發布時間:2023-12-14 11:41:31
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中圖分類號: U491.2+27 文獻標識碼: A 文章編號:
1. 引言
鐵道工程是工程施工中的一個關鍵環節,其技術管理水平的高低直接影響到整個工程的質量、進度以及經濟效益。
2. 審核設計資料
為了施工的順利進行,在施工之前要做好設計圖、土石方數量等設計資料的審核工作。在施工的過程中,施工 人員有時候會憑借個人工作流程的熟練經驗去操作,難免因為一時疏忽把工程量、尺寸和水灰比等重要問題弄錯并及時的上報,這些細節問題的則是關系到工程施工的進程和質量,更會造成經濟利益的大量損失。因此,施工技術人員應當做好施工前對設計資料的審核工作,可以結合實際從以下幾個方面進行:首先施工人員要在接收到設計圖的時候,認真的分析圖紙中的內容,對圖紙內容有疑問要及時的和設計單位溝通,做到對圖紙的含義清楚明了。其次是要根據設計圖中采用的定型圖、通用圖和標準圖等圖號的要求按規定及時的準備,準確的把握建筑工程的工程數量、建筑材料、結構尺寸和相鄰工程之間的關系。另外還要對設計圖進行復核并做好記錄,首先是檢查設計圖是否存在筆誤,檢查設計圖是否符合規范和是否和實際施工情況以及概預算是否適合。要從設計圖中準備相關的材料和及其設備,如果要對設計圖進行更改應當及時的申報辦理簽證手續。
3. 施工測量
施工測量工作是指導施工工作的技術權威,施工技術人員的管理水平高低直接影響到整個工程的質量和進度。因此,首先要選擇一些理論知識充足、實踐經驗豐富,同時還要有高低的責任感和嚴謹的工作態度的施工技術人員,保證良好施工技術水平和施工的進度。其次是在施工前對水準路線、線路中線及工程數量進行復核。參照設計資料進行對比。發現問題及時上報處理。并作好記錄。基樁是控制線路走向及標高的重要樁在施工中很容易受外界因素的影響從而損壞丟失。因此根據需要,結合現場地形設置護樁,并詳細繪制樁位示意圖。確保部分損壞或某種原因不能使用時備用。及時安排對每一細小部位的測量工作.做好各項記錄,使誤差符合規范要求。以滿足施工要求。準備好水準儀、測距儀、經緯儀等測,測量工具,以保證的施工的過程中測量的需要。在施工的過程中要合理的利用測量儀并要保持儀器的干凈,定期對其進行校驗,使儀器的誤差始終保持在規定的要求之內。
4. 新奧法施工
所謂新奧法就是在施工過程中充分發揮圍巖本身的自承能力,以錨桿和噴射混凝士為主要支護手段,及時地進行支護,控制圍巖的變形和松弛,使支護與圍巖形成聯合受力結構共同作用,并通過對圍巖和支護的量測監控指導施工。它主要采用全斷面的開挖方法和側壁導坑環形開挖法等,開采方法的采用是根據實際的地質條件來選擇。一般采用的輔助工法組要是降低地下水位的井點降水法達到防止地面下沉的目的和防止涌水的注漿工法。新奧法施工技術在世界上許多的國家城市淺埋地鐵施工中得到廣泛的應用,例如日本的粟山、大貫、北四番丁城市隧道和橫濱市地鐵區間及橫濱地鐵車站等。聯邦德國是當今地鐵工程中較多地采用新奧法技術的國家。他們不僅在地鐵區間隧道應用,而且還在多層多跨大斷面地鐵車站隧道中廣泛應用,如慕尼黑車站、法蘭克福站,埃森、渡洪、紐倫堡地鐵車站等,其施工技術已發展到較高水平、在美國華盛頓地鐵.法國里爾地鐵。南朝鮮漢城地鐵、香港地鐵等也被廣泛采用。淺埋地鐵區間和車站隧道的施工方法眾多,且在不斷地進步發展著,我國應當借鑒世界發達國家的施工經驗,并結合本國的實際施工情況進行創新,大力支持施工的科學實驗,形成一套屬于適應我國實際情況,具有本國特色的施工方法,以推進我國地鐵建設事業的迅速發展。
5. 接觸網改擴建工程中網絡技術的應用
5.1 利用網絡技術安排施工計劃
既有鐵路線改造是在不中斷行車情況下,多專業同時施工,需要在施工過程中實現有效控制,合理地安排施工進度,總體把握施工項目,使施工得以順利進行。編制施工進度計劃,把復雜的施工內容合理有效的組織起來,并能迅速反映不斷變化的現場情況,及時調整。如果僅憑以往的經驗安排施工進度計劃,具體操作起來難度就會較大,甚至行不通。網絡技術在蘭武二線既有電氣化接觸網改造過程中的成功應用,使這一問題得到了解決,每個車站、每個區間、每處撥接地段都必須編制一份進度網絡圖,將所有影響因素羅列編排在圖上,然后出關鍵線路,并據此安排施工。這些網絡圖的應用使得施工過程可控有效,理順了施工關系,降低了工程成本。
5.2 運用網絡技術,優化施工方案
網絡的優化,是在關鍵線路上選擇效率最高的方案,縮短其持續時間,從而達到充分利用停電天窗點的目的。在這一過程中需要對施工現場的實際情況有準確的把握,并對本專業項目和其他施工單位的專業項目做好對比,理出邏輯關系,在同一個項目中做好至少兩個施工方案,在施工過程中,根據實際情況做好方案的調整,以保證工程預期目的的實現。在施工方案中要明確施工項目的先后順序,對天窗點的程度有效的把握以及對恢復運營怎樣做好過渡措施等一系列工作要明確。
6. 結語
總之,在鐵道工程的施工中做好設計資料的審核、施工測量、施工方法的選擇以及網絡技術的運用是保證施工進程與質量的關鍵。另外施工負責人員要用沉著、冷靜和科學的頭腦來處理復雜的施工局面,使整個工程的施工安排能有條不紊的進行,是極為重要的,
參考文獻:
[1]張振宇.盾構法施工技術在我國的應用與發展[J].武漢工程職業技術學院學報,2005(4).
