地下工程施工特點范文
時間:2023-05-29 15:09:12
導語:如何才能寫好一篇地下工程施工特點,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。
篇1
關鍵詞:城市地下工程工程特點支護
1.地下工程的主要類型
地下工程通常是指在地下開挖的各種隧道與洞室,如鐵路隧道、公路隧道、礦山井巷、軍事地下工程、水工隧洞、地下倉庫以及地下廠房等。地下工程因其具有不占用地面面積,不受外界氣候影響,不干擾城市基礎設施,隱蔽性好等特點而廣泛應用于國民經濟建設和國防工程建設之中。
地下工程可從以下不同角度進行分類。
(1)按使用目的或用途不同,地下工程的類型主要有交通隧道、水工隧洞、礦山巷道、地下廠房、城市地下工程。
(2)按介質環境不同,地下工程可分為土層地下工程和巖石地下工程。從結構設計角度出發,地層環境的不同對于地下工程的結構選型、荷載確定以及結構設計計算方法有很大影響。
(3)按埋深不同,地下工程可分為淺埋地下工程和深埋地下工程。作用于這兩類地下工程上的荷載不同,施工方法也不一樣。淺埋地下工程一般采用明挖法或蓋挖法施工,深埋地下工程一般采用暗挖掘進施工。
2.城市地下工程的主要特點
隨著國民經濟的快速發展,城市地下工程進入了蓬勃發展階段,城市地下工程就一般分類而言屬淺埋的土層地下工程,但其獨特的工程復雜性層出不窮。歸納起來,城市地下工程具有以下特點。
(1)地質條件差
目前,我國城市地下工程埋深多在20m以內,而在此深度范圍內大多為第四紀沖積或沉積層,或為全、強風化巖層,地層多松散無膠結,存在―卜層滯水或潛水。同時我國部分城市,如武漢、南京、杭州、上海等城市,部分區域承壓水位高,承壓水含水層頂板埋藏淺,對地下工程施工影響巨大。城市地下工程的基本特點是地質條件差(多數情況下富含地下水),而在現階段取得準確的地質及圍巖力學參數和設計荷載參數等數據極其困難,給地下工程的結構設計與施工帶來困難。
(2)周邊環境復雜
由于各種原因,城市地下工程的修建滯后于城市建設,尤其是城市地鐵工程往往多建在建筑物已高度集中的地區,在城市道路下面及各種管線附近通過。工施工往往引起地層變形和地表沉降。這些變形和沉降對鄰近固有建(構)筑物和設施的損傷不可忽視。例如,施工將產生一定范圍的地表沉降,當沉降達到臨界值時,將會引起建筑物的傾斜、開裂等,嚴重的可導致建筑物功能喪失;城市中很多高層建筑采用的是樁基礎,地下工程施工引起的地層移動會對樁基礎施加軸向和側向力,這種力將可能導致既有結構的損害。因此研究地下工程在施工過程中對周圍環境的影響及其控制技術就顯得尤為重要。
(3)結構埋深淺、與臨近結構相互影響
城市地下工程具有埋深淺的特點,多在3~20m間,城市地下的管網設施、商業街、停車場等構筑物鱗次櫛比,相互影響,相互制約,給工程的修建帶來眾多設計與施工技術方面的特殊難題。例如,城市中的地鐵工程一般都處在密集的建筑群下,有些工程的基礎與既有建筑物或構筑物的基礎緊鄰,產生相互作用;處于較淺位置的地下管線結構,與深部的大型停車場或地鐵工程形成上、下位置臨接關系;多條隧道的工程又形成平面上的臨接問題,而現有工程的設計理論(強度控制設計)和常規施工技術已經難以滿足保護地鐵工程周圍環境的要求。研究隧道支護結構和周邊建筑物及其他構筑物之間的共同作用,近鄰建筑物的變形以及在開挖過程中建筑結構的內在反應,進而研究其控制技術,是城市地下工程施工應該解決的問題。
(4)圍巖穩定性難于判斷
地下工程的圍巖穩定問題一直是地下工程設計與施工研究的重點問題。對于城市地下工程而言,其地質、環境以及結構方面的特殊性給這一問題的研究增加了特殊的內容。現有較廣泛使用的圍巖穩定性理論認為:在地下工程施工過程中,地下工程周圍巖體發生應力重分布,當這種重分布應力超過圍巖的強度極限時,將造成圍巖的失穩破壞。在淺埋條件下是否存在承載拱對其穩定性判別非常重要,有必要通過監測與研究解決。因此,圍巖穩定性評價是與地下工程施工和運營密切聯系的一項極為重要的研究內容。
3.城市地下工程的支護
基于城市地下工程具地質條件差、周邊環境復雜、結構埋深淺、與臨近結構相互影響等特點,城市地下工程的支護宜采用剛性支護結構或復合式支護結構。
(1)剛性支護結構
這類支護結構通常具有足夠大的剛性和斷面尺寸,一般用來承受圍巖松動壓力。通常采用現澆混凝土,有的采用石砌塊或混凝土砌塊。從構造上看,它有貼壁式結構和離壁式結構。貼壁式結構保持圍巖和襯砌緊密接觸,中間有回填層,但其排水防潮效果較差。離壁式結構的拱圈、邊墻與巖壁相離,其間空隙不做回填,不能加強圍巖的穩定,一般僅適用于穩定或基本穩定圍巖中修建的襯砌結構。
(2)復合式支護結構
復合式支護結構是柔性支護和剛性支護的組合。通常初期支護是柔性支護,一般采用錨噴支護;二次襯砌是剛性支護,一般采用現澆混凝土支護或高強鋼架。復合式支護結構是一種新興的支護結構型式,主要用于軟弱地層,尤其適用于塑性流變地層。復合式支護是根據支護結構原理中需要先柔后剛的思想,先采用柔性支護讓圍巖釋放掉大部分變形和地壓,然后再施加剛性支護承受余下的圍巖變形和地壓,以維持圍巖穩定。
篇2
1.1工程安全事故的可控性
約翰遜的工程事故變化--失誤理論認為:事故的發生是由意外的能量釋放引起的,而這種能量的釋放原由是管理者或操作者未能及時感知或適應工程進行時的變化,造成計劃錯誤或人為失誤,最終造成不能有效控制或屏蔽而出現各種不安全行為或狀態,引發事故。在工程施工安全風險管理實踐中,變化是難免會出現的,雖然這種變化并非是絕對有害的,但是也應及時發現并考慮其可能存在的安全隱患,以便于及時采取措施進行應對。
1.2工程安全風險分析內容的復雜性
風險的存在是客觀的,它是不以人的意志為轉移又超越人的意識而存在的。在工程項目施工的整個過程中,風險隨時隨地都會發生。地線工程處于復雜的地層地質體中,這就造成了工程施工過程中的隱蔽性、復雜性及不確定性等特點,進而不利于通過確切的風險分析方法來找出工程中可能存在的風險,增加了工程安全風險分析內容的復雜性。
2地下工程安全風險管理實踐中存在的問題
2.1地下空間規劃與利用不合理
一方面是地下空間規劃上的專項立法空白,另一方面是負責空間開發利用職能部門,職責分工不明確。前者對城市的整體規劃及軌道交通建設造成嚴重影響,不利于地下工程的施工,增加了施工難度;后者由于多個職能部門不能友好協調,存在管理交叉或無人管理的現象,不能形成一個合心合力局面,這種局面使企業綜合效益降低,并在一定程度上增加了開發難度與風險。
2.2安全風險管理體系不完善
關于地下工程施工安全風險管理,盡管國內已經了一些指導性文件,但是我國的地下工程項目建設安全風險管理,目前還并未建立完善的法規體系,不能準確定位風險管理在項目建設中的地位。這就造成了目前我國地下工程施工安全風險管理的無序狀態,管理內容與流程不規范問題十分嚴重。
2.3缺乏工程安全風險管理經費
在工程預算中,并沒有制定明確的安全風險管理費用使用標準,這就造成了施工方為最大限度的攫取工程利益而減少安全風險管理經費的隱患。這種忽視風險管理,剝削風險管理經費的情況將使工程項目面臨更大的安全威脅。
2.4工程監測有待加強
工程項目中的監測工作是規避風險的又一重要策略。大量的實踐經驗表明,若能夠在工程中嚴格加強工程監測,對項目工程進行合理的安全風險評估,對于提升施工安全度具有重要作用。但目前,各城市地下開發工程中,工程監測市場的不規范直接影響了監測數據的準確性,以及信息化指導施工的有效性。
3地下工程安全風險管理建議
3.1加強工程安全風險管理的法規建設
進一步強化地下工程施工安全風險管理工作,需要建設部、鐵道部及交通部等多個部門的合作,制定強有力的法規作指導和規范。并在法規中將施工安全風險管理費用在整個項目預算中進行明確,以確定安全風險管理費用在工程項目中的重要地位。同時,還要加強審計與監督工作,保障各項費用能夠真正的應用在安全風險管理工作上。
3.2制定科學的安全風險管理計劃
科學的安全風險管理計劃是工程項目管理者進行科學決策的重要依據,對于減少或避免工程事故的發生具有重要意義。風險管理應明確包括辨識分析、風險評估和風險控制,內容分別涉及探明風險源、分析風險因素、根據事故發生的可能性和影響大小評估工程的風險等級以及建立監測系統、采取預防措施規避、轉移和減緩風險等。
3.3建立基于信息化技術的風險管理及預警決策支
持系統為更好地保障風險管理工作的切實到位,應利用先進的信息技術建立相應的風險管理及預警決策系統,以盡可能的克服地下工程項目自身的復雜性及地下空間規劃的不合理性。同時,還應建立施工安全遠程監測系統,利用傳感器將工程建設過程中需要的各種信息及時傳輸到指揮部,由指揮部對數據進行嚴密分析,并加強預警,最大限度的提升地下工程施工安全系數。
4地下工程實行安全風險管理的意義
根據上述分析我們發現,地下工程施工的安全風險管理十分必要,無論是對施工人員個人的生命財產安全,還是整個工程的順利進展,乃至社會的穩定與和諧都有著重要作用。在地下工程建設過程中實行系統化的風險管理,有利于決策科學化,有利于減少安全事故的發生,達到控制風險、減少損失的目的。
4.1促進工程施工決策科學化、合理化
地下工程建設規模較大,施工安全風險管理為整個項目及施工的各個階段風險識別與控制提供了重要依據。結合具體工程制定與之相符合的風險損失模型,可以為管理者提供準確、科學的決策依據,在很大程度上保障的決策的合理化。
