xiàn)場的觀察，兩種方案利弊共存，主要在于節(jié)點的處理和工期的縮短。柱、主梁、次梁的交點箍筋設置歷來是施工控制的關鍵環(huán)節(jié)，也是薄弱環(huán)節(jié)，采用第一種施工方案，單從鋼筋施工工序看，先進行柱、墻鋼筋綁扎，后進行梁板鋼筋綁扎，可有效保證柱、主梁、次梁鋼筋位置正確，綁扎牢固。而采用第二種施工方案時，柱箍筋先綁扎到梁底，同時在支好的梁、板模板上對應位置進行梁的鋼筋綁扎，綁扎好后將梁落入梁槽；因此容易丟失或缺少柱箍筋（在梁、柱交叉點），而柱該節(jié)點的箍筋卻恰恰是約束該處出現(xiàn)集中應力變形，從而造成質量隱患；同時該種方式在梁放入梁槽過程中，梁筋易出現(xiàn)彎曲變形，雖然可進行后期調(diào)整，但箍筋與主筋間的綁扣已松動，很難保證箍筋與主筋的位置固定牢固，有的甚至梁的底部鋼筋沒有與箍筋進行綁扎，質量隱患是顯而易見的。

依個人觀點，拋除工期因素，比較傾向于第一種施工方案。考慮工期因素，第二種施工方案優(yōu)先，但在施工過程中，必須加大過程控制力度；即在梁筋綁扎過程中，按柱位置在梁筋相應位置穿行柱箍筋臨時綁扎或固定。而保證梁筋不變形的方式只能是在梁內(nèi)采用臨時木方或加強筋進行加固，落梁槽拆除，同時綁扎固定柱箍筋。

上述，只是個人在眾多施工工序中認為應該特別著重考慮的幾點，難免有失偏頗。

三、施工組織設計的總體意義

施工組織設計是知道建筑施工全局，統(tǒng)籌建筑施工全過程，在建筑施工管理工作中起核心作用的重要技術經(jīng)濟文件。它的形成，不是單單的施工工藝的采用，也不是單單的現(xiàn)場擺布，工期的控制，它是一個企業(yè)形象在一個工程中的具體反映。企業(yè)的綜合實力也會在施工機械的選擇、現(xiàn)場的平面布置、各工序的施工工藝中得到綜合體現(xiàn)；企業(yè)下屬作業(yè)隊伍的人員素質，人員結構，作業(yè)水平，對工序質量、安全、進度、效益之間關系的理解層次，均會通過施工組織設計在現(xiàn)場得到體現(xiàn)。

因此，企業(yè)要不斷的通過具體工程來總結施工過程存在問題，根據(jù)企業(yè)自身條件找到有效的可控措施，不斷地歸納、總結，從而形成企業(yè)的工藝標準、工序順序、能夠落到實處的質量、安全、進度、效益控制體系。只有落實，才有信譽。

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關鍵詞暗挖法 城市地鐵 設計變更 方案優(yōu)化 變更形式 變更及優(yōu)化思路

中圖分類號：F293文獻標識碼： A

一、工程概述

大連地鐵投標時施工任務包含兩站兩區(qū)間，無大跨斷面，車站施工方法主要有中洞法、CRD法，區(qū)間施工方法主要有CRD法、臺階法，全部采用暗挖礦山法施工，設施工豎井6座，線路總長度為2325m。取消促進路車站調(diào)整后的施工任務為一站兩區(qū)間，分別為松東區(qū)間（1328m）、東緯路站（166.7m）、東春區(qū)間北段（1033m，其中大跨段90m），線路長度為2530m，全部采用暗挖礦山法施工，共設施工豎井8座，其中車站設3座，松東區(qū)間設2座, 東春區(qū)間北段設3座。車站施工方法主要有PBA法、CRD法，區(qū)間施工方法主要有雙側壁導洞法、PBA法、CRD法、臺階法。

松東區(qū)間隧道拱頂覆土最小17.5m，東緯路站拱頂覆土最小3.9m，東春區(qū)間北段隧道拱頂最小11.7m。線路穿越的構建筑物有鐵路、河道、樓房、電塔、自來水管線等。車站和區(qū)間隧道拱部主要位于全、強風化石灰?guī)r、泥灰?guī)r層中，不良地質主要為巖溶和斷層以及軟流塑地層，圍巖遇水軟化，極易變形、坍塌，易產(chǎn)生突水、突泥、坍塌現(xiàn)象。本標段全線地下水按賦存條件主要為基巖裂隙水，即巖溶水，巖溶的連通性總體上較好，匯水面積大，水量豐富，略具承壓性。

二、設計變更的形式

設計變更的參與單位肯定不能少了業(yè)主單位、設計單位和施工單位，同時監(jiān)理單位和勘察單位也起到一定的輔助作用。城市地鐵設計變更的主要形式有以下幾種：

1、業(yè)主的形式

（1）工作聯(lián)系單形式，轉發(fā)設計單位進行方案設計，如增加2處豎井。

（2）會議紀要形式，轉發(fā)設計單位進行設計加強，如過鐵路段，溶洞處理。

2、設計單位的形式

（1）施工圖設計時的方案優(yōu)化，如東緯路站由中洞法變?yōu)镻BA法，取消促進路站重新設計東春區(qū)間。

（2）設計交底形式，如圖紙中的鋼筋型號調(diào)整。

（3）設計聯(lián)系單形式，常用類型。

（4）圖紙變更形式，如根據(jù)地質補勘結果重新出圖，東緯路站部分使用功能改變后重新設計出圖。

3、施工單位的形式

（1）圖紙會審，如豎井周邊增設注漿錨管。

（2）四方洽商，如地質發(fā)生變化后的設計洽商單。

三、設計變更的思路淺析

根據(jù)變更的形式，暗挖法城市地鐵的設計變更工作主要有以下思路和步驟：

1、研究合同清單。

對有利報價項進行專項研究，從以下方面把握：

（1）利潤成本：只要該單元工程量有利潤，增加工程量以使利潤最大化。

（2）產(chǎn)值成本：在固定資產(chǎn)（包含人工工資、設備折舊費、辦公費用等）投入一定的情況下，盡可能的加強支護參數(shù)，為產(chǎn)值提供保證。

2、研究周邊環(huán)境。

城市地鐵施工的周邊環(huán)境相對其它工程更為復雜，有人的要素、有物的要素，要想不擾民或不被民擾，需要有相應的專項設計和施工方案，這也為后續(xù)的設計變更或方案優(yōu)化提供了基礎。

