地铁施工的方法范例(12篇)
地铁施工的方法范文
关键词:盾构法;暗挖法;修建地铁站;应用前景。
中图分类号:U231+.3文献标识码:A文章编号:
为了保证城市的交通质量,各地都在加快的发展地铁轨道交通,地铁建设的进程明显加快,那么如何在建设过程中加快地铁建设的速度、提高地铁工程的质量、确保地铁施工的安全,就是政府相关部门必须要考虑的问题了。
在当前的地铁修建工程中,一般都是采用盾构法施工。然而,由于区间盾构施工方法始终与车站的整体施工进度不能保持较为严格的一致性,从而就造成了盾构机的使用效率低下,盾构机在使用过程中要频繁的进行拆装工作,以及在区间隧道内出现严重的窝工现象,这些问题的出现都使得盾构法施工的很多优势得不到应有的发挥,反而会给工期的保证带了极大的风险,这也在很大程度上制约了此项技术在修建地铁工程中的应用。
那么,我们在经过对国内外相关的一些资料进行全面的分析之后,再结合国内目前地铁修建过程中较为先进的技术水平,提出了一种新的解决盾构过站问题的方案,即盾构法结合暗挖法来修建地铁车站。本文就是在前人研究的基础上对这样一种新的方案从各方面开展进一步的研究,探讨盾构法与暗挖法结合修建地铁车站的可行性与应用前景。
国外研究盾构法与暗挖法相结合的技术现状
早在上个世纪九十年代,在西方发达国家的地铁建设过程当中,就已经较为灵活的使用了盾构法与暗挖法相结合来修建地铁车站的方法,并且取得了成功。这些施工方法包括很多种类型,比如说单圆盾构与横向通道相结合、单圆盾构与半盾构相结合、单圆盾构与矿山法相结合等等,随着技术的进一步发展,近些年来在日本、德国等地也开发了一些新的方法,比如说双圆、三圆等的“多圆盾构”以及可以扩展到地铁站施工的“扩径盾构”方法、复式微型盾构法等。以下我们就简要的介绍几种比较常见的施工方法
(一)盾构法与扩挖法相结合
这样的方法通常是由三个并列的圆形隧道组成的三拱塔柱式车站。图1就是一个采用这种方法进行施工的地铁三拱塔柱式车站的标准横断面图,它的行车隧道是其两侧的圆形隧道,并在它的里面安置一定数量的站台,而中间的隧道则作为一个集散厅处理,然后再用横向的通道把三个隧道连接起来,使它们成为一个整体,从而便形成了一种复合型的站台。
图1三拱塔柱式车站标准横断面
在图2中我们看到的是俄罗斯某城市采用的地铁三拱墙柱式车站的标准横断面图,这样一种设计通常被称为“闭式车站”。它的两侧的隧道采用与区间隧道一样的断面,但是车站部位并没有专用的带站台的行车隧道,列车只是停在圆形的“区间隧道”里;而所有的站台全部都设置在中央集散厅里面。
图2三拱墙柱式车站标准横断面
(二)采用特殊盾构技术的地铁车站
上个世纪的八九十年代,为了满足一些在城市繁华地区施工的特殊工程的要求,产生了很多的新型的盾构施工技术。这些新的技术主要反映在施工断面上,断面从传统的圆形变成了双圆形、三圆形、方形、长方形以及复合断面,而施工的技术也有所提高,主要体现在对于出洞技术的改进、长距离的施工以及球体盾构、扩径盾构等施工机械的应用,另外,在隧道衬砌技术的改进方面则主要是体现在管片组装技术更加成熟。图3就是一个在日本成功应用三圆形盾构技术修建的铁车站。这个方法成功的解决了在城市繁华地段和区域修建地铁工程时,施工用地及周围的建筑拆迁费用过高的问题,更重要的是,这种方法可以在高地下水位的条件下进行安全的施工。
图3三圆形泥水式盾构技术地铁横断面
国内盾构法与暗挖法结合修建地铁技术现状
在我国,地铁的发展速度也明显加快,但是发展程度还是远不及西方发达国家,国内地铁车站的施工目前基本上还是采用明挖法、盖挖法和浅埋暗挖法这样三种。其中,明挖法以其车站施工比较方便、施工的速度比较快、施工的质量也很容易保证以及管线改移比较简单等优点,易读成为各个地铁车站设计的首选方法;但是由于这种方法对于地面交通和居民生活的影响比较大,同时还会造成很大的环境问题,因此逐渐的被盖挖法和浅埋暗挖法所替代。盖挖法的优点主要是:占用场地的时间比较短;对地面建筑物和人民生活的干扰比较小等。而在对地面交通和地下管线要求都比较高的城市繁华区段,则通常会采用浅埋暗挖法施工,这种方法近年来在我国各大城市的地铁修建工程中得到了很多的应用。
那么,探索适合我国现阶段地铁车站修建的具体施工方法,已经成为国内一些学者的重要研究对象。采用盾构法与暗挖法相结合的方法就是其中的一个比较先进的方法。
三、应用前景探讨
通过以上的论述,我们可以看到,国外在联合盾构法施工的地铁车站也不在少数,技术也较为先进,而我国目前在地铁区间采用暗挖法、明挖法等技术也比较成熟,那么,结合我国目前的地铁车站施工的技术水平与国内经济发展水平,再在成功的借鉴和利用国外高水平施工技术的基础上,我们推荐在以后的地铁施工过程中,要优先的采用单线区间盾构隧道的基础上,再联合浅埋暗挖法或者盖挖法来扩建车站的技术方案。
采用区间盾构与浅埋暗挖法相结合来修建地铁车站,可以首先利用区间盾构来完成车站行车部分的隧道结构并安全的通过车站,然后在施工结束之后,车站部位的盾构隧道中托换一侧的管片衬砌,这样就可以形成纵梁和立柱相结合,再采用浅埋暗挖法便可以形成单层和双层车站这样两种实施方案。
而采用区间盾构与盖挖法相结合来修建车站,则可以首先利用区间盾构完成车站行车隧道的主体结构,并对其充填混凝土作为拱座的基础,然后再使用盖挖法进行车站中厅部分的施工,从而可以形成单拱车站的结构。
所以,相对于目前我国目前的地铁车站施工所采用的单独的明挖法、盖挖法或着浅埋暗挖法,使用盾构隧道技术与这些方法相结合的技术方案有很多的优势,应用前景也十分广阔。
结束语
对于我国目前的地铁施工水平来讲,盾构施工技术处于不断发展的阶段,但是还不够成熟,如果可以让盾构法与国内已成熟的暗挖法等施工方法结合起来,必然会给我国的地铁修建注入新的活力。
参考文献
[1]周文波、郑宜枫、滕丽、商涛平.双圆盾构隧道施工过程中管片力学性状的原位测试研究[J].力学,2005(9).
地铁施工的方法范文篇2
关键词:地铁工程;施工安全;影响因素
1地铁工程的施工特点及现状
随着我国社会、经济的持续快速发展和城市化进程的不断加快,为缓解城市交通拥挤的状况,国内许多大城市相继修建地铁。目前,我国隧道总里程7000km以上,而且每年还以450km以上的速度增长,城市轨道交通建设进入了迅猛发展时期.在地铁建设施工阶段,国内采用的较成熟的施工方法主要有:明挖法、盖挖法、浅埋法、盾构法和矿山法等5种[1-2]。
由于地铁大多建在人口密集、经济繁华的城市,项目投资又大、建设期长、技术复杂,具有较强的特殊性(如:地理位置特殊、对工程质量和安全要求高、工程量巨大、涉及工程专业多、地下和露天作业多、施工过程与周边环境状况关系密切等),所以,在地铁施工过程中存在诸多不容忽视的问题和隐患。
2地铁施工安全事故案例统计分析
根据调查,搜集到我国相关几个城市的地铁施工安全事故,虽然事故案例并不全面,但通过对这些具有一定代表性的地铁事故的分析,仍然可以从不同方向和视角揭示地铁施工安全影响因素和事故发生的规律(见表1)。
以上是对北京、西安、深圳三个城市在不同年份的地铁施工事故的整理,从案例中可以看到,造成地铁施工事故的影响因素是多方面的,其中,施工过程中出现的坍塌是发生频率最高,也是危害最严重的事故;同时,由于地铁施工环境的特殊性,渗漏在南方水域发达的地方较易发生,且很多由于初期不重视,小渗漏慢慢变成大事故.参考《企业职工伤亡事故分类标准(UDC658.382GB)》,选取几类发生频率较高的地铁事故类型,其余统一归为其他伤害.对近十年的事故进行统计分析,按事故类型分布情况如图1所示[3]。
结合案例可以看到,在地铁施工过程中因地质问题、施工管理问题等造成的坍塌是发生频率最高的一类事故;另外,水害、火灾、机械伤害以及物体打击是另外几种发生频率较高的事故.这些事故往往并不是单独发生的,在许多的情况下,一些安全事故发生以后,常常诱发出一连串的其他安全事故。
3相关地铁实例事故分析
3.1事故概况
2008年11月15日,某地铁站基坑现场发生大面积坍塌事故,八车道的风情大道塌陷长度100多米,塌陷深度20米左右,边上的河水倒灌向塌陷的地铁坑道内,工地结构性坍塌造成自来水钢管断裂,大量水涌出淹没事故现场,事故造成21人死亡,24人受伤,直接经济损失4961万元[4]。
3.2事故原因
(1)设计方因素,设计方案存在严重缺陷,主要问题是地下连续墙设计埋入土体深度严重不足,不能有效抵御大量的车流活载以及土体遇水饱和度等,造成整体坍塌;
(2)施工方因素,施工单位违规施工,冒险作业,基坑严重超挖;支撑体系存在严重缺陷且钢管架设不及时;开挖后的垫层未及时浇筑;部分施工人员属于临时工,经验不足;
(3)业主方因素,不合理的压缩工期赶进度,压低工程造价;
(4)环境因素,该站属于江流域的孤独地带,即为沙土和软土过渡的地带。
地表层下30多米主要是软土,软土的含水量高、可压缩性大、强度低,在地铁施工过程中,基坑外的软土层对四面连续墙以及基坑底部产生了强大的挤压力,最终连续墙及基坑被强大的软土挤压力冲破,发生坍塌事故,坍塌事故后,又引起次生灾害,旁边河水倒灌,发生水害。
3.3抢险方案
在原基坑地下连续墙的基础上,再打一道桩,浇注防渗墙加固基坑,同时在上面加冠梁,待这些支护达到一定强度后再开挖施救。
3.4事故分析
通过对地铁站坍塌事故实例分析,发现造成事故的原因是多方面的,事故发生后不仅仅要追究施工单位现场的安全责任,还要认识到勘察、设计、监理、业主等单位的责任,综合分析查找施工中安全影响因素,及早做好相应准备和相关预防工作,提高警惕,减少工程事故的发生。
4地铁施工安全的防护建议
近年来,许多已建和在建的地铁工程,由于施工过程中防护措施及安全管理过程存在缺陷,从而引发安全事故,造成人员伤亡、经济损失和不良社会影响[5-6]。因此,在施工过程中必须要高度重视和切实做好防护措施及安全管理工作。然而,由于我国城市地下空间工程施工存在多头管理和立法空白,地下工程开发与施工大多各自为政,施工经验不足和安全意识缺失导致事故频发,因此城市地下空间的开发与施工管理亟待建立和完善科学的安全控制体系及有针对性的监管办法,结合相关的事故案例给出以下几点地铁施工过程中的防护建议:
(1)地铁工程施工过程中地质情况具有难见性,需要尽快完整收集地铁沿线相关的地质、水文、地下管线等勘探资料,从系统总平面布置到每一个局部结构都要按照相关规范规程和技术标准进行设计;
(2)注重工程质量,尤其是围护结构的质量,围护结构的实体质量和止水效果关系到基坑开挖的结构安全,高质量的围护结构和可靠的支撑可以起到预防坍塌事故的效果;
(3)在地铁施工实施前,要对参与工程施工的全体人员进行专业技能和安全教育培训,加强安全教育力度,在施工过程中严格遵守有关安全操作规程和安全作业规程;
(4)对机械设备定期进行检查维修保养,防止设备带病作业;
(5)应在地铁及其他地下空间开发利用方面建立严格的立法和相应的政策及施工规程,使施工管理能够做到有章可循,有法可依;
(6)对于地铁建设中出现的事故原因进行深入分析,在明确事故原因的基础上,有必要提出相应的地下空间工程施工安全评价指标体系;
(7)严格执行国家相关法律、法规和强制性标准,发现事故征兆,必须立即采取果断的措施进行处理;
(8)及时针对地铁及地下空间工程的施工技术进行分析,总结施工技术的难点和关键点,依据相关标准,给出施工技术评价。
5结语
目前,国内有北京、上海、西安、深圳、广州等十多个城市地铁线路已经投入运营,福州、青岛、长春等地正在进行地铁施工,全国还有十多个城市在申请建设地铁工程.我国城市地铁建设正逐步进入稳步、有序和快速的发展阶段,但各个城市的地铁建设安全事故时有发生,本文以具体案例为背景,从一个侧面分析了地铁施工安全事故发生的影响因素及相应的注意事项,有助于减少地铁施工安全事故的发生,最大限度地保障人民生命财产安全。
参考文献
[1]唐丰.地铁施工安全管理与防护措施[J].安全与健康,2010(1):36-37.
