地铁施工技术总结范文

时间:2023-04-03 03:40:41

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地铁施工技术总结

篇1

一、工程概况

1.1工程概况

北京轨道交通昌平线01标位于北京市昌平区南邵镇,呈南北走向。起讫里程为K10+150~K13+732,线路全长3582m。标段工程包括城南站和地下区间3015m其中下穿电力方沟暗挖区间长484.5m,隧道顶埋深10.5~13.2m,共设四个施工竖井,竖井均设在线路中心线上方。

1.2竖井结构设计参数

(1)竖井结构设计

竖井结构净空为7.4m×7m,竖井深度为21.537m。

如下图所示:

竖井平面图

(2)竖井支护参数

部位 参数

初期支护 喷射砼厚度(mm) 350

单层钢筋网

φ6.5 设置范围 360度范围

网格大小(mm) 150×150

格栅 格栅竖向间距(mm) 500/750/500

主筋规格(mm) Φ25/Φ28

连接筋间距(mm) 1000(双层梅花型布置)

支撑体系 横撑(工20) 布置位置 距短边2米位置,平行于短边

间距 每层1道,竖向同格栅间距

斜撑(工20) 布置位置 与横撑相对的短边两拐角处

间距 每层2处,竖向同格栅间距

角撑(C30钢筋砼) 布置位置 与斜撑相对的短边两拐角处

间距 每层2处,竖向同格栅间距(每层4处)

二次衬砌(mm) 350

二、主要施工方案

2.1降水施工方案

竖井降水计划采用竖井区域局部成环井点降水方案,竖井周边设降水井,降水井间距6米,距开挖线的距离2米,井径600mm,管井直径400mm。

2.2竖井开马头门总体方案

竖井开挖至区间隧道顶部施做加强横梁,上导坑以下1m位置暂停竖井下挖,对现有竖井底部架设临时I20横撑,喷射C20砼临时封闭,施做加强环梁,开设竖井一侧马头门上导坑,并按设计完成初期支护及时封闭成环,在一侧区间隧道上导坑进尺5m以上时,开挖另一侧马头门上导坑,开挖进尺5m后,继续开挖竖井至竖井底部永久封闭。施工马头门下导坑,施做加强环梁封闭,先开一侧。在此施工同时掘进上导坑,保证上下导坑间距大于5m,再下导坑封闭成环5m后,再行施工另一侧马头门下导坑。

三、施工经验总结

1. 加强井点降水,确保竖井开马头门在无水的条件下施工。

2. 严格按照开马头门顺序施工,不得随意改变工序,必须先开一侧,待形成土拱效应后,再行开另一侧马头门。

3. 竖井初支、马头门格栅及时封闭成环,底部不得悬空。

4. 开马头门超前加固原设计为Φ89大管棚,在竖井有限空间内,施工极其困难。经设计院同意,调整为双层小导管,施工方便,效果较好。

5. 竖井内加强横撑在开马头门过程中影响工人作业,但必须保留且加强保护。在破除井壁喷混过程中,竖井应力开始转换,加强横撑起到应力传递作用,确保了马头门安全。在竖井马头门上下导坑封闭成环,监测数据稳定后,可予拆除下导坑加强横撑,避免影响施工。

6. 确保超前小导管及锁脚锚管施工质量,加强注浆控制。经现场试验,在黏土层中,注浆效果并不明显,注浆只起到增加小导管刚度作用。

7. 开马头门时,增加监控量测频率,特别是竖井周边收敛,确保施工安全。在开马头门过程中,由于施工现场停电,导致未及时封闭格栅成环,收敛数据增大,加强横撑出现明显变形。采用增加一道横撑,及时封闭的措施才确保竖井收敛稳定。

8. 采用环行开挖留核心土的方法进行开挖施工,施做锁脚锚管,拱脚必须垫实,才能减少拱顶下沉。

9. 门框型加强环梁可以适当优化。井壁设计为C20喷射混凝土,施工横抬梁后,凿除马头门范围混凝土后,周边为密实喷混,横抬梁所受压力已经由周边喷混传递,已经起到了门框型加强环梁的作用,没有必要凿除大面积喷混及格栅,可减少相应工作量。

10. 马头门格栅钢架必须与竖井井壁格栅等强度连接为整体,封闭成环后整体受力,钢筋连接主要采用L型钢筋焊接。

11. 当出现特殊情况时,井下人员及时撤离,并上报启动应急预案。

四、下步计划

篇2

关键词: 轨道铺设;施工技术;地铁

中图分类号:U215.5文献标识码:A

一、引言

轨道是地铁运行的基础,在列车运行中起着至关重要的作用,地铁建设项目是目前解决城市交通压力大问题的首选,它具有安全性强、运输快捷、运载量大、环保等显著特点,尽管近年来一些大中城市都在加紧地铁施工建设,但仍不能与国外的地铁城市相比。加上地铁是铺设在地下的这一特殊性,面临问题就会越多,对质量安全的标准和施工技术的含量要求就更高,这是关系到地铁使用寿命和维修成本的大事,更是关乎市政建设、关系到国计民生安危的大问题,好的地铁铺轨施工技术和过硬的质量保障,是造福百姓的百年便民工程,不容忽视,只有不断的提高轨道施工的进度和精度,才能建出好的地铁百姓放心的地铁,从而产生良好的经济效益和社会效益。

二、地铁铺轨常见问题及解决

1.辅助铺轨基地设置难的问题

为了储存轨料物资、方便组装及焊接长轨条等的方便需要,充足的面积是施工前期的必要准备,因此停车场和车辆段是最常被选用的铺轨基地设置点,在地铁铺轨施工的过程中,经常会遇到工期被缩短的情况。

解决方法:施工方应尽快做出新的规划方案调整,在可控和能力范围内增加铺轨的作业面,对于辅助铺轨基地地点的设置则相对更灵活,只要场地面积符合要求,是长方形、并能够连接市政电网和水网,一般遵循如果是全地下线,就设在终点和起点位置,以及明挖车站或明挖不深的明挖区间的线路中间位置;如果轨道铺设的线路有高架区间,则应该选择在这个区间增加辅助铺轨基地。