4.2降低事故發生的可能性
地下工程施工安全風險管理工作的順利展開,有利于準確預測與評估工程中可能存在的各種風險,根據評估結果采取相應的規避方案并加以落實,能夠更好地保證管理目標的實現,有效降低安全事故發生的可能性。
4.3減少事故后果的損失
地下工程施工安全風險管理可以利用最少的成本保障工程項目達到最達安全系數,減少事故后果的損失,將節約下來的解決風險的費用分攤到生產過程中國,有利于降低工程成本,提升項目獲利。此外,施工安全風險管理還可以為決策者制定合理工期,預算工程成本提供依據,對于減少風險損失具有不可估量的作用。
4.4對社會有積極作用
很多地下工程項目實際上都是國家重要的基礎設施,實施安全風險管理,最大限度保障工程的安全度,提升工程質量,對于國家經濟及社會發展具有不可忽視的作用,有利于減少事故發生造成的經濟損失,形成良好的社會影響。
5結論
篇3
摘 要: “慕課”作為新興的在線網絡課程平臺,為教學過程設計開辟了新的思路和方法。本文針對地下工程施工課程教學過程中存在的常見問題,將“慕課-翻轉課堂”與地下工程施工課堂教學相對接,以課程一個知識點為例構建“翻轉課堂”的三階段教學模式,這種教學模式突破了教與學的時空限制、思維限制,使學生學習不但有廣度而且有深度,提高學生運用所學知識解決實際問題的能力,加大教與學、學與學的互動力度,為地下工程施工課堂教學開辟新的思路和理念。
關鍵詞: 慕課 翻轉課堂 地下工程施工
1.引言
“慕課”是MOOC的諧音,其中“M”代表Massive(大規模),第二個字母“O”代表open(開放),第三個字母“O”代表Online(在線),“C”則代表Course(課程),即大規模開放在線課程[1]。MOOC這一全新的網絡教學模式在全球教育界掀起一場教育風暴,對傳統高等教育模式帶來非常大的沖擊,對于高校課程教學建設提出新的研究課題[2-6]。地下工程施工課程作為城市地下空間工程專業主干課程,其重要性不言而喻,如何在課程教學中融入“慕課”值得我們深入研究。
2.“慕課”的優勢
慕課不是單純的教師講課,而是通過網絡技術,將課堂授課、師生互動、教學過程及學習過程、考核、發證等環節完整地在線實現,使得學習者不需要在規定的時間、地點通過教師課堂授課、布置作業,然后課下練習等傳統教學模式完成學習,而是學習者隨時隨地可通過在線網絡課程完成學習、討論、作業、考核、評價等環節,打破傳統課堂教學在時間、空間上的依賴。真實的課堂或實習實訓場所是師生交流與實踐操作的平臺,進而形成一種所謂的“翻轉式”教學模式[7]。這種教學模式有以下三種優勢:
2.1教學資源豐富。
慕課為大眾提供了一個資源共享平臺,不同于傳統遠程教育平臺的是,慕課為資源提供了一個過濾機制,對于優秀的教學資源采用激勵機制,從而確保課程平臺上資源的質量。
2.2教學方式新穎。
慕課具有開放性、隨時性、互動性、自主性等特點[8]。開放性和隨時性表現在課程資源是公開的、開放的,學習者隨時通過電腦、手機等終端通信設備即可登學習,不受課堂授課地點、時間、內容的限制;互動性和自主性表現在學習者主動通過慕課平臺實時進行討論交流,可以對所學內容進行交流互動,也可以針對教師布置的作業進行交流互動。慕課改變了傳統的課堂教學方式,為推進現代教育信息化做出了重大變革。
2.3教學效果突出。
與傳統課堂教學相比,慕課的教學效果有所增強。在高校里,每一小節課固定時間是45分鐘左右,而人的注意力一般只有十幾分鐘,慕課廢除了滿堂灌的傳統教學模式,很多慕課被制作成微課只有10分鐘左右,知識點也被細化,更能激發學習者的學習興趣。另外,慕課中采用大量的圖片、視頻、多媒體動畫等,提升了學習者對知識的理解能力,從而增強了教學效果。
3.地下工程施工課程教學的問題現狀
地下工程施工是金陵科技學院城市地下空間工程專業必修課,其以“明挖法”和“暗挖法”兩項地下工程基本作業為主線。通過課程學習,學生掌握目前地下工程施工中成熟的技術、方法,培養學生的工程意識和分析實際問題的能力,為后續課程學習和崗位任職奠定必要的理論基礎[9-10]。傳統的地下工程施工教學方式主要是整個班級一起上課,教師利用課件和板書講授理論課程,學生輔以工地現場參觀加深對課堂理論知識的理解,但這種方式在實際教學中面臨諸多問題。
3.1課時有限,實訓效果不佳。
筆者所在院系地下工程施工課程在大四上學期開設,一學期48學時(含課內實踐8學時),一周4課時。學生學習這門課需要掌握地下工程現場施工主要采取的四種技術手段:明挖法、盾構法、掘進機法和礦山法,以及一些相關的簡單支護結構設計方法,其主要面對的是不同工程對象施工方法的選取問題。由于學習模塊較多而課時有限,邊講邊練的方式使得課堂內完成教學任務時間非常緊張,某些實訓任務都是作為作業要求學生在課后獨立完成,這樣使得教師無法監督學生是否獨立完成實訓,學生出現疑問也不能及時得到解決,學習效果大打折扣,很難達到人才培養目標的要求。近些年,筆者嘗試各種改進方法,但成效不足。
3.2知識點更新快,教學內容更新跟不上技術發展速度。
21世紀是地下空間的世紀,隨著地下空間開發如火如荼地開展,地下工程施工技術領域的新技術與新工藝不斷涌現,而大學教材很難及時介紹這一方面的成果,使得教材的更新速度低于技術、工藝的更新速度。因此,在教學上應該結合實際情況,在講授基本知識的基礎上介紹一些最新的施工技術和做法,以跟上地下工程領域新技術、新工藝發展的步伐[11]。這些內容若只從概念上介紹,學生很難理解和掌握,因此需要教師結合工程實踐加以說明,理論與實踐相結合,培養學生對知識點的實際運用能力,才能做到有的放矢。
3.3教學上難以平衡學員的差異化。
地下工程施工課程最大的特點就是選修課多,學科交叉性強,再加上學生學習習慣和理解分析能力存在差異,因此對先修課程的掌握程度千差萬別,而傳統授課方式不可能兼顧每個學生的實際情況,使得學習效果在課程教學中出現很大的差異。基礎差的學生對課程的興趣大打折扣,達不到理想的效果。所以,針對學生的差異化教學一直是教育工作者面對的難題,如何調動不同層次學生的學習積極性值得我們思考。
3.4教學過程中以教師為中心,忽略學生的主動性、創造性和學生的認知主體作用。
傳統教學多數時候依然以教師為中心,教師在教學內容、教學方法、考核方式等方面占主導地位,忽略學生需求和感受,課程的講授按部就班,缺乏對學生批判性思維能力、操作能力和應變能力的培養,導致學生逐漸養成一種不愛問、不想問“為什么”的習慣,容易盲目崇拜書本和老師。教師長期與工地脫離,工程知識得不到及時更新,知識的“教”與“用”發生脫離。同時,在教學中過于強調學生的任務就是消化、理解教師所講授的知識,討論互動學習較少,把學生當作灌輸的對象[12]。時間久了,學生依賴性越來越強,自主學習舉步維艱,課堂完全成為教師的課堂,學生的學習變得被動,教師無法了解學生對知識點的掌握程度,教學效果令人擔憂。
4.基于“慕課―翻轉課堂”的地下工程施工課程教學改革
針對傳統地下工程施工課程教學的現狀,借助“慕課”的翻轉課堂教學模式為地下工程施工課程教學開辟新的思路和理念。翻轉課堂譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”,也可譯為“顛倒課堂”,是指重新調整課堂內外的時間,將學習的決定權從教師轉移給學生。在這種教學模式下,課堂內的寶貴時間,學生更專注于主動的基于項目的學習,共同研究解決工程實際問題,從而獲得更深層次的理解。翻轉課堂為我們展示逆序創新的具體思路與做法:從不同的思維方向思考教學系統,通過教學流程的轉變突破教與學的時空限制、思維限制,改變教師角色,使得學習由淺表學習走向深度學習,這為我們開展信息化教學實踐帶來新的啟示。同時,透過翻轉課堂可看出該信息化教學實踐的智慧亮點[13]。
筆者以地下工程施工課程為例,就其中深基坑支護部分的知識點,從三個方面闡述“慕課―翻轉課堂”教學模式如何融入課堂教學,其教學模式設計如下表所示。
4.1教學方式。
納媳砜梢鑰闖觶在“翻轉課堂”模式下,教師從“以教定學”轉變為“以學定教”。教師備課更關注學生對什么感興趣,學生存在哪些難題。課前通過預習、信息反饋,了解學生學習中存在的問題,有針對性地準備。課中更多地采用自由討論、小組合作、設計焦點話題、興趣話題提問等方式與學生互動,引導學生主動地發現問題――分析問題――再發現新問題――思考問題――解決問題。在整個授課環節中,都是以學生為中心,教師只是課堂教學活動的催化劑,充分調動學生的主觀能動性。
4.2教學內容。
從上表可以看出,教師將大部分理論知識點放在課前由學生自己查閱相關資料自行學習,而將知識點的深入和展開放在課堂教學當中,課后充分發揮學生的主觀能動性,利用課余時間拓展自己的知識面,提高自己的科技創新能力。
4.3教學組織。
從表1可以看出,“翻轉課堂”教學模式將“聽”、“問”和“論”貫穿整個課堂,教師一步一步地引導學生提出問題和分析問題,以致最終解決問題,讓學生在討論過程中對問題深一步分析,所達到的高度是傳統教學模式難以復制的。
5.結語
“慕課”作為一種新興的在線課程模式和共享平臺,為教學過程設計提供了新的思路和方法,這是一種機遇也是一種挑戰。在地下工程施工課程教學設計中融入“慕課-翻轉課堂”的模式,使學生真正成為課堂的主人,而教師只充當課堂教學的催化劑。近兩年的教學成果表明,相比于傳統課堂教學,“慕課-翻轉課堂”模式教學更具包容性、活躍性和實際性,學生的自學能力、自控能力得到顯著提升,后期再通過對課程教學體系的不斷完善,最終實現為企業和社會培養高素質技術應用型人才的目標。