【關鍵詞】鐵道工程、施工技術、問題、解決對策。
一、鐵道工程施工中存在的技術問題
(一)違規現象嚴重
當前鐵道工程施工中違規現象依然較為嚴重,一般多為違反相應的安全施工規范。同時由于部分鐵道工程施工人員自身的素質相對較低,在施工環節中,因其不具備熟練的施工技術,也會導致鐵道工程施工中存在質量和安全隱患。
(二)鐵道施工中測量存在誤差
在鐵道施工過程中,一旦測量數據和實際測量數據之間存在誤差,就會導致鐵道工程施工存在一定的困難。鐵道工程測量是鐵道工程施工中的重要環節,也是鐵道施工的重要組成部分。如果鐵道測量出現一定的誤差,不僅會導致工程成本增加,還會對工程質量產生嚴重的影響。鐵道工程施工中出現測量誤差主要有兩方面的原因:其一由于測量設備自身存在問題以及缺陷;其二是由于測量技術人員測量技術不達標,水平不高而導致的測量誤差。
(三)缺乏可行實用的應急預案
鐵道工程施工中缺乏有效的應急預案則是鐵道工程施工技術中存在的一個十分重要的問題,嚴重的威脅到整個鐵路工程的施工安全。一般而言,在鐵道工程施工中,各級管理部門對于施工中的施工作業流程、機械組織、施工方法以及影響范圍等的檢查管理做的十分細致,管理經驗也較為豐富,針對常見的突況也能處理的很得當。但是對于應急預案就顯得較為固化,缺乏可操作性。一旦施工中出現特殊情況,由于沒有可行的應急預案,就有可能因為處理不當或者不及時而導致出現不良結果。
(四)施工計劃臨時調整較多
鐵道工程應以事先確定好的施工組織計劃為準。但是在當前的鐵道工程施工中,還存在臨時調整施工計劃的現象,這樣就容易出現由于施工信息傳遞不及時而導致施工活動和計劃出現不符的現象,嚴重的影響到鐵道工程施工的整體質量水平以及施工進度。
(五)爆破精細化控制問題
在鐵道工程的隧道施工中,經常會用到爆破技術。因此爆破技術對于鐵道工程的質量影響也是十分巨大的。例如在石質圍巖隧道的開挖過程中,如果爆破的控制力不夠就可能導致光面爆破的效果變差,從而影響到隧道開挖的安全性,還可能導致超挖問題。
(六)路基沉降控制問題
路基是軌道的基礎,同時承受軌道的質量和列車的荷載,是鐵道工程施工的重要組成部分。鐵道工程中的路基施工對沉降、剛度、耐久性等均有較高要求。目前,在控制路基沉降上,常常采用CFG樁、旋噴樁、水泥攪拌站、預應力管樁、樁板、強夯等措施,這些措施有效控制了路基的沉降。然而,在具體的施工中,總會遇到諸多困難,因此,路基沉降控制仍是一個較大的難題,需加大研究力度。
二、解決鐵道工程施工存在問題的對策分析
(一)做好施工前的準備
在鐵道工程開始施工之前,須做好相應的準備工作。第一,施工單位應合理規劃整體施工流程以及施工技術,依據技術特點合理安排施工技術人員,并對施工人員進行相應的培訓,明確施工中的重點和難點;第二,依據工程的實際情況,制定切實可行的應急預案;第三,成立監督小組,明確管理人員的職責,確保施工環節中不出現事故問題。
(二)建立監督制度
鐵道工程是一個非常復雜的大型工程,需要很多部門的共同完成,因此鐵道工程需要實施監督責任制度,從而將部門的責任更好的落實。監理部門負責監督已完工程的整體質量,如果在施工的過程中發現了任何質量安全問題,需要監督人員完整的整理和匯報,并且提出針對性的解決意見。施工部門需要監督現場的施工,讓施工人員按照工程的標準進行施工,從而保證工程的整體質量。各個部門需要進行充分的配合,明確落實責任,才能保證工程順利的進行。
(三)加強爆破精細化控制
為實現隧道施工爆破的精細化控制,達到光面爆破的效果,減少超、欠挖的工作量,需做好以下幾方面的工作:第一,施工前必須進行爆破設計,確定炮孔數量、炮孔間距、炮孔深度、孔徑、裝藥量、裝藥長度、起爆方法、起爆順序等參數;第二,選定滿足現場需要的鉆孔設備、裝藥設備等;第三,選定有經驗的鉆孔人員、爆破人員,以有效控制鉆孔的方向;第四,技術人員會同有經驗的爆破人員,根據現場地質情況適時修改爆破參數。
(四)加強施工環節的技術控制
一方面,在施工圖紙確定之后,施工人員需要全面的了解施工圖紙,需要與設計師做好相應的溝通,確保設計圖紙要點得以掌握。在施工環節,對于建筑施工數量、設計圖規劃以及材料的選擇等,都需要合理的進行分配。另外,設計圖紙與施工規范之間是否存在差異,設計圖紙的修改、應急預案的設定等工作都需要明確的檢查;另一方面,控制鐵道工程的施工質量與進度,施工過程當中的測量是主要的施工環節,其中,測量技術人員的技術水平是最關鍵的。對于測量技術人員,需要進行嚴格要求,確保其工作態度端正,擁有豐富的理論知識與實踐經驗,能夠讓工程達到預期的工作目標。在施工環節需要針對水準路線以及線路中線等做好與參考資料之間的比對,認真復核,一旦發現問題,就要立刻記錄,并且上報相關部門作出解決。在鐵道工程的施工中,基樁的問題也不容忽視,基樁作為線路標高和走向的控制,最大的問題是容易受到外界的影響。因此,在施工環節的測量方面,不能忽視任何一個細小的環節,按規范標準進行測量并詳細記錄,將誤差控制在容許的范圍內。
(五)施工現場的控制
要加強施工領導的監管意識,對于施工的工程現場進行有效的控制。在施工之前需要召開安全會議,讓工程的全部人員參與,對工程進行嚴格的把關。從工程的啟動到完成,各個事項都要詳細的說明。施工的關鍵環節需要親自監督,詳細的了解工程的進度、工程技術的落實情況,解決工程中出現的問題,協調部門間的關系,加強施工現場的控制,讓員工安全規范進行施工,創建一個安全的施工環境。
(六)合理運用相關技術解決問題
合理選擇施工技術對于確保鐵道工程施工質量、進度、安全具有重要意義。比如,鐵道工程隧道施工中容易出現圍巖變形現象,進而引發安全生產事故。鑒于此,采用新奧法能有效提升圍巖自身的承載力,同時配合錨桿加噴射混凝法、,做好隧道施工的支護工作。又比如,當前的鐵路線路改造條件是在列車不中斷的狀態下進行的,因此應從施工整體考慮,合理安排施工,加快施工進度,有條理的安排施工順序。就可以采用網絡技術,使用網絡技術完成鐵道工程施工已有成功的案例,對于施工中的鐵道的每個撥接地段、每個區間和車站都需要編制進度網絡圖,將全部可能會影響施工的因素編排在圖上,然后在眾多圖中找出重點線路,并以此為依據安排施工。網絡圖的有效運用使得施工在有序、可控的狀態下順利的開展,進而節省了開支,降低了工程成本。
總之,鐵道工程在我國經濟發展中發揮著重要的作用,其施工質量直接關系到人們的日常出行、貨物的正常運輸。鑒于當前在鐵道工程施工中還存在諸多的技術問題,作為鐵道工程工作人員,需引起高度的重視,應及時發現問題,并采取相應的措施及時解決,確保鐵道工程的施工進度以及施工質量,以便發揮出鐵道工程在國民經濟發展中的重要作用。
【參考文獻】
關鍵詞:鐵道工程;施工分析;技術問題;解決思路
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.084
0 前言
鐵道工程在我國的建設領域中有著極為重要的地位,對交通網絡的建設也有著重要的意義,同時也影響著我國經濟與文化等方面的發展。作為一項綜合性較強與比較復雜的工程,工程在施工中很容易受到多種因素的影響。所以在實際工作中要運用好施工技術,提高施工的質量。