2.钢轨焊接不匹配难衔接的问题

2.1新建钢轨焊接牌号和性能不匹配的问题

解决方法:采用最多的一种方式是接触焊,这种焊接方法具备焊接效果好,工作效率高,也是在中国地铁中铺轨施工建设中最常用的一种焊接方式,而除了这种焊接方式外,中国的轨道建设工程施工过程中还会配备小型轻便型气压焊机,用于焊接长钢轨联合接头和线路运营后换轨时的焊接之用;这里需要提醒的是,焊轨施工中一般不会采用铝热焊的方式,对施工条件要求严格,而焊接质量却难以保证;

2.2续建钢轨和原有钢轨焊接难的问题

解决方法:相反,在续建工程中,铝热焊则表现出了得天独厚的优势地位。工艺简单、适合流动作业及高效、快速的焊接流程特点尤其适合城市中这种轨道交通工程的焊接,但应严格按照技术参数设定标准和操作要求步骤完成,才能达到良好效果,并保证轨道焊接工程在后续使用过程中的安全。

3.其他问题

除了上述的两种现实问题外,当发现其他棘手问题出现却不能用承包方的施工技术问题解决的时候,要及时上报给相关的管理部门,与各方协同合作共同解决难题。

三、地铁铺轨及其他土建工程施工技术要求

1.地铁铺轨工程的施工技术要求

(1)利用整体道床施工技术进行铺轨

道床施工技术取代原始的道碴层,现在不但被应用在地铁铺轨施工技术中,而且广泛应用在石质隧道、桥梁、高架桥和地铁等多种项目中。是一种较为先进的施工技术方法,其显著特点就是前期稳定性较强,而后期的维修工作量及维修成本都相对低廉,是一种较为经济实用的现代化施工铺轨技术。其基本施工流程如下:道床基面基标设置(支撑块预制)架轨(器材运输)初步调整安装支撑块精确调整支撑墩拆除支架接触轨支撑块道床砼(接触轨) 调整锁定工程验收通车试验。

(2)利用道岔施工技术进行铺轨

道岔铺轨施工可分为两部分,一种是正线铺轨线路铺轨,是在正线位置利用工具轨进行过度,待时机成熟再进行施工,保持一条线路正常开通;另一种是到发线和站线铺轨,主要根据正线铺轨的进程来进行相应道岔路口的铺设,正线道岔施工基本流程为:施工准备道碴摊铺采用龙门吊道岔装车卸车道岔组装道岔养护道岔单元焊道岔精调;到发线和站线的道岔施工基本流程为:施工准备布设岔枕预铺道碴散布钢轨及配件组装道岔上碴、起道、拨道。

(3)利用线路施工技术进行铺轨

该施工方法需要对地铁铺轨线路的设计有准确的把握,并对地铁等级和主要技术标准做到心中有数,并做好路基施工、路基防护与加固建筑物施工、及特殊条件下的施工技术,无缝线路施工技术是必须要掌握的要领之一。主要有以下几种情况:对长且大的绕行段线路,可一次铺设成跨区间的线路;对小区段的绕行路线,则需分次完成跨区间线路工作,必要时采取临时开通铺设方法;对新旧线平行交叉线路,应在合缝口设置凹凸起口槽进行无缝连接。做好清洁工作并牢固粘连。

2.地铁车站高架桥工程的施工技术方案要求

对地铁车站施工工作人员来说,一定要掌握地铁隧道施工方法中的明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法、盾构法和沉管法等施工工艺,地铁施工技术人员应该做好前期的调研工作,客观分析现实状况,对地质情况做到心中有数,并确定出合适的地铁隧道施工方案,能够对施工方案进行优质选择确定,并具有较强的现场施工能力,对突发状况和问题作出及时的调整和决策。

在桥梁高架等施工过程中,除了技术准确的把握施工要求当地的工程地质状况和水文状况外,还应该根据这些状况及时确定施工方案,并严格按照方案的标准进行现场指导,在必要的情况下,可做出相应的调整,以满足工期和施工安全的需要。

3..地铁市政工程的施工技术方案要求

地铁作为城市生活基础设施建设的配套工程,隶属市政建设的一个重要方面,也是国家和现在很多大中型城市的地方政府大力投资兴建的基础设施之一,尽管是为了便民,缓解城市巨大的交通出行压力,提升城市市容市貌的综合水平,但耗时长、耗资多、施工要求高等现实特点也不容回避,而合理的建设方案和技术标准能有效节约成本,缩短工期,安全建设,这就要求市政地铁建设方案应该更完善全面,充分掌握现有地面建筑物、道路状况、城市交通、水文地质和错综复杂的地下管网的铺设,做到不矛盾不冲突,合理分配利用资金,在兼备美观、绿色环保施工要求的同时,提出合理化意见建议,从而制定出一套科学合理、简便易行的施工方案,真正做到施工建设的人性化和规范化,。

四、结束语:

总之,“十二五”期间,中国已经进入了城镇化和城市发展的双轨阶段,地铁施工建设已经引起了国家的高度重视,地铁建设中的施工技术是质量保证的关键,但由于目前国内地铁都是修建在人员和建筑物密集的城市中,多种因素都会在一定程度上都会导致施工不可预期问题的出现,影响工期和施工质量安全,这就要求施工方对不同城市的地铁建设过程中及时进行方式方法的调整,灵活运用地铁铺设施工技术,建设政府满意、百姓放心的地铁工程。

参考文献:

【1】梁柏成;常素良 整体道床施工技术 2003(增刊)

【2】范俊杰.现代铁路轨道[M].北京:中国铁道出版社,2004.