3、研究地質條件。

暗挖法項目施工的成敗主要看對地質條件的掌握和判斷是否準確，工程能否安全順利進行，尤其是對不良地質的處理方案方面，依據(jù)以往施工經(jīng)驗，提前做好方案，為設計出圖時提前介入做好準備，盡量避免不必要的施工風險和安全成本。

4、了解招標時設計意圖和工程的使用功能。

招標圖紙往往比較粗糙，沒有結合當?shù)氐囊恍l件因素進行設計或很多設計內(nèi)容沒有考慮，有一些也只是提到其使用功能并沒有大小，這樣施工策劃就非常關鍵，考慮施工成本、安全、進度問題，盡可能的多利用公司自有的人力和機具以及市場上常用的材料和設備，從設計源頭上就為施工提供便利。

5、提前介入設計出圖。

從竣工資料和審計要求方面來講，所有的施工參數(shù)都要歸到設計圖紙內(nèi)，因此盡可能的從出圖開始就能達到施工所要的理想結果，少量的不可預見的變更也要盡可能的通過設計聯(lián)系單形式出具。

6、對圖紙設計方案再深化。

一般的城市地鐵施工，在設計出圖前都會有設計方案專家會審過程，對一些危險源的設計方案是否滿足安全要求進行評審，一般都是以加強支護為主，因此這也是對設計方案進一步深化的機會，進而達到完善方案的目的。另外一種方式，即設計圖紙初審完成后，由施工單位進行施工方案的專家評審，設計院再根據(jù)專家意見進行修改和完善，出圖時間更充足，方案的細化和落實也就更具體了。

7、認真做好圖紙會審工作。

圖紙會審作為一項有效的變更文件，有時設計圖紙對具體問題的把握不夠準確，因此設計的深度有些部位還達不到施工安全要求，有的就直接套用標準圖集，造成施工合同清單中的某項缺失，因此要查錯補缺，認真做好圖紙會審工作，同時為施工時的方案優(yōu)化提供技術支持。

8、開好專家會，完善變更手續(xù)。

暗挖地鐵施工的地質條件具有不可預見性，重大危險源有時還需根據(jù)實際揭示的地質水文狀況才能確定方案，因此遇到實際地質條件與勘察地質不一致時，大多通過專家會的形式進行方案確定，需要做的就是完成專家意見和會議紀要，再通過設計院以設計聯(lián)系單的方式來完成變更。

9、做好施工過程中的地質變更工作，加強支護參數(shù)。

暗挖礦山法施工的隧道實際地質或多或少的都與勘察地質有出入，這也為地質變更工作提供了條件，先由勘察單位進行地質驗槽后出具地質出入證明，后以四方洽商單形式變更。

10、對不良地質補勘，直接由設計院進行圖紙變更。

大連地鐵由于存在巖溶這種不良地質，進行地質補勘對整個工程的安全有重大意義，地質補勘而且也為設計圖紙變更提供了最直接的依據(jù)。

11、施工安全質量保障和操作難易也是設計變更的一部分。

暗挖法地鐵施工的安全情況首先是根據(jù)地質條件和埋深情況來定，然后才能確定適合的施工工法，是方案優(yōu)化和變更的核心內(nèi)容。

四、設計意圖和工程使用功能對施工方案優(yōu)化的作用

施工方案優(yōu)化，顧名思義就是在充分保證安全、質量的情況下，做到省工省時省料，因此要進行施工方案優(yōu)化，必須對施工部位的設計意圖和使用功能要清楚，然后從以下四個方面進行優(yōu)化：

1、施工工法的改變。

暗挖法城市地鐵能夠可以工法轉變的常用的有CRD法改為臺階法、雙側壁導洞法改為中洞法或PBA法、中洞法改為PBA法，主要是從臨時支撐取消或后期一次性拆除支撐安全角度，以及測量準確性方面和封閉永久結構成環(huán)的難易程度進行考慮，從而達到省工省時省料的效果。

2、施工機具的改變。

CRD法、雙側壁導洞法以及中洞法都存在可操作空間狹小，機械活動空間不足，工時效率得不到充分利用，工法的改變對應著可操作空間變大，原來由人施工的一部分可由機械替代，加快工效，降低成本。

3、受力狀態(tài)的穩(wěn)定。

工法改變意味著施工順序改變，因此著力點也發(fā)生了變化，必須根據(jù)地質條件進行相應的判斷，以確保整個結構的安全穩(wěn)定。

4、操作簡單的可替代措施。

對地鐵隧道而言，保證初支節(jié)點部位的安全穩(wěn)定，是方案優(yōu)化成敗的關鍵，因此目前可替代的措施主要有節(jié)點處的鋼筋綁焊以及臨時支撐兩側的暗梁使用。

結語

施工方案優(yōu)化以節(jié)省材料為目標，且必須嚴格按優(yōu)化后的參數(shù)和方法進行施工以保證安全。大連地鐵施工至今，風險源已全部安全通過，且未發(fā)生一次因為優(yōu)化施工而引起的安全事故。

我國正處于高速發(fā)展的時期，各種建設工程大量出現(xiàn)。通過合理有效的工程變更及適當?shù)轿坏膬?yōu)化措施，可以在保證安全、質量的前提下縮短工期、節(jié)約成本、提高管理利潤。

參考文獻

1、孫莉,李琳.淺談工程量清單計價模式下的造價控制與管理[J].科技創(chuàng)新導報,2007(35).

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關鍵詞：施工封鎖方案運輸效率優(yōu)化

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：

鐵路信號設備更新、改造和大修引起的設備停用封鎖施工，是對運輸生產(chǎn)影響和干擾最大的施工項目，由于信號設備失去了聯(lián)鎖關系檢查功能，所以，這期間的行車組織非常容易出現(xiàn)問題，因此，如何縮短信號設備停用封鎖時間，并在給定的時間內(nèi)科學組織，精心施工，確保信號工程按時開通是每一個施工和維修單位必須引起高度重視的核心問題。

一、信號設備停用前的施工準備工作

信號設備停用封鎖前的施工準備工作決定著信號封鎖期間的各項工作能否順利進行，它直接決定信號封鎖施工時間的長短。必須以縮短信號封鎖時間、減少信號封鎖期間的工作量為原則做好信號封鎖前的各項準備工作。