1 鐵道工程在施工中存在的問題
(1)施工上存在的不足。對于施工不規范來說,是現階段施工中最常見的問題之一,同時也是施工事故上頻發的主要原因之一。由于施工人員在施工過程中并沒有嚴格按照施工的標準與規范要求進行施工,加之一些施工人員自身技術不過關,使得施工的質量出現了一定的問題,最終也就對施工的進度等方面產生出了影響。
(2)測量上的不足。對于鐵道工程施工來說,最為重要的環節就是設計與測量。一旦測量上出現問題,就會對整個工程的質量產生出直接的影響。造成工程測量出現誤差的主要原因為測量技術上的誤差與設備上存在的誤差。由于人員技術水平上的限制,使得在測量中難以及時排除影響測量的因素。而對于測量設備來說,由于自身存在缺陷問題,也就難以實現準確的測量[1]。
(3)施工方案上的臨時調整。對于設計方案來說,是保證施工順利進行的基礎。但是由于鐵道施工存在著一定的復雜性與難度,因此,在實際施工中存在著許多問題,一旦出現方案變更就會直接影響到施工的整體進度,同時也會對施工人員的施工產生出影響。對于現階段的施工管理來說,也會造成信息傳遞緩慢等方面的影響。由于工程變更難以及時交由相關部門進行檢查,這樣也就使得工程在施工中出現了較多的問題,從而遺留下了安全與質量上的隱患。
(4)應急預案上的不足。不論是對于哪一個工程來說,在施工中都會出現突發事件。因此,在施工中要做好應急預案的制定工作。但是通過調查可以看出現階段的一些工程應急預案中存在著可行性不足的現象,這樣也就給正常的施工產生出了影響,一些管理人員在人員的安排與施工技術上有著一定的經驗,但是卻存在著靈活性不足的現象,在出現突發事件以后也就難以發揮出應有的作用。且在出現事故后也不能及時進行妥善的處理,從而對工程的順利施工產生出了影響[2]。
2 提高鐵道工程施工效果的措施
(1)做好施工前的準備工作。為了保證施工的順利進行,在正式開展施工工作以前,要對工程的整體進行準備。所以施工企業要做好規劃與完善工作,保證施工流程與技術上的完整性,同時還要從技術特點上出發,保證施工人員的合理性。通過對施工人員進行技術培訓,可以找出施工中的重點與難點,從而幫助施工人員掌握好施工技術,提高在工程中的運用效果。對于施工中可能出現的問題來說,也要建立出完善的應急預案,成立專門的小組等來進行監督與管理,明確好施工管理人員自身的責任,確保各個環節的順利進行[3]。
(2)做好設計圖紙的優化工作。在進行工程設計的階段中,要及時對相關參數進行有效的測量,保證施工材料的合理性,同時還要按照相關的規范與要求等來做好圖紙的設計工作。設計人員也要及時深入到施工現場中去,與施工人員進行有效的溝通,幫助其掌握好施工中的重點環節。在遇到需要對施工進行調整時,要先征求設計人員的同意,同時還要對施工圖紙與應急預案等方面進行詳細的檢查,這樣才能確保設計可以更好的運用工程施工中去。
(3)建立出完善的監督管理制度。對于鐵道工程來說,屬于相依昂比較復雜的工程,所以也就需要借助各個部門之間的相互合作來完成。因此,在實際中就可以建立出完善的監督管理制度,以此來將責任落實到實際中去。對于監督部門來說,還要做好整體質量的監督工作,如果在施工中出現質量安全問題,就需要監督人員要做好整理與匯報工作,提出有針對性的解決方法。施工部門也要及時深入到施工現場中去,嚴格要求施工人員要按照相關的標準與流程來進行施工,這樣才能確保工程的質量可以滿足實際的需求。對于各個部門來說,也要做好相互之間的協調工作,確保責任可以落實到實際中去,保證工程的順利進行[4]。
(4)控制好影響因素。對于工程的施工來說,需要對可能影響的因素進行準確的控制,以此來保證工期。在實際施工中對施工進程有著直接影響的就是工程測量。所以在實際中要求技術人員要具備一定的經驗與能力,這樣才能有效減少誤差等現象的出現,保證工程可以滿足預期中的要求。在施工中還要對施工的路線以及技術等方面進行有效的對比,保證控制上的準確性,在出現問題時還要進行補救。只有真正將影響因素降至到最低,才能確保工程可以實現有效的控制,從而提高施工的質量。此外,還要做好施工現場中的控制工作,提高領導的監管意識。
3 結語
綜上所述可以看出,鐵道工程已經成為了促進我國經濟發展的重要工程之一。因此,在實際施工中要找出其中存在的問題,分析出造成這一現象的原因,在此基礎上采取有針對性的措施來進行處理,從而確保工程的進度與質量可以滿足際的需求,促進鐵道工程的發展。
參考文獻:
[1]雷永軍.鐵道工程施工中常見的技術問題及解決措施[J].科技創新與應用,2013(08):160-161
[2]袁弘.淺議鐵道工程施工中常見的技術問題及解決措施[J].城市建設理論研究:電子版,2013(16)19-19
關鍵詞:鐵道工程;測量。
中圖分類號: [P258] 文獻標識碼: A 文章編號:
l 引言
世界第一條地下鐵道誕生在1 8 6 3 年的英國倫敦,距現在已有1 30 多年,在這130里,世界地鐵交通有了飛速發展。我國從1 9 6 5 年7 月在北京開始修建第一條地鐵至今,天津、上海、廣州地鐵陸續建成,大大緩解了城市交通緊張狀況。北京、上海和廣州新的地鐵線路目前也正在加緊施工,伴隨我國國民經濟狀況的好轉,全國20 多個城市醞釀的地鐵建設會在不久的將來成為現實。作為地鐵施工中不可缺少的地鐵測量工作也將會有進一步的發展。
2 地下鐵道測量的特點、內容和精度要求
地下鐵道是城市公共交通的一種形式,是一項系統工程,它包括地下、地面、高架三種方式的軌道工程體系,在城區它埋設在地下,在郊區它是地面或高架構筑物。
2.1 地下鐵道測量特點
(l) 地下鐵道工程浩大、投資大、工期長,一個城市地鐵建設要根據近期、遠期客流量先作總體規劃,分期建設。測量工作不僅要考慮全局,也要顧及局部,既要沿每條線路獨立布設控制網,又要在線路交叉處有一定數量控制點重合,以保證各相關線路準確銜接。
地鐵工程有嚴格限界規定,為降低工程成本,施工誤差裕量已很小,設計采用三維坐標解析法,所以對施工測量精度有較高的要求。
(3) 測量內容多,與地面既有建筑結合緊密。各測量體和線路聯接密切,地上、地下測量工作要保證萬無一失,除了要進行施工放樣,貫通測量以外,還要進行變形監測等項工作。
(4) 測量內容多,與地面既有建筑結合緊密。各測量體和線路聯接密切,地上、隧道及車站內的控制點數量多、使用頻繁,應做好標志,加強維護,為地鐵不同階段施工及后期測量工作提供基礎點位及資料。
(5) 地鐵位于城市,沿線高樓林立、車水馬龍、能見度差、隧道埋深淺,地表沉降變形等都會給地鐵施工測量工作帶來很大困難。
2.2 地下鐵道測量工作
地下鐵道測量包括規劃設計、施工設計、施工、竣工和運營階段全部測繪工作。地下鐵道測量工作除了提供各種比例尺地形圖與地形數字資料滿足規劃、設計需要外,還要按設計要求標定地鐵線路位置、指導施工、保證所有建、構筑物位置正確并不侵入限界,以及在施工和運營期間對線路、建筑結構、周圍環境的穩定狀況進行變形監測等[1]。
地下鐵道測量的主要工作如下:
(l) 地面、地下平面控制測量和高程控制測量;