篇3

【关键词】浅埋暗挖;地铁车站;安全风险;控制技术

前言

随着我国经济的发展,城市化进程不断加快,城市地铁不断增加,对地铁车站施工技术的要求也在不断提高,为了能保证地铁的正常运行,不影响人民的安全出行,浅埋暗挖地铁车站的安全风险控制技术是非常重要的。

一、浅埋地下工程基本概念

(一)浅埋隧道的定义

1.铁路隧道。对于单线或双线隧道洞顶埋深小于:Ⅵ级围岩35~40m,Ⅴ级围岩18~25m,Ⅳ级围岩10~14m,Ⅲ级围岩5~7m,为浅埋隧道。

2.城市地铁。覆跨比H/D在0.6~2.5m时为浅埋,在0.6m以下时为超浅埋。

(二)浅埋隧道特点

埋深浅是浅埋隧道的显著特点。施作地铁隧道难免引起地层损失,继而导致地面小幅度移动,严重影响了周边环境的正常秩序,鉴于此,应适当提高开挖、支护、衬砌、排水、注浆等工序的技术指标施工难度。

2.3浅埋地下工程的施工方法

目前业界常用盾构法、盖挖法、明挖法和浅埋暗挖法施作地铁隧道。表1按照“场地占用情况、断面、深度”等几个维度,总结了各种工法的的优缺点。

二、浅埋暗挖新技术在地铁隧道施工中的应用

(一)工程概况

这一地铁隧道工程的上方就是该城市交通量比较大交通主干道,有1230.45m双线米的区间长线,且为14~18m的线间距。隧道需要穿越含砾粉质粘土、淤泥质粉质粘土、安山岩等构成的土层。处于施工安全和环境保护等考虑,应加固洞口的土体。

(二)浅埋暗挖技术的应用

1.隧道浅埋施工与支护方法。

第一步,先依据工程具体情况与围岩现状,将单、双侧壁导坑法与留核心土开挖法加以采用。第二步,当与松散的围岩相遇,进行开挖时,就应从上到下分部挖掘,并先护后挖使密闭支撑有保证,要做到挖与封闭结合开展挖掘过程。并且,还要进行超前注浆,应选用水泥浆或者水泥玻璃作为注浆材料,使围岩的结构得到巩固;也可以化学注浆使地层得到进一步加固再进行开挖。第三步,及时衬砌能封闭成环。当进行补衬灌注期间,必须最大限度减少时间,并且能使封闭环形成有保证,才可使隧道的安全保持好。第四步,流砂预防工作。对隧道里流砂流泥问题的解决,地下水能合理处理。施工过程需要做到“防、排、截、堵”与工程地质情况有机结合,再进行综合分析,以便能运用合理。按照隧道标准面开展施工时,要针对施工环境进行上下台阶法的运用,核心土应于上台阶时预留好,并于下台阶时及时放坡处理,要保持3∶1以内的适当坡度。

2.初次支衬回填注浆。

因为混凝土自身质量与喷射混凝土密度所产生的影响,空洞可能于初次支衬与土体之间出现,地面沉降容易产生,从有效控制沉降的目的出发,就要进行灌浆钢管的预埋,梅花型要按照每道3~5m设置在拱顶和拱脚的两侧。当仰拱成环之后,再开始背后回填灌浆,最好是选择水泥和水玻璃双液浆进行注浆液,可采用间歇式注浆来保证回填的密实度,同时,应交替进行注浆和静压。

3.隧道二衬施工技术。

隧道的标准面的确定应采用定型的模板。要以直线段的施工进度和曲线段的半径影响为依据,按9m+3m的形式进行模板的设计,当于直线段开展衬砌施工之时,其长度控制在12m,要进行曲线段施工时,施工应去掉3m,而采用9m的长度。其施工步骤具体是:基面处理――仰拱防水层施工――仰拱钢筋的绑扎――仰拱混凝土的浇筑――拱墙防水层的设计――拱墙防水层的绑扎――台车模板――拱部混凝土的浇筑;应用定型钢模板来进行混凝土浇筑仰拱,采用丝杠来连接中间,尽量达到净空。要以施工工序的相关要求为依据,可从两端一次向横通道方向开展二衬的施工,主要目的就是要保证正常开展运输和各个工序的施工。到最后,需要对防水层施工加以注意。应有一道防水层设置在初次支衬和二衬之间,一般应用的防水板应控制的厚度、长度和宽度分别为1.5mm、3m,和2m。同时要把缓冲层留在防水板和初次支衬之间,无纺布要多使用。应于缓冲层做好一定数量暗钉圈的预设,以便能够焊接防水板。

三、浅埋暗挖施工技术的安全控制要点

(一)防止土石方坍塌

在地铁车站的施工过程中,施工单位务必要将地质超前预报做好,定期总结、定期汇报;同时,要制定出周全、详细的施工方案、地质勘察报告及地质剖面详图,务必要确保不会出现土石方坍塌的事故。此外,为了对围岩体的变化趋势进行及时预测,要做好掌子面量测工作。

(二)避免出现模板倒塌事故

要严格基于国家规范要求,并结合操作流程、专项施工方案来完成模板工程的拆除、安装作业施工,模板及其支撑材料的材质务必要符合施工强度、刚度,确保其位置、形状、尺寸的正确性。为了避免在受力后模板出现下沉或变形,支撑模板的基础应有较大的支撑面积、且坚实。同时,应该将临时固定设施设置在支撑系统工程及安装模板中,避免模板倾覆。值得注意的是,为了确保施工过程保质保量,务必要在上一道工序验收合格之后再进行下一道工序施工。

(三)避免出现触电事故

务必要统一设计、统一规划施工现场的用电,制定完善的触电事故应急预案及临时用电施工方案。同时,做好施工现场用电安全宣传,提高安全用电意识,用电安全提示标识也必须要做好。此外,地铁车站的施工现场不可采用4+1的电缆方式,要设置专用的保护零线,采用TN-S用电系统,配电系统要设置开关箱、分配电箱、总配电箱。