[2]钟春玲,叶增.城市地下工程施工新技术发展概述[J].吉林建筑工程学院学报,2011,28(6):7-10.
[3]邓小鹏,李启明,周志鹏.地铁施工安全事故规律性的统计分析[J].统计与决策,2010(9):87-89.
[4]周志鹏,李启明,邓小鹏,蔡园.基于事故机理和管理因素的地铁坍塌事故分析.2009,19(9):139-145.
地铁施工的方法范文篇3
【关键词】地铁;矿山法;地层加固;注浆
0前言
青岛市位于胶东丘陵地带,以岩石地层为主,受岩石风化、地层断裂的影响,为确保使用功能,地铁车站和区间隧道的埋深不能过大,因此青岛地铁多在“上软下硬”地层中施工,该地层隧道拱顶或上半断面多为强风化花岗岩、砂层等,隧道底部多为中风化、微风化花岗岩。隧道开挖中还会遇到岩石局部破碎、断裂带,并伴有裂隙水。
青岛的这种不均匀的地质条件在全国地铁工程中都是不多见的,对设计和施工都带来的相当大的挑战。如果针对拱顶不良地层选取支护参数,则对于隧道底部硬岩部分就会造成浪费,导致工程造价提高;如过按照底部较好的底层来进行支护,则又无法保证隧道拱顶的施工安全。面对这种情况,在隧道开挖前对上部不良地层进行预加固,提高其设计围岩等级,以便于选取合理的支护形式,对保证工程安全,节省投资都有着至关重要的意义。
1地层预加固的常用方法
常用的地层加固方法由锚杆加固法、注浆加固法、机械预切槽法、预衬砌法、冻结法等[1],根据青岛地铁工程特点,多采用超前小导管注浆、管棚加固、全(半)断面注浆等方法,并结合最新的新意法理论开展了水平旋喷桩加固的研究和试验。
1.1超前小导管注浆加固
超前小导管注浆加固是沿隧道开挖方向在拱顶开挖轮廓线外一定范围内向前上方倾斜一定角度,密排打设侧壁钻孔的注浆钢管。达到一定深度后向管内注入浆液,是隧道拱部形成加固的壳体,在其保护下进行开挖和支护(见图1)。超前小导管注浆既能加固一定范围的围岩,又能支托围岩,其支护刚度、预支护效果均大于锚杆加固,适合于砂层、断裂破碎带以及局部裂隙水的封堵等[2],具有以下特点:(1)比超前锚杆支护能力更强;(2)比管棚施工简便,经济性好,但支护能力较弱;(3)初期支护的喷射混凝土能将围岩与小导管紧密粘结,形成一个共同变形体,受力条件合理。具体设计中小导管直径一般采用40~60mm,长度一般为3~6m。
1.2管棚注浆加固
管棚注浆加固是一种长距离超前支护方法,具有加固距离长,刚度较大,适用于开挖面不能自稳、含水的地层。能较好的控制地表沉降、防渗止水,但对施工工艺要求较高[3]。管棚支护的主要作用机理可以归纳如下:(1)梁拱效应:先行施设的管棚,以开挖面和后方支撑为支点,形成一个梁式结构,二者构成环绕隧洞轮廓的壳状结构,可有效抑制围岩松动和垮塌;(2)加固效应:注浆浆液经管壁孔压入围岩裂隙中,使松散岩体胶结、固结,从而改善了软弱围岩的物理力学性质,增强了围岩的自承能力,达到加固钢管周边软弱围岩的目的;(3)环槽效应:开挖面爆破产生的爆炸冲击波传播和爆生气体扩展遇管棚密集环形孔槽后被反射、吸收或绕射,大大降低了反向拉伸波所造成的围岩破坏程度及扰动范围;(4)确保施工安全:管棚支护刚度较大,施工时如发生塌方,塌碴也是落在管棚上部岩碴上,起到缓冲作用,即使管棚失稳,其破坏也较缓慢。此外,管棚施工过程中通过钻孔可较为准确的预知管棚范围内复杂围岩情况,为随后的注浆、开挖提供第一手地质资料,有利于施工方案的确定。
1.3全(半)断面注浆加固
青岛地铁的部分区间的拱顶处在富水砂层中,这种地层容易产生涌水、流砂等现象,对施工构成极大风险,在这种地层中采用超前小导管、管棚等加固方式无法起到封堵涌水的效果,需对掌子面中的砂层部分进行全面的注浆加固,时掌子面部分的砂层形成不透水、有一定强度的整体,从而便于进行开挖施工[4]。
青岛地铁3号线万年泉路站至李村站区间拱部为富水砂层,下半断面为中风化花岗岩,地面为多层砖混结构住宅和框架结构商场,设计采用108mm管棚配合上半断面注浆加固,每3m设置一循环,在每一循环掌子面上按梅花状布置注浆管,对掌子面进行全断面注浆;注浆管的间距控制在0.5m(图2)。该方案对地面建筑沉降取得了良好的控制效果。
(a)注浆孔布置示意图
(b)区间隧道剖面图
(c)注浆加固范围示意图
1.4全断面水平旋喷桩加固
水平旋喷桩法首先于20世纪70年代在日本进行应用,它是在一般的初期导管注浆的基础上发展起来的,以高压旋喷的方式压注水泥浆,从而在隧道开挖轮廓外形成拱形预衬砌的预支护工法。其加固原理包括成桩原理和成拱原理两个方面,具有加固距离长、刚度大,适用于开挖面不能自稳、含水丰富的地层。
近年来,随着岩土控制变形法(新意法)得到日益广泛的研究和应用,青岛地铁依据其.运用超前支护和加固措施减小或避免围岩变形、在离掌子面较短的距离支护封闭以减小隧道变形和全断面开挖的理念[5-6],在3号线保儿站至地铁大厦站区间进行了全断面水平旋喷桩加固地层试验研究,通过在拱部和掌子面布设水平旋喷装(见图3),将隧道富水砂层进行整体加固,较大程度的提升其围岩等级,进行全断面开挖,在提升工效的同时很好的控制了地面沉降和围岩变形,取得了良好的试验效果。
2不同地层加固方法的适用条件
以上地层预加固方法的选用,应结合水文地质条件、线路周边环境、工期安排、技术经济分析等具体情况综合确定,并可以选择其中一种或几种方法结合使用。表1列出了上述隧道预加固法的特点和使用条件。
表1隧道地层预加固方法一览表
3结语
在青岛“上软下硬、局部破碎”的特殊地层中进行地铁隧道矿山法施工,选择合适的地层加固方法至关重要,其不但能减小施工风险,节约工程投资,还能够有效的控制道路、管线、地面建筑物等的沉降变形,使对周边居民的影响减到最小,充分体现安全地铁、人文地铁的理念。
【参考文献】
[1]来弘鹏,康佐,谢永利,等.地铁区间隧道黄土地层注浆预加固技术研究[J].中国铁道科学;2014,01.
[2]程显涛.帷幕注浆技术在软弱围岩隧道施工中的应用[J].中国市政工程,2014,01.
[3]周捷,漆泰岳,旷文涛,等.大断面隧道地层超前预加固及开挖支护过程稳定性的数值模拟[J].隧道建设,2009,2.
[4]张成平,张顶立,叶英,等.高压富水岩溶隧道注浆机理及作用效果分析[J].地下空间与工程学报,2009,05.
地铁施工的方法范文篇4
【关键词】地铁;地铁施工;防水工程;重要性
0.引言
对于地铁施工过程的防水工程而言,显得非常关键和重要。本文查阅大量相关文献和案例,特别对青岛市地铁2号线一期工程土建二09工区李村公园站的主体结构防水工程方案进行分析,较为详细阐述了地铁施工过程中防水的设计,防水原则和防水标准,从而进一步突出地铁施工过程中防水工程的重要性,可为今后城市地铁施工过程中的防水工程提供经验。
1.防水工程
1.1防水工程的基本要求和原则
首先,设计要求出入口、机器和电器设备集中区域、地下车站以及其他人员和物品设备较为集中的区域,其防水等级为一级,整体结构上不允许出现漏水的情况,表面上没有出现湿渍;其次,坚持将预防放在首位,同时刚柔结合,设置多道防线,充分的考虑地方地质条件,实施全面治理的防水措施;最后,地下车站的整个框架都应该设置为最高级别。在抗水面结构设计上,使用浇筑防水混凝土的方法,进行结构自防水,通常防水混凝土的抵抗渗水等级相对较高,同时在结构的抗水面设计软性防水层[1].