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關鍵詞 地下建筑工程 產業化 發展研究
中圖分類號:G428 文獻標識碼:A
1地下建筑工程的行業特點
與同屬土木建筑工程的橋梁、道路、土石方、房屋建筑等地面設施相比,地下建筑工程建設有其獨特的方面。
1.1地下建筑工程的建設需要采用先進的信息化的組織管理模式
地下建筑工程位于地層中或江、河、湖、海,由于所處地質和水文地質情況的多樣性,使用一般手段很難調查明白。通常用于描述圍巖物理力學性質的各項重要指標和參數在延續的介質中卻往往是不連續的,有時會是非常離散的狀態。加之地層的原始狀態和由于工程實施而引起的動態變化十分復雜,難以建立起準確的符合實際情況的物理數學模型,因此結構的受力、變形和位移等解析計算結果只能起到定性的指導作用或參考比較。大量的不確定因素給工程設計帶來了很大的不確定性。為了保證建筑結構的安全運營和滿足工程設施的使用功能,在工程建設的實際操作中,則要根據客觀情況,及時地修正原來的設計。而且在整個建設過程中勘測手段的使用和依照工程經驗的判斷顯得尤其重要。
1.2地下建筑工程的施工要求生產勞動組織具有高度專業化水平
地下建筑工程施工具有作業場面小、環境條件差、地質影響大、工序流程多等特點。尤其在工期非常緊迫、對工程有特殊要求的情況下,施工組織的難點頗多。施工現場圍繞著開挖、支護、構筑三大基本作業和人、機、碴、料、水、電、風、氣八個要素,組成了多個作業循環,多條物流線。因此施工組織管理就顯得非常重要,要求科學配置,統一指揮,優化組合,動態管理,使之達到時間和空間的高度協調,人和物的有機結合,進而才能實現安全、質量、效率和效益的最優化。現代化的施工管理手段如統籌學、概率論、優選法和電腦技術等在隧道及地下工程施工中都會有比較大的作用。再就是隧道及地下工程施工對機械設備和物資材料特殊的要求。它需要能夠適應特定的空間和環境又能夠滿足效率要求的機械和工具;它需要能夠達到防水、防潮、抗腐、耐蝕而又不會造成地下環境污染的工程材料。
2地下建筑工程建設產業化發展是歷史進步的必然趨勢
地下建筑工程建設事業的發展有利于國土資源的充分開發利用。在形成我國交通網絡,改變我國水利資源條件及油氣能源儲備等方面地下建筑工程具有特殊重要的位置。它又屬于勞動密集型產業,能夠安排較多人員就業。國家在交通和能源建設方面對地下建筑工程有著巨大的需求,具有特別廣闊的市場前景。發展和繁榮這個產業是國家振興和富強的需要,也是人類社會歷史進步的必然。
如國內并沒有形成規模的隧道及地下工程施工專用設備的生產廠家,在組織隧道及地下工程施工時往往要搞所謂的“機械選型配套”,其實就是把用于一般礦山開采和路基土石方挖運的設備拿來塞進隧道,要不就是以高價從國外買進施工生產線。這種殘缺不全的現狀已經持續很多年了,應該盡快改變以促進隧道及地下工程建設事業的發展。因此大量的專用的機械設備和專用的工程材料需要我們自己去組織開發。不然會嚴重阻礙隧道及地下工程建設事業的發展。所以我們要把隧道及地下工程從單一的施工建筑領域帶到產業化的路子上來。那種閉門造車式的“技術研究”是解決不了任何實際問題的,更代表不了這個產業發展的方向,而只會走入“死胡同”。
3地下建筑工程的產業化發展方向及其輝煌的前景
國家快速發展的計劃和目前發展形勢對隧道及地下工程建設的巨大需求。我國已有和正在修筑軌道交通的大城市近十五個,正在規劃和設計軌道交通的大城市有七個,在未來15年內有修建城軌交通的愿望和打算的城市則更多,初步估計到2020年我國城市軌道交通將會達到2500公里~3000公里,其中半數以上為地鐵。正在不斷推進和已部分實施的“南水北調”工程將會開創隧道及地下工程建設史上的新篇章,規劃中的西線方案可能會有多條數十公里長的輸水隧洞以及出現單座上百公里長的輸水隧洞。加上其它水利電力開發、輸送和儲存油氣、煤炭和礦山開采及市政工程,地下建筑工程的規模非常可觀,堪稱世界第一。由此可知,我國快速持久的經濟發展將會給地下建筑工程建設事業帶來空前的發展機遇。
地下建筑工程雖是個老的建筑行業,但從市場需求和社會發展來看,它卻是個有光輝前景的新興產業。我國在地下空間開發利用的規劃和設計方面要做的事情很多,只有少數大城市在這方面走在了前頭,而大多數城市還沒有起步。國內在這方面只有為數不多的可以稱得上有專業水平的設計咨詢企業,覆蓋能力遠遠不夠,所以地下建筑工程的研究、設計和咨詢業是大有可為的。
國家及政府應對地下建筑工程產業化發展給以適當的扶持。國家應將地下建筑工程作為一個相當規模的、綜合性的產業來發展,制訂有利于這個產業發展的相應的法律、法規和政策,鼓勵地下建筑工程建設中所使用的高新技術設備和產品國產化。國家還應出臺政策對相關行業、企業和單位進行改組整合,以有利于形成若干大的建設產業集團,實施專業化管理,避免惡性的無序競爭。地下建筑工程事業的前途雖然光明遠大,但它畢竟是一項很艱苦的工作,很難留住人,尤其是高級人才。國家教育部門和機構應高度重視各個土木院校地下建筑工程專業的建設和人才的教育和培養,使其能夠源源不斷地為國家基本建設事業輸送新的力量。
總而言之,機會空前,時不待我,作為建設者應當抓住目前的良好機遇,為加快實現隧道及地下工程產業化而努力。
參考文獻
篇5
【關鍵詞】地鐵;連續墻施工;問題
隨著我國當今現代化信息技術水平和城市化發展腳步不斷加快,城市規模日益變大,使得城市中人們將未來發展目標逐漸轉向底下空間發展,這樣促進了我國城市化施工工程的建設量和開發空間不斷加劇。同時,也促進了我國地下工程施工質量不斷提高。在深基坑工程施工中地下連續墻作為圍護結構在施工中被廣泛使用。有關設備技術,例如工程施工水平和施工設備的提高和改善,對地下連續墻在施工難度上帶來一定影響。
1 地鐵地下連續墻施工施工要求
地鐵地下連續墻工程施工技術是地下工程施工當中非常重要的技術,已經通過多年來的發展和實踐證明。當前地下連續墻應用較為廣泛的施工技術是現代化挖掘設備,采用泥漿作為工程施工主要原材料,針對窄而且深地下深槽進行挖掘過程中,澆筑混凝土進而形成一道良好的具備不同種類功能地下連續墻。根據工程施工要求我們可以將地鐵地下連續墻劃分為地下防滲強和地下連續墻兩種類別。
工程施工安全一直也是工程施工建筑中首要關注的頭等問題,特別是地下工程施工質量問題。地下連續墻由于具有獨特的結構作用,當中一直備受施工企業關注的問題就是施工質量。地鐵地下連續墻工程施工要求首先要滿足震動性的可能比較小,并且對周邊環境并不會造成非常大的作用和影響,在工程施工過程當中也不會對周圍人們日常中的生活造成變化和影響。另一方面就是地鐵地下工程施工具有較高的密集性,同事還是現代化城市地下施工工程重要核心施工工程,一定要具有整體的突出性特點,總而言之就是取保工程施工具有較高的堅實性,可以有效的雨外界雜音隔離,最重要的一點就是可以承載較強負荷能力,這對地鐵地下工程施工尤為重要。同時地鐵地下連續墻施工建設應該具備較強的地下防水防滲和擋土能力。
2 地鐵地下連續墻工程施工技術要點研究
2.1 地鐵地下連續墻工程施工要求
地鐵工程施工技術迅速發展過程中,地下深基坑、連續墻以及地下室建設直接影響著我國地鐵工程施工建設質量和工作效率。地鐵地下連續墻工程施工建設對施工質量要求不斷增加,要降低周邊環境和震動性對其建設產生的影響。另外,為了確保地鐵地下連續墻的穩定性和堅實性,就應該在工程實際施工建設中嚴格控制墻體自身承載能力和承受負荷壓力,最大程度的確保地鐵安全行駛。
2.2 工程施工準備
地鐵地下連續墻施工建筑中,前期工作準備效率直接影響著工程施工建設整體質量。工程施工準備工作開展過程中,首先要合理科學的進行場地選擇,并且圍繞具體的工程施工場地整體范圍設計出相應工程施工工作準備安排和施工設備調試。施工場地確定之后,首先要在工程中各個施工環節中做好全面地基穩固工作,例如安置鋼筋籠,澆筑混凝土過程中需要機械設備等等。充分做好不同施工環節中質量管理和控制,進一步合理有效的確保工程施工人員更容易參與到地鐵地下連續墻實際工程施工當中。
2.3 導墻工作要點研究
地鐵地下連續墻工程施工過程中,施工內容和導墻設計主要包含有鋪墊層、放線測量、立模板、開挖導溝、槽段識別、內側外側回填夯實以及澆筑混凝土等工程工藝流程。地鐵連續墻工程施中,建設導墻直接影響到整個地下連續墻施工工程整體質量的好壞,因此為了保證地鐵地下連續墻工程施工整體質量,一定要做好導墻施工工作。
2.4 連續墻工程刷壁技術
工程施工過后地下連續墻墻體本身會粘著大量泥土,這對地鐵整體工程施工和地鐵正常運行存在這很大安全隱患。因此,在地鐵地下連續墻完工之后,進行刷壁工作處理就顯得尤為重要。在地下連續墻刷壁處理工作實際進行過程中,應該嚴格控制連續墻刷壁質量,不能將泥土遺留在墻壁表面,為了能夠達到這樣刷壁標準,往往會將地下連續墻刷壁次數嚴格控制在二十次左右。在地下連續墻刷壁處理工作進行中,還要保證墻體中接頭面上新舊砼相互緊密融合,可以有效的清理地下連續墻兩面墻之間產生的泥土,降低地鐵在施工過程中由于地下連續墻滲漏事故產生。
2.5 墻體進行混凝土澆筑
為了更好的提高地鐵地下連續墻抗震能力和承載能力,在地下連續墻施工建設中還應該對墻體本身進行澆筑混凝土處理。現階段我國地鐵施工工程中,澆筑混凝土主要采用的是輸送管澆筑方式,可以將混凝土通過管道輸送到墻體中完成地下連續墻墻體施工和混凝土澆筑工作。