(2) 地鐵線路帶狀地形測量和管線調查;
(3) 地鐵線路地面定線測量;
(4) 地鐵車輛段測量;
(5) 地面、地下聯系測量;
(6) 隧道和高架線路施工測量;
(7) 鋪軌測量;
(8) 設備安裝測量;
(9) 竣工測量;
環境、線路、結構變形測量。
2.3 地下鐵道測量的精度及其依據
地下鐵道測量的必要精度,這是一個需要研究討論的題目,北京地下鐵道一、二期施工擬定了明挖方法施工測量的精度指標,現在第三期暗挖法施工測量精指標如下:
①地面GPS控制網的點位和相對點位誤差≤±10mm。
②沿地下鐵道線路布設的地面精密導線網的點位和相對點位誤差≤±8mm。
③從精密導線點將坐標傳遞到豎井旁的近井點的點位誤差≤±10mm。
④ 從地面近井點通過豎井向地下隧道內傳遞坐標的誤差≤±5mm。
⑤ 從地下豎井底通過橫通道將坐標傳遞到線路正線隧道內的坐標測量誤差≤±5mm。
⑥ 地下隧道內的控制導線最遠點的點位誤差≤±15mm。(一般為500mm的地下控制支導線)。
⑦ 地面地下高程控制測量精度限差8/L(L為公里數)。
⑧ 從地面向地下隧道內傳遞高程的誤差為≤±3mm。
在建立地面控制網估算精度和貫通測量的精度估算時,還要留些裕量,那么各項測量精度還要適當的提高。
3 地面平面控制網測量
地鐵平面控制網分首級GPS控制網和二級精密導線控制網。在滿足規范前提下,平面控制網點還應布設合理、靈活,滿足工程實際需要。在工程實施階段,應按原測精度對控制網進行定期全面復測和不定期局部復測,確保網形結構的連續、穩固和使用。因此,點位的選埋和維護是地面測量工作的難點和重點。
3. 1 GPS控制網應收集的基礎資料
測區中央子午線、坐標系轉換參數、橢球參數、起算點已知坐標、測區高程異常值、測區的平均高程。這些基礎數據為保密資料,應嚴格按照保密協議交接、簽收和使用。
3. 2 精密導線網
精密導線點應盡量沿地鐵線路布設成直伸形狀,形成掛在GPS點上的附合導線、多邊形閉合導線或結點網。選點和觀測是控制精密導線質量的兩個重要因素,工作的重點是精密導線的選點和觀測,難點是選點工作。根據地鐵線路附近GPS網點位的分布通視情況,車站、豎井的設計位置,經過現場踏勘后可以初步在線路平面圖上繪制精密導線網形,根據規范和測區環境條件詳細制定出外業測角、測邊以及高程聯測作業方法等。
3. 3 平面控制網布設形式探討
近年來,由于設計技術發展、施工工法進步,測量設備更新,根據具體情況布設的平面控制網形式不一,部分指標突破規范要求。如用GPS網一次布設完成平面控制、個別地段加密精密導線點與主網一起施作完成的布網形式,代替地面平面控制網分兩級布設; 盾構法施工的廣泛應用,區間豎井較少,由此布設的地面精密導線網平均邊長遠大于350m的規范要求。這些情況結合了工程實際,使用方便,同樣滿足施工要求[2]。
3. 4 新線建設與已有線路結合部位控制點較差處理
在地鐵設計線路的交匯處,新建的地面控制網必須與原網進行聯測,會出現同一個點在不同時期的控制網下有不同的坐標,處理坐標較差方法為:高等級起算控制點位盡量選擇一致,以減少系統誤差。當較差較小時,既有線采用原坐標,新線采用新坐標而對施工加密點、隧道洞內控制點進行強制平差;當較差較大時(不能大于50mm 的規范規定) ,實測交叉部位處既有線路在新線控制網下的中線坐標提交設計進行解決,使設計和施工在一坐標系統下,從而解決控制點較差問題。
【關鍵詞】項目教學法;項目法教學實施環境、資源;項目法教學效果
1. 項目法教學
項目教學法實質上是以項目為導向,讓學生通過承擔和完成某個具體項目來培養學生的專業能力、方法能力和社會能力。項目教學法打破了學科化的知識體系,從職業崗位工作任務分析出發,依據職業崗位工作任務組建一系列行動化的學習項目,而這些項目通常就是鐵道工程技術專業的橋、隧、路基、軌道實體項目在實施過程的設計、施工、養護維修、檢測、咨詢等任務或者工作。
2. 項目課程項目法教學課程結構
采用項目教學法,應合理構建項目課程結構。合理的課程結構應從專業人才培養方案入手,準確定位培養目標,緊密結合生產實際,合理構建專業課程體系,進行課程改革,采取行之有效的教學方法,讓教師知道教什么,怎么教,讓學生知道怎么學,學什么。高職高專鐵路工程技術專業的人才目標是培養德、智、體、美、勞全面發展,掌握一定的專業基礎理論知識和實踐技能,具有良好職業道德,并有一定創新能力,能適應現代化生產第一線需要的高技能人才。具體對于鐵道工程專業畢業的學生,就是能到鐵道行業的設計、施工、檢測、運營養護維修和咨詢單位去從事項目設計、施工、檢測、養護維修和咨詢工作,所以,采用項目法教學學習項目課程,學生要知道該項目課程有哪些工作內容或任務,通過該項目課程的學習,學生具有能夠勝任項目設計,施工、檢測、養護維修、咨詢的能力。本人根據教學實踐、現場實踐、現場調研情況,總結出鐵道工程專業項目課程項目法教學的課程結構(以《隧道》項目課程為例)如表1。
3. 項目課程項目法教學實施的資源環境及實施情境
3.1課程整合:知識和能力是相輔相成的,是一環套一環的,完成項目工作過程所需的能力,是要有合理的知識結構體系為前提,為了使《隧道施工與養護》課程項目法教學能有效實施,使教學知識做到學以至用,循序漸進,普遍聯系,能夠克服有限的教學時間和所需無限的相關知識的矛盾,實現人才培養方案目標,必須對現有的課程體系進行整合。整合以后,鐵道工程專業的課程體系將如表2。
3.2教材和教師:
(1)有效實施項目法教學,實現'所學'與'所用'有機結合,關鍵涉及到兩個內容,一是教什么,二是怎么教,實際上是'教材和教師'的問題。應根據項目課程結構和項目課程教學課程整合,自主開發一系列項目課程教材,打破原有教學內容體系的學科性架構,構建與職業崗位工作任務對應的教學內容體系,解決 “教什么”的根本問題。應組織教師和現場專家編制校本教材;應錄制各種鐵路項目的施工和養護維修教學錄象;應收集各種項目的地形、地質勘測報告、可研報告、環評報告、設計文件、項目施工組織方案、檢測方案和報告、項目招標投標文件;開發各種項目課程的課件;成立項目教學工作室;應配備項目設計、施工、養護維修、檢測、咨詢所需的軟件、設備;使學生達到學而不厭,學有所得,學有所用。
【關鍵詞】鐵路工程 軌道鋪設 技術應用 注意事項
軌道鋪設就是將在軌排組裝基地組裝的軌排(一根鋼軌長度)鋪設于道床上。整個鋪設工作由軌排的組裝、運送和鋪設,以及道碴的運送和鋪設等環節組成。對整個鐵路工程施工來說,軌道鋪設具有至關重要的作用,并直接影響著整個鐵路施工的質量及安全性。隨著鐵路施工規模的不斷擴大,鐵路軌道鋪設施工中還存在著諸多安全隱患,如鐵軌斷裂、脫落等,這些問題的大量出現,致使交通事故率直線上升,不僅對交通運行的安全性與穩定性造成了極大的影響,還對社會的安定產生了極大的威脅。為此,必須提高鐵路工程軌道鋪設施工技術水平,才能有利于和諧社會的構建,才能為企業發展提供可靠的保障。
1 鐵路工程中軌道鋪設施工流程分析
作為鐵路工程的重要組成部分,為確保工程的質量,必須提高軌道鋪設施工的技術水平,只有這樣才能確保工程的穩定性。基于此,做好軌道鋪設施工工作就顯得尤為重要。在提高施工技術的同時,應規范施工流程,只有這樣才能促使鐵路工程施工的順利開展,才能實現其經濟效益最大化。