1.2防水基面处理
地铁施工中的隧道防排水从防水,治理以及排堵等方面入手,并且结合区域的地质条件和其他特点,采取适合的防排水方法。防水体系主要可以分为结构自防水、接缝防水、附加防水,三种体系交辉相印,互相配合,穿插施做,从而保证结构防水体系能够有效运行。在结构自防水系统中,通常涵盖了初支系统注浆堵水,形成初道止水帷幕二衬,要使裂缝得到有效的控制,防水砼施工。在接缝防水系统,其大致涵盖了变形缝以及后浇带及其他相关不同类别接头的接缝处理;附件防水主要防水板的铺设。
1.3防水层的铺设
防水层的铺设工作主要包括缓冲层的铺设和防水板的铺设。在进行铺设防水板的工作前,应该首先铺设缓冲层,使用螺丝钉和其他有关的防水板固定材料,在基面上稳固缓冲层,特别应该注意的是在固定时钉头不得凸出垫片平面,以免留下其它事故隐患。各固定点之间可以呈现正梅花形,并且控制好各固定点与其他配套设施的间距。塑料垫片都应选择基层凹坑部位固定,避免出现固定防水板时局部过紧的情况。缓冲层可以采用搭接法连接,搭接宽度20cm,搭接缝可采用点粘法进行焊接或用塑料垫片固定。缓冲层铺设时,整体和基面间的间距应尽可能达到最小,不得发生拉得过紧或出现过大的褶皱,以免影响防水板的铺设。铺设防水板时,防水板的铺设方向以有效避免手工焊缝,同时不得出现类似十字形状的焊缝,仰拱防水板、底板防水板以及其他部位的话最好使用沿隧道纵向铺设的方法,特别应该注意的是防水板铺设工作完成后,对钢筋端头用土工布包裹或戴塑料帽,焊接时在焊缝下方用薄钢板等隔离焊渣对防水板进行保护,避免在捆绑二衬钢筋、或者焊接钢筋过程中对防水板造成破坏以及其他方面的不利影响[2]。
1.4施工缝的防水施工
车站施工缝分纵向施工缝、环向施工缝,分别设置于衬砌混凝土浇筑时纵横向,施工缝处理方式为钢边橡胶止水带同时外加使用注浆导管。其中,特殊区域无法采用止水带材料时,可采用两条断面尺寸为25mm×15mm的遇水膨胀止水条以及其他有关的工具进行过渡处理。同时由于结构受到外部因素以及内部因素的共同影响,其位于断面发生变化处、各出入口衔接处设置,变形缝区域可以使用带注浆花管的中置式止水带和其他一些有效的防水处理做法。
1.5设立专门项目组织机构,明确管理职责
在地铁施工过程中,为了加强项目管理的力度、全面履行合同、合理控制建设投资的成本,保证工程建设工期、质量、安全、保护生态环境,全面达到建设目标,应依据该工程的意义和特点,项目法和其他相关法律,组建项目经理部,设项目经理,总工程师,设置相关职能部门及专业人员承担施工任务,细化部门管理,明确管理职责。
1.6严格遵守相关政策和法规
在施工过程中要严格遵守国家以及相关部门制定的各项法律法规,以及不同地区政府和建筑公司对于施工安全,质量等方面的具体条文规定。
2.地铁施工过程中防水工程的重要性
2.1防水工程关乎整个地铁施工建设的成败
城市地下水主要有地表水,潜水和承压水。城市地铁建设都处于有地下水的状态下,其别是含有酸性和碱性成分的地下水,会对混凝土结构造成较大的损害,另外其还可能会同混凝土出现较大的反应,对混凝土内部的钢筋结构带来不利影响,最终降低整个混凝土强度。
2.2防水工程事关整个地铁是否能正常运营
地铁是人员,机电设备和商业网点较为集中的地方,这就要求地铁内部环境必须干燥,保证人员舒适,维护人员能够方便地进行维护,物品不发生霉变,更要保证地铁的轨道,元件,通讯设备以及电力线路不因受潮而失灵,这都需要一个良好的防水工程来保障。
2.3良好的防水工程能够有效降低运营和维护的成本
地铁如果发生渗水情况,会加速地铁内部物品的霉变,增大地铁供电线路安全事故发生概率,对钢轨造成锈蚀性损害,提高运营成本和安全隐患,同时对渗漏水情况的善后处理还需要投入更大人力和财力,从而增加运营和维护成本[3]。
2.4良好的防水工程能够更好的保护水资源
在水资源日益缺乏的今天,良好的防水工程可以避免地面草木枯萎,对宝贵的地下水资源进行有效合理的运用;保证地下水水位不过分下降,从而避免地表下沉,对地表建筑造成下沉和损害;
3.结束语
近年来,我国地铁工程发展迅速,越来越多的一线城市在原有基础上继续增加地铁线路,而二线三线城市,也开始进行地铁规划。通过各式各样的案例和上文的分析,我们可以看到地铁施工过程中的防水的重要性,在施工过程中谨小慎微,发现一切渗漏的情况都应该及时上报,同时并加以检查,找出原因。地铁施工过程中团队的认真负责不仅仅是为了能够建设更加让市民感到放心的地铁,更加是保护公众的安全,国家的建设。
参考文献
[1]张瑶,张恒洋.试论地铁工程中防水工程施工技术[J].黑龙江科技信息,2011,(21):245-246.
地铁施工的方法范文1篇5
【关键词】地铁工程;隧道结构;地铁车站
一、结构模型设计方案的选择
(1)明挖矩形结构
明挖矩形结构的地铁区间隧道设计又称明挖法,是指现将隧道部位的岩体或土体全部挖除,然后修建洞身、洞门,在进行回填的施工方法。明挖法是城市地下隧道式工程发展初期优先采用的一种施工方法,其施工工艺经过多年发展已趋向成熟。明挖法具有施工简单经济的特点,车施工风险小。使用一明挖法利于施工者控制施工过程,减小施工风险:可以将工程分进行段。工程作业同时进行:对地质条件没有特殊要求。适用范围广:容易对隧道进行防水处理。明挖法在拥有以上几项优点的同时,由于其施工特点,在工程期间对周围环境有较大的破坏,需要较大的地面环境支持施工。在城市内进行地铁隧道工程建设时,会较大影响城市居民生活作息和城市交通秩序,工程地点埋设的地下管线都需要拆迁。
在施工地点的地面环境允许的情况下,对于埋深较浅、跨库较大的工程区间应该优先采用明挖法以减少施工风险,减低工程造价。
(2)圆形盾构结构
盾构法属于暗挖法的一种,它是全机械化的施工方法。盾构是一种施工机具,同时也是一种强力的临时支撑结构,盾构机在地下掘进时,盾构外壳能够对周围的岩土起到支撑作用,前方的土体被切削装置破开后通过土运机械排出,再将预制的混凝土管片拼装,从而形成隧道结构。盾构法施工因为采用复合防水封垫和预制的管片近行隧道的建设,隧道防水性能好且工程质量易于控制。同时,这种施工方法对城市交通与居民生活等地面活动的影响小,施工速度快并且不受施工深度的限制。从另一方面看,盾构法由于需要在地下掘进,从经济角度而言,购置新型盾构机械的费用高昂,对连续施工长度至少300米的施工区较为适用。盾构法在有相对均质的地质条件的软土地基段施工是顺利的,但是地层中若是有坚硬的岩层或球状风化体时,盾构机的刀盘磨损较严重,会造成掘进进度慢甚至施工停顿的状况
二、地铁隧道施工风险分析与控制
与其他工程相比,地铁隧道工程是技术要求复杂、投资大、工程建设周期长的大型土术工程。由于隧道工程施工技术复杂,施工地点地质环境具有不确定性,工程在施工期内的所具有的风险种类纷杂。为了保证施工安全,减少工程成本,提升施工效率,在地铁隧道工程进程中要严格做到风险控制。
(1)风险分析
风险的分析即是将己经识别的风险因素,如安全性,隧道掘迸和自然环境等,进行量化处理。目前多数学者采用的风险评估方法即用两个数据相乘得到的量作为风险大小评价的标准。但是,这种评价标准会使两者产生不符合实际风险水平的稀释作用或者放大作用,在风险评估上存在巨大的盲区,不能切合实际地反映出风险水平。因此,适合地铁隧道工程的一套风险评估系统的建立已经十分必要。
(2)风险识别
通过事先对地铁隧道工程进行风险识别找出施工过程中可能出现的风险就能有效地做到对风险的规避。由于当前对于地铁隧道工程风险分析的资料较为缺乏,需要对风险进行种类划分,如矿山法隧道施工风险、盾构隧道施风险等,采取专家调查的方式提高风险识别的准确度,有效地避免风险的发生。
三、案例分析
(1)案例工程
某市地铁1号线A站是连接室内地铁线路与机场线路的换乘站,是一种双层岛式的地下车站,采用双层多跨钢筋混凝土结构。该车站设市四个出入口;其一是与机场线的换乘通道,采用暗挖法进行施工;一个安全通道和两个风道,采用明挖法施工。
结合目前国内的技术水平和经济实力,根据对A站地质环境的分析研究,综合1号线地铁隧道工程的整体布局,其施工方案如下:
使用盾构法和明挖法相结合的施工方法,先使用盾构法利用盾构先行过站,建立车站雏形,而后拆除车站内部大部分的盾构管片,使用明挖法修建车站。这种新型的盾构过站法命名为盾构扩挖法,即使用盾构法完成地铁隧道的行车隧道,再拆除一部分管片使用明挖法在已建成的有车隧道上扩建地铁车站。
施工设计情况:首先,在站厅及附属结构用房基坑使用盖挖逆作法施工,基坑埋深约为21.6米,标淮段宽13.7米;其次,开挖拱形断面跨线风道,其长度约为25.7米,宽度约为9.5米,高度约为16.2米;再次,在车站出口及联络风道外口处使用外径十米的大盾构迸行进洞与出洞施工;第四,破除扩挖部分的临时封堵墙,形成扩挖工作面从而进行扩挖施下,扩挖形成后其断面如图1所示;最后,扩挖施工完成后分段拆除管片,设置横向临时支撑并且施做二次衬砌
图1扩挖完成后标准断面剖面图
工程地质条件:填土层厚度较厚,局部地区达到了四米,土层稳定性差,
对基坑支护有不利影响,边墙土体围岩的稳定性较差,容易塌落;粉土及粉细砂地层的渗透性差,注浆效果难以保证。而且该地层受到多次的施工扰动,容易出
现土体坍塌的现象;砂土层中有较高含量的石英和长石,使用盾构法施工时容易造成刀具磨损,同时为盾构的掘进造成难度。
(2)案例分析
地铁车站的建设应该综合各方面因素考虑设计方案,选用合理的结构设计和施工方法。为了确保地铁车站工程的合理性和安全性,车站规模、地质条件、地面坏境、车站运行要求及技术经济指标等多个方面都要在考虑范围之内。使用盾构扩挖法完成地铁车站结构的建设,需要注意以下几点车站内行车隧道在原有的盾构的基础上进行建设,不采用专门的车站盾构,使用柔性连接之主体结构和原有的盾构管片的连接处上;提高主体结构与原有盾构管片的连接处的防水性能,加强盾构管片纵向连接紧密性、防止相邻管片在拆除管片以进行车站建设时发生相对位移。
在目前国内经济水平下,盾构扩建法的提出为今后的隧道施工提供理论参考,其实践的成功有效的解决了盾构技术发展不足与施工要求的矛盾,奠定了今后科研工作的良好基础。
四、结束语
建筑领域的发展潜力随着我国社会主义现代化城市的发展进程的加快而不断开发出来,建筑业的发展空间也不断增加。我们要辩证地看待当前地铁隧道工程建设的蓬勃发展,在肯定地铁隧道设计结构与施工方法专业化、多样化的同时,也要注意在结构设计上的问题。
参考文献:
地铁施工的方法范文1篇6
1地铁工程劳务分包发生经济纠纷的原因
1.1劳务分包方不具备劳务分包资质
在地铁工程建设前,地铁工程建设方会根据工程量和施工安排寻找合作的施工单位,与具有劳务分包资质的单位进行合作。但个别情况下,部分企业没有劳务分包资质,伪造资质与工程建设方签订合同,进行劳务分包。地铁工程耗资巨大,诸多劳务分包方力争参与建设的机会,为了获取企业的最大利益,往往铤而走险。这样无资质的企业通常存在人员杂乱,用工不规范的现象。一旦签订了劳务分包合同,施工单位还可能再进行转包等,这样对工程建设的质量很难保证,会影响地铁工程的建设质量和效率。在用工上的不规范也容易引发经济纠纷,甚至引发冲突。
1.2法律意识淡薄
劳务分包过程中没有签订劳务分包合同或劳务分包合同不合理,双方利益关系没有约定明确。地铁工程建设方与施工方进行劳务分包谈判时,由于进行谈判或劳务分包业务的管理人员缺乏法律观念,在业务处理上缺乏经验,没有意识到劳务分包合同的重要性。没有签订劳务分包合同或签订了简易的劳务分包合同,在合同中对工程建设的进度、安全规定、建设要求、劳务工人的薪酬核算等等问题缺乏必要的沟通,在合同内没有明确规定,这将导致合作双方的利益受到损害。一方面地铁工程建设方的工程建设质量和进度难以保证,另一方面劳务分包的工人的薪酬待遇、工作条件等难以保障,容易引起经济纠纷。