3 地鐵地下連續墻工程施工中存在問題及其解決策略
3.1 滲漏問題
地鐵地下連續墻施工采用鋼筋混凝土建筑結構,從混凝土結構角度而言,地下連續墻墻體本身較厚,防水能夠達到實際使用標準,但是由于工程整體圍護結構主要是由槽段相互連接構成,各個槽段節點之間會出現滲水現象。按照以往的經驗來解決這一問題,通常槽段節點漏水現象經常出現,針對這一問題可以從以下幾個方面解決:安裝鎖口管時對鎖口垂直度嚴格控制,設計中心要和中心相互吻合,底端插入底槽40cm左右,盡可能確保鋼筋混凝土倒灌。上端口用鋼筋扁擔夯實,扁擔兩端牢固在導墻槽中,防止混凝土澆筑時鎖口管移動。同時更應該注意的是槽段各個節點中不用夾帶泥土,在工程施工之前要對各個接頭進行刷洗,嚴格控制每一個導管埋入混凝土中的深度,堅決不能出現導管拔空現象。
3.2 鎖口管提拔問題
地鐵地下連續墻施工中常見的問題也有鎖口提拔困難,為了解決這樣問題,可以采用的預防方法是講混凝土澆筑和鎖口管提拔相互結合,澆筑混凝土記錄當做是對鎖口管提拔時間有效的控制根據,和混凝土凝固時間相結合規律和實際施工實踐,混凝土澆筑開始之后的2~3和小時就可以對鎖口管提拔,每個0.5小時提拔一次,按照混凝土開始凝固時間,等到混凝土澆筑結束7小時之后,將鎖口管提拔即可。
4 總結
地鐵地下連續墻工程施工前精心組織和策劃方案,施工過程中嚴格管理,進而確保地鐵地下連續墻工程施工整體質量,并為日后地鐵地下工程結構施工的順利進行提供條件,另外一方面還可以較好的實現地下工程施工階段對周邊環境的保護,地鐵地下連續墻生成的圍護工程結構功能同時也是工程施工中基坑挖掘安全的重要保障。現代化城市發展過程中,建筑環境相似日益增多,該地鐵地下連續墻工程施工為其他施工中出現問題提供了借鑒。
參考文獻:
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【關鍵詞】地下工程;風險;分析
中圖分類號:U45 文獻標識碼:A
一、前言
地下工程在近幾年比較流行,由于城市發展的原因,城市的可用空間不斷的縮小,這就要求城市往地下發展,地下工程的風險控制將成為其建造施工中需要注意的重點環節。
二、、地下工程中風險因素的分析
地下工程建設的特點是:社會影響范圍較大、作業場地狹小、較多的不可預見風險因素、復雜多變的施工環境、較多的施工項目、較長的施工周期以及較大的投資規模。
風險的發生包括外在和內在因素兩個方面,主要包括以下幾個方面:
1、環境的影響
(一)、自然環境的影響
自然環境包括水文地質條件、天氣氣候條件等,這些是我們宏觀可見的。還有就是地下工程通常對地上的交通也會帶來影響,而地上交通的壓力本來就很大,再加上地下的工程就使得地質更加脆弱從而更易受到侵害而導致地質災害。而地下的環境更是有很多不可預測性。這對我們的勘探特別是工程中的勘探以及數據的更新提出了更高的要求。
(二)、施工環境的影響
施工現場周圍的建筑物和周邊環境,無論在地下工程施工建設時采取何種工藝和手段,都會不可避免地受到一定程度的影響。周邊環境包括:周邊社會群體和環境、周圍道路和管線狀況、具有文物價值的建筑物、地下工程與建筑物的距離以及地面建筑物的類型等,工程建設的風險系數會因各種因素而升高。
2、工藝水平和工程施工技術
施工隊伍的業務水平和施工機械設備的精度,直接影響地下工程的工程建設風險。由于地下工程工藝水平和工程施工技術一般比較復雜,因此如何選擇施工工藝和執行好施工方案,是風險技術控制的關鍵。根據不同的地質條件、工程特點和難點、工藝要求,選定不同的施工方法。工程建設會因為人為失誤或操作失誤增加工程風險。此外,工程建設風險也受到施工人員的技術水平、安全經驗和意識,以及施工條件和工程周期的影響。
3、工程體系不夠完善
在地下工程規劃、設計、施工、運營期的全壽命周期中,工程建設的決策、工程項目管理及施工組織設計是最為重要的環節。比之于其他項目,地下工程具有較大的風險投資和極強的隱蔽性等特點,任何一個階段都會在組織、管理和決策上遇到困難。因此從立項開始,如何合理選擇施工工藝、設計方案、工程場地;如何使環境所受到的工程影響降至最低限度;如何使工程建設的社會效益和經濟效益得到提高,以及如何使“可持續性”和“和諧”因素貫穿整個工程建設,每一個步驟的執行和決策都影響著工程建設的風險系數。由此可見,種類繁雜和多樣性,是地下工程項目風險因素的特點。較大的風險始終存在于工程運營、實施和決策等各個階段,同時整個工程項目的壽命周期也都有風險貫穿其中,為了保證順利實現工程建設項目,引入風險管理理論指導實際施工過程的做法迫在眉睫。
三、地下工程風險管理研究現狀及問題
我國的地下工程風險管理比之于發達國家,仍然處于起步階段。相對比較短的工程實踐和研究時間,較晚起步的地下工程安全風險管理研究應用,而且研究在管理方面的進展也是初步的。不過我國已經在上世紀末陸續開展了相關學科的研究工作。上世紀90年代,丁士昭教授對我國的上海、廣州地鐵隧道工程中的保險模式及建設風險進行了研究;黃宏偉等人所開展的風險管理研究,其研究重點在地鐵運營和建設階段,在整體上給出如何控制、分析地鐵不同階段中風險因素的思路;分析基坑工程風險方面,毛金萍、仲景冰和李惠強等人在分析深基坑支護結構方案風險時采用了事故樹的模式;以同濟大學為主,對滬崇通道的財務分析、運營事故控制以及施工風險管理等各個方面所進行的風險評估研究,是國內第一個大型項目中應用到風險分析技術。
近些年,實際工程領域中,安全風險管理的發展較為迅速,尤其是在地下工程項目中,風險評估與分析得到了大量的應用。地下工程在實際應用安全風險管理時,其實施負責的主體是各個巖土工程咨詢公司和科研單位。一些工程科技公司自主研發的管理系統軟件已經在建筑工程、越江隧道和地鐵工程等多個領域得到了廣泛應用。目前地下工程的安全風險管理實踐與研究在我國的發展已經取得了實質性的突破,但風險評估與分析扔是目前側重的主要方向,監測系統是布置和開展較多的方面,未能深入研究控制方法和風險預警,安全風險管理系統的整合尚不統一,已經開發的安全風險管理系統,其功能較為簡單,對基礎數據和地理信息系統的支持不夠,且較低的信息化水平,使信息化風險管理平臺的建設不足,適合地下工程建設實際和符合安全風險管理體系的系統平臺極度缺乏。目前我國地下工程風險管理依然存在著如下問題:風險管理體系仍然較為被動;缺乏有效規范的風險管理及風險接受等級和準則;相對分散的風險管理系統以及錯誤認識風險評估標準和對風險的定義等。
四、地下工程的風險分析
隧道、地下廠房洞室群等地下工程項目具有項目投資大、技術復雜、建設工期長、建筑安裝實物量大、項目涉及面廣等特點。其建設和運行中存在不確定因素,且這些不確定因素具有很大的突發性和偶然性。因此,為降低諸多風險因素對工程項目造成的不利影響,有必要在隧道及地下工程設計系統進行有效的風險研究,從而及早識別風險源和不確定因素,并采取相應的安全設計措施。
對于隧道等地下工程而言,可以將風險定義為在以工程項目正常施工為目標的行動過程中,如果某項活動或客觀存在足以導致承險體系統發生各類直接或間接損失的可能性,那么就稱這個項目存在風險。而這項活動或客觀存在所引發的后果就稱為風險事故。地下工程風險分析的基本內容如下圖1所示。
在地下工程的風險分析中,工程中存在著大量的不確定性因素是其最重要的特點之一。不確定性因素包括地質的、工程的和計算的因素,以及地應力和巖體強度參數等。
五、風險管理的基本步驟
隧道及地下工程風險管理的基本步驟大致可分為三個方面:風險辨識、風險評估、風險決策。
1、風險辨識
風險的辨識是首先找出可能產生的風險的位置及產生風險的因素,它是風險管理的基礎。主要是要回答以下問題:有哪些風險應當考慮;引起這些風險的主要因素是什么;這些風險所引起的后果嚴重程度如何。它就是要找出風險之所在和引起風險的主要因素,并對其后果做出定性的估計。風險辨識是進行風險分析時首要進行的重要工作,它能幫助我們對問題做長遠的、全面的考慮。
風險辨識所使用的主要方法包括:分析的方法(分解法、合理預測、故障樹);專家調查方法(Brain-storming、德爾菲)等。
按照工程的時間順序,可將工程風險劃分為:開工前、施工中以及完工使用。
2、風險評估
風險評估就是對危險發生的概率及其后果作出定量的估計,也就是對風險作出定量的量測。它有主觀估計與客觀估計之分。對客觀估計比較容易進行定量計算并容易被人們所接受。但是由于地下工程資料的缺乏,使得我們對地下工程進行風險評估時不能單純依靠客觀估計,必須引入主觀估計。
風險評估所使用到的主要方法有:常用的概率分布法、概率樹、外推法、蒙特卡羅法等等。
3、風險決策
風險決策是對存在的風險如何處理的問題。對一個項目進行風險評估并不是風險越小越好,風險越小意味著使風險減少的投入越大。在項目風險識別、評估后,要根據項目總體目標,規劃并選擇合理的風險管理對策,以盡可能的降低項目風險的潛在損失和提高對項目風險的控制能力。
一般而言,風險管理主要有以下的四種對策:風險避免、風險緩和、風險轉移以及風險自留。
六、結束語
地下工程的風險分析工作是規避風險的第一步,因此,要想盡量的避免風險就必須做好對風險的分析工作,只有做好了風險分析才能夠有針對性提出應對措施。
【參考文獻】
[1]航.姜樹元.風險管理[M].臺北:中華企業管理發展中心,1998.