1.確保聯(lián)鎖試驗準確無誤

聯(lián)鎖試驗就是要檢查和驗證施工過程中安裝的每一個設備與設計圖紙是否一致，通過聯(lián)鎖試驗來驗證信號設備工作可靠并符合故障導向安全原則。信號封鎖前的聯(lián)鎖試驗一般分為兩部分，內(nèi)容如下。

(1)模擬試驗：就是在室內(nèi)配線完畢、插完繼電器后，用模擬盤和在分線盤、組合架做封線，送模擬電源來代替室外設備、列車運行或其他條件，完成信號設備功能試驗的一種形式。

(2)排空試驗：在模擬試驗的基礎上，取消室內(nèi)模擬條件和電源，對室外信號機、電動轉轍機、軌道電路及場間聯(lián)系電路進行控制與室內(nèi)繼電器動作，控制臺顯示一致性的校核。

模擬試驗必須準確全面，按聯(lián)鎖表進行，必須檢查到的項目，不能漏掉。排空試驗必須校核室外信號機顯示、轉轍機動作、軌道電路占用與空閑、室內(nèi)繼電器動作、與控制臺顯示一致性。要求所檢查室內(nèi)外項目必須齊全并全部試驗到位。有試驗不到的必須做好記載，待具備條件時進行重新檢查試驗，不得遺漏。

2.電動轉轍機及其安裝裝置信號封鎖前的準備工作，在信號封鎖前更換電動轉轍機及其安裝裝置，既縮短了信號封鎖時間，又減少了在無聯(lián)鎖狀態(tài)下動用道岔的次數(shù)，進而減少了對行車的干擾。轉轍機部分信號封鎖前的準備工作應安排在排空試驗之后，這樣既檢查了新設備道岔部分電纜配線的準確性，又把要更換的電動轉轍機進行了試驗。根據(jù)施工經(jīng)驗，每組單動道岔更換電機和安裝裝置的時間為50min，雙動道岔為70min，復示交分道岔為130min。

具體工作方法：施工命令下達后試驗電機和安裝裝置分別進行，這樣，在安裝角鋼和三桿的時間內(nèi)即可以試驗完轉轍機。若試驗不通，再恢復用舊電機，時間也來得及。在施工安全上必須重點抓好更換電動轉轍機后的室內(nèi)外位置核對，要反復進行。再者是防止和杜絕給命令前做準備工作時擴大施工范圍。更換后的安裝裝置各部位螺絲必須緊固。

3.信號機信號封鎖前的準備工作

每個矮柱信號機基礎穩(wěn)設時就應考慮所設信號機的位置，一次到位。有必要的可利用天窗時間移設舊信號機，高柱信號機在排空試驗后可利用運輸方案進行新舊過渡。排空試驗時列車信號機的轉換和報警都必須試驗，復示信號機與主體信號機、預告信號機與進站信號機顯示的一致性必須核對。排空試驗后，在電源屏電源電壓輸出正常的條件下，應安排專人測試燈絲端電壓及斷絲報警試驗，不合格的及時調(diào)整，避免信號封鎖時調(diào)整而影響整體施工。

4.軌道電路信號封鎖前的準備工作

(1)軌道絕緣應在信號封鎖前一個月利用天窗進行更換，更換完后，必須用加力搬手緊固到規(guī)定的力矩，并請工務部門進行相互確認。

(2)接續(xù)線及道岔跳線可利用天窗進行更換，孔距不標準的可重新打眼安裝，但必須考慮工務部門對鋼軌鉆孔距離的要求。

(3)軌道箱盒的處理：由于提速等原因信號封鎖時間給的越來越短，為此施工單位總是千方百計把信號封鎖前能完成的工作量都提前完成，以縮短信號封鎖時間通常是利用“天窗”時間，把既有軌道箱盒下臥到不侵限、下雨不進水為宜，然后把新設軌道箱按標準穩(wěn)設，這樣信號封鎖給點后，舊接續(xù)線拆除，新接續(xù)線安裝完即可進行軌道電路調(diào)整，減少了拆舊箱盒及新箱盒到位的時間。

(4)送、受電端核對。由于信號封鎖前信號機、電動轉轍機都已試驗，而軌道電路是信號封鎖前唯一沒有被檢查核對的主要作業(yè)項目，信號封鎖中容易出現(xiàn)電路問題。因此，軌道電路是優(yōu)化施工方案的重中之重。通常利用“天窗”時間拆下既有軌道引接線，安裝新設的軌道引接線，既可提前進行軌道電路調(diào)整，同時，進行全站或局部極叉的核對。信號封鎖時，可大大縮短軌道電路調(diào)整時間，為順利進行電動轉轍機試驗奠定基礎。

二、信號封鎖期間的施工組織

1.制訂嚴密的施工方案

信號封鎖期間的施工方案就是作戰(zhàn)計劃，關系全局，必須做好充分的準備。

項目經(jīng)理組織有關工程技術人員，進行現(xiàn)場調(diào)查，征求車務、電務、工務及上級主管部門意見，了解既有設備使用情況，確認好信號封鎖影響范圍，分清哪些工作是信號封鎖前應該施工，哪些是信號封鎖中應該施工，確認具體的工作項目、工程數(shù)量、相互關系和工作順序，以便使每項工作都圍繞關鍵項目來進行。

同時要對每個作業(yè)項目提出具體的作業(yè)時間和安全措施、質量標準及所用材料和工具等，并以作業(yè)單形式進行細化分解，提前兩天發(fā)到作業(yè)小組，使每個人都明確自己所負責的工作。同時主管該工程的技術人員要通過新、舊圖紙核對，了解施工中的每一細節(jié)及新設電路與既有電路的不同點等。落實好需要電務、車務、工務、房建、通信和供電等部門配合的項目，綜合各方面因素，編制出詳細準確、具有可操作性并與實際工作相符的施工方案。

項目指揮長、項目經(jīng)理、主管項目安全的負責人、項目總工程師必須是內(nèi)行，有實際工作經(jīng)驗，他們中的每一個人必須明確信號封鎖期間的作業(yè)項目和主要工程數(shù)量，掌握關鍵路線，運用好網(wǎng)絡計劃技術，組織好流水作業(yè)和平行作業(yè)。

信號封鎖期間參加施工的所有管理干部必須實行分工負責和逐級負責制，分片包干，明確自己的責任、所承擔的任務、完成項目的時間和應達到的標準。這樣才能確保信號封鎖施工安全穩(wěn)定、質量達標、施工進度有序可控，使工程能夠按期或提前完成，因此，編制切實可行的施工方案是實現(xiàn)工程精心組織、精心施工的前提。