1.1軌排組裝
在鋪設軌道起點位置周圍選擇軌排組裝基地。當接軌點在兩個以上時,應遵循相關施工要求進行多個基地的同時設置,便于多頭鋪設軌道。軌排組裝流水線、軌料存放區及機車走行線等是鋪軌基地的主要組成部分。
1.2軌排運輸
軌排束在鋪設過程中,應從軌排運輸車向鋪設軌道機械逐漸移動,并向鋪軌機不斷進行軌排供給。為更好地達到這一效果,應選用裝有滾輪的特制平車進行施工。當鐵路新線較長時,其軌排運距也會隨之增加。一般情況下,這種機械僅在距離鋪軌前方較近的位置使用,普通平車通常應用于大部分運距中。選用這種方式,必須進行軌排束由普通平車倒裝到滾輪平車的換裝站設置。
1.3軌排鋪設
軌排具有較大的重量,吊鋪時應選用鋪軌機進行。鋪軌機具有較多類型,但其具有相似的作業流程。新線鋪軌需要利用鋪軌機的起重與移送裝置進行施工,也就是從鋪軌機后的軌排車上將軌排起吊,向前懸臂下進行移送,下落就位,并向已經鋪好的軌排上進行有效連接。當一節軌排鋪設完成后,應向前將鋪軌機移動一節距離,重復進行。現階段在新線鋪設中,往往選用木枕與輕軌進行軌排施工,隨后在進行鋼筋混凝土枕與重型鋼軌的換鋪施工。一般情況下選用鋪軌列車進行換鋪工程施工,其主要任務就是不斷進行拆除、收集舊軌到換鋪新軌等。選用龍門架鋪軌機進行一定量新線鋪軌工程及既有線換軌工程施工,就是將組合龍門架與平板車的簡易裝置。在臨時鋪設在路肩上的輕軌小軌道上行駛龍門架,在平板車上鋪設裝載的軌排。每鋪設一段小軌道應通過人力向前進行一段距離的推移,這種鋪設方式施工較為便利,但效率不高。
1.4道床預鋪底喳
在整個軌道鋪設過程中,底喳是鐵路道床(圖1)施工的重要組成部分。通常情況下,位于道床道喳層和路基基床層表面之間。在軌道鋪設的整個過程中,道床預鋪底喳可以將列車的荷載進行有效傳遞及分散,同時起到預防道床病害及防凍保溫的作用。基于此,在道床與鋪底喳施工中,必須按照《鐵路碎石道床底喳》中的相關要求進行施工,應檢驗道喳使用中的質量,只有這樣才能提高施工的整體質量。施工調查工作應在施工前進行,做好架梁施工準備工作,調查及復核填土質量、橋頭地形、地貌情況及墩臺施工質量等。并對梁片技術標準、生產日期及直曲線梁標識等進行充分了解,并做好驗收工作,防止質量不符合橋梁施工要求情況的發生。
圖1 道床結構施工圖
1.5無縫線路施工
選用鋪軌機進行普通線路鋪設后,其長度大概為25米,從軌排基地選用雙層運輸車將焊接完成的長鋼軌向現場進行運送,在待換軌道兩邊卸下,通過人工的方式向線路上進行軌道鋪設施工,并將換下的周轉軌裝車運回基地。長鋼軌鋪設施工結束好,應及時進行無縫線路施工。第一,按照施工要求,選用合理的焊接方式將已經鋪設完成的長軌條焊接成一些較長的單元軌節,在此施工環節,應與工程焊接設計充分結合,并通過氣壓焊、鋁熱焊等方式將接頭位置進行出來,以此達到最佳焊接效果。第二,鎖定焊接應在各個單元軌之間進行,如線路與每個道岔之間,道岔內部等。第三,應重視無縫處理,必須按照相關施工規范,避免各種操作不當行為的產生,同時做好質量監管工作,只有這樣才能確保整個軌道鋪設施工的安全性,才能提升工程的整體質量。應合理安排大型養路機施工,為加快工程進度,應確保整道工作布置的合理性。在運輸面喳時應確保其連續性,當整道作業機械達到施工路段時,每個施工機械之間應重視其距離,如一般情況下距離控制在超過800米,并根據施工現場的具體情況,應適當調整其距離。由電腦自動對整道作業的各項技術指標進行有效控制。
1.6道岔施工
施工準備工作是否充足將直接影響到道岔施工的質量。在道岔基地鋪設的拼裝平臺上,按照道岔設計圖將每根岔枕的位置及編號準確畫出,吊裝時選用龍門吊進行施工,并進行臨時固定及道岔組裝,對道岔位置及結構尺寸進行精確調整,確保其符合施工要求后,將其進行3到5段的分解,由于導曲線和岔心部分寬度較大,應分離導曲線的內軌及岔枕部分,為汽車平板拖車分段運輸提供便利,隨后選用全站儀和道岔前后相連的兩組正線道岔進行聯測,進行3個控制點的精確測設,如岔前、岔心及岔尾。
1.7鋪喳整道
路基交接工作應及時完成,只有這樣才能進行底喳預鋪施工。機械攤鋪施工后,應選用壓路機進行壓實作業,新鋪線路在鋪軌后應進行重點整道施工,如撥正荒道等,同時做好補渣整道施工。
2 鐵路工程軌道鋪設施工中的注意事項
隨著社會經濟的不斷發展,鐵路工程已經成為我國基礎建設中的一項重要建設項目,軌道鋪設施工作為鐵路工程施工中的重要內容,其施工技術水平的高低直接關系著工程的整體質量。施工中應對軌道鋪設施工中的注意事項加以重視,才能確保鐵路工程的質量。
(1)施工設計文件、設計資料與技術要求應在施工前期充分了解,并對施工沿線的供水、供電等情況進行掌握,同時明確道喳來源、運輸情況及場地等,并根據施工現場的地質情況、水文情況等進行施工組織設計的合理編制,確保施工的質量及安全性。
(2)施工過程中,應緩慢吊起鋼軌,避免出現任何破損情況,同時下落也要保持速度,確保鋼軌平整。應單獨保管鋼軌,路基、橋梁等工程的驗收工作應在軌道鋪設前進行。在焊接場地應進行安全通道及防火標識的設置。道岔運輸和裝卸施工中應對路基加以保護,并遵循相關施工要求選擇起重機械。起吊時,為防止變形情況的出現,不能單點固定較長的組件。并對道喳的等級情況及材質情況進行檢測,確保其符合施工要求。
(3)一般對影響軌道床整體強度、危及列車行車安全的裂縫需要提前停止地鐵運營,封閉修補區域,摻入早強劑并用混凝土澆筑來修補裂縫,保證盡快恢復地鐵運行。但這種方法對軌道運行的影響比較大,目前多運用“封口注膠”的方法來修補裂縫。首先對裂縫表面進行處理,去除混凝土表面的灰塵和雜物,然后將封口膠粘在裂縫的中心部位,注入膠體前先檢查裂縫的狀態,保持注入器和孔的間距為20一25厘米。之后將裂縫密封并讓封口膠自然固化,為后續工作做準備。封口膠固化后注入灌注膠,等灌注膠固化后清理混凝土表面。
3 結語
綜上所述,隨著國內交通量的不斷加大,相關部門必須根據鐵路工程實際施工情況,選擇與之相適應的技術進行有效處理,才能有效提升鐵路工程的整體質量,才能確保列車行駛的安全性與穩定性。軌道鋪設施工技術作為鐵路工程施工的重要技術之一,其技術水平的高低將直接影響到鐵路工程的整體質量。為此,施工單位必須重視鐵路施工中軌道鋪設技術的應用,提高技術水平,規范施工流程,為提升鐵路工程的經濟效益與社會效益提供一份可靠的保障。
參考文獻:
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1.立項背景