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關鍵詞:水利;土石方;施工技術;工程
中圖分類號:TV文獻標識碼: A
1、引言
我國的土石方施工從20世紀50年代才開始發展起來,并在改革開放后進入了快速發展時期,主要應用各種重型土石方機械和配套設施,在爆破技術和施工方面已處于國際領先水平。土石方施工是水利工程建設的基本項目,其特點是受環境影響大、工程量大、施工面積大、施工條件復雜等,因此土石方施工質量的好壞將直接影響整個工程的質量。我國的水資源分布不均勻,特別是最近幾年,常常發生洪澇災害等自然事故,對人民的生命財產安全危害很大。為了減少這些災害的發生,我國主要依靠水利工程來控制地下水和地表水,因此快速發展水利工程很有必要。為了保證水利工程的施工質量,則要提高土石方施工技術。
2、土石方施工
2.1機械化施工
土石方施工機械種類繁多,包括推土機施工、鏟運機施工、平土機施工、松土機施工、單斗挖土機施工、多斗挖土機施工、碾壓機和夯實機械施工等。其中,推土機、鏟運機和挖掘機使用最廣泛。
(1)推土機
推土機是土石方施工的主要機械之一,由拖拉機和推土鏟刀組成,是一種自行式的挖土和運土工具,常用的推土機的發動機功率有45Kw、75Kw、90Kw、120Kw等。按鏟刀的操作方式不同可分為索式和液壓式,按推土時的行走方式不同可分為履帶式和輪胎式。其特點是操作靈活、行駛速度快、運轉方便、工作面積小、轉移方便,可以爬30O左右的緩坡,應用范圍廣。推土機工作時以切土和推土為主,常用的推土施工方法有下坡推土法、分批集中,一次推送法、并列推土法、溝槽推土法、斜角推土法。
(2)鏟運機
鏟運機可以一次性完成挖土、裝土、運土、卸土和平土施工工序的全方位機械。鏟運機按操作方式不同可分為鋼絲繩操作和液壓操作,按行走方式不同可分為自行式和拖式。其特點是操作簡單、行駛速度快、能獨立工作、受地形限制小、生產效率高等。
2.2工程爆破技術
工程爆破技術是利用炸藥爆炸的能量來破壞某種物體的結構,是水利工程施工的主要手段之一。機械化施工水平的不斷提高,炸藥制作和起爆器材的日益更新使得工程爆破技術也不斷得到提高。爆破技術從原來的手風鉆為主發展為潛孔鉆為主,且由低風壓向高風壓發展,為鉆孔直徑的加大和速度的提升提供了可能。在施工中主要采用反井鉆機和多臂鉆機,大大提高了鉆孔技術。
爆破作業的步驟是,首先向要爆破的介質鉆出的炮孔或者開挖的藥室、藥室表面敷設炸藥,再放入起爆雷管,最后引爆。按照藥包形狀和裝藥方式的不同,可以把爆破方法分為三類:
(1)炮孔法:在要爆破的介質內部鉆出各種孔徑的炮孔,經過裝藥、放入起爆雷管、堵塞孔口、聯線等工序起爆,是巖土爆破技術的基本形式。
(2)藥室法:在山體內開挖坑道、藥室,裝入大量炸藥的爆破方法。這種方法一次爆破下來的土石方數量不受限制,且每個藥室裝入的炸藥可以在千噸以上。適用于露天開挖塹壕、填筑路堤、基坑等工程,特別是露天礦的剝離工程和筑壩工程,能有效地縮短工期、需要的機械設備少,且不受季節和地方條件的限制。
(3)藥包法:不需要鉆孔,可直接將炸藥包貼放在被爆物體表面上進行爆破。適合于清掃和二次爆破地基上的破碎大石。
工程爆破技術主要有深孔臺階爆破法、定向爆破筑壩法、巖塞爆破法等。其中定向爆破筑壩法是水利工程應用中的一種快捷、高效的施工方法。最先在我國使用該方法是在1959年的東川口水電站,迄今為止我國已有60座水庫采取了這種方法,技術上已達到國際先進水平。顯著的優點有:一、施工機械不需要大型化,對施工道路要求不高;二、可以同時完成采石、運輸和填筑,節約時間,減少人力、物力;三、施工進度快,且一次爆破所堆積的高度就可以達到攔洪高度。
3、土石方明挖
在水利工程中,土石方明挖主要是對建筑物基礎、導流渠道、溢洪道、引航道、地下建筑物進出口等部位進行露天開挖。土石方明挖主要有:一、對工程規模大,開挖場面寬廣,地勢平坦,適合大型化機械施工;二、對工程規模不大,地勢陡峭,不適合機械施工,只能依靠施工技術的提高來進行的。我國土石方明挖施工具有的特點是:
(1)工程量大、工期短。
(2)開挖深度大,容易形成高邊坡,且施工難度大。
(3)施工地質復雜多變,設計依據的地質與實際開挖的地質相差較大,需要及時修正,影響工程進度。
(4)為加快進度,常采用邊澆混凝土、邊開挖的方式,對工程施工的干擾大。
(5)露天作業受環境影響大,無法事先預計。
3.1施工機械
我國土石方明挖施工技術起步晚,施工機械引進慢,很多大型水電站工程都經歷了半機械化逐步向機械化發展的過程。到20世紀60年代末,施工中的機械化水平還是很低,主要采用的依舊是手風鉆設備、挖掘機和自卸汽車等,整個工程效率低下。直到20世紀末,施工技術的機械化水平才開始快速發展,主要采用的機械設備是鉆孔、運輸、挖裝機和其它輔助機械,它們可以配套使用。
3.2 控制爆破技術
控制爆破技術是通過一定的技術措施來嚴格控制爆炸能量和爆炸規模,并使爆破的聲響、飛石、傾倒方向、破壞面積、坍塌范圍在一定限度內的爆破方法。控制爆破技術在水利工程中應用廣泛,一般有定向爆破、預裂爆破、光面爆破、微差控制爆破等。控制爆破技術要控制的是:
(1)控制爆破破壞范圍。只爆破需要拆除的部分,保留不拆除部分的完整性。
(2)控制爆破后物體的傾倒方向和坍塌范圍。
(3)控制爆破時飛石的飛散距離,空氣沖擊破強度和噪音強度。
(4)控制爆破時引起你的建筑物地基震動和對附近物體的震動影響。
(5)水下沖擊波強度和涌浪等。
先進的爆破技術的應用,能夠有效的保證開挖質量和施工進度,并有效解決了特定部位爆破需要,降低了工程難度。
3.3 高陡邊坡開挖
我國高陡邊坡開挖工程特點是:工程規模大、邊坡地質復雜多變、邊坡穩定性對工程影響大、邊坡設計和施工要求高等特點。近年來,大型水利工程明挖施工的高陡邊坡較多,開挖要求嚴格、技術復雜、難度高,促進了我國高陡邊坡開挖施工技術水平的提高。在水利工程中的高陡邊坡開挖施工流程應按照“自上而下”開挖原則進行施工,且施工步驟應為:先清理表面植被,再進行土方開挖,后進行石方開挖,順序不能改變,必須嚴格遵守。
(1)清理表面植被。清理的表面植被范圍必須延伸至距離施工圖所示的最大開挖邊線外側至少5米,樹根挖出范圍必須延伸至距離施工圖所示的最大開挖邊線外側至少3米,并要保護范圍外的天然植被。
(2)土方開挖。土方開挖要按照從上到下分層分段進行,用挖機進行逐層剝離,并制造一定的坡度用來排水,在開挖時要注意避免在邊坡穩定范圍內積水的形成。
(3)石方開挖。石方開挖位置距離主壩和壩上建筑物較近,一般采用人工手持風鉆打孔、人工裝藥、電雷管爆破等。
3.4 土石方平衡
土石方平衡是整個水利工程中的關鍵環節之一,在工程規劃、設計、施工中處于相當重要的位置,且在整個工程中占有的投資比重較大,因此土石方平衡的妥善處理,可以有效節約投資資本。我們要根據地質對開挖的石料進行評價,再進行土石方數據平衡工作,合理規劃整個工程的開挖、填筑和方量,促進工程進度。
4、地下工程施工
地下工程施工特點有:施工條件差、工藝復雜、工序多;工作面小,干擾大;進度慢、工期短;質量要求高、安全問題突出。隨著我國水利工程的建設和發展,地下洞室的規模也在不斷增加,地下工程的施工規模、施工難度、施工技術水平和施工速度已經達到世界先進水平。
影響地下工程施工的主要因素是:洞室圍巖的性質,洞室的大小特征、施工條件。施工的主要類型:暗挖法、明挖法、特殊施工法,明挖法是地下工程常用的施工方法,具有施工速度快、工期短、作業面多、工程造價低等特點。地下工程施工技術主要有盾構施工技術、鉆爆法施工技術、TBM法施工技術、特殊開挖施工技術。盾構施工技術是地表以下土層中暗挖隧道的一種現代技術
5、土石壩施工技術
迄今為止,我國已建成的8萬多座水壩中,土石壩約占90%左右。土石壩施工技術簡單、維修方便、加高、擴建、培厚簡單。最近幾十年,隨著土石方施工機械的大型化和高效化發展,巖土力學理論和計算機技術的應用,使土石壩得到快速發展。目前我國最高的土石壩是高154 m 的小浪底斜心墻堆石壩。
6、結語
土石方施工技術在水利工程中的不斷應用,要根據具體的施工要求和地質等要求,合理選擇不同的施工技術。特別是在復雜地形和特殊地質條件下,施工難度更大,因此要不斷提高土石方施工技術水平,克服各種挑戰,加強土石方施工技術的全面管理,提高機械化水平,保證水利工程質量。
參考文獻
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篇8
【關鍵詞】土層;加固;特殊;方法;技術
人工利用冷凍方法有目的地為建設施工服務。從近代,煤炭建設者們將人工凍結技術應用于礦山井筒開挖建設,從20世紀80年代中期開始,凍結圍護技術逐漸從礦山建設推廣到各類市政工程的應用中,在北京、上海、廣州以及南京的城市地鐵施工中,采用凍結技術成功的完成了一些隧道建設施工。