2.信號封鎖期間的配合工作

信號設備停用期間的施工配合工作是縮短信號封鎖時間的重要條件。在此期間的施工是以工程單位為主體，電務、車務、工務、房建、通信和供電等部門密切配合，互相支持，團結協(xié)作的整體。首先，鐵路局所屬的施工所在地或車站在信號封鎖前根據(jù)施工等級不同，由專人負責主持召開施工協(xié)調(diào)會，對工程與運輸、房建、工務、電務、通信和供電等部門之間的相互配合提出明確要求，對關鍵問題抓好檢查落實工作，防止不必要的推諉，為施工順利進行提供可靠的保證。其次，信號封鎖期間的運輸組織必須為施工部門創(chuàng)造條件，落實施工單位的合理要求。運輸部門必須正確認識施工與運輸?shù)年P系，即只有為施工中的測試、試驗項目創(chuàng)造條件，施工部門才能按期或提前開通，縮短無聯(lián)鎖狀態(tài)時間，從而確保行車安全。

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【關鍵字】公路施工;優(yōu)化設計;原則;方案

一、公路施工優(yōu)化設計的原因及設計原則

1、公路工程中實施優(yōu)化設計的原因

公路設計方案是公路工程順利建設的基本前提與保障。設計方案的質量，不僅直接影響到公路的正常使用功能與使用壽命，而且與工程造價、工程工期也有著密切的聯(lián)系。近年來，由于我國公路工程項目的發(fā)展過快，在部分工程中因勘察設計周期不合理、地質勘察工作量不足、勘察與設計相脫節(jié)等問題，都導致了原設計方案存在或多或少的問題，甚至影響到工程質量與安全。因此，為了保證公路工程的質量安全，我們除應當切實提高公路設計方案的勘察技術水平以外，還應當采取有效措施，對原設計方案的不足之處進行優(yōu)化與改良。

2、公路施工優(yōu)化設計的原則

目前，公路施工中設計方案的優(yōu)化原則，主要體現(xiàn)在以下幾點：

（1）安全性原則

公路是保障人民群眾安全、便捷出行的重要基礎設施。在對原施工方案的優(yōu)化設計中，應著重體現(xiàn)“以人為本”和“安全至上”的設計理念。例如，對于不良地質狀況和災害體應盡量規(guī)避，優(yōu)選路線方案;優(yōu)化公路的縱平面設計，盡量避免施工中出現(xiàn)長大縱坡或者高填深挖的問題;對特殊復雜的橋梁隧道工程，應進一步開展安全風險的評估工作，確保結構的安全可靠等等。

（2）經(jīng)濟性原則

在優(yōu)化設計中樹立全壽命周期成本的理念，著重對公路工程施工成本的優(yōu)化控制。首先，應在優(yōu)化設計中，將提供工程項目質量與工程耐久性放在首位，使優(yōu)化設計更具備長遠的經(jīng)濟性目標;其次，在優(yōu)化設計中應將成本控制貫徹在施工的各個環(huán)節(jié)中，通過精心設計，與積極應用新技術、新工藝以實現(xiàn)公路工程項目成本的有效控制。

（3）質量性原則

質量不僅是一個工程項目的生命，更是整個公路行業(yè)的生命。這就要求我們在優(yōu)化設計方案中，體現(xiàn)公路質量的要求，不僅能為交通提供高效、方便的外觀質量與功能質量，而且還應具備耐久、安全的實體質量。

二、工程實例概述

在某公路隧道工程的施工過程中，根據(jù)已勘察的地質情況，在原施工方案中采取了各種安全措施，保證了該公路隧道項目的安全施工。但由于該長大隧道的地質變化復雜，前方地質難以預料，在公路的東、西線隧道的施工過程中仍然出現(xiàn)了不同程度的塌方事故，對工程的順利進行造成了極大的影響。如仍采用原施工方案，不僅會出現(xiàn)施工進度受阻和工期延后的問題，而且如處理不當，還可能給工程留下質量隱患，危及到公路項目后期的運營安全。

為此，項目部根據(jù)塌方位置的實際情況，對原有設計方案進行了變更與優(yōu)化設計。塌方位置共三處，其具體情況為：第一處為東線隧道第一試驗段K73+834～+910，長度約76m，在拱部及左側墻共發(fā)生3次規(guī)模較大的塌方，塌穴最深處約有7.2m;第二處為第二試驗段K68+795～+803，長度約8m，在拱頂部位發(fā)生突發(fā)性失穩(wěn)，形成長8m，高8m的漏斗型塌穴;第三處為西線隧道YK66+659～+666段，長度約7m，在拱部及右側墻出現(xiàn)局部塌落，形成長7m，深2m的塌穴。

三、公路施工優(yōu)化設計具體方案的實施

在塌方事故發(fā)生以后，工程項目部及時對原方案進行了優(yōu)化設計，并以最快速度組織人員對塌方現(xiàn)場進行了處理。在優(yōu)化設計方案中，以“安全第一”為設計原則，并以“封閉圍巖、加固兩端、加強支撐”為主要設計思路，分兩階段進行施工處理：第一階段為完成主要設計優(yōu)化的項目（二次護拱、扇形支撐等）;第二階段為后期的加固處理（補打系統(tǒng)錨桿、掛鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等）。

1、塌方影響段的優(yōu)化方案

此次坍塌事故主要對公路隧道段的K73+875～+878（3m）和K73+900～+910（10m）這兩段造成影響。對影響段的優(yōu)化設計思路是加強防護措施，以避免坍塌繼續(xù)向兩段延伸。

（1）因K73+900～+910段位于坍塌段前方，在坍方處理完后，再對該影響段進行處理。處理前，應先噴射5cm厚度的C25混凝土封閉圍巖，對個別危險部位還應打設安全錨桿。

（2）在原設計中，K73+875～+878是已作一次護拱的地段。因此，可在現(xiàn)場安排先噴射5cm的C25混凝土。為保證與K73+875-+845段已作二次護拱段的整體受力，還應采用工字鋼縱向焊接，并焊接立柱于K73+875～+878段鋼支撐上。

（3）架立二次護拱拱架，要鋼拱架縱向間距為l榀/m，并進行二次護拱的施工。當二次護拱拱架安裝完成以后，在拱架與一次護拱間的空洞處，可暫時采用工字鋼進行支撐，要求鋼支撐與巖面應接觸密實。由于二次護拱與一次護拱的間距不大，現(xiàn)場可采取方木壘填，后期再安排進行吹砂作業(yè)，形成一段完整的支撐體系，使其均勻受載。