1.3地铁工程建设过程中的不可控因素的存在引发合同纠纷
地铁工程建设耗时较长,且工程建设还会受当地地理因素的影响。在建设期间可能会出现自然灾害、工程事故等等,这些因素在施工前期无法预判,任何风险的发生都可能会影响到地铁工程建设。这些不可控因素一旦发生,地铁工程建设进度将会受到影响,无法按原签订合同完成,那么在这样的情况下引发的合同争议该如何处理,造成的经济损失谁来承担,这些都涉及劳务分包合同管理上的法律问题。
1.4劳务分包工人流动性较大,增加了工程施工风险,难以有效监管
劳务分包工人由劳务分包公司管理,人员混杂,来自各地,其技术水平也难以保证。在施工期间,由于工程难度、工程周期、薪酬待遇、施工环境等都会对工人产生一定的影响,劳务工人有可能出现中途离开的情况,进而影响工程建设。在劳务分包过程中也是常见现象,对于劳务分包工人的监管上难度较大。
2.如何避免地铁工程劳务分包合同管理常见的法律问题
2.1在地铁工程建设前要按照规定签订劳务分包合同
地铁工程建设周期长,与施工单位合作较多,在劳务分包操作上必须严谨、仔细。在工程建设前必须按照相关规定与施工单位签订劳务分包合同。通过合同的签订,规范地铁工程的建造要求,处理好与合作方的关系,以合同的方式明确地铁工程建设方与施工方的责任和义务,尤其要规定好劳务分包过程中的各个环节,最大限度地保障劳务分包的顺利进行,从而促进地铁工程建设顺利完成。地铁工程建设方要设立法务部门或要求法务人员参与到劳务分包合同的签订的全过程,针对法律相关规定,严格项目进行的各个环节,确保工程建设方与施工方间的劳务分包事宜的规范性、完整性。
2.2严格审批劳务分包企业的资质,抬高合作门槛
地铁工程的建设关系着国计民生,是利国利民的大举措,因此工程建设管理人员要意识到工程建设的重要性。在选择合作的施工单位时,要严格把控施工企业的准入门槛,核实企业是否具有劳务分包的资质,服务质量、人员多少、人力成本、盈利状况等都要进行了解,选择与优质企业进行合作。地铁工程建设方必须派专人对施工方进行实地考察,查看是否符合合作的要求,对于不具备劳务分包资质的企业坚决不合作。通过招投标的方式择进行对比、分析,优选合作单位,提高施工质量和效率,同时也是对地铁工程建设的保障。
2.3严格执行地铁工程前期的招投标工作
在地铁工程项目建设前期的招投标项目中,从制定招标计划书、招标信息、发标、开标、评标、定标等诸多环节,通过公开招标,寻找最佳投资方,促使招投标过程更规范化、标准化,形成良好的市场竞争环境。对发起招标的企业和参与竞标的企业都严格要求,本着规范建筑市场秩序,维护市场有序竞争的原则,仔细审核企业的招标文书、竞标企业的投标资质等,对不符合要求的企业坚决不允许参与招投标活动。工程建设方要严格按照招投标工程的程序进行,根据招投标的招标原则,邀请三家以上具有劳务分包资质的公司竞价投标,更多的竞标方的参与才能更大程度的保障招标的公平、公正。招投标管理程序有利于优中选优,保障工程建设质量。不单是招标过程中竞价的高低,还要对企业进行各个方面综合考察,在对招标各方进行充分调研和研究后,综合评比,选择最合适的合作方。完善采购招投标管理程序,通过现场招投标活动,本着公平、公正的原则,合理、客观评估,加强对活动现场的监督,提高活动的透明度。
2.4提高劳务分包合同的规范性、准确性、全面性,最大程度保障合作双方的利益
地铁工程建设方首先要选择具有高水平的施工人员队伍,同时也要肩负起对劳务工人合理的工作待遇。同时为了避免未来可能发生的风险,合作双方必须以合同的形式进行责任、义务的约定。地铁工程建设方与施工方要根据工程建设的需求对劳务分包过程中的工人的薪酬待遇、工作环境、工人技术、工程工序、质量标准等诸多条款认真协商,仔细研究后拟定一份较为全面、规范的劳务分包合同,双方在确认无误后进行签订。合同签订的过程要经过层层把关,经由相关部门审核批准,尽可能减少合同漏洞。通过劳务分包合同进一步明确各自的责任和义务,有效减少合同风险,保障工程的顺利进行。
2.5增强合作各方的法律意识,在劳务分包操作上认真遵守法律规定
我国支持建设工程中劳务分包形式,但法律较为宽泛,由于现实中问题纷繁复杂,地铁工程建设单位与劳务分包企业间的责任划分、权责归属涉及经济法、民法、劳动法、合同法等多方面法律问题,甚至有些条款在权益的确定、法律规范的执行方面较为模糊。因此加强相关法律的学习,根据法律规定细化合同约定,增强法律的可行性,执行性。在进行劳务分包谈判和合同签订上,合作双方要提交具有法律效力的相关证件、资料,手续齐全,双方签订劳务分包合同并备份归档,留存察看。
2.6加强对劳务分包单位施工过程的监督
要加强对劳务分包单位的监督,在施工过程中,要严格把控工程建设质量。对于分包合同中的建设工期、工程施工顺序、材料标准、工程质量、施工安全等都要进行监督和管理,将劳务分包方施工状况定期汇报。严格督促施工方按照工程进度进行施工,将施工进度与工程计划表及时比对,要在工程建设期间建立良好的工程进度反馈机制,确保信息交流顺畅,确保工程在预期时间内完工。对于在施工过程中不合理的施工现象和不符合工序要求的施工行为及时叫停,督促施工方及时整改。同时监督施工方在后期施工过程中是否有转包行为。部分劳务分包企业在施工过程中会有转包行为,这种情况下不但工程建设方的工程质量难以有保障,劳务工人的合法权益也将受到侵害,拖欠农民工工资,多方债务问题时有发生。因此加强对劳务分包单位的监督具有重要意义。
2.7通过投保的方式进行风险转移
在地铁工程建设前,可以根据工程的建设状况进行投保,通过投保的方式进行风险转移,降低企业经济损失。目前,工程险有建筑工程保险、安装工程保险,后新增科技工程保险。根据工程项目保险种类和行业的不同,保险进行细分,有工程质量保险、工程保证保险、职业责任险、建筑安装一切险、安全生产保险、建设工程相关保险等等。地铁工程建设期间,存在劳务分包的问题,可能会面临一定的合作风险,在用人、施工、质量、自然灾害等等诸多方面,一旦出现风险,将对地铁工程的建设造成经济损害,甚至耽误工期。为了减少损失,更好地进行工程建设,地铁工程建设前期,建设方可以提前进行风险评估和预测,进行一定的工程保险的投资,通过转移风险来减少工程在劳务分包管理过程中可能出现的损失。比如工程保证险,保证险是劳务分包方需要根据工程建设方的要求,由保险人担保自己的信用,即便劳务分包方不能履行义务,也将有保险人向工程施工方履约赔偿。工程质量保障险也是工程进行的一项很好的保障,工程质量保障险为工程建设方提供地铁工程建设中,劳务分包方在期间内履行工程质量缺陷修复义务的保险,当工程施工方不能履行合约修复义务时,保险公司将向工程施工方代偿,这极大地保护了地铁施工方的利益。此外,地铁工程也可就可能发生的自然灾害进行巨灾保险的投保,降低意外灾害带来的经济损失。总之,在工程开始前,进行合理的保险投资是一种较为妥当的降低风险的方式。
劳务分包形式在一定程度上为地铁工程建设方带来了便利,同时也存在一定的问题。签订劳务分包合同,合作双方增强法律意识,完善合同管理,促进工程建设有序进行,减少劳务纠纷,保障双方利益。同时加强对劳务分包企业监督,督促施工方认真履行职责,保障地铁工程建设的顺利完工。
【法律硕士论文参考文献】
[1]段培鹤.施工企业劳务分包管理中存在的问题及对策研究[J].建筑经济,2009(7):47-50.
地铁施工的方法范文
关键词:地铁工程;监测点;监测方法;沉降
中图分类号:TU473.2文献标识码:A文章编号:1006-8937(2014)32-0169-01
地铁作为当前城市最重要的交通形式之一,具有运量大、速度快、噪音少等诸多优势,在缓解城市交通、改善环境质量方面发挥着重要作用。由于多建于市区,周围建筑物较多,且地下管线网复杂,施工有很大难度。在基坑开挖、结构支护上如果出现质量问题,将延误施工进度,且容易对施工人员的生命安全构成威胁。因此,必须对整个施工过程进行监测,包括支撑体系、维护体系、水文地质变化等,然后对监测数据加以分析,掌握施工的安全状态,进而可采取防范措施,避免发生安全事故。
1实际案例分析
某市地铁12号线A站位于市区两个繁忙道路交叉口偏西处,是该线上的第8个站点。A站呈东西方向而建,长180m,标准段的宽度为22.5m,东西两端宽度均为26m,高度为13.5m,采用单柱双跨二层矩形框架结构形式。施工时直接明挖,对施工范围内的地基土状况进行勘察,分析后发现,土层有填土、砂质粉土、粉土和砂质粉土加砂粉几层,局部含有淤泥质粘性土。开挖区域一砂质粉土为主,强度较低、含水量大,可能会出现基坑涌水、边坡失稳的情况,破坏工程质量。为保证工程顺利完成,须做好监测工作,利用现代化技术进行监测,一旦发现问题,要及时予以处理。
2准备阶段
首先要选择相适应的监测工具,需用到全站仪、测斜仪、钢尺、水位计、水准仪、钢筋计等仪器,并制定合理的方案和流程,选择适宜的监测方法对A站的各个部位及其影响范围进行监测。此次施工所选择的测量仪器有BF515型测斜仪、数字式读数仪、徕卡NA2型精密水准仪,以及来自美国SLOPEINDICATOR公司的水位计等。
其次是确定监测内容,主要包括支撑轴力、围护结构的土压力、基地回弹、位移和沉降量、地下水位变动情况、围护结构钢筋强度、地表裂缝、地下管道、周围环境等,通过对这些因素的监测,实时了解各自所处状态。对各方面加以协调,保持整体工作安全稳定地开展。如若发现实际和设计不相符的情况,要立即分析原因并加以调整。
3地铁施工中监测点的布设
遵循一般原则,应按设计方案进行现场监测点的布设,结合实际情况,测点尽量靠近设计的测点位置,需保证能够较好地完成监测任务,获取所需信息。测点类型不同,应做具体分析,且还要考虑测点数量、成本消耗等因素。如果测点是为了指导施工工作,则应布设在最先施工处,以便能够及时采集反馈信息,减少失误,从而更好地指导施工;如果测点是为了验证数据,则应将其布设在最为不利的位置;如果测点用于监测地表变形状况,既要保证观测的方便性,又要考虑变形特征,监测时还需保护测点。总之,不同类型的测点具有独立性和统一性,既单独布设,彼此间又相互联系,实现空间和时间上的结合,同一个监测部位能够反映出多个变化量,从而更好的把握内在规律。为保证每一个测点都能正常运行,应提前埋设,并观察其初始状态,加以调整。若测点被破坏,或出现其他异常不能正常工作,需在附近补设,尽量维持监测工作不中断。基坑周围设有观测墩,使用高精度测量仪器获取其坐标信息;水平位移和沉降是施工中的两个监测重点,其测点务必要合理设置,并采取保护措施保护测点不被破坏;受外界因素或监测仪器的影响,采集的数据可能会出现变动,对此应保持及时更新,对温度等及时修正。
4地铁施工中的监测方法分析
4.1测斜
使用测斜仪对测斜管的变形程度进行监测,获取有关数据信息后,可据此推测维护桩墙的水平位移以及维护体的变形状况等。距离A站施工基坑4m处埋设测斜管,并提前进行2~3次检测,确保测斜管没有质量问题,并确定初始值。埋设时,管内导槽应与土移方向平行。将测斜仪的探头沿管内导槽滑至底部,缓慢提升,保持匀速,每升高0.5m读一次数,提升到管顶时结束测量读数。之后将测斜仪提出,平转180?再次测量。取两次测量的平均值,得到的就是平行于车站中线反向的土移变化值。