1 凍結法的概念及主要技術特點
1.1 凍結法的概念
凍結法主要是利用人工制冷技術,使地層十層中的自由水凍結,并將土層中礦物質顆粒
膠結成致密整體凍土,使土的強度和穩定性增強,并具有止水的性能。
對地下土層實施凍結是通過凍結管來完成的。將凍結管放置在土層內,凍結管內的冷凍媒流入進管和回管,通過與地層進行冷、熱交換,將冷量傳遞給周圍地層,而將地層中熱量帶走,由此使凍結管周圍地層由近向遠不斷降溫,逐漸使地層中的水變成冰,把原來松散或有空隙的土層礦物顆粒通過冰膠結在一起,形成不透水的凍土柱。若干個這樣的凍結管排列起來,通過凍結管內的冷媒不斷循環,使這些凍結管周圍土都凍成凍土柱。隨著凍土柱半徑不斷擴展,相鄰凍土柱就會相連形成冷凍墻。
2 凍結法施工技術的分類
在地下工程施工中有豎向開挖施工,也有水平或者斜向開挖施工,根據地下工程的開挖需要,可以將凍結法分為垂直凍結技術、水平凍結技術和斜式凍結技術三種。
2.1 豎向凍結主要用來隔絕來自側向的地下水以及抵御側向的土壓力,例如:礦山中開鑿豎井筒、深基坑施工中的支護工程等均屬于豎向孔凍結技術。
2.2 水平凍結技術主要用來隔絕來自上部和側向的地下水以及抵御上部和側向的土壓力,例如:城市地下鐵道的隧道施工等。
2.3 斜式凍結技術主要用來隔絕來自上部和側向的地下水以及抵御土上部和側向的土壓力,例如:城市傾斜隧道或者是地鐵之間傾斜連接通道等隧道施工。
3 巖土凍結方法
在工程施工中,人為地對巖土實施凍結的方法主要有低溫鹽水法和液氮法這兩種方法。
3.1 低溫鹽水法。低溫鹽水法又稱為間接凍結法,是以氨、氟利昂或其他物質作為制冷工質,經過制冷壓縮機對制冷工質進行壓縮、節流膨脹的反復循環做功,將鹽水降至負溫,由負溫鹽水作為傳遞冷量的媒介,將冷量傳遞給需要凍結的巖土層,達到凍結局部巖土的目的。間接凍結法是由氟利昂(或氨)循環系統、鹽水循環系統、冷卻水循環系統三大循環系統構成,使用低溫鹽水法制冷通常可獲得-20℃~-35℃的低溫鹽水。
3.2 液氮法。液氮法又稱為直接凍結法,主要采用液氮作為冷源物質。液氮在1個標準大氣壓下的蒸發溫度為-196℃,因此,采用液氮法制冷可獲得-196℃低溫鹽水。采用液氮進行凍結土壤具有快速和便利的優點
4 冷凍方式的選擇
低溫鹽水法和液氮法兩種方法既可獨立應用,也可組合應用,在工程實踐中具體選擇采用何種形式的冷凍方式需要根據施工現場的環境、支護的要求、工程施工的工期要求以及資金情況等諸多因素來確定。由于低溫鹽水法和液氮法分別在設備器材要求、用電要求、冷凍速度、現場的操作管理復雜程度和所需要的投入費用等方面差異較大,因此,需要進行認真比較后根據實際情況來選擇。
5 凍結法技術主要特點
地地空間施工方法主要有暗挖法(即新奧法)、逆作法、盾構法、非開挖埋管技術等,凍結法僅僅是地下工程施工方法中的其中一種比較特殊的施工方法。由于城市建設規模的擴大,地下建設所面臨的地質環境越來越復雜,對地下施工技術的要求也越來越高,凍結法施工具有加固效果可靠、封水性能良好、適應廣泛、應用靈活等種種優點,使得這些年來凍結法在城市地下施工中逐漸顯現出其特有的生命力,這主要體現在以下幾個方面:
5.1 凍結法加固巖土能增加土體的強度和穩定性。地層經過凍結之后,受凍的地層抗壓強度明顯提高,根據實驗凍土瞬時極限抗壓強度可達到2~10MPa。
5.2 凍結法加固巖土具有良好的止水性能。巖土經凍結后,土中礦物質顆粒膠結成致密的整體凍土,凍土具有很好的封水效果,可保證開挖工作面在不滲、不漏的無水條件下作業;并且其適應性也很強,這種方法可以適用于多種地層和各種復雜的地下工程,尤其適用于含水量大、地質軟弱、采用其他方法加固有困難的地層或難于施工的地下工程。
5.3 凍結法回固巖土具有良好的整體性能。在冷凍之前,地下土中礦物質顆粒是分散的、相互關聯性差的土層,不具備抵御側壓力和止水的能力;但巖土經過凍結之后,在凍結體內部不會存在縫隙,并形放是一個完整的支護體。凍結體是一個整體,在凍結體的遮護下,可以保證隧道掘進和基坑開挖過程施工的安全。
5.4 凍結法特別適合在含水量大的軟弱地層中采用。在城市中進行地廠工程施工,常會遇到含水量較高的軟弱地層,采用其他方法來加固土體難于奏效。另外,城市地區周邊情況復雜,原有的建筑物以及光纜、電纜管線的阻礙影響了其他方案的采用。而采用凍結法的一個前提就是土壤中需要具有一定的含水量,土中的一定量的含水率也是保證凍結效果的前提,一旦土壤的顆粒與土中的自由水經過凍結,凍土就形成了一個整體,它就具有一定的抗壓強度和阻水的能力。
5.5 采用凍結法對周圍環境沒有污染。采用鋼筋混凝土支護樁、巖土錨桿需要澆筑大量的護壁樁,并在地層中設置大量的土錨桿,基礎施工結束之后,這些鋼筋混凝土支護樁和土錨桿將失去作用而成為多余的棄物,影響今后的地下管道以及地下構筑物的建設和施工;而采用化學漿液加固法更會影響周圍環境。凍結法實施過程中對土體進行冷凍,施工結束后對土體進行解凍,解凍后的土壤仍然恢復到原來的狀態,不會對周圍的環境產生污染,這一點是其他任何方法無法與之相比的。
參考文獻:
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【關鍵詞】地鐵淺埋暗挖 施工技術研究與應用
中圖分類號:U231+.4文獻標識碼: A 文章編號:
一.前言
埋暗挖法是在距離地表較近的地下進行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法,是城市地鐵區間施工的有效方法,對地質條件具有較好的適應性,已成為城市地下工程施工的重要技術手段,具有埋深淺、地層巖性差、存在地下水、周圍環境復雜等特點。埋暗挖法在我國得到了廣泛的應用。然而暗挖施工所引起的各類沉降始終是地下工程中較為敏感的問題。沉降若控制不好, 輕則使行人、 車輛感到不適,影響地下工程文明形象,重則導致地下管線破壞、地面建筑變形開裂, 影響周邊居民的正常工作生活。因此, 暗挖施工的沉降控制技術, 一直是地下工程設計和施工所研究的課題。
二.淺埋暗挖法
1.概述
近年來,隨著城市化進程的加快,帶來生存空間擁擠等問題,全國各地都在進行著地下空間的開發,特別是在城市地下建設地鐵工程和地下城。在埋深不大的地段,越來越多地采用淺埋暗挖法施工,其優越性日益明顯。淺埋暗挖法與明挖法、 盾構法等方法,已成為城市地下工程的主要施工方法。淺埋暗挖法是在第四紀軟弱地層中修建隧道的方法,其核心原理是新奧法即在施工中采用輔助措施加固圍巖充分調動圍巖的自承能力 開挖之后及時進行支護,封閉成環,使初期支護與圍巖共同作用形成聯合支護體系,能有效地抑制圍巖變形過大,在初期支護沉降穩定之后進行二次支護, 完成整個隧道結構斷面的施工。 初期支護主要承擔全部基本設計荷載,二次襯砌作為后期安全儲備,由初期支護和二次襯砌共同承擔特殊荷載。復合式新型支護結構體系是按照先柔后剛的理念設計的,能較好地克服隧道工程中的不可預知性。由于地層水文地質條件以及周圍環境的復雜性,應用淺埋暗挖法施工,必須對地層、支護材料、附近建(構)筑物進行施工過程監控,根據監控信息及時更正設計,以指導施工 進而確保施工的安全。
2.淺埋暗挖法的應用范圍、 特點及應用現狀
(一)淺埋暗挖法概念及原則
淺埋暗挖法是沿用新奧法的基本原理,建立監控量測體系,采用先柔后剛復合式襯砌新型支護結構體系,考慮初次支護和二次襯砌共同承擔特殊荷載;該工法在施工過程中采用多種輔助工法,全面注漿加固,大管棚和超前導管注漿加固圍巖,采用不用的開挖方法及時支護、封閉成環,使其與圍巖共同作用形成聯合體系,同時在施工全過程中,針對淺埋暗挖隧道的特點應用監控量測和信息反饋技術指導施工,優化設計等多種綜合配套技術組成。
(二)淺埋暗挖法的應用范圍
淺埋暗挖法適用于:在軟弱圍巖及淺埋地層中修建城市地下鐵道、 山嶺隧道洞口段及其他淺埋的結構物;在不能明挖施工的軟弱無膠結的砂或土質、 卵石等第四紀地層, 修建覆跨比大于0.2的淺埋地下洞室; 高水位的地層, 但必須采取堵水或降水、 排水等輔助施工措施。 尤其對于地面建筑物密集、 結構埋深淺、 地下管線密布、 交通運輸繁忙并且對地面沉降要求嚴格的城市地下工程, 如修建地下鐵道、 地下停車場、 埋置熱力與電力管線, 這項技術更適用。
(三)淺埋暗挖法的特點
淺埋暗挖法嚴格來說是礦山法的一種, 是適合中國地質條件的、 獨特的變異施工方法。 與其他地下工程施工方法相比具有自身的特點:
(1)可適應各種地質水文條件的地層。
(2)適應各種結構斷面形式(如單線、 雙線、 多線及車站等)和變化斷面(如過渡段、 多層斷面等)。
(3)采取分步開挖和輔助施工的方法, 可以很好地控制地表沉降。
(4)從整體效益出發, 淺埋暗挖法是比較經濟合理的施工方法。
(5)淺埋暗挖法也存在缺點, 如噴射混凝土時粉塵較多、 勞動強度大、 機械化程度低以及高水位地層結構防水比較困難等。