成都作為成渝經濟區核心增長極和國家的西部綜合交通樞紐,從2006年起,正進行8條線路總計371公里的城市地鐵建設,建成后中心城區(繞城內)線網密度將達到0.74公里/平方公里。當前,我國在城市核心區修建城市地鐵通常采用盾構法和淺埋暗挖法。由于成都富水砂卵石地層的特殊性,采用淺埋暗挖法將給城區地下水環境、鄰近建(構)筑物、沿線交通和商業環境等造成重大影響,因此,成都地鐵區間隧道主城范圍采用盾構法施工幾乎是惟一的選擇,盾構法隧道工程決定著成都地鐵工程建設的成敗。成都地鐵特殊復雜的地層和環境條件主要表現在:特殊地層條件:成都地鐵盾構法隧道工程大規模穿越市域富水砂卵石地層,該地層具有地下水位高、卵漂石含量高和卵石強度高等“三高”特點。水位埋深2.0~5.0m,為國內城市地鐵砂卵石地層最高水位。卵漂石含量高達60~71%,粒徑以30~110mm為主,卵石單軸抗壓強度50~150MPa。工程全線出現粒徑大于200mm漂石的頻率較大,局部地段還下臥膨脹性風化巖體。復雜環境條件:成都地鐵城區范圍高樓林立、商業發達、交通繁忙、人流密集。要多次下穿河流、股道、站房,頻繁下穿大型房屋、立交橋、市政隧道、上下水道、燃氣管道等種類不同、結構型式迥異、建成年代不一的建(構)筑物。與既有房屋、橋梁、隧道、軌道和管線近接施工的最小距離分別為0.75m、0.7m、2.0m、8m、0.436m,建(構)筑物保護難度極大。
作為成都市建國以來最大的市政工程,成都地鐵地層的特殊性和環境的復雜性給工程的建設帶來了前所未有的巨大挑戰,主要表現在:①砂卵石地層圍巖荷載作用非常復雜,亟需建立適應富水砂卵石地層的荷載取值方法、結構分析關鍵參數、結構防水以及適應于復雜城市環境線路條件的結構設計體系;②盾構在砂卵石地層中施工時設備磨耗突出,嚴重影響盾構掘進效率,亟需解決盾構機選型、高磨耗、富水條件下換刀、長距離快速掘進以及關鍵施工參數和施工工藝等問題;③盾構在透水性強、地下水位高的砂卵石地層中施工時,開挖面易出現涌水、涌砂現象,導致土倉壓力失衡和開挖面失穩,誘發地面沉降甚至坍陷,影響地面和地中建(構)筑物的安全。為此,課題組歷時10年,展開了成都地鐵盾構法適應性、盾構法施工對環境影響的預測及控制方法、盾構法施工關鍵控制參數與工藝、盾構隧道通過特殊及復雜困難地段對策、盾構隧道結構體受力特征及關鍵設計參數、盾構隧道結構體防滲漏水對策、富水砂卵石地層地鐵區間隧道盾構法施工管理規程等12項專題的科技攻關,成功解決了富水砂卵石地層盾構法施工的若干建設關鍵問題,為成都地鐵工程建設提供了堅實的技術支撐。
2.科學技術內容
課題組通過理論分析、數值模擬、室內試驗、現場測試、工程設計應用以及現場掘進試驗等綜合手段開展了系統深入的研究,主要的創新性成果如下:
2.1建立了富水砂卵石地層城市地鐵盾構隧道設計方法,形成了具有良好安全性、防水性和抗震性的結構體系
成果概述:該結構設計體系包括砂卵石地層荷載取值方法、錯縫拼裝力學模型、接頭端面力學模型、抗震分析解析方法、結構構造體系和防水綜合技術等,能適應富水砂卵石地層盾構隧道的結構特性分析與設計計算,可充分體現盾構隧道接頭非線性效應、錯縫拼裝結構效應、結構地震動力效應以及結構防水特性,解決了富水砂卵石地層隧道結構的受力、防水和抗震問題,成功經受住了“5.12”汶川大地震的嚴峻考驗。
(1)富水砂卵石地層地鐵盾構隧道結構設計靜力分析方法:利用顆粒離散元數值方法修正了太沙基松動土壓力計算公式,提出了砂卵石地層的荷載取值方法;構建了考慮多環錯縫拼裝效應、結構與地層相互作用效應的錯縫拼裝結構力學模型;提出了考慮連接螺栓拉力、接縫最大張開量、軸力、彎矩等因素的接頭抗彎剛度計算方法,建立了接頭端面力學模型。
(2)富水砂卵石地層地鐵盾構隧道結構抗震設計分析方法:利用成層地層反射理論獲得的地層剪切力表達式,改進了盾構隧道基于復變函數的地震動力分析解析方法;在狹義反應位移法法的基礎上提出了基于地層-結構模式的反應位移法。形成了集解析法、反應位移法與時程分析法為一體的盾構隧道抗震分析方法組合,以開展盾構區間隧道及其交叉結構的地震響應分析。
(3)富水砂卵石地層地鐵盾構隧道管片襯砌結構體系:形成了適應于富水砂卵石特殊地層和城市復雜環境的結構體系,包括適應于線路線形的1.2m、1.5m兩種幅寬的管片襯砌結構及其組合方式。該結構型態最大限度地考慮了環縱向接頭位置與剛度、錯縫環間相互咬合效應以及隧道與周圍土體間的相互作用,具有承受不均勻水頭差和適應局部膨脹性地層和軟硬不均交互地層的能力。
(4)富水砂卵石地層地鐵盾構隧道綜合防水技術:提出了能夠長期適應高滲透性富水砂卵石地層的主隧道管片接縫密封墊材質類型,對梯形、梳形、中孔形等多種斷面形式實施了優化,根據接觸應力與密封墊內部等效應力、壓縮量與壓力之間的關系曲線確定了優選斷面;建立了能模擬盾構施工地層失水條件下結構水荷載的試驗模擬方法,提出了能適用于富水砂卵石地層盾構隧道接縫、盾構進出洞豎井與區間、車站與區間、聯絡橫通道與區間等結合部位的綜合防水方式,解決了結合部位在地震誘發大變形情況下的結構防水問題。
2.2創建了富水砂卵石地層城市地鐵盾構隧道施工綜合技術,攻克了富水砂卵石地層盾構快速掘進和長距離掘進技術難題
成果概述:該綜合施工技術包括富水砂卵石地層盾構設備選型及配置技術,盾構快速掘進施工技術,刀盤、刀具與螺旋出土器耐磨技術,長距離掘進刀具維護與更換綜合技術等。能適應富水砂卵石地層、含透鏡體砂卵石地層、下部局部硬質泥巖砂卵石地層等各種地層組成形態的盾構正常掘進,大幅減少刀具磨耗和刀具的更換次數,實現盾構的長距離掘進。該技術的應用將成都地鐵的盾構月平均掘進進度從最初的約50m/月大幅提高到300m/月以上。
(1)富水砂卵石地層盾構設備選型及配置技術:復合式土壓平衡盾構和泥水平衡盾構均可用于大粒徑富水砂卵石地層盾構隧道的施工,但從刀盤、刀具損耗,施工進度,出碴難易等綜合考慮,大粒徑富水砂卵石地層盾構隧道施工應優選復合式土壓平衡式盾構;提出了富水砂卵石地層“排出為主,破碎為輔”的盾構機選型與掘進技術方案,采取了減少滾刀數量、優化刮刀和齒刀配置、適度加大盾構面板開口率等技術措施。
(2)富水砂卵石地層盾構快速掘進施工技術:通過砂卵石層下盾構的施工參數及其影響因素間的關系建立了與盾構隧道埋深相關的總推力計算式;通過測試提出了刀盤轉速、刀盤扭矩、土倉壓力、推進速度、貫入度、總推力以及螺旋輸送機轉速、扭矩和工作面壓力力學模型,并提出了土壓平衡盾構和泥水平衡盾構掘進速度的數學計算公式。
(3)富水砂卵石地層施工盾構設備耐磨技術:提出了雙刃滾刀、刮刀、齒刀的合理配置比例和配置方式、提出增加貝殼刀、選用有后角刮刀、加寬滾刀刀刃、主要刀具段差布置、在刮刀后角面和邊滾刀間焊接導流刀具以整理卵石、減少沖擊等刀具耐磨措施,有效解決了盾構刀盤、刀具與螺旋出土器在砂卵石地層中的高磨耗問題;形成了富水砂卵石地層的渣良方法和基于應力規則系數的渣土管理方法。
(4)富水砂卵石地層盾構長距離掘進刀具維護與更換綜合技術:形成了富水砂卵石地層采用人工降水并輔以注漿、旋噴、人工挖孔樁或灌注樁等穩定土體、防止砂卵石地層遇水坍塌的常壓開倉換刀技術;形成了向土倉內注入優質膨潤土泥漿置換原有倉內碴土,并在掌子面形成良好泥膜以防止氣體在砂卵石地層中逃逸的帶壓換刀技術。結合區間隧道具體的埋深和環境條件,采用地層局部處理后常壓換刀和洞內帶壓換刀兩種互補的換刀方案,解決了盾構在砂卵石地層掘進過程中的換刀問題。
2.3構建了城市特殊復雜環境下富水砂卵石地層地鐵盾構鄰近建(構)筑物施工的安全保障技術,有效解決了鄰近建(構)筑物的施工安全問題