4.2支撑轴力监测
该工程使用的是量程为-4000kN的钢弦式支撑轴力计,测试共有10个断面。支撑轴力也是监测的重点内容,支撑体系对工程的安全质量有着直接影响。钢筋应变计安放在钢筋笼上,在同一个截面上对称分布,然后进行加固。焊接温度控制在90℃以内,使用千斤顶加载时,应做好详细记录。
4.3地表沉降监测
在所设的测试断面上沿监测断面方向每15m设一个沉降监测点,每个点位埋设一根长0.5m、直径为12m的光圆钢筋,顶部略微隆起。埋设时在地面挖一直径为10cm,深0.7m的柱状孔。在孔中灌入砂浆插入钢筋,砂浆只能与周围土体固结在一起,但不能与地面混凝土硬化层粘结。钢筋头低于混凝土地表面10cm,上加小盖保护,并在旁边用红色油漆标注点号,点号需与平面布置图中点号一一对应。
监测方法:按二级变形测量精度等级用精密电子水准仪,铟钢尺进行量测。与地面沉降共享高程监测控制网。地表沉降量测随施工进度进行,根据开挖部位、工序情况及时监测,并将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图。
4.4地下管线监测
A站位于市区两条要道交叉口,交通拥挤,且周围高层建筑较多。为满足市民的需要,地下管线网密集,埋设有燃气、给排水、电力等共18条管线,且大都采用大直径,距离A站很近,挖方时极有可能会对管线造成破坏。埋设监测点时,先从地面钻孔,然后将钢筋埋入至管顶,用砂浆将其接触部分粘合,为防止管线变形时钢筋受到太大影响,该工程使用PVC管将钢筋套牢。监测方法和地表沉降监测方法相似,对测量结果加以分析,了解管线的受力状况,如果超出规定值,应尽快查明原因,并采取相应的解决措施,如注浆加固法等。如果超出规定值较大范围,需立即停止施工,并向上级汇报。
5检测频率设置
根据行业要求,以及当地的地铁施工规程,对检测频率要求如下:基坑开挖期间,每一个开挖段内的监测点每天要监测一次,尚未开挖的地段则保持每周监测2~3次即可;车站底板完成的区段,每周监测一次,但换撑期间要每天监测一次;车站主体结构施工结束后2个月内,对建筑物和地下管线每周监测一次;当监测数据达到报警范围,或遇到特殊情况,如暴雨、台风等恶劣天气,应适当加密观测,必要时跟踪监测。
6结语
地铁建设程度是一个城市现代化水平的重要体现,也是缓解城市交通拥堵的重要手段,需加以重视。然而在实际施工中,需考虑诸多因素,施工难度很大。这就要求我们必须做好监测工作,了解各方面的状况,促进工程的顺利完成。
参考文献:
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地铁施工的方法范文篇8
关键词:地铁施工;技术;探讨
中图分类号:TU74文献标识码:A
随着我国城市化、工业化的发展,城镇人口也在不断增加,城市交通压力也越来越重,交通堵塞成为市民的最头疼的问题,有限的交通流量限制了人们的出行效率,城市地铁作为一项新兴的交通技术,自其建立以来为人们的出行提供了很大方便,也越来越被大众接受,有趋势成为大城市主要的交通工具。虽然我国地铁技术得到了提升和发展,但是由于复杂多变的自然、人为环境,在地铁施工过程中还存在有许多问题噬待解决。
一、中国地铁发展现状
什么是地铁?人们每天乘着地铁上下班出行,很少有人会考虑地铁的具体定义。地铁顾名思义就是地下铁道,也可以称为地下铁。有狭义和广义之分,广义的地铁指包含有关地铁建设所有的建筑和设备的统一整体,而狭义的地铁仅指在地下运行的城市铁路系统,并不包含与地铁系统关联的其他附属建筑和系统。城市地铁系统与地面交通相比,具有运量大、速度快、安全、准时、保护环境、节约能源和提高用地效率的优点,所以地铁的建设对于城市交通和经济发展是非常有利的。
世界上第一条地下铁路系统是1863年开通的“伦敦大都会铁路”,是为了解决当时伦敦的交通堵塞问题而建的。我国首条地铁线路建设是在1965年的7月1日,1969年10月1日建成通车,于是北京成为中国第一个拥有地铁的城市。随着社会发展和人们的强烈需求,在随后的几十年,我国地铁发展迅速发展,全国各地陆陆续续都在建设地下轨道交通系统,例如天津地铁、广州地铁、上海地铁,包括其他各个城市正在修建和完善的地铁系统。
二、地铁施工准备阶段
一个城市地铁的建设时一项巨大的工程,需要考虑的因素很多,前期准备工作也需要花费大量的物力、财力、人力来完成,前期准备工作是地铁能否顺利建成的根本,需要注意以下几个方面。
1.地质调研
城市地下的土壤条件、岩层情况、地下水因素、地面承载能力等等都需要充分调研,进行资料收集和整理,分析城市地下系统的可控因素和变量,为制定合理切实可行的路线做好理论基础。
2.合理设计规划
在上一步的基础上,要根据实际情况设计出严密的地铁系统实施方案。这也需要投入大量的人财物资源,把每一步的详细计划和方案落实到位,坚持地面地下二者相统一的原则,在保证最大的社会效益情况下也要兼顾环境效益和经济效益。
3.环保问题
在进行地下铁路修建时,难免会扰动地下土壤及地上路面,给环境带来危害,施工造成的噪音和干扰动作会影响周围居民的正常生活,因此在进行地铁施工前必须要考虑到环境保护问题,按照国家规定编制相应的《环境影响评价报告》以及《水土保持方案》等文件,严格按照国家规定执行,保护当地环境。
三、地铁施工技术
目前,国内外地铁施工技术主要有以下几种:
1.明挖施工法
在无人、无交通、管线较少并且地面条件允许情况下,可以采用明挖法进行地铁隧道建设,但这种方法对社会环境影响很大,限制性因素很多,因此该方法不被经常采用。
明挖法的施工技术相对简单,就是从上到下开挖地面至设计标高后,自基坑底部由下到上进行施工作业,完成地铁系统隧道主体结构,最后用回填基坑的办法恢复地面的施工方法。明挖法是世界各国地铁施工的首选方法,浅层埋深的地铁车站和隧道经常采用明挖法。但是地铁工程一般位于建筑物密集的城区,因此在进行作业时应加强对基坑周围原状土的保护,防止地面沉降,减少对地面建筑物的损伤。明挖法有很多优点,例如施工技术简单、快速、经济,常作为地铁建设的首选方案。但其缺点也是不容忽视的,例如占用地面时间较长,影响正常交通运行,施工噪音和振动对环境影响较大。
2.盖挖施工法
对于埋深较浅、场地有限及不允许长期占压道路或场地的情况下可采用盖挖法施工。盖挖施工法根据施工顺序又可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法。该方法是在原有道路上先完成周边围护挡土结构并在挡土结构上设置代替原地表路面的纵横梁和路面板,在此遮盖下由上而下分层开挖基坑至设计标高,再依序由下而上施工结构物,最后覆土恢复路面,这种施工顺序为盖挖顺作法,反之则称为盖挖逆作法。
3.暗挖施工法
暗挖法是不挖开地面,在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工办法。暗挖法主要包括:钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、新奥法等。其中浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛,目前北京地区的隧道施工当中以该两种方法居多。
(1)钻爆法
当城市地下岩石坚硬不易开挖时通常采用钻爆法进行开挖隧道。该方法操作时应注意炸药的比例配合得当,避免威力过大对周围建筑造成破坏,也要排除威力过小而造成岩石纹丝不动,延缓施工效率的情况发生。
(2)盾构法
盾构法施工利用盾构机械在地下开挖隧道的一种施工方法。盾构(shield)是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置,钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶,钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下现浇一环衬砌,并向衬砌环的空隙中压注水泥砂浆,以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。目前盾构法在我国大部分城市的地铁建设中被广泛使用。
(3)掘进机法
在埋深较浅、但场地狭窄和地面交通环境不允许爆破震动扰动,又不适合盾构法的松软破碎岩层情况下采用。该法主要采用臂式掘进机开挖,受地质条件影响大。
(4)浅埋暗挖法
浅埋暗挖法是在土层开挖过程中,边开挖边浇注的施工技术。土层在开挖过程中有一定的瞬间自稳能力,采取适当的浇筑进行支护,在土壤或岩层表面形成保护结构,以不开槽的方式进行隧道施工的方法,主要适用于土层粘性较大、含砂层或砂卵层等地区。当某些城市地区土质松散时,要求隧道埋深小于或等于隧道直径,可以采用此种方法。这种方法它的优势是对城市交通影响较小,对四周环境也无较大影响。
(5)顶管法
顶管法是当土质松软或含水较大时,在地下设置中小型管道的一种施工方法。适用于含水量较大的松软地层等特殊地层。
(6)新奥法
新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,防止地面沉降或塌陷,并通过对围岩和支护的测量、监控,指导地下工程的施工设计。
在我国地铁建设中,新奥法已成为主要的地铁施工技术方法,尤其在施工场地受限制、地层条件复杂多变、地下工程结构形式复杂等情况下,用新奥法施工很适用。
(7)沉管法
沉管法主要是用于修建地铁地下水通道系统时用到的技术。首先要分段预制管道,同时在两端设置临时止水头部,然后依靠浮力作用将其运送至标记轴线处,然后沉放在预先挖好的地槽内,完成管段间的水下连接,再移去临时止水头部,最后回填基槽保护沉管,铺设隧道内部设施,从而形成一个完整的水下通道。
4.混合法
根据修建的实际情况,在施工过程中同时使用2种或2种以上的方法称其为混合法。
四、结语
总之,在地铁施工过程中,要合理地、科学地规划工程建设。要依据施工范围的实际地质环境条件,制定科学的施工方案,合理选择施工技术,针对具体施工中出现的实际问题,根据工程实际情况,妥善处理,从而有效避免以后施工中的该问题重复出现。只有选取正确的施工技术,科学分析施工范围内的地质条件,才能顺利完成地铁系统的建设任务,才能更好地为人民群众服务。
参考文献
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地铁施工的方法范文篇9
关键词:武汉地铁地铁施工交通通行影响与对策
随着经济的发展和人们生活水平的提高,汽车拥有者日渐增多,与之相伴的交通拥挤、环境污染等问题也困扰着人们。面对日益拥堵的城市交通,修建地铁成了缓解交通压力、便利人们通行的一种重要方式。然而地铁工程规模浩大,建设时间长,影响范围大,施工占用道路并对交通通行带来很大的影响。武汉是中部地区的大城市,人口多,车流量大,为了缓解交通压力,近年来武汉正在进行地铁建设。同其它城市的地铁施工一样,武汉地铁施工也对交通通行产生很大的影响。因此,科学地认识和分析武汉地铁施工对交通通行的影响并提出相应的解决对策,无疑具有重要的现实意义。
一、武汉地铁施工对交通通行的影响
地铁施工对交通通行的影响是多方面的,总的来说,武汉地铁施工对交通通行的影响主要表现在以下几个方面。