(四)管井井点降水技术

管井井点主要由滤水井管、吸水井管和抽水水泵组成。管井井点降水可沿隧道两侧或者单侧呈直线形布置。当采用钻孔法成孔时管井井中心距离结构边缘的距离应该在3m以上,如果采用冲击钻应该在0.5~1.5m之间,实际施工时可根据情况进行适当调整;管井的埋设深度通常为8~15m,间距应该为10~15m;管井埋设时可采用泥浆护壁的钻孔方法,其孔径应该比管的外径大20cm,成孔的底端要比滤水井深20cm以上;在井管下沉之前需要对滤井的沉渣进行清除,以保持滤网的畅通;井管下沉以后其滤管应该设置在含水层的适当范围内,滤水管的下端需要进行封堵,采用砾石在井管与孔壁之间进行填充来作为过滤层;安装水泵,并对水泵和管井井点进行全面的试抽,当出水量及其它参数满足要求后,便可投入运行。在抽水的过程中,应该由专人对抽水设备和井内水位的下降情况进行观察,并随时做好记录,以保证系统的正常运行。

四、结束语

综上所述,加强浅埋暗挖地铁车站的安全风险控制技术的分析,对于提高整个城市地铁车站的防水施工技术领域具有十分重要的意义,因此在今后的研究中,应该更加重视对浅埋暗挖地铁车站的安全风险控制技术的探讨。

参考文献:

篇4

关键词:地铁;明挖法;暗挖法;盾构法

中图分类号: X731 文献标识码: A

前言

地铁相较于其他工程而言,施工的地质条件较为复杂,一般地铁工程处在城市中心,人口密度较大,周围建筑物较多,由施工造成的地层沉降,将增加风险系数。假设建造地铁的地址条件简略改动,稳定性较差,极简略形成施工时的塌方和凹陷,出现涌水涌砂现象,给地铁施工带来很大的难度和风险性。因此在施工前,必需求选好路段,在地铁开挖过程中,提前做好准备,合理有用的分析地质条件,采纳必要的防护办法,运用合理的技术手段处理土体烦扰下的地铁施工疑问。

一、明挖法施工技术

(一)悬臂支护法开挖

在进行施工的时候, 将基坑围护结构插入到基坑的底部, 接下来对基坑内的土地进行开掘, 这种施工方法就是悬臂支护法, 在进行施工的时候, 开挖的结构处于悬臂状态, 土体产生的压力依靠开挖面下的深度和本身的刚度来实现平衡, 在开挖的高程达到设计的要求以后, 就能进行主体结构的施工。在基坑内没有相应的支护结构, 会导致主体结构的施工质量无法保证, 同时, 在进行施工的时候, 施工的机械化程度也无法实现。 悬臂支护法在进行施工的时候,围护结构通常比较复杂, 而且在工程造价和施工难度方面也会出现比较多的问题, 因此, 在施工中一定要对施工结构的质量进行很好的控制, 这样能够保证城市在发展过程中获得更好的成绩。

(二)放坡开挖

在市政地铁明挖车站施工建设中, 放坡开挖施工通常是首选的施工方案,这种施工方法比较适用于隧道埋深比较浅的地铁工程,因为其在施工中对周围的环境产生的影响比较小, 因此, 在进行施工的时候, 只要对坡率进行很好的控制即可, 这样能够很好的实现预定的目标, 对土体的稳定性影响也非常小。

(三) 围护结构加支撑的明挖法

在地铁车站施工中, 一旦遇到基坑深度比较大, 而且, 为了对出现的侧压力情况进行解决, 在进行施工前要对其进行地下连续墙的维护, 然后再采用支撑围护加强的方式对其进行很好的操作。在施工中要对施工工艺要求进行很好的重视, 对支撑的刚度、 强度以及间距情况要进行很好的分析, 这样能够在施工中对其质量进行很好的控制, 同时, 也能对其支撑状态进行很好的检查, 保证施工的质量。在地铁车站的明挖法施工中有很多的施工步骤, 在进行施工的时候, 因为受力情况会出现很大的变化, 因此, 在进行施工的时候,对结构的施工也要进行严格的控制。 在明挖法施工方法进行决定的时候, 要对车站的结构以及基坑的深度进行了解, 同时对施工地点的地质条件要进行掌握, 这样在进行施工的时候才能避免出现更多的问题, 影响施工的质量。

采用地下连续墙做围护构造, 明挖地铁站的施工流程就应该是:地下连续墙围护构造施工基坑底土体加固或内井点降水上层土体的开挖以及上层钢支持的设置中间层土体的开挖中间层钢支持的设置底层土体的开挖底板混凝土构造的浇筑中间层支持的撤除车站混凝土构造的浇筑顶层支持的撤除车站顶板混凝土构造的浇筑回填土体等。

二、暗挖法施工技术

暗挖施工技能是相对于明挖施工技能而言,暗挖主要被广泛运用于地下铁路和公路,水工的地道中,但在我国前期的地铁建设中较少,由于需要较高的技能要求和较大的资金支持。在1984的北京复兴门地铁折返工程中,就采用了暗挖技能。

一般应按照“新奥法”原理方案和施工,选用较强的前期支护,先注浆后开挖的办法。施工原则是:“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快关闭、勤量测”。一般用30~50mm钢管超前棚顶导管,然后写入水泥或化学浆,构成“结石体”,以增强围岩自稳才干。每次开挖进尺0.75 m摆布,先进行环状开挖,留核心土,预喷5~8cm混凝土,架拱架和钢筋网,再喷25~30cm混凝土,构成前期支护,做防水层后再做二次衬砌。在西单地铁车站的缔造过程中,铁道部和铁三院创造性的提出了“双双眼法”,作为我国暗挖技能的另一巨大打破被广泛运用在地铁缔造领域中。