（4）針對右側邊墻局部欠挖地段，在二次護拱施工完成并達到強度要求后，采用跳槽落底的方法進行處理，并在接頭處每側打設2根鎖腳錨桿，且對稱布設，最后再補打系統(tǒng)錨桿、掛設鋼筋網(wǎng)、噴射10cm厚度的C25混凝土。

2.坍方段的優(yōu)化方案

在對后方的坍方影響段進行加固以后，再安排對坍方段進行處理。其具體優(yōu)化方案為：

（1）利用坍塌堆體搭設簡易平臺，噴射不小于5-10cm厚度的C25混凝土，首先對圍巖進行封閉。

（2）當封閉圍巖以后，對此段圍巖進行支撐加固。在保證凈空的前提下，在拱部搭設斜撐，其縱向采用鋼筋連接，間距0.8m，以確保整體受力，要求斜撐與巖面之間應接觸密實，并在每端采用錨桿進行鎖定。

（3）打設斜撐后，采用移動平臺對左側拱腰處進行檢欠，檢欠在保證安全和盡量不造成圍巖較大擾動的情況下，利用微爆破和人工風鎬相結合的方式進行。爆破后，立即初噴10cm厚度的C25混凝土封閉圍巖，再打設錨桿，架立二次護拱拱架，拱架間采用錨桿進行固定。拱架立好后，應立即進行二次護拱混凝土施工，拱部混凝土厚度不得小于60cm。

（4）在K73+834～+910（共76m）段的二次護拱，全部施工完成以后，再統(tǒng)一對此段進行吹砂密實。在施工護拱時，每20m處預留窗口（共設置3個），要求每個窗口的大小應便于人員進入，且便于加固及維修等工作的開展。在公路隧道工程的襯砌施工到達此位置時，再將預留窗口進行封閉處理。

3、其它優(yōu)化處理措施

（1）在塌方事故處理期間，應安排專業(yè)技術人員對坍塌地段進行跟蹤量測，可采用巖面貼反射膜、全站儀無棱鏡進行量測，前期要求每天觀測兩次，后期也至少每天應觀測一次。對所有量測數(shù)據(jù)進行分析以后，再及時將結果反饋給施工現(xiàn)場。

（2）在塌方段的兩端各50m處，應設置安全警戒線，整個施工過程中，還應派設專人進行觀察，在施工現(xiàn)場中要保證有足夠的燈光照明。

（3）對于圍巖失穩(wěn)地段的支護，應遵循寧強勿弱的原則，并經(jīng)常檢查加固。在施工期間，作業(yè)場地還應常備一定數(shù)量的塌方搶險材料，如方木、型鋼鋼架等，以備急用，確保施工的順利與安全進行。

總結：

在本文公路隧道工程實例中，通過對原設計方案及時快速的優(yōu)化處理，并通過采取切實可行的施工方法，確保了安全施工，并盡可能的減少了工程損失。由于公路工程項目存在點多、線長、面廣的特點，在施工中難免出現(xiàn)各類問題而導致原設計出現(xiàn)變更。這就要求我們根據(jù)工程現(xiàn)場的實際情況，及時做好設計的變更與優(yōu)化工作，以保證工程的安全、順利進行。

參考文獻：

[1] 馬仁波.公路工程變更探討[J].交通標準化，2011（12）.

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【關鍵詞】應用 工程力學 優(yōu)化 技術方案 總結

1工程概況

拉西瓦水電站泄洪底孔除承擔提前發(fā)電期汛期施工導流，同時承擔降低庫水位及庫水位降至2339m左右向下游供水的任務；臨時底孔主要為提前發(fā)電期承擔汛期施工導流，后期進行封堵。底孔、臨時底孔布置相同，均由進口段、有壓段、弧形工作門墩段（包括鼻坎段）組成。進口底坎高程2320.0m，進口設平板事故檢修門，孔口尺寸4.0m×9.0m；工作弧門底坎高程2320.0m，孔口尺寸4.0m×6.0m。

2施工方案說明

2.1原施工方案說明

底孔、臨時底孔除孔口部位有鋼襯外，孔身均無鋼襯。其流道長，深度大，且頂板呈漸變形態(tài)。原頂板投標方案采用規(guī)格為φ273×12mm的鋼管柱支撐（間排距1m×3m），支柱間布設∠752×7的剪刀撐；管柱頂部鋪設Ι28找平梁和Ι25的水平梁形成鋼平臺，其上安裝散裝鋼模板。原支撐方案見圖1。

2.2優(yōu)化施工方案說明

底孔、臨時底孔流道總長73m，流道兩邊墻凈跨距4m，兩邊墻及頂板混凝土均設計有受力鋼筋，頂板混凝土中沿跨距方向受力鋼筋為三層，底部兩層為Φ32，頂部為Φ28，其豎向間距分別為20cm、30cm，平行間距均為20cm。

為加快孔口壩段的施工進度，利用工程力學相關知識對底孔、臨時底孔流道頂板的原施工方案進行了較為科學、細致的優(yōu)化，將流道底部改為鋼筋桁架支撐及吊模。利用流道頂板混凝土中的設計受力鋼筋與新增鋼筋形成吊模的桁架支撐系統(tǒng)。其支撐結構見圖2。

3優(yōu)化方案的科學性驗證

3.1荷載及結構校核計算

3.1.1荷載計算

以雙榀桁架覆蓋范圍為基本計算單元：下弦桿跨度4.35m、順流道長0.6m、混凝土最大澆筑高度2m（流道頂板臺階分層高度控制在1m～2m間，見圖3）。

（1）現(xiàn)澆混凝土重量：混凝土以常規(guī)2500kg/m3、乘以1.25的結構安全保證系數(shù)進行驗算，以均布荷載計為：

q1=0.6m×2m×2500kg/m3×10N/kg×1.25=37.5kN/ m

（2）支撐桁架自重：考慮到設計架立筋與水平桁架上、下弦桿的連接強度，此處以水平設計鋼筋計入桁架自重進行校核，其重量包括桁架上、下弦桿、腹桿、連接筋及設計鋼筋，其單元校核總重為649 kg，以均布荷載計為：