1、武汉地铁施工占道对交通通行的影响。施工占道对交通通行的影响主要分为三种情况。第一、完全封闭道路。一些路段的地铁施工需要完全封闭道路进行。这种情况对交通通行的影响非常大,因为它占用了人和车辆通行的整个道路,原来通行的车辆都需要转移到其它线路上来,公交线路也会作出相应的更改。此外,由于道路完全封闭,使得周围住宅区、商业区的对外交通和人们的正常通行也会受到相应的阻隔。第二、施工占用部分道路。武汉地铁施工多采用占用部分道路的方式。虽然这种方式不会造成交通完全中断,但它使原来路段的通行能力减小,道路变得拥堵,周围居民和外界的联系也会相应的受到限制。不过,它不会造成交通完全中断,人流车流仍然可以通行。第三、施工基本上不占用道路。不占用道路的地铁施工对交通通行的影响最小,甚至可以说这种情况几乎不影响交通通行。但是,由于有车辆经常出入施工场地,有可能会对相邻道路的交通通行造成一定的影响。
2、武汉地铁施工不同的施工方法对交通通行的影响。根据城市地铁施工对交通通行的影响,地铁施工方法可以分为以下三种。第一、明挖法。即在地面进行直接开挖,等到地铁工程建设完成后再填补基坑或者恢复原样。地铁施工地面开挖一般需要开挖较大范围,这样容易造成交通断流和交通拥堵。第二、暗挖法。为了减小地铁施工对交通通行的影响,一些路段采用暗挖法进行施工。即在底下施工作业,这种方式几乎不占用地面资源,很少会对地面交通通行产生影响。第三、盖挖法。盖挖法是指由地面进行开挖,挖到一定深度的时候封闭顶部,施工和作业转到地下进行。这种方式需要开挖地面,占用道路,也会对交通通行产生一定影响,常见的是开挖地面时会造成一段时间的路面交通拥堵。
3、施工范围内的拆迁对交通通行的影响。地铁施工有时候需要对施工范围内的建筑物进行拆迁,有些拆迁需要封闭一段道路进行,这样就会给交通通行带来一定的压力。有些拆迁不需要封闭道路进行的,但进行拆迁需要车辆作业,会对周围的交通产生一定的影响。
4、施工管理对交通通行的影响。为了给施工创造更好的条件,武汉地铁施工有时候会采取相应的管理措施。如对施工周围的交通进行管制,限制通行时间、限制通行线路等,这样会在一定程度上影响交通通行。
5、其他施工组织方面对交通通行的影响。除上述施工方法会对武汉交通通行造成影响外,其他一些施工组织方面,比如地基塌陷、大型机械进出入和作业、施工管理不善等方面也会在不同程度上影响交通通行。
二、降低武汉地铁施工对交通通行影响的对策
地铁施工不可避免地会对交通通行造成影响,武汉地铁施工和其它城市地铁施工一样,都对交通通行产生影响。因此,采取适当措施降低武汉地铁施工对交通通行的影响是十分必要的。结合武汉地铁施工的实际情况,笔者认为可以采取以下几点相关措施。
1、制定科学合理的交通组织方案。要降低武汉地铁施工对交通通行的影响,首先需要制定科学合理的交通组织方案。每个施工点和施工段需要结合本区域内交通的特点制定切实可行的交通组织方案。交通组织方案既要保障地铁工程建设的顺利进行,又要方便居民的出行,将地铁建设和交通通行结合起来做科学的分析,同时兼顾到方案的稳定性和灵活性,提高方案的实用性和可操作性,尽量将地铁施工对交通通行的影响降到最低点。
2、科学设置施工线路及沿线交通管理设施。科学合理的施工线路既可以保证地铁施工的顺利进行,又可以将施工对交通通行的影响降到最低点。所以,要结合武汉地铁施工的实际情况,科学设置施工线路,寻求最优路线,力求达到线路最优,对交通通行的影响最小。在科学设置施工线路的同时,还要科学设置沿线交通管理设施,因为交通管理设施对人们出行的影响是十分直接和明显的。在施工过程中,要对相关路线的信号灯相位、相序、周期、绿信比等参数进行必要调整,沿线的交通标线、标志、隔离设施等也要进行相应调整。通过科学设置施工线路及沿线交通管理设施不仅有利于施工的顺利进行,也可以方便人们的出行,可以将武汉地铁施工对交通通行的影响降到最小。
3、调整有关路口及路段的执勤管理。地铁施工会带来施工路段及相邻路口车流量、人流量的变化,有时候还会造成交通拥堵。所以,交通管理部门需要根据这些变化的情况及时调整有关路口及路段的执勤管理工作。要科学设置车辆分流点,制定有效的车辆分流方案,对施工路段的交通更要加强执勤管理。遇到事故,要及时处理,以防止更大范围内的交通拥堵。为了保证交通畅通,可以在施工路段和交通负荷较大的路口设置交通协助管理人员,以便及时处理突发交通事件。
4、适时对路面交通进行疏导。在地铁施工场地的适当位置,树立施工警示标志,还可以通过电视、网络、报纸等报道施工路段的情况,做好对施工路段交通通行情况的宣传工作,避免施工附近路面产生无效车流,同时引导车辆和人们尽量避开地铁施工路段,以缓解交通拥堵。
5、合理调整公交线路及站点。为了保证武汉地铁建设的顺利进行,对于某些线路的公交线路可以进行适当的调整。这样既分散了施工路段的交通压力,又能够优化公交线路,维护广大人们出行的利益。调整公交线路及站点需要因地制宜,结合线路实际情况,综合考虑市民步行的距离和耗费的时间进行合理布局。
6、提高相关线路的通行能力。由于地铁施工路段给交通通行带来了压力,因此,挖掘其它线路的交通通行能力、提高其它线路的人车通行量是十分必要的。相关部门需要对施工线路的交通进行整治,严禁非法占用道路,设定固定地点上下出租车,保障交通通行安定有序。
7、加强地铁施工的监督管理。为降低武汉地铁施工对交通通行影响,加强地铁施工的监督管理工作是十分必要的。一方面,施工单位要严格制定各项施工管理制度,树立安全意识和法制意识;另一方面,严格遵守各项制度,严格控制施工进度,按时完工,同时保证工程质量,将地铁施工对交通通行的影响降到最低。
参考文献:
[1]熊建平,代义军.城市地铁施工期道路交通组织方法研究[J],交通管理,2008(12)
地铁施工的方法范文篇10
关键词:地铁工程;施工监测;方法;内容
中图分类号:U455.45文献标识码:A文章编号:1006-8937(2014)32-0173-02
地铁深基坑施工难度大,对基坑的安全控制相当重要。一般来说,地铁深基坑需要选择合理的降水方式以及支护方式。在具体的施工过程中,需要严格地按照施工设计进行,同时对相关地质条件、围护桩水平位移等情况进行监测,根据监测结果数据制定科学的施工方案。良好的施工安全保护体系以及施工管理体系是保证工程质量与安全的前提。现阶段,我国地铁工程正逐渐在各个城市中展开,加强对地铁工程施工监测的研究具有十分现实的意义。
1地铁工程基坑监测工作的重要性及主要内容
1.1地铁工程基坑监测工作的重要性
地铁基坑监测工作就是在施工以及使用期间,对建筑物基坑和周边的环境进行详细全面的监控与安全监察工作。
在基坑施工前,一定要利用基坑监测技术,对基坑的施工地质条件进行详细的了解,为基坑施工提供相关的指导,也为基坑施工规划提供数据支持。
这主要是因为基坑地质中土体、负荷等因素都存在很大的不确定性,必须进行基坑监测。
对于深基坑施工中基坑监测技术的应用发挥了很大的作用,主要表现在以下几个方面:
①通过施工前对基坑地质的监测信息,可以对工程施工进行指导。
②在施工过程中,通过实时监控的数据分析,可以了解到基坑施工的强度,为工程控制成本提供有力的依据。
③通过基坑监测技术,施工人员可以清楚的了解基坑地下的情况,了解地下管道、线路等的分布情况,在进行基坑施工过程中,就能避免基坑施工对其他路政设施造成影响。
④在深基坑施工的过程中,通过基坑监测技术,可以对施工可能发生的风险进行预测,及时进行调整就能避免事故的发生,提高基坑施工的安全。
1.2地铁基坑监测工作的主要内容
地铁基坑监测的主要内容包括以下几个方面:
①地铁基坑围护体水平位移监测;②围护墙顶水平位移监测;③围护墙顶沉降量监测;④地铁基坑地下水位的监测;⑤基坑支撑轴力监测;⑥地铁工程周围场地地表沉降量监测;⑦地铁工程周围建筑物的沉降量监测。
2地铁工程施工监测方法
2.1水平位移监测方法
地铁基坑监测内业处理过程中,选取一条与基坑边缘直线平行的线作为基线,计算各个监测点与基线的距离,并就将其作为初始距离;在每一次测量后,得到每一个监测点的坐标,然后算出每一次监测点与基线的实际距离。然后对比实际距离与初始距离,两者之差就是其水平位移量。监测过程中还需要绘制出累计位移时间曲线以及相关的时间曲线。具体的监测方法体现在以下五点:
①对于地铁基坑水平位移的监测,一般采用极坐标法以及小角度观测法。为了保证工作机电的稳定性,可以采用后方教会以及导线测量等方法;②对基坑变形的监测,可以通过极坐标法观测基坑的位移变化,将基坑长边充当X轴,将垂直与基坑长边的直线当作Y轴;③在采用小角度监测法时,必须设置观测墩,利用强制对中监测方式实施监测;④前方交回观测法,应该选择距离较远的稳定性目标,将其作为定向点,并且要求交回长度大于定向点与观测点之间的距离;⑤在建筑物较为密集的施工工程中,常常使用导线法监测。
2.2倾斜监测方法
倾斜监测主要是为了对建筑物顶部相对于底部水平位移情况以及高差,具体是利用专业的测量工具,通过记录测量结果、计算建筑物的倾斜程度、倾斜方向等,并且更具具体的现场观测条件,对建筑整体的倾斜水平进行有效的评价。对地铁工程倾斜监测的方法主要包括水平角法、投点法、正垂线法、前方交回法、差异沉降法等等。
2.3地下水监测方法
在地铁工程地下水的监测中,主要的监测内容包括地下水位以及地下水压两个方面。
2.3.1地下水位监测
对于地下水位的监测,主要是采取逐层分次监测方式,每一次测量后需要绘制出当时时间点的水位变化曲线。根据水位历史变化曲线,结合施工实际情况,绘制变化曲线图,对周围的施工环境影响程度以及影响范围进行有效的评价。
2.3.2地下水压监测
地铁基坑地下水压监测中,主要是利用水压计实施监测,对水压计读书进行有效的采集与处理。对于水压计的使用要点,具体包括:①在埋设水压计前,首先应该取出仪器下方的透水石,并在钢模上涂上凡士林或黄油,避免水压计埋设部位生锈。同时根据具体情况连接电缆;②在进行安装前,需要将水压计在水中浸泡两个小时以上,使其处于饱和状态。然后在水压计的侧头上装上饱和的细沙袋,保证水压器进水口进水通常,同时避免泥浆或其他的杂物进度水压计内部。
2.4裂缝监测方法
地铁基坑裂缝监测主要监测项目包括裂缝的数量、种类、位置、属性以及变化情况。对于施工重要位置的裂缝需要根据工程施工需要进行全面监测,结合施工设计设置合理的监测行为。根据数据要求的不同选择不同的监测方法。一般来说,对于宽度较大的裂缝,采用划平行线、两侧贴石膏饼等方式实施监测,具体测量工具采用游标卡尺或千分尺;对于裂缝深度的监测中,对于较小深度的裂缝,采用单面接触超声波法或凿出法,对于较深的裂缝,采用超声波法实施监测。
2.5支撑轴力监测方法
地铁工程施工过程汇总,需要对支撑体系进行轴力监测。首先,严格按照相关的安装标准进行轴力计以及钢筋应力计的安装;然后使用频率读取仪器,对各个监测点的读数进行读取。一般来说,轴力计应该选择振弦式,可以将拉紧的金属线当作一个敏感元件传感器。确定弦的长度,那么弦振动频率就能表示拉力大小,设置相应的测量电路,将拉力通过一定的转换,转换成电信号。根据每一次测量的观测点电信号,就能够验算出各个监测点相应的轴力值,通过对相关数据的处理与分析,最终绘制出随着施工而变化的支撑轴力变化曲线。
3结语
综上所述,基坑监测能够为地铁工程施工提供施工场地地质情况、水文情况、地下管线分布、周围建筑等具体情况,为基坑施工支护以及施工方案的制定提供有力的支持。地铁工程是我国交通事业在城市化建设中的具体体现,与人们的生活与工作息息相关,通过详细科学的监测技术,能够为地铁工程施工设计、施工方案制定提供准确的数据参考,提高地铁工程施工的质量与效率。
参考文献:
[1]鲁兆明.地铁工程深基坑施工监测技术应用[J].工程技术,2012,(5).