由于暗挖法能够保证地上交通的运行,所以对当时的交通并未发生较大压力。加之合理的施工方案,在当时大跨度的西单地铁建设中取得了地铁车站建筑的新纪录。

三、盾构法施工技术

盾构法相较于前两种技能而言,更是一种需要全部归纳运用机械技能和施工技能的一种施工工艺,盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特色,但施工前必须对设备进行严格的筛选,盾构选型是不是适合于当地的地铁建造。盾构法在施行过程中首要具有以下几个特色。第一,不影响城市地上建筑物和施工的周围环境。盾构法只需要盾构竖井处有一块场所,就可以进行,不需要地铁施工地道沿线要切割的施工场所,在施工的时候对外界没有噪音干扰,不会对周围环境发生影响,也不会对路面的交通车辆,交通运输发生影响。第二,盾构法进行地铁建造的精度较高。制造的管片精度与机械制造精度相当,只存在0.5mm的差错规模;在盾构施工过程中严厉把握区间轴线的差错。第三,盾构法在施行工程中需求单行前行,不可以撤退,因而存在着较大的危险。也就是说在盾构施工进行操作后,假如计算过错或者施工过错,就不能更改,假如使用的盾构呈现较大的机械故障,也许会对此段的地铁施工发生较大的不可估量的后果。第四,盾构机器是特定区域作业,所以要根据不一样的路段,不一样的区间尺度,深度,进行选择。盾构法施工的基本条件:

(1)线位上允许缔造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井;

(2)地道要有满足的埋深,覆土深度宜不小于6m;

(3)相对均质的地质条件;

(4)如果是单洞则要有满足的线距离,洞与洞及洞与其它建(构)筑物之间所夹土(岩)体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m,竖直方向1.5m;

(5)从经济角度讲,连续的施工长度不小于300m。

为进一步控制地面沉降和后期沉降,在进行盾构掘进过程中,当衬砌环脱离盾构机后,则及时同步浆液。联系工程地质的实际情况,合理断定注浆的压力、剂量、时刻以及浆液配比等,以此保证同步注浆的效果,表现预期作用。

四、我国地铁施工的展望

当前,世界各国发达国家已有的地铁技术已经在中国得到的较好的实施和使用,可是在中国地铁建造进程中,需求充分考虑中国的特别国情。

明挖法所需求的技术较为简略,施工安全,施工周期较短,工程造价对比廉价,仍是当前中国地铁工程建造进程中的首选技术,可是在施工进程中会造成很大的环境影响,对居民的生活影响较大,并且,在此路段开挖时,对道路正常的运输会产生很大影响,因而在短时间内对这个路段才产生较大的交通压力。暗挖法是当前建筑地铁的主要办法,占了国家地铁建造的相当数量。暗挖法对城市环境影响较小,因而如何进一步加快开挖速度,降低工程造价是下阶段的主要研究方向。

总结

综上所述,面临日益严峻的交通压力,中国应当加速地铁工程建造,但同时在地铁工程建造中应当保证工程施工安全,特别是在地质条件较为复杂的情况下,加强对施工人员的技术安全培训。

参考文献

[1]陈国联.地铁施工技术要点分析[J].科技与企业,2014, (6).

[2]马良.地铁施工盾构法施工技术要点分析[J].世界家苑,2013, (2).

[3]李楠.地铁隧道盾构施工掘进技术要点[J].江西建材,2014,(1).

篇5

【关键词】地铁工程,复合式,土压平衡,盾构施工

1.某地铁工程盾构施工背景概况及技术难点

某地铁工程选用复合式土压平衡盾构施工方法,该施工之前,为全方位了解施工现场的情况,进行了地质水文条件的全面勘察。经勘察,发现工程地层分为4层,首层为第四系全新统人工堆积层,该层由粘性土、砂砾、碎石、块石、混凝土块、红砖组成;第二层为第四系全新统冲洪积层,该层由淤泥、粉质粘土、细砂、砾石、砂砾组成;第三层为残积层,以可塑性粉质粘土为主,但土质比较均匀;第四层为侏罗纪中统角岩,由全风化角岩、强风化角岩、中等风化角岩、微风化角岩组成。地铁沿线的地下水,由大气降水补给,其中孔隙水集中在第四系砂层当中,水位埋深和高层分别在1-3.58m、20.93-35.6m之间,水位平均变化幅度为1.25m,主要与季节变化有关,同时可确定施工区域内的地下水总矿化度为282mg/L,对钢筋混凝土结构不会造成腐蚀影响。在明确工程地质水文条件的基础上,在此对施工区域内应用复合式土压平衡盾构施工技术难点进行分析,一是地层上软下硬特征明显,岩层较硬时,切削困难,推进速度容易被削弱,而岩层较软时,容易出现超挖现象,并诱发地表沉陷和开挖面失稳事故;二是存在长距离的硬岩段,对盾构机刀具磨损程度大,需要频繁开仓更换刀具,对工程成本、进度和安全管理均有明显负面影响;三是沿线存在孤石区,且孤石分布位置无规律,很难准确预测其位置,一旦盾构推进时遭遇孤石,将骤然出现较大荷载,不仅会损坏刀盘,而且会导致刀盘变形。以上的施工技术难点,需要在工程施工时加以克服。

2.案例地铁工程复合式土压平衡盾构施工技术应用方法

基于案例地铁工程的施工条件,本工程的复合式土压平衡盾构施工,需要明确相关的施工步骤,结合工程施工要求,灵活应用各种新型的盾构施工技术,具体施工方法如下:

2.1施工流程

本地铁工程借助不同土压平衡盾构技术进行复合施工,其施工流程如下:

(1)施工步骤。从车站场地开始准备端头竖井的施工,其中基座和反力架的安装,在井下进行。做好施工准备工作后,加固处理前端头,然后根据端头的地质、地下埋设物等情况,检查竖井开挖时的围岩扰动允许范围值,必要时加固端头地层,以避免盾构时出现地表隆陷和波及地下埋设物等问题。与此同时,盾构机在掘进至一定深度后,如果地层稳定性较好,则可在到达竖井后,停止推进,然后将挡土墙拆除,再继续盾构施工;如果地层稳定性不佳,尤其是断面比较大的盾构施工区域,必须在盾构机达到竖井之前,将竖井的挡土墙拆除,直至盾构机完成所有盾构施工任务。