成果概述:該安全保障技術包括鄰近建(構)筑物施工安全預測與風險評估技術,施工安全預警與控制技術,施工結構保護與地層加固技術等,廣泛應用于復雜地質條件下盾構正穿、斜穿股道、橋梁、房屋、市政隧道等建(構)筑物以及地下密集管線的安全近接施工。應用該技術成功通過了包括成都地鐵1、2號線102棟房屋、12座橋梁、8座既有市政隧道和人防通道在內的大量建(構)筑物,保障了建(構)筑物的安全。
(1)鄰近建(構)筑物施工安全預測與風險評估技術:通過Φ30cm泥水平衡盾構模擬試驗和Φ52cm土壓平衡盾構模擬試驗、現場試驗和顆粒流非線性模擬揭示了砂卵石地層盾構施工擾動變形機理,探明了不同施工參數和施工狀態下砂卵石地層的擾動范圍、擾動程度及其對建(構)筑物的影響。根據近接程度、近接方式,分析了重要建(構)筑物的風險狀態與盾構掘進參數、盾構與重要建(構)筑物空間幾何位置和幾何尺度的關系,從總體上把握了建(構)筑物的風險程度。
(2)鄰近建(構)筑物施工安全預警與控制技術:提出了不同建(構)筑物的監控方式和預警標準。通過建立“土倉應力比”、“應力規則系數”參數與盾構掘進過程盈壓、平衡、欠壓、結塊狀態的關系,提出了適合成都砂卵石地層特殊環境下保障建(構)筑物安全的土倉壓力平衡方法,即一般地段采用“土壓平衡”掘進模式,控制性建(構)筑物地段采用“適當超壓”的掘進模式。重要建(構)筑物段應將盾構掘進地層損失率控制在3%以內,同時應增加碴土質量控制指標。
(3)鄰近建(構)筑物施工結構保護與地層加固技術:通過砂卵石地層下不同注漿壓力、注漿率對地表變形量的影響大小,提出了砂卵石地層盾構同步注漿過程中注漿壓力和注漿率分區方法,解決了砂卵石地層漿液的注入問題。根據建(構)筑物種類以及建成年代,對于房屋分磚砼結構,框架結構和磚木結構,基礎分條型基礎、人工挖孔樁基礎以及灌注樁基礎等,有區別地提出了盾構下穿重要管線、股道、橋梁、房屋以及市政隧道的加固方式、保護范圍。提出了樁基托換、袖閥管注漿、跟蹤注漿等綜合加固技術。
3.與當前國內外同類技術主要參數、效益、市場競爭力的比較成都地鐵砂卵石地層卵漂石含量60~71%,主要分布在30~110mm區間,沿線漂石出現較為頻繁,地下水位較高,一般在地表下2.0~5.0m;北京地鐵砂卵石地層卵漂石含量50%~70%,主要分布在20~60mm區間,偶見漂石分布,但基本無地下水;沈陽地鐵砂卵石地層卵石含量5~20%,主要分布在20~45mm區間,基本無漂石,地下水位在地表下4.5~10.0m。成都地鐵是國內首次在遍布城區的富水砂卵石地層中采用盾構法實施大面積施工,其盾構法隧道建設技術堪稱世界性難題,研究所形成的富水砂卵石地層地鐵區間隧道盾構法施工技術指南在成都地鐵工程中系統應用,其關鍵技術參數對比。
二、第三方評價
本項成果是在成都地鐵工程建設科研課題的支持下、結合四川省科技支撐計劃、國家自然科學基金等10余項研究課題,由高校、設計、施工、建設等多單位歷時10年的聯合攻關取得的。主要第三方評價如下:
1.成果技術鑒定
“成都地鐵盾構隧道工程建設關鍵技術”通過四川省科技廳組織的專家鑒定。由著名地質專家中國科學院劉寶珺院士、著名地鐵與隧道工程專家中國工程院施仲衡院士等相關領域專家組成的鑒定委員會認為:由富水砂卵石地層城市地鐵盾構隧道設計方法及結構體系、富水砂卵石地層城市地鐵盾構隧道施工綜合技術、城市特殊復雜環境下富水砂卵石地層地鐵盾構鄰近建(構)筑物施工的安全保障技術等所構成的研究成果總體上處于國際領先水平。
2.用戶評價
根據成都地鐵建設與運營單位-成都地鐵有限責任公司提供的用戶報告,本項成果在成都地鐵1、2號線整體應用后,解決了富水砂卵石地層盾構隧道襯砌結構的結構設計問題,并成功經受住了“5.12”汶川大地震的嚴峻考驗,實現了富水砂卵石地層的盾構長距離快速掘進(平均月進度300m/月以上,局部標段最高月進度達600m/月),大幅減少了刀具磨耗和刀具的更換次數(換刀距離提高到了250m),保障了盾構穿越地面建(構)筑物以及地下密集管線施工時建(構)筑物的安全,僅在成都地鐵1、2號線區間盾構隧道就成功通過了102棟房屋、12座橋梁和8座既有市政隧道和人防通道。項目研究成果還在成都地鐵3、4、7號線以及1號線南延線、2號線西延線等成都地鐵后續線路工程建設中得到全面應用,為成都地鐵工程提供了重要支撐。
國內其他城市地鐵設計、施工以及建設與運營單位(西安市地下鐵道有限責任公司、南京地下鐵道有限責任公司、中鐵第四勘察設計院集團有限公司、中國中鐵二院工程集團有限責任公司、中鐵二十三局集團有限公司、中鐵十五局集團有限公司、中鐵十三局集團有限公司、中鐵八局集團有限公司、中鐵二局集團有限公司、中鐵隧道股份有限公司、上海隧道工程股份有限公司等)提供的用戶應用證明表明:在砂卵石地層或復雜建(構)筑物城市環境條件下應用本項研究成果后,盾構隧道結構設計更加合理、盾構施工掘進更加高效、投入營運結構更加安全,其經濟和社會效益明顯。
三、應用推廣情況
本成果是依托成都地鐵1號、2號線區間盾構隧道工程建設取得的,解決了富水砂卵石地層及復雜城市環境條件下盾構區間隧道建設的設計與施工關鍵技術問題。成都地鐵1號線一期工程全線已于2009年底通過了土建工程竣工驗收并于次年5月開通試運行,成都地鐵1號線一期工程運行2年來,區間盾構隧道運行良好;成都地鐵2號線一期工程當前也已全線貫通并正在實施空載聯調聯試。項目研究成果僅在成都地鐵1號、2號線工法選擇、襯砌結構設計和地鐵施工等環節就節約了工程造價約3.7億元人民幣,并在成都地鐵3號、4號、7號以及1號線南延線、2號線西延線等后續線路中得到了全面推廣,為成都地鐵今后的路網規劃與建設提供了重要的技術支撐。
【關鍵詞】地鐵軌道;長軌枕;整體道床;技術
1、前言
長軌枕整體道床是近年來城市地鐵的新型設計,具有“運行速度高、科技含量高、質量要求高”和“設計標準新、規范工程新、施工工藝新”的“三高、三新”技術特點,施工工藝復雜多樣且沒有借鑒性,技術條件和規范不成熟不完善;驗收細則不嚴謹,試驗檢測標準不確定,軌道幾何狀態檢查控制難度大,軌面標高和軌距軌向定位施工控制難度大,如果失敗,不易補救,設備性能的效率、穩定性及匹配合理性尚待驗證和過程改進;為研究關鍵技術和掌握新型施工技術,適應城市地鐵軌道施工的高精度、高標準需要,使公共交通配套工程地鐵長軌枕整體道床作業有序可控、有章可循,需研究工藝、規范管理、指導施工,并統一施工作業技術標準,為施工現場提供詳實可靠的操作指南,以滿足設計及驗標的規定,并滿足快速施工確保按期開通的工期需要。現結合工程實際,淺談施工過程中摸索和體會出來的工藝流程、關鍵技術和質量控制方法。
2、整體施工方案
長軌枕整體道床采用“軌排架軌法”施工。主要施工方法是:在鋪軌基地用P60-25m無眼鋼軌將長軌枕組裝成軌排,軌道平板車推送至施工現場,用地鐵鋪軌車吊運至已完成基底清理、底層鋼筋綁扎等工序的位置鋪設,并利用下承式鋼軌支撐架粗調,繼續綁扎上層鋼筋,然后將軌排精確到位,灌注混凝土支墩將軌排固定在結構底板上,檢查軌道狀態,確認符合要求后澆筑混凝土。矩形隧道道床兩側水溝在整體道床施工間隙澆筑成形。