[2]马闯.地铁工程中基坑监测的探析[J].江西建材,2013,(8).
地铁施工的方法范文篇11
关键词:城市地铁施工新技术
引言
进入21世纪,我国地铁建设步入了快速发展的阶段,各大城市地铁建设项目竞相开工。实践证明,地铁具有高效、节能、环保、运量大、速度快、安全性好、占用城市道路面积少、防空好等优点,对解决城市交通堵塞,改变城市布局,实现城市环境和交通综合治理,引导城市走可持续发展之路起到了很大的作用。随着经济的发展,地铁必将有着越来越广阔的发展空间。但是,地铁工程的造价也是十分昂贵的,一般在5亿元/千米左右,这与地铁施工工艺和方法是密切关联的,在一定程度上也制约了地铁建设的进程。
近40年的发展,我国地铁修建方法已由最初单一的明挖法,发展到现在的明挖、暗挖、浅埋暗挖、矿山法、盾构法等多种方法并存,施工技术不断发展提高,初步形成了专门的研究课题体系。这些方法的出现和实施,极大地推动了地铁建设事业的快速发展。下面就这些方法各自的特点及各自适合的施工条件,进行初步的探讨。
1.地铁隧道施工技术分析
通常在地面条件允许的情况下,地铁区间隧道宜采用明挖法,但对社会环境影响很大,仅适合在无人、无交通、管线较少之地应用。现在多采用盾构法和浅埋暗挖法。浅埋暗挖法是一种适合不同断面、造价偏低、灵活多变的施工方法;盾构法在较软弱、富含流砂之地、断面不变的区间应用,设备一次性投入大,但施工速度快,是今后应推广的施工方法。
1.1浅埋暗挖法
浅埋暗挖法又称矿山法,起源于1986年北京地铁复兴门折返线工程,是中国人自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法。该法是在借鉴新奥法的某些理论基础上,针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法。
与新奥法的不同之处在于,它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下,隧道埋深小于或等于隧道直径,以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通,无污染、无噪声,而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。顾名思义,浅埋暗挖法是一项边开挖边浇注的施工技术。其原理是:利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力,采取适当的支护措施,使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法,主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。由于浅埋暗挖法省去了许多报批、拆迁、掘路等程序,现被施工单位普遍采纳。
浅埋暗挖法的核心技术被概括为18字方针:管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。其主要的技术特点为:动态设计、动态施工的信息化施工方法,建立了一整套变位、应力监测系统;强调小导管超前支护在稳定工作面中的作用;研究、创新了劈裂注浆方法加固地层;发展了复合式衬砌技术,并开创性地设计应用了钢筋网构拱架支护。
由于该工法在有水条件的地层中可广泛运用,加之国内丰富的劳动力资源,在北京、广州、深圳、南京等地的地铁区间隧道修建中得到推广,已成功建成许多各具特点的地铁区间隧道,而且在大跨度车站的修筑中有相当广泛的应用。此外,该方法也广泛应用于地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。
1.2盾构法
我国应用盾构法修建隧道始于二十世纪五六十年代的上海。最初是用于修建城市地下排水隧道,采用的是比较老式的盾构机(如网格式、压气式、插板式等),八十年代末、九十年代初开始采用土压式、泥水式等现代盾构修筑地铁区间隧道。盾构法具有安全、可靠、快速、环保等优点,目前,该方法已经在我国的地铁建设中得到了迅速的发展。据不完全统计,我国各城市地铁采用的盾构机已有60多台,其中上海30台,广州20台,北京、南京、天津、深圳各4台,大多是土压平衡盾构机型。
随着盾构法研究的深入、工程应用的增多,盾构法施工技术及盾构机修造配套技术也得到了发展提高:上海地铁隧道基本全部采用盾构法修建,除区间单圆盾构外,目前正在使用双圆盾构一次施工两条平行的区间隧道,此外还试验采用了方形断面盾构修建地下通道;采用直径11.2m的泥水盾构建成了大连路越江道路隧道,这也是目前我国最大直径的盾构机。广州地铁采用具有土压平衡、气压平衡和半土压平衡模式的新型复合式盾构机成功应用于既有软土又有坚硬岩石,以及断裂破碎带的复杂地层的地铁区间隧道修筑,大大拓展了盾构法的应用范围。深圳、南京、北京、天津等城市虽然地质、水文条件各不相同,但采用盾构法修建区间隧道均取得了成功。
除了上述几点外,我国盾构技术的进步还表现在以下四个方面。
①掌握了盾构机的选型和配套技术,与外国合作设计生产盾构机,配套施工设备包括管片模具完全能够自行设计制造;
②掌握了盾构隧道的设计和结构计算技术,以及防水技术;
③掌握了盾构掘进控制技术,如盾构掘进参数选择控制、碴土和压力管理、地表沉降控制、盾构机姿态和隧道轴线控制、管片防裂、同步注浆等,实现了信息化施工,可以确保盾构施工的安全、优质、高效和环保;
④掌握了不同地质条件和复杂环境条件下的施工及相关的施工技术。
我国盾构掘进速度最高已达到月进400m以上,平均进度一般为月进160―200m,最高平均进度可达月进240m。地表沉降可控制在+10―-30mm以内,可以在距既有建、构筑物不足1m的距离安全掘进隧道,既有建、构筑物的变形量可控制在2―5mm以下;隧道轴线误差可控制在30―50mm以内。
1.3新奥法
新奥法(NATM)是新奥地利隧道施工方法的简称,在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。采用该方法修建地下隧道时,对地面干扰小,工程投资也相对较小,已经积累了比较成熟的施工经验,工程质量也得到了较好的保证。使用此方法进行施工时,对于岩石地层,可采用分步或全断面一次开挖,锚喷支护和锚喷支护复合衬砌,必要时可做二次衬砌;对于土质地层,一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌,在有地下水的条件下必须降水后方可施工。新奥法广泛应用于山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。
当前,世界范围内应用新奥法设计与施工城市地铁工程取得了相当大的发展。如智利的圣地亚哥新地铁线采用新奥法施工地铁车站,车站位于城市道路下7―9m,开挖面积230m2,相当于17m(宽)×14m(高);我国自1987年在北京地铁首次采用新奥法施工复兴门车站及折返线工程,车站跨度达26m。针对我国城市地下工程的特点和地质条件,新奥法经过多年的完善与发展,又开发了“浅埋暗挖法”,这一新方法,与明挖法、盾构法相比较,由于它可以避免明挖法对地表的干扰性,而又较盾构法具有对地层较强的适应性和高度灵活性,因此目前广泛应用于城市地铁区间隧道、车站、地下过街道、地下停车场等工程,如根据新奥法的基本原理,采用“群洞”方案修建的广州地铁二号线越秀公园站及南京地铁一期工程南京火车站,断面复杂多变的折返线工程、联络线工程也多采用新奥法。在我国利用新奥法原理修建地铁已成为一种主要施工方法,尤其在施工场地受限制、地层条件复杂多变、地下工程结构形式复杂等情况下用新奥法施工尤为重要。
1.4钻爆法
我国地域广大、地质类型多样,重庆、青岛等城市处于坚硬岩石地层中,广州地铁也有部分区段处于坚硬岩石地层中,这种地质条件下修建地铁通常采用钻爆法开挖、喷锚支护。
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钻爆法施工的全过程可以概括为:钻爆、装运出碴,喷锚支护,灌注衬砌,再辅以通风、排水、供电等措施。在通过不良地质地段时,常采用注浆、钢架、管棚等一系列初期支护手段。根据隧道工程地质水文条件和断面尺寸,钻爆法隧道开挖可采用各种不同的开挖方法,例如:上导坑先拱后墙法、下导坑先墙后拱法、正台阶法、反台阶法、全断面开挖法、半断面开挖法、侧壁导坑法、CD法、CRD法等。对于爆破,有光面爆破、预裂爆破等技术。对于隧道初期支护,有锚杆、喷混凝土、挂网、钢拱架、管棚等支护方法。及时的测量和信息反馈常用来监测施工安全并验证岩石支护措施是否合理。防水基本采用截、堵、排等几种方法,其中在喷射混凝土内表面张挂聚乙烯或聚氯乙烯板,再灌注二次混凝土衬砌,被认为是一种效果良好的防渗漏措施。
2.地铁车站施工方法的选择
车站既是地铁工程亮点所在,更是一个难点问题。对于车站的施工方法而言,目前有明挖法、盖挖顺筑法、盖挖逆筑法、盖挖半逆筑法、明暗挖混合法、浅埋暗挖法。原则上优先采用明挖法,其次是盖挖法,盖挖法中应优选盖挖逆筑法、盖挖半逆筑法,最后则是浅埋暗挖法,因为该方法适用于交通要道、管线太多、不易开挖的繁华市区。采用暗挖法施工的车站当中,柱洞法、侧洞法应用较多,而大断面施工应遵守大洞变小洞的施工原则,开挖方法应按以下次序优选:正台阶开挖、CD法开挖、CRD法开挖、双侧壁导洞开挖(眼睛工法)进行,这样可以节约投资。
近年来,我国也在研究采用盾构法修建地铁车站的技术,主要集中在两种方法上,一是采用多圆断面盾构一次建成地铁车站,另一种是采用区间盾构修建地铁车站。它的优势在于可以充分、有效地利用盾构设备,提高地铁工程的建设质量、缩短建设周期,达到总体上降低工程造价的目的。
2.1明挖顺筑法
明挖法是目前我国地铁车站采用最多的一种修建方法,主要有放坡明挖和维护结构内的明挖(即基坑开挖)两种方法。明挖顺筑法技术上的进步主要反映在基坑的开挖方法和维护结构上,适应于不同的土层,基坑的维护结构主要有地下连续墙、人工挖孔桩、钻孔灌注桩、SMW工法桩、工字钢桩、加木背板和钢板桩围堰等。
在基坑开挖方面,有代表性的是时空效应理论。上海地铁总结出在软弱地层中开挖、支撑和结构施工的一套方法。首先采用大口井进行基坑降水,以增加基地被动土的强度,然后对基坑实施分段开挖,随挖随支撑,控制坑底暴露时间(或对底板地层进行预加固),适时地浇注底板结构。同时,对基坑、周边管线和建筑进行严密监测,发现问题及时采取措施。
在基坑维护方面的主要施工技术有三种。
①地下连续墙。
该结构适合于饱水沙层、饱和淤泥土层等饱水软弱地层,既可以控制土压力,又可以有效地阻隔地下水,还可以作为车站结构的一部分。
②人工挖孔桩和钻孔灌注桩。
这两种施工方法均是采用排桩桩墙来挡土和防水,实现基坑的维护。其中,人工挖孔桩适合于地下水位较深或无水的地层,要求地层强度较高,其断面形式不受施工机具的限制,可以做成圆形和方形,而且其施工质量和强度要高于普通的钻孔灌注桩,但是,钻孔灌注桩具有较广的适用范围,二者不能相互替代。
③SMW工法桩。
该方法是在水泥土搅拌桩内插入H型钢或其它种类的劲性材料,以增强水泥土搅拌桩抗弯、抗剪能力。用这种方法做成的基坑支护结构同时具有较好的防水功能,在6―10m的基坑中具备较强的技术优势,与地下连续墙相比,具有施工速度快、占地少、无污染、防水效果好和造价低廉等优点。