(2)施工要点。按照以上的施工步骤施工,考虑到复合式土压平衡盾构自动化程序比较高,包括掘进、管片拼装、回填注浆、方向控制等,都能够以自动化的方式作业,因此在施工时,应以自动化装置所提供的信息,由指定操作者进行针对性操作,譬如本工程密封舱水土压力平衡控制时,水压力和土压力的实时监测数据,会直接反馈到操作者的电脑屏幕上,操作者只需要根据水压力和土压力的数据,计算出两者维持的平衡点,即可利用电脑直接控制密封舱水土压力的平衡。再如盾构机姿态位置的调整控制,在设定盾构机运行轨道后,盾构机在轨道中的运行态势,会以动态图像反映出来,而操作者只需要根据动态图像,就可以判断盾构机是否在轨道内运行,并灵活调整控制盾构机的姿态位置。

(3)施工难点。尽管本工程的复合式土压平衡盾构自动化程度很高,但在施工过程中,仍然不可避免地存在诸多施工难点,譬如盾构机的工况转换,从土压平衡转换到非土压平衡的工况,土压参数设定不正确时,掘进方向会出现偏离,进而引起地层沉陷,针对该施工难点,在转换工况时,应设置10m的过渡段,在该过渡段完成工况转换,同时逐渐降低土仓压力,直至过渡到非土压平衡工况,另外还要密切观察岩渣情况,以此分析判断掌子面岩石的稳定性,作为土仓压力调整的依据,将其反馈用于指导施工。

2.2施工问题处理

本工程在施工期间,针对不同的施工问题,要采用合适的土压平衡盾构施工技术进行处理:

(1)特殊断面盾构处理。本工程的地铁隧道断面形态有多种类型,其殊断面的盾构施工,譬如地铁盾构的共同沟等,可使用双圆形盾构,而车站的修建,可使用三圆盾构。在施工时还需要考虑断面的形状,以便控制分隔的次数、组装的顺序、组装的精度、盾构的姿势等,一旦发现盾构偏移迹象,要第一时间修正超挖机构和千斤顶,同时兼顾洞口止水性。

(2)围岩强度控制处理。本工程原有盾构隧道的部分区间,为安装设备所需,进行直径扩展,期间就需要借助扩径盾构技术,在施工时,将原隧道的部分衬砌和围岩撤除,腾出供以扩径盾构机施工的空间,但在衬砌撤除后,隧道结构承载力会随着降低,要求加固开孔位置和盾构周边,在确保撤除衬底和围岩位置能够承受扩径盾构机运行荷载后,方可开始盾构推进,此时产生的盾构推力,将均匀作用于盾构机正后方的围岩上,因此需要在盾构机尾部安装反力支承装置,同时加固围岩的强度。

(3)混凝土密合效果控制。本工程在素混凝土结构施工过程中,可使用ECL技术,该技术强调盾构施工的一体化,具有良好的防水性。施工时,在盾构内部绑扎钢筋,然后同步进行盾构空隙填充和混凝土加压,随着盾构机的不断推进,混凝土加压千斤顶产生的加压压力,将新浇筑的混凝土,配合盾构挤压到围岩的空隙当中。

(4)盾构施工时间的控制。为保持盾构机的连续施工,在较为狭窄的施工区域内,采用了球体盾构施工技术。这种施工技术,亦称之为连续掘进施工技术,可同时进行纵向和横向连续掘进,但需配置两台盾构机,沿着直角方向分别开挖竖井和掘进隧道,期间盾构的自重、反力平衡是施工控制的重点,尤其是在反力开挖过程中,当掘进方向偏移,必须将次盾构球体旋转角度,控制在9r之内,否则可能诱发涌水和涌砂的施工事故。与此同时,为避免土、砂、水流入隧道内部,还保证球体部结构的防水性能。

2.3施工总结

通过以上的施工控制,可以看出复合式土压平衡盾构施工适应岩层范围广,在软硬相夹的地层中,只需要一种类型的盾构机即可完成操作,在技术经济性方面,优势颇多;遇到硬岩地层时,不需要利用钻爆施工方法,能有效避免爆破振动对地表建筑物的影响,而遇到软弱地层时,能够有效控制地表沉降和减少塌方,技术适应面广,安全性能极高;在功能方面,复合式土压平衡盾构施工性能完善,具备非常高的自动化水平,不需要投入太多的施工人员,即可完成整个施工。

3.结束语

文章通过研究,基本明确了案例地铁工程复合式土压平衡盾构施工技术应用方法,但考虑到不同地铁工程盾构施工要求和条件的差异性,以上施工技术在其他地铁工程盾构施工中应用时,还需要根据具体工程的盾构施工情况,予以因地制宜地灵活应用,同时结合施工实践中不断提炼出来的技术应用经验,进行补充和完善。

参考文献

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地铁施工的主要方法:明挖法是先将隧道部位的岩(土)体全部挖除,然后修建洞身、洞门,再进行回填的施工方法。明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点,城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大。明挖法的关键工序是:降低地下水位,边坡支护,土方开挖,结构施工及防水工程等。其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。主要有:(1)混凝土和钢结构支撑支护方法。(2)土钉墙支护技术。(3)地下连续墙支护技术。(4)混凝土灌注桩支护技术。(5)型钢支护技术。(6)锚杆(素)支护技术。(7)放坡开挖技术。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。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。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。盾构法是利用盾构机进行隧道开挖,衬砌等作业的施工方法。盾构机是一种带有护罩的专用设备,利用尾部已装好的衬砌块作为支点向前推进,用刀盘切割土体,同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块。我国应用盾构法修建隧道始于20世缈50-60年代的上海,目前我国盾构机数量超过100台,盾构法已经成为地铁区间施工的最安全的主要施工方法。洞桩法(PBA)工法就是将传统的地面框架结构施工方法(即在地面先做基坑围护桩,然后从上向下进行基坑土方开挖,必要时加撑防止基坑变形,开挖到底后从下向上施工框架结构)和暗挖法进行有机结合,即在地面上不具备施工基坑围护结构条件时,改在地下提前暗挖好的导洞内施作围护边桩、中柱、底梁和顶粱、顶拱共同构成桩、粱、拱(PBA即为桩Pile、梁Bea m、拱Arc三个英文字母的简称)支撑框架体系,承受施工过程的外部荷载,然后在顶拱和边桩的保护下,逐层向下开挖土体,施工内部结构,最终形成由外层边桩及顶拱初期支护和内层二次衬砌组合而成的永久承载体系。