（3）吊模材料自重由螺帽、螺桿、鋼墊板、膠合板、散裝鋼模及鋼圍檁組成，其單元校核總重為368 kg，以均布荷載計為：

（4）施工人員及設備單元校核重量以3人×75kg/人+200kg=425kg計，以均布荷載計為：

（5）混凝土振搗動荷載以均布荷載計為：

q5=5kN/m2×0.6m=3kN/m

（6）混凝土吊罐卸料動荷載計算。

①混凝土吊罐卸料動荷載分析。澆筑施工時，限定混凝土吊罐卸料最大高度不超過3m，分析混凝土吊罐卸料的實際過程，忽略混凝土間、混凝土與吊罐卸料口間的粘滯力，假設卸料只受重力作用；與此同時，混凝土料的實際運動近似流體運動，相對固體自由下落的沖擊力要小的多，加之混凝土下落后，與受料面接觸后會產(chǎn)生錐形堆積，增大受力面積，隨著混凝土料下落量的增多，受料面單位面積承受的動荷載逐漸減小。

考慮到保證吊模的結構安全可靠性，現(xiàn)將卸料流體均勻下落運動轉化為以卸料口為正投影面面積、高1.5m的圓柱形混凝土柱自由落體運動，下落高度為3m，結構轉化見圖4。

圖4 混凝土吊罐卸料動力計算轉化圖（單位：mm）

②動荷載計算。求混凝土柱對吊模模板的沖擊力F，因擬定為固體自由落體運動，則由： 、 、 、 得 &

則由求得量及動量定理公式得： 、 、 、 、 、 得

因沖擊力F沖擊面積為直徑0.895m的圓，而吊模單個吊點承載范圍為流道長向0.6m、流道跨度0.44m，因此，將求出的沖擊力轉化為沿流道跨長方向的均布荷載為：

綜上所列，單榀桁架下弦桿節(jié)點承受集中荷載P為：

則支座反力

3.1.2桁架內(nèi)力計算

截取A點為首個計算節(jié)點，假設N1及N30為拉力，并規(guī)定拉力為“+”、壓力為“C”，由A點處的平衡方程：

由計算可知N1為壓力，N30為拉力。

再截取C點為計算節(jié)點，將已經(jīng)求出的桿件內(nèi)力按實際方向標明，將未知力依然假設為拉力，則由C點處的平衡方程：

由計算可知N2為拉力，N21為壓力。

以節(jié)點法依次類推計算得出各桿件的內(nèi)力值，并標于桁架內(nèi)力簡圖，見圖5。

3.1.3桁架強度及穩(wěn)定性校核計算

（1）桁架腹桿計算。

①桁架腹桿中拉桿（如CD）內(nèi)力最大為Nmax=89.62kN，采用φ28、l=0.83m（腹桿有效計算長度），根據(jù)軸心受力桿件剛度計算公式校核如下：

由 、 得

（公式①）

校核其強度：

由 、

得 （公式②）

因腹桿中所有拉桿選用材料相同、計算長度均相等，校核最大拉力所在桿滿足強度要求，故可知腹桿其余拉桿均滿足強度要求。

②桁架腹桿中壓桿（如AC）內(nèi)力最大為Nmax=88.93kN，采用φ28、l=0.83m，則如下：

根據(jù)公式①求得λ=118.6

根據(jù)公式②求得σmax=114.5N/mm2

因腹桿中所有壓桿選用材料相同、計算長度均相等，校核最大壓力所在桿滿足強度要求，故可知腹桿中其余壓桿均滿足強度要求。

根據(jù)已經(jīng)求出腹桿中最大內(nèi)力壓桿的長細比，應確定該腹桿（如AC）為大柔度壓桿還是小柔度壓桿，之后選用相應的壓桿穩(wěn)定計算公式進行校核。

查表得Ⅰ級鋼筋（HPB235）強度設計值fpy=205N/mm2、彈性模量E=2.1×105N/mm2，則壓桿柔度（長細比）臨界值λp： （公式③）

因此，確定該腹桿為大柔度壓桿，應選用“歐拉公式”對其進行穩(wěn)定性校核，由 、 、 得

因Ncr=90.64kN>Nmax=88.93kN，所以，桁架φ28腹桿壓桿最大內(nèi)力桿滿足壓桿穩(wěn)定要求，故其余φ28腹桿均滿足壓桿穩(wěn)定要求。

（2）桁架弦桿計算。

①桁架上、下弦桿校核單元均采用Φ32、l=0.44m的Ⅱ級熱軋帶肋鋼筋。因上弦桿均為壓桿，所受最大軸向壓力為Nmax=129.46kN（如上弦KM桿），則如下：

根據(jù)公式①求得λ=55

根據(jù)公式②求得

σmax=161.1N/mm2

因校核最大壓力所在弦桿滿足強度要求，可知上弦桿其余各桿即滿足強度要求。

查表得Ⅱ級鋼筋（HRB335、Q345）強度設計值fpy=300N/mm2、彈性模量E=2.0×105N/mm2，根據(jù)公式③求出壓桿柔度（長細比）臨界值λp=81.1> λ =55，則確定此壓桿為小柔度壓桿，應選用軸心受壓桿件穩(wěn)定計算公式對其進行校核，如下：

由λ =55查表得Ⅱ級熱軋帶肋鋼筋（HRB335、Q345號鋼）a類截面中心受壓直桿的穩(wěn)定系數(shù)為φ=0.855，得：

由所求可知，桁架上弦桿滿足穩(wěn)定性要求。

②因下弦桿均為受拉桿，其中最大拉桿（如JL）內(nèi)力最大為Nmax=126.82kN，采用Φ32、l=0.44m，則如下：

根據(jù)公式①求得λ=55

因此，桁架下弦桿滿足強度要求。

（3）吊點螺桿計算。因吊點螺桿為受拉桿，其中最大拉力為2P=38.4kN，采用φ20、l=0.464m，則根據(jù)公式①求得λ=92.8

3.1.4焊縫強度校核計算

桁架弦桿與腹桿的連接方式采用搭接雙面滿焊，搭接長度為20cm，為保證足夠的搭接焊縫長度和強度，特將腹桿在弦桿兩側交錯焊接，兩腹桿拐頭與弦桿搭接相交部分（長度為5cm）不施焊，避免焊接損傷弦桿母材，故單拐實際焊縫長度為30cm（15cm×2面），見圖6。