2.2盖挖逆筑法
盖挖逆筑法同样适用于地铁车站的修筑,与明挖法相比,其优势在于减少交通封堵时间,减轻施工对于环境的干扰,其区别在于主体结构的施工顺序上。
该方法的主要施工技术措施为:
①支撑桩采用以H型钢为柱芯的钢管或钻孔灌注桩,满足了沉降的控制要求;
②采用地下连续墙低注浆的方法,增强基底持力层的刚性,使地下连续墙与临时支撑柱共同承受上部荷载,以减小差异沉降;
③逆作法开挖支撑施工工艺中,利用混凝土板对地下连续墙的变形起约束作用,在暗挖过程中采用一撑两用的合理方法,大大减少了工程量,加快了工程进度,控制了墙移。
3.地铁施工中的辅助工法
城市地铁施工中,辅助工法是一项必不可少的重要技术,有时甚至涉及工程的成败。采用辅助工法的主要目的是为工程主体顺利施工创造条件,或出于工程安全考虑,或为保护建、构筑物等。目前采用的辅助工法主要有:
3.1降水(和回灌)
有井管降水、真空降水、电渗降水等,北京及北方地区多采用基坑外地面深井降水和回灌,也有采用洞内轻型井点降水;上海及南方地区则多采用基坑内井管降水,也有采用真空或电渗降水。
3.2注浆
主要用于止水或加固地层,以防坍陷沉或结构治水。注浆方式主要有软土分层注浆、小导管注浆、TSS管注浆、帷幕注浆等,注浆材料有普通水泥、超细水泥、水泥水玻璃、改性水玻璃、化学浆等。
3.3高压旋喷或搅拌加固
主要用于地层加固,如采用浅埋暗挖法或矿山法施工的隧道局部特别软弱的地层或有重要建、构筑物需要特殊保护时采用,盾构法隧道的始发和到达端头常用高压旋喷或搅拌加固,联络通道也常用此法加固地层。近年来也开发了隧道内施作的水平旋喷或搅拌加固技术。
3.4钢管棚
用于暗挖隧道的超前加固,布置于隧道的拱部周边,常用的规格主要有:42mm直径、4―6m长,108/159mm、20―40m,前者采用风镐顶进,后者则用钻机施作。近几年来也有采用300―600mm直径的钢管棚,采用定向钻或夯锤施作。管棚一般都要进行注浆,以获得更好的地层加固效果。
3.5锚索或土钉
预应力锚索主要用于基坑维护结构的稳定,以便提供较大的基坑内作业空间。
3.6冷冻法
主要用于止水和加固地层,多用在盾构隧道出发、到达端头、联络通道和区间隧道局部具流塑或流沙地层的止水与加固。
4.地铁施工技术发展趋势与方向研究
我国已有近40年的地铁修建史,尤其是近十多年来的快速发展,丰富和创新了我国地铁规划、设计、施工、管理运用、防灾救灾设备维修的技术方法。由于我国地域广大、地质情况多样,地铁修建技术必然极具复杂性和高难度。就目前来讲,应用已有的技术手段可以完成除西部和东北地区以外的大部分区域的城市地铁修建任务,已经锻炼和造就了一大批有经验的、有高度责任感的地铁建设工作者和能吃苦耐劳、有风险精神及创新智慧的设计、施工队伍。
展望未来,为使我国地铁修建技术日臻完善,保证地铁工程质量,实现地铁的社会经济效益最大化,我国尚需在以下几个方面作出努力。
4.1尽快统一地铁和轻轨修建的标准
统一设计、技术标准、施工技术规范和工程验收技术标准,以便使我国地铁和轻轨工程设施和设备产品规范化、系列化,对国产化也十分有利。
4.2组织力量对地铁施工设备进行系统研制开发
国家应对研制企业单位给予政策扶持,这对地铁的施工速度、安全、质量和成本影响重大,而我国在这方面显得很落后。如盾构主机我们还不能自主生产,基本上依赖进口技术或产品,消耗大量外汇,成本昂贵,设备适应性差;再如浅埋暗挖法虽为地铁施工的主要手段之一,但机械化程度太低,基本上靠手工操作,速度慢、工效差,最终核算成本也很高。
4.3加强地下工程施工辅助工法的研究开发和创新
在地铁施工中,安全、质量事故往往是由于辅助工法不善而引起的。近些年,我国的地铁施工工艺工法方面,虽然维护结构工程有了较大的进步,但是,改良地层实施疏水、止水的工法起色不大,有些工法由于使用条件难以掌握,风险很大,稍有不慎易酿成大祸。目前,地铁施工队伍普遍存在着专业不专、技术不精的问题,应该在施工资质上严格限制和要求,以利于专业队伍的组建和成长。
4.4在地下工程防水施工工艺、新材料、新技术方面加大研究的力度和进程
国产防水材料品种不多,品质不高,很难满足地铁工程的要求。地铁衬砌结构防排水的研究和开发,特别是防裂、防渗的课题日渐突出,应在材料上下工夫。
4.5强化环保意识
地铁的修建较大地改变了城市区域地层的地应力和水文地质的原始状态,尤其是水土流失会造成生态环境的改变,甚至会形成灾害隐患。国家应指定有关科研单位就地铁修建的环保问题开展工作,制定相应的工程措施,确保城市人居条件的不断改善和地铁设施的安全运营。
结语
随着城市化进程的提速,我国许多大中型城市的轨道交通建设计划,也快速地付诸实施,它极大地拓展了城市的区域范围,缩短了物流、人流和信息流的消耗时间,提高了城市公共交通的效率。社会迫切等待着地铁的发展,而地铁的发展又必须有新的施工技术做支持。为此,我们在现实所有技术的基础上加以有效的借鉴,对国内外地铁施工新技术进行比较,探讨了新技术在实际应用中的问题阐明了注意事项和未来规划,对以后城市地铁的飞速发展具有很强的现实指导意义。
参考文献:
[1]夏明耀.地下工程设计施工手册.北京:中国建筑工业出版社,1999.
[2]刘招伟,王梦恕.浅埋暗挖法修建地下工程中几个问题的探讨.见:铁道部隧道工程局科技大会论文集,1999.
地铁施工的方法范文篇12
[关键词]地铁与轻轨岩土与锚固环境影响
地铁自始建以来,就以快捷、大运量的特点在解决城市交通中发挥了重大作用。在我国,由于人口众多,大、中城市人口集中,交通拥挤越来越严重,如何解决这一难题成为城市发展的瓶颈。随着我国国民经济的发展和技术的不断进步,地下铁道建设以它不可替代的优势成为我国城市交通建设中的佼佼者。
一、我国城市轨道交通建设
1.我国轨道交通建设的发展概况
随着我国城市人口和车辆的不断增加,在一些较为拥挤的大中城市地面交通已无法满足人们的出行要求,这些城市面临巨大交通压力。而地下铁道与轻轨在解决城市交通问题上越来越显示其重要地位。
自上世纪90年代中后期,我国的轨道交通建设进入了高速发展时期。至今为止,我国已有许多城市如北京、上海、广州、深圳、南京等拥有多条地铁线路在运行,对这些城市的发展和提高百姓的日常生活质量做出了巨大贡献。此外,现在各大城市都把地铁和轻轨建设列入未来的城市规划中,有些规划的线路已经在建。可以说,我国地铁和轻轨建设的发展趋势是长期的、持久的。
2.地铁轻轨建设对城市地下空间开发的带动作用
地铁等地下交通设施的建设,带动了地下商场、地下停车厂、地下管廊、地下交通等等设施的发展。随着城市建设的不断发展,城市地面可利用的空间越来越少,必须向地下要空间,城市地下空间开发利用已成为必然的趋势。地铁和其它地下场所构成了未来城市人们生活的新的空间。
二、地铁工程主要施工方法
地铁规范中所指的城市轨道交通是指在城市中修建的快速、大中运量用电力牵引,采用钢轮钢轨的轨道交通。线路可在地下、地面或高架桥上敷设。本文在这里主要涉及的是地下敷设的地铁的施工方法。地铁的不同组成部分施工方法有所差别,应具体情况具体对待。车站工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及盖挖法。区间工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及盾构法。附属工程主要指地铁车站的风道、出入口等,主要采用明挖法和暗挖法施工。车站、区间及附属工程施工方案的确定,通常综合考虑地质及水文地质条件,社会环境要求等因素进行多方案比较,最终选择适合的施工方案。
1.明挖法。目前全国各大城市的地铁施工中明挖法施工的车站及区间占很大比例。明挖法的施工主要是采取桩+支撑或桩+锚索、土钉墙以及地下连续墙等作为围护结构,在维护结构安全稳定的状态下进行基坑内的土方开挖及结构施工。具有施工简单、造价相对较低等优点,但对地面交通的影响较大。
2.暗挖法。暗挖法的施工特点是在地质条件的情况下,采用超前支护体系对地层改善、加固。在超前支护的保护下采用复合式衬砌方法进行地下结构的初期支护及二衬施工。施工中遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的十八字方针。
此外,盖挖法、矿山法、盾构法也各具特点和优势,这里不再一一叙述。
三、锚固技术在地铁工程中的应用
地下铁道建设的繁荣与发展给锚固技术带来了极好的发展前景,相应的,锚固技术的发展也给地下铁道的建设带来了革命性的进步。目前的地下铁道工程的施工已广泛应用了锚固技术,无论是明挖法施工还是暗挖法施工,维护结构及超前支护结构的施工都离不开锚固技术。
1.锚固技术在明挖法施工中的应用。对于明挖法施工的地铁车站深度较浅的基坑(指基坑开挖深度在10m以内),有条件时,宜采用较为经济的土钉墙体系。深度较大、基坑宽在30m以上时,一般采用桩+锚索(杆)体系。
从目前地铁车站、区间的深度分析,采用桩+锚和地下连续墙+锚作为围护结构的居多。从经济上考虑,也采用土钉墙与桩+锚结合的技术。其中比较典型的是北京地铁五号线雍和宫站,其一侧围护结构上部为土钉墙,下部为桩+锚,另一侧围护结构自上至下均为桩+锚。在软土、沙层等土层,锚索采用钢绞线,长度为20~30m,拉力为300~1000KN,间距一般为1.4m左右。
2.锚固技术在暗挖施工中的应用。在暗挖法施工中,锚固技术主要应用在超前大管棚、超前小导管以及锁脚锚管等方面。
⑴超前大管棚主要用于暗挖隧道下穿大的雨水管、污水管或重要地下构筑物及隧道开马头处,目的是控制管线或构筑物的沉降。施工一般采用地质钻,对较长的管棚,可采用夯管锤或定向钻。地铁大管棚一般采用小于300mm钢管,管内填水泥砂浆。管棚长度一般为10~20m,目前,最长的管棚已达到120m。管棚施工会扰动土层,一般要有5mm的地表沉降。
⑵小导管主要应用于浅埋暗挖法施工的超前支护,用以防止开挖面拱部土体塌方。小导管场度为3.0~3.5m,前端设有注浆孔,用打入方式置入土层,上倾角10°~15°。导管安装后,向管内注浆。注浆可采用单液浆或双液浆,浆液扩散半径为15cm。
⑶锁脚锚管是为控制暗挖施工土层沉降的措施,即在隧道开挖初期支护拱脚部位,增设一道锚管。
四、岩土锚固对环境的影响
随着地下空间开发及锚杆、锚索应用密度的增加,岩土锚固技术对环境的影响已日渐突出。
在以往的工程建设中,由于未考虑锚杆、锚索对后续工程的影响,特别是新开发城市对占用建筑红线外的地下空间还没有限制,或者城市还没有全面规划,锚杆、锚索占用了过多的空间范围甚至是超出了建筑红线,严重影响了后续工程的开展。
针对以上情况,为解决锚固技术对环境的影响,保护地下空间环境,提出以下建议:
1.城市整体规划中建筑红线的制定,应考虑地铁等地下空间的范围和施工方法。
2.锚索设计与施工时,首先应对周围环境做详细调查,包括对规划方案要详实了解。设计时应充分考虑周围环境和城市规划,施工方案不应对后续工程造成影响。
3.尽量减短锚索长度,以减少影响范围。减短锚索,必须加大锚索抗拔力,可采用大直径旋喷锚体、扩大头锚杆等新技术。
4.锚索施工对周围环境有影响时,尽可能采用其他支护体系。当工程必须采用锚索方案时,应优先选择可拆卸锚索。
5.预应力锚索筋可采用玻璃钢筋或碳纤维筋,其抗拉力可以保证,便于切割,减少施工难度和施工风险。
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