地铁车站施工方法:明挖顺筑法是目1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、SMWI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。首先采用头口井进行基坑降水,以提高基地被动土的强度,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3种:①地下连续墙。②人工挖孔桩和钻孔灌注桩。③SMW工法桩。

盖挖逆筑法适用于地铁车站的修筑,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1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部荷载,以减小差异沉降;④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。

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:1)降水(和回灌)有井管降水、真空降水、电渗降水等。2)洼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)高压旋喷或搅拌加固主要用于地层加固,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。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,管棚一般都要进行注浆,以获得更好的地层加固效果。5)锚索或土钉预应力锚素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。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。

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关键词:盾构机,地质特点,施工技术

中图分类号:TU74文献标识码: A

深圳水文、地质和地形地貌的特殊性,决定了深圳市地铁盾构施工有其特点和难度。根据深圳地铁盾构施工的经验,并结合以往的施工经验,对深圳地铁盾构施工提出一些认识和想法,与大家共同探讨。

1、深圳盾构施工的特点

在深圳做地铁盾构施工的单位都有一个共同的认识:盾构施工中出过事故的多而不出问题的少。分析产生此种现状的原因是和深圳的地质、水文和线路特点分不开的。

1.1深圳的地质、水文和线路特点

深圳地处海边,属于低丘、台地、冲洪积平原和沟谷地貌。更由于近年来深圳城市发展过程中的移山、填海(河、湖)、平沟等人工作用,使深圳的地形、地貌发生了很大的变化。地铁的盾构施工线路上的地层具有以下特点。

1.1.1复杂、多变和突变的地质

深圳既有坚硬的花岗岩又有勃土层和砂层,在盾构施工的线路上会遇到复合地层或由一种地层向另一种地层的突变,如上软下硬的软硬不均地层及在个别地段存在的漂石等。

1.1.2含水最大

深圳是个靠海的城市,水位低且雨水充沛。在离海边近且透水性大的砂(卵)层、中、微风化岩石地层中富含的水极易造成盾构施工的喷涌。

1.1.3岩石强度高、曲线半径小

盾构施工的线路上存在着高强度的花岗岩地层和小曲线半径。深圳地铁2号线东延线段香梅北站一景田站区间勘测得出岩石最大单轴抗压强度达到193MPa,在硬岩段上还存在着350m小曲线半径。在这样的线路上进行盾构施工对盾构机掘进速度、调向及其使用的刀具都提出了更高的要求。

1.2深圳盾构施工的特点

1.2.1施工中出现的问题多

复杂、多变和突变的地质特点决定了盾构施工中出现的问题多种多洋。如在砂层中的施工极易造成地层的坍塌;在砂土地层中的施工易造成刀盘结泥饼使掘进无法进行;特别是在突变的地层中极易出现意想不到的问题。

1.2.2施工中易出现喷涌

含水量大的水文、地质特点决定了盾构施工中极易出现喷涌。由于盾构施工中的喷涌产生的超挖造成地表沉降大;盾构机内落渣多、清渣困难造成盾构施工无法连续进行和掘进速度缓慢。适宜的渣良措施、娴熟的盾构操作技能和科学的组织管理措施是预防喷涌和解决喷涌带来的一系列问题的关键。

1.2.3施工中盾构机出现被困住

岩石强度高且曲线半径小的特点决定了盾构施工速度慢、刀具消耗大、盾构机调向困难、盾构机被卡住和困住等问题。深圳的盾构施工中多家单位出现过多起刀具无法更换和盾构机被困住的事故,也出现过因掘进速度慢造成工期紧张的问题。这就对盾构施工的组织管理及盾构机的配置和使用的刀具都提出了更高的要求。

2深圳地铁盾构施工的要点

(l)正确的盾构机选型及配置;

(2)正确的盾构机操作技术和合理的掘进参数选择;

(3)科学的施工技术及管理。

2.1盾构机的选型

选取复合式土压平衡盾构机以适应深圳复杂多变地质条件下的盾构施工。深圳用盾构机除具备盾构机的一般功能外,针对深圳施工的特点需提高和加强以下几方面的配置和功能。

2.1.1盾构机具备硬岩掘进和软土掘进功能

针对深圳软硬岩同时存在的特点,盾构机刀盘和刀具的设计以及配置需要既能适应软土地层又能适应硬岩地层。这就需要配置高强度的刀盘和破硬岩的滚刀以及开挖软土的齿刀。并能够方便

和及时地进行修理与更换。盾构机需进行以下配置和设计。

(l)选用同时能安装滚刀和齿刀的高强度的面板型刀盘。

(2)选用能破硬岩的重型滚刀:其中从意大利进口的旁迈力滚刀性价比较高,国产的滚刀有武汉江钻和洛阳九九的滚刀性能也不错,具体可根据实际的施工地质情况进行选配。

(3)选用软土的切割刀具,其中聊城天工和聊城瑞钻的齿刀性能还是比较好的

(4)配置人闸系统,以实现常压下无法进仓需带压进仓进行刀具的更换和检查的功能。

2.1.3盾构机具备超挖能力

配置超挖刀。由于深圳硬岩地层较硬,为防止卡住刀盘和困住盾构机,用于深圳施工的盾构机最好配备超挖刀,以提高盾构机的适用性。

2.1.4具备渣良能力

配备渣良的泡沫系统和加水系统。通过泡沫系统和加水系统的渣良来改善和提高盾构机的防喷涌能力和防结泥饼的能力。同时刀盘上泡沫管路设置要可靠并方便进行修理。

2.1.5其他方面的配置

(l)盾体上开设注聚胺脂的孔,以实现水大时对盾体进行的封堵和紧急情况下对盾构机的处理。

(2)储备一些易损的盾构机备品、配件,确保盾构机的正常运行和使用。

2.2.硬岩段小曲线半径掘进施工的几点认识

(1)要勤检查边缘滚刀的磨损情况,磨损量超过10 mm一定要更换边缘滚刀。

(2)注意盾构机掘进姿态的稳定,防止盾构机出现左、右偏摆情况的发生。这需要盾构机司机之间互相交底,掘进过程中要保持思想认识上的一致性,避免和防止出现一会向左推一会向右推的情况发生。