圖6 桁架弦桿與腹桿焊接簡圖（單位：mm）

弦桿與腹桿鋼筋焊接以直角焊縫計算，得焊角尺寸hf =23mm，則焊角有效計算高度he =0.7hf =16mm；同時，為考慮焊縫的施工缺陷，有效計算長度lw以實際焊縫長度的80%（即240mm）作為計算長度，查表得Q235鋼的焊縫強度設計值為160N/mm2，則根據(jù)以下公式得：

已求得桁架各桿內(nèi)力最大值N=129.46kN

吊模支撐系統(tǒng)主要由桁架受力弦桿及腹桿與垂直于桁架平面的剛性材料固接，形成整體空間框架結構，其實際強度及穩(wěn)定性指標高于單榀平面桁架。因此，經(jīng)驗算可知，主壩底孔、臨時底孔流道頂板混凝土采用吊模施工，其優(yōu)化后的支撐結構承載力滿足強度及穩(wěn)定性要求，優(yōu)化方案可行。

3.2方案優(yōu)化前后對比分析

方案優(yōu)化對比分析詳見下表1。

表1方案優(yōu)化對比分析表

方案名稱 鋼材用量（t） 制作、拉運及入倉手段 優(yōu)缺點比較

優(yōu)化前：門形管柱支撐 124.02 由于流道頂部為兩段坡面組合的漸變段，鋼管支撐的漸變高度為6m～8.2m，將型材拉運至前方，纜機入倉，在流道底部加工為單榀門形支撐，后由倉面吊配合人工吊裝。 因前方交叉作業(yè)，制安干擾大，焊接質量勢必降低；安裝耗時；從底部支撐，漸變段下料制安施工難度大；屬于被動支撐，對混凝土拆模強度要求高、耗時；支撐結構較大，拆模困難。

優(yōu)化后：鋼筋桁架支撐 87 鋼筋桁架體積小，單榀重209.5kg，均可在后方加工廠制作并拉運至前方，纜機入倉后，五名施工人員即可安裝，倉面吊僅起到臨時輔助安裝作用。 后方加工精度高；更有效地實行“三檢一驗”制度，確保了桁架的加工出廠質量；前方安裝快捷、高效，縮短了工期；桁架支撐主動受力，無需底部支撐，大大降低了施工難度；混凝土強度達到70%，方可拆模；支撐結構簡單、輕便，易于拆模。

4結語

吊模工藝在工程施工中的應用日漸成熟，但在水電站大體積混凝土施工中的成功應用為數(shù)不多。拉西瓦水電站泄洪底孔、臨時底孔流道頂板大體積混凝土施工采用吊模工藝的優(yōu)化施工技術方案，應用工程力學相關知識為理論基礎，經(jīng)過科學、合理的驗算及選材，充分體現(xiàn)出建筑施工單位的實踐性。在遵循國家規(guī)范及設計成果的前提下，應用科學的理論知識，并結合施工一線的實踐經(jīng)驗，不斷采用并推廣新技術、新工藝、新設備、新材料、新產(chǎn)品，將進一步提高施工單位的整體技術水平。同時，應用工程力學相關知識對施工技術方案進行科學而合理的優(yōu)化，凸顯其在工程建設中不容忽視的重要作用。

參考文獻：

篇10

關鍵詞：高層建筑；土建施工技術；方案優(yōu)化

中圖分類號： TU208 文獻標識碼： A

一、高層建筑的類型及施工特點

高層建筑指的是超過一定層數(shù)與高度的多層建筑。其高度高、樓層多，然而并不是低、多層建筑物進行簡單的疊加，而是從使用功能與建筑結構等方面，對于高層建筑的特征，提出了很多新的要求。

高層建筑要求施工具有高質量與高度連續(xù)性，組織管理與施工技術比較復雜，除了存在普通多層建筑施工的部分特征外，還具有下列施工特征：工序多、工程量大、配合復雜；施工準備工作量大；施工周期長、工期緊；基礎深、地基處理與基坑支護復雜；垂直運輸量大、高處作業(yè)多；高度高、層數(shù)多，安全防護要求非常嚴格；防水、結構裝修技術復雜，質量要求高；立體交互、平行流水作業(yè)多，機械化程度高。當前，我國高層建筑的類型很多都是寫字樓、賓館、住宅、商場綜合樓等。就其建筑功能特性而言，高層建筑一般可分為下列幾大部分：裙房（公共場所）；地下室（人防、設備層）；標準層（庫房、客房、寫字等）；非標準層（屋頂機房、樓頂餐廳等）；轉換層（技術層）。就工程特性而言，高層建筑有下列特征：施工場地狹小；專業(yè)工種較多，交叉作業(yè)多；預留、預埋作業(yè)量大；吊頂、管井內(nèi)施工較多；設備、材料吊運量大。

工程案例分析

工程概況

某高層建筑高28層，地下2層，建筑總高度197m，建筑總面積為104206m2，工程平面圖為長方形，長為86m,寬56m。地下2層主要是由鋼筋混凝土組成，地上一層兩側是勁性鋼筋混凝土簡體，中央結構是鋼結構，于6 ~10層、24~26層、28層~1層位置設置鋼析架，與抗震墻聯(lián)合。外墻材料使用金屬玻璃。工程由上而下上層是：5.2m淤泥質粉質粘土、0.6m粉質粘土、2m填土、6.7m粉質粘土、9. 2m淤泥質粘上、3.5m細粉砂、4.lm粉質鉆土。

施工難點分析

第一，開挖基坑平均深度為10. 9m，最深處不小于16m，由于建筑周圍有其他建筑，地下埋有管路，施工時不能對其帶來破壞。

第二，施工時只靠地界紅線，并且十分接近地下1室，致使給地下室外墻防水層進行施工帶來很大困難。

第三，地下室頂板承擔的兩側簡體的壓力偏大，所以設置了4榻析架在地下室，平均長度為5516m。

第四，一定要把建筑混凝土簡體垂直度誤差控制在l0mm之下。然而由于建筑帶有許多沒有規(guī)則的外伸鋼牛腿，導致給腳手架與模板施工帶來很大難度。

高層建筑中土建施工技術

（一）深基坑圍護施工技術

1、圍護結構的構成

通過計算，我們發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土圈梁、地下連續(xù)墻、立柱、支撐與圍檁共同組成了圍護結構，采用混凝土構成的是地下連續(xù)墻，然而支撐與圍檁、鋼筋混凝土圈梁則是三道不同的工具；采用工程鋼管樁作為材料的立柱，不僅省時而且省工。