(四)應用現狀
在20世紀70年代初開始進行新奧法應用于淺埋地層的研究, 到70年代末80年代初,已基本形成一套完整技術并應用于城市地鐵和市政工程等。 目前, 德國、 日本、 美國、 法國、 意大利、 韓國等國家都有成功應用的實例。我國于年代70末80年代初開始將新奧法應用于地下工程施工, 并于80年代中后期開始系統研究新奧法在淺埋軟弱地層中的應用,1984年首先在大秦線軍都山隧道進口黃土段試驗成功, 之后運用在北京地鐵復興門車站折返線工程, 并在地鐵復―西區間、 西單車站、 國家計委地下停車場等地下工程中推廣應用。 經過對多年工程實踐經驗的不斷總結和完善, 淺埋暗挖法已在城市地鐵、 地下停車場等工程中得到了廣泛的應用, 如2010年沈陽地鐵某標段區間隧道覆土厚度為10m~12m, 區間結構主要位于礫砂、 中粗砂層, 均處于潛水層內, 上覆土層主要為圓礫、 礫砂及中粗砂層, 從整體效益考慮采用的施工方法就是淺埋暗挖法中的正臺階法。
三.地鐵淺埋暗挖施工技術分析及應用
本文結合深圳地鐵龍崗線工程實例,介紹了淺埋暗挖施工技術及所采取的一系列綜合技術, 可為今后類似工程提供借鑒依據。
工程概況
深圳地鐵龍崗線設計起點位于福田區的益田村, 終點位于龍崗區的雙龍立交橋西側,全長 41km (雙線),其中地下線長16.7km,高架線長 21.7km,地面線 (含過渡段)長 2.6km。華新站~中心公園停車場出入線,位于紅荔路與華富路交叉路口,沿紅荔路呈東西方向布置,原設計采用明挖順筑法施工, 基坑開挖深度約 16.3~20.5m, 支護工程安全等級為一級,圍護結構采用 φ1000@900 的套管咬合樁,樁頂對應設置1m ×1m 或 1.4m ×1m 冠梁,基坑內支撐采用 Q235 鋼的φ609mm、 壁厚 t=12mm 或 16mm 的鋼管支撐, 豎向設置 3或 4 道鋼管支撐和一道倒換撐。
2. 采用淺埋暗挖法施工的原因
紅荔路與華富路交叉路口的西北角地下管線密集,主要有121 孔通信管道、 一根DN600 給水管、一根 DN400 污水管、一根 φ200mm 燃氣管道、一個 1.6m×1.8m 雨水箱涵和一條 φ1000mm 雨污合流排水管,這些管線均在華新站~中心公園停車場出入線明挖基坑上跨過,在不到 10m 寬度的基坑范圍內, 管線就占了 5.3m,尤其是 1.6m 寬雨水箱涵和 2.5m 寬通信管溝。紅荔路與華富路交叉路口的東北角地下有一條埋深 5m、 斷面為 3m×3m 的高壓電纜隧道橫跨明挖基坑。通信管線和高壓電纜隧道經多方協調無法遷改,其它管線遷改也很困難,燃氣管線遷改時間長,無法滿足整個項目施工進度計劃要求,而且套管咬合樁直徑1m,間距 0.9m,避讓管線困難,原設計明挖法的圍護結構沒有條件組織施工。為確保基坑上方管線的正常使用及工程施工的順利進行,經組織相關單位的技術專家反復研究論證,決定將管線密集部位和下穿高壓電纜隧道部位由原設計的明挖法改為暗挖法施工。
3. 淺埋暗挖隧道設計
設兩段暗挖隧道,起止里程分別為 RK0+411.067 ~RK0+419.883 和 RK0+471.004~RK0+479.025,兩段暗挖隧道分別長約 8m,在暗挖隧道與明挖段分界處各設一排密排鉆孔灌注樁作為明挖段基坑的封堵樁。明挖改為暗挖后, 上方的管線和高壓電纜隧道不用遷改,也不用采取特殊措施進行保護, 解決了管線密集無法施工明挖基坑圍護結構的難題。暗挖隧道位置巖土層自上而下為: 素填土、 礫 (砂) 質粘土層、 全風化花崗巖、 強風化花崗巖。暗挖隧道主要在礫 (砂 ) 質粘土層中, 局部進入全風化花崗巖層。暗挖隧道斷面為矩形, 開挖斷面為 11.5×6.8m (寬×高) 、噴射混凝土厚度 35cm、 二襯厚度 60cm, 成型尺寸 9.6×4.9m(寬×高 ) 。暗挖隧道采用淺埋暗挖法及錨噴構筑法進行設計,采用復合式襯砌結構 (即以注漿錨管、 鋼筋網、 噴射混凝土和型鋼鋼架為初期支護, 輔以開挖前隧道全斷面注漿、 大管棚 + 小導管注漿超前支護, 以模筑鋼筋混凝土作二襯襯砌,初期支護與二襯之間設全包防水隔離層 )。
4.淺埋暗挖施工技術
暗挖隧道施工在明挖段基坑開挖到底后進行, 總體施工方法為淺埋暗挖法, 嚴格遵循 “管超前, 嚴注漿, 短開挖, 強支護,快封閉, 勤量測” 的十。
施工順序為: 施作大管棚并注漿隧道全斷面注漿破除堵頭樁、 施作洞門開挖初噴混凝土掛網立鋼架打錨管復噴混凝土二襯施工。
(一) 大管棚超前支護施工
暗挖隧道頂離地表只有 11m,離高壓電纜隧道底只有 3m,超前預支護大管棚采用 φ108mm,壁厚 8mm 鋼管。管棚布置在暗挖隧道和高壓電纜隧道之間,距離暗挖隧道初支 20cm,按帽形布置,環向間距管中到管中為 40cm。采用同步液壓干取土頂進管棚的施工技術,其設備為水平液壓鉆孔頂管機,鉆進過程中隨時根據高壓電纜隧道和地表的沉降控制標準和地層情況調整鉆頭與鋼管的相對位置,做到鉆頭超前或滯后于管棚。管棚施工后,為增加管棚的剛度,在鋼管內壓注 1:1 的水泥砂漿。
(二)全斷面注漿施工
全斷面注漿加固范圍為開挖輪廓外 2.5m,縱向注漿長度為暗挖隧道全長。全斷面注漿選用的機械設備為 XY- 2 型地質鉆機和 PH15型注漿機, 注漿的工藝流程如下:
(1) 施作注漿孔。根據設計定出孔位, 并計算各注漿孔的長度和角度。鉆孔順序從拱頂處自上而下、 由外向內鉆設, 每成一孔及時退出鉆機,安裝注漿管。 成孔直徑為 73mm,以利于安裝注漿管,并便于封堵孔壁和管壁間空隙, 保證注漿效果。
(2) 注漿。注漿采用后退式分段注漿,將 8m 的注漿管分成8 段,通過調整注漿管內的止漿閥位置實現分段注漿。先注TGRM 水泥特種灌漿料 (水: TGRM=0.6:1),該漿液料能將孔壁和管壁間的空隙填充密實, 并具有一定強度。對所有的注漿管進行填充加固后, 再對每一根管進行分段后退式注漿, 注漿材料為超細型 TGRM 水泥特種灌漿料 (水: TGRM=0.8:1), 注漿壓力為 0.6MPa。 注漿效果可通過預留觀察孔、 注漿壓力和注漿量等因素綜合分析進行預測。開挖過程中對注漿效果不理想部位應進行重新注漿加固, 以保證施工安全。
(三)隧道開挖支護施工
隧道開挖支護時, 嚴格按中導坑法組織施工, 分六個部分開挖及支護, 及時支護, 及時封閉。具體施工次序是: 雙向隧道中導洞開挖及支護隧道中隔墻施工恢復中導坑橫撐兩側導洞分別分先后開挖及支護兩側導洞二襯施工。
中導洞開挖初支的施工次序為:中上導坑土方開挖安裝初支鋼筋網型鋼鋼架架立鎖腳錨管打設噴射混凝土封閉掌子面中中導坑土方開挖中下導坑土方開挖及初支。左、右導洞開挖初支的施工次序與中導洞類似。
土方開挖完成后,要及時安裝初支鋼筋網和架設型鋼鋼架, 并注意保證鋼架高程及位置的準確性。鋼架立腳應架設在木板上,嚴禁直接架設在虛土上,鋼架連接螺栓必須連接牢固。上臺階鋼架架設后,立腳處打設 2根鎖腳錨管,錨管采用 φ42mm 鋼管,長 2.5m,下傾角 20°左右,注水泥砂漿填充,壓力 0.2MPa。鎖腳錨管的打設應及時緊跟鋼架, 錨管打設時對周圍土體有擾動,可能會出現局部土體坍塌,可先噴 10cm 厚混凝土,再打鎖腳錨管。鋼架架立完成并經驗收合格后及時施作噴射混凝土,噴 C20早強混凝土,厚度為 35cm。如掌子面不能及時開挖,應對掌子面進行封閉,掛網噴 5~10cm厚混凝土。如掌子面還不夠穩定,則需在掌子面打設錨管,并加大噴射混凝土厚度。
四.淺埋暗挖法的發展前景
1.復雜受力轉換過程的沉降控制淺埋暗挖法的復雜受力轉換是在既有建筑物之下進行的,由于避免了拆遷、拆除等,導致其施工技術難度大、工藝復雜, 故沉降控制要求嚴格。 此項技術在以后城市地下工程中將有很好的發展空間。
2.提高淺埋暗挖法的施工速度和注漿技術淺埋暗挖法機械化程度低,靠人工開挖的比較多,施工速度慢,工作效率比較低。應研發隧道開挖全過程的機械化操作,同時選擇適宜的輔助注漿施工措施,目前主要采用的是超前小導管或超前錨桿支護、 特殊地層凍結法、 超前小導管注漿支護、水平旋噴加固等。 應從保證施工安全和施工速度的角度出發, 提高注漿技術。
3.研究解決淺埋暗挖法防水問題的新方法目前淺埋暗挖法施工主要做兩道防水層:第一道是在初支和二襯之間鋪設全包防水板;第二道主要是二襯防水混凝土。隨著施工技術的發展和進步,應研究新型的防水材料,一次性完成防水層施工。
4.開發新型綜合的施工方法將新施工方法與我國淺埋暗挖法的設計思想相結合, 形成一種適用于特殊地層的綜合開挖法, 可加快機械化施工進度和施工速度, 進而縮短工期, 降低造價。
五.結束語
城市工程地鐵的施工,應統籌兼顧、全面考慮,選擇最優的淺埋暗挖施工方法。淺埋暗挖法與其他方法相比具有顯著的優越性。淺埋暗挖法是一種獨特的施工技術,其發展適合城市地鐵的施工發展形勢。 隨著新型建筑材料、 新型工程機械和隧道結構理論的進步,淺埋暗挖技術必將得到更大的發展空間。