3、工藝流程
長軌枕整體道床組裝軌排施工工藝流程為:擺放軌枕擺軌下橡膠墊板擺放鋼軌方正鋼軌安裝軌距拉桿調整軌枕間距安裝扣軌彈簧配連接夾板緊固螺母。長軌枕整體道床施工工藝流程為:軌料訂購、運輸及存放底板鑿毛清理埋設測量基標鋪設地鐵鋪軌車走行軌底層鋼筋綁扎安裝軌排初步正位上層鋼筋綁扎軌排精調正位、澆筑支墩砼立模、長軌枕預留孔壓漿線路狀態復核清理道床基底澆筑道床砼拆除地鐵鋪軌車走行軌抹面、整修和養護。
4、施工方法
4.1拼裝軌排
在鋪軌基地內設置固定式軌排拼裝臺。軌排在拼裝臺上組裝,拼裝時按軌節表所列的鋼軌長度、軌距、軌枕間距、扣件類型、接頭相錯量及長軌枕位置進行組裝,構成軌道框架。
其施工工序為:擺放軌枕擺放枕上橡膠墊板、鐵墊板、軌下橡膠墊板擺放鋼軌方正鋼軌調整軌枕間距安裝扣軌彈簧緊螺母安鋼軌支撐架擺放接頭夾板。
4.2道床基底清理及施工排水
在道床混凝土的施工過程中,必須認真作好排水處理,以免混凝土水灰比會失去控制,直接影響混凝土的強度。因此,施工時須有暢通的導水、排水設施,不讓水流入已清理地段。
4.3地鐵鋪軌車走行軌鋪設
地鐵鋪軌車是洞內軌排、鋼筋、混凝土等材料吊運必不可少的、也是使用最頻繁的機具之一。因此,對地鐵鋪軌車走行軌的要求是鋪設及拆除方便、快捷,地鐵鋪軌車行走平穩安全。走行軌安裝工序流程為:根據基標、測量放線固定螺栓打眼配件材料運輸安裝鋼支墩、擰緊固定螺栓架設P24走行軌調整軌距、標高剩余配件材料收集裝箱倒運拆除走行軌及上部鋼支墩收集拆除的所有配件料。地鐵鋪軌車走行軌在跨越岔區時抬高走行軌,使地鐵鋪軌車走行軌軌底高于軌面10cm。
4.4道床鋼筋網鋪設
整體道床鋼筋網采取在鋪軌基地下料、加工,洞內綁扎焊接成型的作業方式,縱向鋼筋按兩相鄰伸縮縫長度配料。鋼筋在鋪軌基地裝車,利用軌道車運至施工現場,再由地鐵鋪軌車吊運至鋪設地段,一捆一捆分散布置后,人工抬運鋼筋散布在道床底板上。人工綁扎固定,調整網格間距。鋼筋綁扎工序流程為:鋼筋調直、下料制作鋼筋運輸擺放橫向、縱向鋼筋安放C30混凝土墊塊防迷流鋼筋焊接監理檢查驗收
4.5軌排的運輸及架力
軌排在鋪軌基地用移動龍門吊吊放在平板車上,利用軌道車推送至道床砼已施工完畢且強度達到70%設計強度的地段,再用兩臺地鐵鋪軌車抬至待鋪位置。
擬采用下承式鋼軌支撐架。支撐架配置數量:60kg/m-25m鋼軌,1680根/km軌道配置11套。鋼軌支撐架布置位置詳見圖2《支撐架及支承墩臺平面位置示意圖》。
①軌排鋪設
鋪軌車將軌排吊運至安裝位置,落至設計標高,用魚尾板和螺栓與已定位的軌排連接,旋出軌排兩端立柱支撐在隧道底板,放松吊鉤,軌排初步就位。
②初步調整軌道位置
軌排水平精調
軌道精調水平在鋼筋綁扎和模板支架結構后進行。技術人員根據紅油漆的標記點處(加密基樁和螺桿調整器附近)的實際里程,計算內外鋼軌頂面標高。并根據附近的水準控制基標點,計算各處鋼軌頂面設計標高。內業計算完成后,技術人員采用精調小車進行測量,通過調整螺桿調整器支腿處豎向絲桿精調軌排鋼軌頂面高程。軌排方向精調用精調小車實測軌排方向于設計線路中線的偏差值,通過調整軌排螺桿調整器水平絲杠精確調整軌排中線方向。精調過程中,為避免鋼軌出現硬彎,應首先測設出整個軌排紅油漆位置處的中線位置,分析偏差情況。
軌排第二遍精調
精確調整軌道位置是一項十分細致的工作,每一螺桿調整器都要逐一調整,一個螺桿調整器的調整往往對鄰近螺桿調整器的調整都有影響,需要反復多次,逐次迫近,才能達到施工的精度要求。考慮軌排調整過程中的相互影響,進行第二遍精調。精調完成的同時,打上支撐,防止軌排的澆筑混凝土的過程中移動。
4.6安裝整體道床模板
整體道床混凝土側模采用建筑鋼模。安裝模板前要復查道床標高及軌道中心線位置是否符合設計要求,檢查預埋件及預留孔洞是否遺漏、位置是否準確,確保模板安裝正確。
模板的內側面要求平整,接縫嚴密,不得漏漿,在澆筑混凝土過程中要經常檢查,如發現變形、松動等現象,要及時修整加固。
4.7長軌枕鋼筋孔壓漿
澆筑道床混凝土前,用壓漿機將已制作符合要求的高標號水泥砂漿注入長軌枕鋼筋預留孔。壓漿時要按順序逐根逐孔進行,不得有遺漏。壓漿要求孔內飽滿,不得有空洞。壓漿完成后將孔兩端用半干硬性砂漿封堵密實。
4.8灌筑道床混凝土
在灌注混凝土過程中,為嚴格防止混凝土灌注及搗固操作中碰撞已調好的軌排,并要隨時進行復調。因此監視和復調工作安排有經驗的線路工擔任。為了使混凝土灌注后的軌道符合線路的驗收標準,同時考慮混凝土的收縮以及扣件尺寸的可能誤差等因素,因此,鋼軌的調整精度要更為高。施工工序為:再次檢查和調整軌道灌注混凝土(試件取樣)振搗混凝土監視和調整軌道混凝土養生拆模竣工整理。
4.9道床水溝施工
擬采用一次灌注的方法灌注水溝混凝土,即立好水溝模板后灌注水溝混凝土。
4.10竣工整理
①清刷鋼軌:用鐵鏟或鋼刷清刷灑在鋼軌上的混凝土。②整修道床表面:道床表面碰掉部分用1:1水泥砂漿修補填抹密實。③扣件涂油:將覆蓋扣件覆蓋物拆除,清刷扣件表面及承軌槽內粘附的灰漿,然后將扣件涂油。④道床整修工作完成后,對道床進行徹底清掃,并用水清洗,達到美觀整潔。⑤道床混凝土施工完成后,對軌道狀態進行測量,作好記錄,并把測量控制基標完整地保護起來,作為竣工資料和竣工測量依據。
5、整體道床施工技術要求和控制要點
5.1道床施工前,應按相關規范規定設置線路控制基標和加密基標
5.2軌道架設安裝:整體道床施工采用鋼軌支撐架架設鋼軌。其架設應符合下列要求:①鋼軌架設前必須調直,扣件的飛邊、毛刺應打磨干凈并涂油。②鋼軌支撐架間距:直線段宜2.4m設置一個,曲線段宜2m設置一個,且直線段支撐架應垂直線路方向,曲線段支撐架應垂直線路的切線方向。③架設于支撐架上的鋼軌應初步調整其水平、位置、軌距、軌底坡和高程,并測放出軌枕位置。其調整精度應符合地下鐵道施工驗收規范的有關規定。④軌枕安裝時,軌枕中心線與線路中心線垂直,軌枕安裝距離允許偏差為±10mm。⑤軌枕的墊板安裝完畢,其扣件宜先安裝鋼軌的一側,再安裝鋼軌的另一側。鋼軌的普通接頭和絕緣接頭應按設計軌縫寬度安裝夾板后擰緊螺栓。
5.3軌道位置調整
軌道應按設計圖紙并依照基標進行調整,道尺使用前應校正,其精度允許偏差為+0.5~0mm。軌道調整精度應符合施工規范要求。軌道精調后必須固定牢固,并應檢查防雜散電流網的布設、焊接,整體隱檢合格后,應及時澆筑道床混凝土。
5.4灌注道床混凝土
灌注道床混凝土前隧底填充混凝土表面要鑿毛,并清洗干凈,排干場地水。綁扎鋼筋、立伸縮縫和水溝模板,經自檢合格后,報監理檢查、簽證。混凝土應分層、水平、分臺階灌注,并振搗密實,嚴禁振搗器觸及支撐架和鋼軌;混凝土施工的接縫面應與道床中心線垂直,施工縫應設置在伸縮縫處;灌注過程中應隨時檢查軌距、水平,發現問題及時處理。混凝土澆筑必須滿足《鋼筋混凝土施工及驗收規范》及《混凝土結構施工及驗收規范》要求,并經監理工程師認可。道床混凝土初凝前應及時進行面層及水溝的抹面,并將鋼軌、軌枕、扣件、支撐架等表面清理干凈。混凝土終凝后,及時養護,其強度達到5MPa時方可拆除鋼軌支撐架。