2、技術對策

第一，土抗剪能力偏小，在成槽以前，能夠采用a700mm的水泥對槽壁兩側進行加固，確保成槽的質量，對坑內(nèi)被動土加固要采取劈裂注漿技術進行處理，從而使其抗剪能力加強，使土體加固得以實現(xiàn)。

第二，對于降水主要采用輕型井點降水的方法進行，降水要維持2周左右，使土體固結能力得以加強，從而提高抗剪能力。

第三，分層進行開挖，能夠先適當?shù)耐诮ㄖ車耐馏w，致使其能夠慢慢的釋放，防止突然卸載發(fā)生變形，在挖土的時候，卸載立柱樁周邊土體，保證立柱樁四周土壓力的平衡。

（二）地下室外墻防水施工

1、施工的工序

就當前的形勢來看，高層建筑均會設置地下室，依據(jù)設計要求，一定要做好防水工作，防水層的節(jié)點、端部與貫穿部位的防水要重點關注。通常狀況下，地下室的防水層施工空間非常有限，所以，在地下室結構以前設計人員能夠進行防水層的施工。

2、施工工藝

第一，對底板工程樁端防水層進行施工，要提前清理干凈工程樁四周的垃圾，保證表面的整潔。涂抹防水層在樁周圍，同時樁要使用1層滌綸布環(huán)繞粘貼，再均勻重復涂3～4層涂膜，最后1層涂膜上貼網(wǎng)眼麻片。

第二，墊層接縫處和地下室墻體防水施工工藝，在完成底板下防水層的施工后，在墊層和墻體的接縫處，在滌綸布上刷涂膜，墻體和滌綸布與墊層防水層搭接，充分對上部結構的沉降進行考慮，在墊層陰角處與墻體預留一些長度。

（三）地下室預應力混凝土析架施工

1.預應力混凝土析架施工

建筑地下1層兩簡體間每個軸各有1榻預應力混凝土析架，其中上弦桿采取后張法進行預應力施加，每根上弦桿配4束鋼絞線，施加4000kN的有效應力，超張拉103%。使用4根大梁對稱張拉，每根梁內(nèi)4孔進行對稱對角張拉。施工過程中，張拉時一定要確保頂板均勻受力，防止先澆混凝土造成不均勻約束受力，所以先不澆搗析架斜腹桿與豎腹桿，等到穩(wěn)定上弦梁板中應力以后，然后進行斜腹桿、豎腹桿的支模與澆筑混凝土施工，同時混凝土后澆析架沒有那么容易產(chǎn)生裂縫。在施工過程中，運用排架支撐地下室頂板。

2.監(jiān)測

隨上部結構施工應力漸漸上升，在到5層時達最高點大多數(shù)是測點預應力在20MPa之上，5層變換就沒那么顯著了。在連接上部結構第1道鋼析架后，在2個簡體創(chuàng)造了新的約束，造成應力再次上升，然后就保持平穩(wěn)了。

（四）模板施工的關鍵工藝

在工程應用過程中，有必要針對工程需要，應用大模板拼裝模式，通過應用塔吊，保證架體程序的穩(wěn)定運行，要保證模板和架體之間的空隙，以便下一道工序的順利開展，同時也能夠保證模板的形狀，不易發(fā)生變形的情況，也對墻面光潔度的保持非常有利。為了符合下一道工序高層建設的應用的需求，展開東西簡體的垂直偏差的控制是十分必要的，在一定范圍內(nèi)進行控制。對于不同的結構部位采取相應的模板施工方式。通常要求頂板底模采取1830mm×915mm×18mm雙層涂模的膠合板作面板，采用50×100mm的單根枋作內(nèi)楞作為截面，間距600mm。房屋內(nèi)設置通用48×3.5鋼管滿堂腳手架，當做模板的支撐系統(tǒng)。腳手架主桿橫距是60cm，縱距是50cm，橫桿等距為160cm，縱向桿設剪刀撐每隔320cm進行設置，整體腳手架還應該和平臺進行加固。

（五）混凝土施工技術

在建筑工程的整體施工中混凝土施工技術起到非常重要的作用。在混凝土施工中，因為混凝土具有放熱反應，如果所放的熱量超過混凝土所能接受的拉力范圍，就會導致混凝土發(fā)生大片裂縫的現(xiàn)象，進而直接影響工程質量安全。為了有效防止這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，就一定要合理控制混凝土水化后的升溫、混凝土澆筑塊體內(nèi)外溫差與降溫速度，進而避免產(chǎn)生混凝土裂縫。因此，在混凝土進行施工時，一定要以工程的具體情況與有關的溫度應力計算為根據(jù)來明確混凝土的施工方案。并且再依據(jù)施工方案對相應的勞動力數(shù)量、搗實機器、運輸工具與澆筑設備做好準備。另外，澆筑完成后，在混凝土初凝與終凝之間進行一次振搗，方便清除泌水，從而滿足清理混凝土表面裂縫的目標。

磚砌筑工程施工技術

一定要在砌筑前一天澆水濕潤磚，控制含水率為10～15%。常溫施工不能用干磚上墻，含水率達飽和的磚砌墻不能在雨季時使用。砂漿配合比采取重量比，計量精度水泥為±2%，砂控制在±5%之內(nèi)。使用砂漿攪拌機進行攪拌，攪拌時間大于1.5min。要先盤角再進行砌磚，每次盤角不能大于五層，新盤的大角進行及時吊、靠。如果有偏差就要及時進行修整。要認真在盤角時對照皮數(shù)桿的標高與磚層，灰縫大小要控制好，致使水平灰縫均勻相同。盤好大角后再進行復查，垂直與平整度完全滿足要求以后，然后再進行掛線砌墻。砌筑磚墻一定要雙面掛線，若長墻幾個人都采用一根通線，中間需要設置幾個支線點，要拉緊小線，每層磚都要穿線看平，致使水平縫平直通順，均勻一致。砌磚采取一塊磚、一鏟灰、一擠揉的砌磚法，就是滿鋪、滿擠操作法。為確保磚砌體的穩(wěn)定性與整體性，使荷載可以均勻傳送，防止由于墻體局部受力偏大而發(fā)生裂縫，組砌形式采取上下錯縫，砌磚采用內(nèi)外搭磚法進行。

結束語

土建施工技術在高層建筑中占據(jù)著非常重要的地位，土建工程施工技術關系到建筑物的整體質量水平，本文主要結合實例對高層建筑中土建施工技術方案進行分析，只有做好施工中的每一個環(huán)節(jié)，才能保證施工技術質量，使土建施工順利進行。

參考文獻