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篇10
研究結論:沈陽某地鐵車站工程通過對傳統的對拉螺桿進行改進,利用現有成熟技術及材料資源對傳統對拉螺桿進行組合設計,經實際應用可有效解決側墻模板對拉螺桿體系防水問題,簡化現場施工工藝,提升施工效率,節約資源及降低施工成本。
關鍵詞:地下工程 側墻結構 止水對拉螺桿
中圖分類號: TV554 文獻標識碼: A
1前言
隨著我國經濟建設的大步提速城市地下工程項目也日益增多,地下工程施工技術也在飛速發展,大宗技術日益成熟,而在實際施工中的細部施工技術往往不被重視,但其帶來的質量問題卻屢見不鮮,造成的資源浪費也可見一斑,如地下結構側墻施工中的模板對拉問題,傳統的模板對拉方式有很多,如套管對拉螺桿、鋼筋加止水鋼板對拉螺桿、鋼筋加止水膠對拉螺桿等,大多數方法都不同程度的存在防水效果差、表觀處置困難、制作成本高等缺陷。筆者從事多年的地下工程施工,作為工程技術人員,在地下工程領域有所研究,本文結合沈陽某地鐵車站工程就結構側墻施工中的模板對拉問題進行研究,通過對傳統使用的各類模板對拉方式的作用效果、施工效率、制作成本進行研究分析,并進行改進,取得了些許成果,值得進一步應用和推廣。
2工況分析
沈陽某地鐵車站工程為雙層箱形框架結構,標準段寬度38m,長300m,側墻結構厚700mm,地下一層凈高為5100mm,地下二層為6100mm,基坑采用放坡開挖施工,結構外側場地受其他工程的影響,側墻結構施工時無條件設置可靠支架進行無對拉模板施工,需采用對拉方式進行模板固定,該工程對拉螺桿數量約需45000個。
3技術特點
3.1采用拆卸式止水對拉螺桿,可有效提高防水效果,精確控制結構尺寸及表面平整度。
3.2 制作簡單,可委托管件加工廠家進行批量生產;現場施工操作方便,施工工藝簡單,可有效提升現場生產效率,加快施工進度,有較好的適用性。
3.3 兩端螺桿可重復利用,可有效節約資源,節能環保,降低成本。另外,由于其連接絲桿可較模板先行拆除,大大降低模板的損壞率。
4工藝原理
拆卸式止水對拉螺栓,將裁截好的遇水膨脹橡膠止水條放入無縫鋼管內,利用擠壓設備將鋼管壓扁達到管內不透水,同時在鋼管外表采用遇水膨脹橡膠止水圈進行防水,兩端車100mm內絲與螺桿連接,實現對拉與防水作用。施工時在兩端設置錐形塑料墊防止擠壞模板,同時方便拆除后期表面修復。
5施工工藝流程及技術要點
5.1 施工工藝流程
5.1.1拆卸式止水對拉螺桿的制作工藝流程如圖5.1-1。
圖5.1-1 拆卸式止水對拉螺桿制作工藝流程圖
5.1.2拆卸式止水對拉螺桿的施工工藝流程如圖5.1-2。
圖5.1-2 拆卸式止水對拉螺桿施工工藝流程圖
5.2 拆卸式止水對拉螺桿加工工藝技術要點
5.2.1 拆卸式止水對拉螺桿的構造
拆卸式止水對拉螺桿主要由三部分組成,由中間桿(鋼管)、管內止水條、管外止水圈、連接絲桿、錐形塑料墊及螺母組成。詳見構造示意圖5.2-1。
圖5.2-1 拆卸式止水對拉螺桿構造示意圖
現以沈陽某地鐵車站工程為例,簡要介紹拆卸式止水對拉螺桿各組成構件與材料選擇:
中間拉桿:采用外徑16mm、壁厚2mm的無縫鋼管;
兩端連接拉桿:采用直徑14mm圓鋼制作,長度300-400mm;
管內止水膠條及管外止水圈:采用防水性能較優的緩膨型遇水膨脹止水條;
錐形塑料墊:根據連接絲桿的型號在市場上購買型號配套的塑料錐形墊;
螺母:普通扇形螺母。
5.2.2 拆卸式止水對拉螺桿的制作
(1)型號確定:a、根據側墻結構厚度確定中間桿(鋼管)長度;b、根據計算側壓力確定鋼管與連接螺桿的直徑、絲扣長度及配件型號。
(2)加工方式:a、委外加工,優先選擇具有相關設備的管件加工廠家進行加工,加工前必須進行詳細的技術交底,并明確試驗及驗收程序;b、自完加工,首先根據需加工數量購置功率適宜、型號配套的擠壓絲錐及車絲機,同時配置2-3名技術水平較好的機械鉗工。
(3)制作:a、中間桿加工,加工時首先將止水膠條放入預設位置,采用擠壓設備根據試驗參數將鋼管適度壓扁,之后將所需絲扣寬度在鋼管兩端進行無切削絲扣擠壓;連接絲桿加工,采用車絲機在連接絲桿兩端分別車設與鋼管牙扣及螺母牙扣相匹配的絲扣,絲扣長度根據計算結果確定,一般80-120mm。見圖5.2-2。
圖5.2-2 拆卸式止水對拉螺桿實物圖片
5.3 拆卸式止水對拉螺桿施工操作技術要點
5.3.1對拉螺桿安裝
在鋼筋工程隱蔽驗收合格后,首先根據驗算結果的間距要求進行排放,自下而上安裝模板,安裝時盡量使內外側模板對齊,以確保拉桿基本垂直于模板,并初步固定,待全部安裝完成后統一進行調直、加固,直至符合設計及規范要求。安裝時必須將錐形墊大頭端貼向模板,以便后期清除。
5.3.2澆筑混凝土
混凝土澆筑與傳統方式無異,但混凝土振搗要盡量避免直接接觸螺桿,以免損壞止水圈。
5.3.3模板拆除
當混凝土強度達到規范要求進行模板拆除時,自上而下將外部螺母及模板肋梁拆除,然后采用牙鉗將連接絲桿擰松并拆卸,以避免損壞模板。拆卸下來的連接絲桿及螺母應及時清理干凈妥善保管,以便下次周轉使用。
5.3.4封口
模板拆除后,采用自制鉤形工具將錐形墊清除,并及時采用與墻體結構混凝土等強防水砂漿進行灌堵封口處理。
6施工注意事項
(1)施工前,要對操作人員進行全面的技術交底,進行專業操作技術培訓,使操作工人能夠熟練掌握操作技能,以確保施工安全及施工質量。
(2)螺桿材料的采購必須與結構主體采購履行同級別的采購及檢驗程序,不得降低標準,尤其是防水材料。
(3)在螺桿加工時,必須由熟練的車鉗工進行作業,以確保加工質量及操作安全。
(4)首次加工或更換人員加工時必須進行試拼,試拼合格后方可批量生產,以避免參數不配套造成返工。
(5)螺桿中間桿與連接絲桿的直徑、長度、絲扣長度及間距的確定,必須根據模板體系驗算的合格參數進行確定,杜絕以經驗盲目設定參數,給施工帶來安全隱患或造成材料浪費。絲扣寬度應選用不小于3mm的寬縫牙距,以降低滑絲或損壞概率。
(6)在螺桿安裝時,必須選用錐形墊,并將錐形塑料墊的大頭端貼向模板面,否則將失去加墊意義,并造成后期無法拆除且損壞模板。
(7)安裝時盡量使內外側模板對齊,以確保拉桿基本垂直于模板,避免垂直度偏差過大影響受力效果及表觀平整度。
(8)模板拆除時,外螺栓及模板肋梁拆除后,宜先將連接絲桿進行擰松拆除,可降低模板的損壞。連接絲桿拆除時,盡量避免重錘敲擊,以免損壞絲扣,降低周轉使用次數。
7效益分析
拆卸式止水對拉螺桿的應用,有效保證了外墻結構的防水質量、施工安全及外觀質量,改善了傳統止水對拉螺桿在現澆砼施工中諸多弊端,如:使用傳統對拉螺桿,模板脫模難度大;對竹、木模板破損大;外露螺桿需使用氣割割除;施工工序繁多、防水性能減弱。拆卸式止水對拉螺桿,兩端外露螺桿部分可回收、循環使用,模板可大面積一次性脫模,工效提高10~20倍,簡化了施工工序,減少施工成本,增強了結構抗滲能力,有效地保證了施工質量、進度。同時,也實現了增效、降本的經濟效益,以沈陽某地鐵車站工程為例,該工程標準段寬度38m,長300m,側墻結構厚700mm,地下一層凈高為5100mm,地下二層為6100mm,對拉桿數量約45000個,主要經濟分析如下:
拆卸式止水對拉螺桿(直徑14mm):
無縫鋼管(外徑16mm、壁厚2mm)=0.66×0.691×45000×4=82091元;
連接絲桿(直徑14mm圓鋼)=0.3×1.21×45000/5×2×4=26136元;
管內止水條及管外止水圈(遇水膨脹止水條): 45000×0.8=36000元;
錐形塑料墊=45000×2×0.1=9000元;
加工費=45000×2.0=90000元。
合計=82091+26136+36000+9000+90000=243227元
傳統的鋼筋防水對拉螺桿(直徑14mm):
螺桿(直徑14mm圓鋼)=1.3×1.21×45000×4=283140元;
止水鋼板(2mm厚)=0.04×0.04×7.85×2×45000×4=4522元;
加工費=45000×2.5=112500元;
能源消耗=45000×0.5=22500元。
合計=283140+4522+112500+22500=422662元
綜合節約鋼材及費用:節約鋼材45t,綜合費用節約179435元。
8結語
在該地鐵車站工程通過改進對拉螺桿的構造及實施應用,有效提升了施工效率,降低了資源消耗,節約了工程施工成本,通過后期運行觀察,側墻防水效果良好。該工藝的成功應用雖取得了良好經濟與技術效果,但其加工制作時無切削鋼管絲扣擠壓環節的設備及操作工人仍然相對專業化,全面推廣仍有較大的改進空間。
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