(3)盾构机的油缸推力差选取要适当,不可过大,防止顶碎管片和转向过急。

(4)控制好盾尾间隙:管片的选型和拼装的点位都要确保均匀的盾尾间隙。

(5)选好二次注浆的点位,一般都选取与盾构机转向相反的一侧的管片进行二次注双液浆,确保二次浆液固结住管片,有利于盾构机转弯的需要。

2.3在软硬不均地层和软土地层下穿密集建筑物掘进的几点认识

(1)尽可能争取不在建筑物下换刀。在下穿建筑物时要提前进行刀具检查,确保盾构机能够一次性穿越建筑物而不换刀。

(2)作好地质勘查和地层分析工作。对楼房基础差、易下沉的地层提前进行加固或提前做好加固准备,在盾构通过前或通过后及时进行加固。

(3)掘进模式。硬岩中可采用敞开模式进行掘进;软土和上软下硬地层中掘进则应采用土压平衡模式进行掘进;掘进中在不多出渣的条件下尽可能多注人泡沫并将土压平衡模式向气压平衡模式转换,同时土仓压力可适当提高。

(4)注浆。同步注浆量可适当多注,每环的注浆量可提高到6耐,注浆压力控制到3 bar,同时在管片背后补注双液浆。在掘进中还要根据出渣量多少和楼房的监测情况来确定需否打小导管进行管片背后二次注浆,如打小导管注浆压力可控制在4 bar左右。

(5)掘进参数控制。掘进速度控制在20-40 mm/min之间,推力控制在1 500 t左右,扭矩在3000kN.m以内,刀盘转速控制在

1. 3 rpm左右。要尽可能地保持各掘进参数波动不大的情况下,均衡稳定地向前掘进。

2.3盾构施工技术管理和施工组织管理

深圳的盾构施工要穿越密集的楼房、繁华的街道、坚硬的岩石、松散的砂层和河流、湖泊,实施科学的技术管理和组织管理是盾构施工有序进行的保证。在盾构施工技术和施工组织管理上要加强以下几方面的工作。

2. 3.1认真做好地质的详勘工作

深圳盾构施工中出现的多次事故都与施工线路上的地质详勘做的不详细有关。认真细致地做好盾构施工线路上的地质详勘,对特殊地段进行加密勘测,如地质差异性变化大和变化频繁地段、穿越楼房(道路、河流、湖泊等)地段、计划的检查和换刀地段、始发和到达端头的加固地段等需进行加密勘测,为盾构施工及方案的制定提供可靠的科学依据。

2. 3. 2技术方案和技术交底要先行

盾构施工的技术管理是盾构施工顺利进行的保障。技术文件是盾构施工的指导性文件,盾构施工前技术方案和技术交底要先行,为技术方案和技术交底的贯彻实施提供充裕的时间。

2.3.3严格按技术文件的要求进行施工

地铁盾构隧道有严格的技术质量规范要求,如超出规范轻则会出现质量事故影响地铁的正常运营,无法实现地铁正常设计要求。

2.3.4了解和掌握盾构机的性能,降低盾构施工中的消耗

盾构机在施工中的油脂消耗占有比较大的比重,其中沈重(NFM)盾构机比海瑞克盾构机在设计上的油脂消耗高。在了解盾构机运行原理和确保盾构机正常和安全使用的前提下,制定严格的油脂使用技术管理规程,确保油脂的经济、合理使用。

3结束语

针对深圳盾构施工的特点,应用复合式土压平衡盾构机及相应的功能配置,合理地选择盾构施工技术参数,严格执行工艺纪律,采取有效的辅助工序管理措施(如换刀地层加固、楼房加固、进出洞加固等措施),科学的盾构施工技术管理和组织管理,并加强盾构机的维修保养管理等措施,是深圳盾构施工有序、高效和经济运行的保证。

参考文献:

[1]郭仲伟.风险分析与决策[M].北京:机械工业出版社,1986

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[关键词]地下工程;冻土;水下工程;隧道;施工技术

青藏铁路的开工建设和顺利实施,为解决高原冻土区地下工程的施工提供了良好的试验基础;同时,城市地铁工程的建设也对解决复杂城市地质环境条件下地下工程施工提出了新的挑战;而大型桥梁、跨江隧道和海上设施的建设使水下的地下工程施工面临更高的技术要求。一系列大型基础设施的建设并完工极大地促进了地下工程施工技术水平,及时总结和完善这些地下工程施工新工艺和其他技术成果将为今后的地下工程施工提供良好的技术支持和保证,对推动我国地下工程的施工带来巨大的促进作用。本文结合近年来我国一些大型基础设施建设工程,如青藏铁路、深圳地铁、上海跨江隧道等施工过程中取得的地下工程施工技术成果,对新工艺进行介绍,以便为今后类似工程的施工提供借鉴。

1冻土区地下工程施工新工艺

青藏铁路格尔木至拉萨段全长1100多km,穿越世界海拔最高、有世界屋脊之称、施工条件恶劣的青藏高原。在高海拔多年冻土区修建铁路在世界上也是第1次,无成熟的施工经验,技术含量高。

1.1 多年冻土区钻孔灌注桩施工工艺

其关键工艺是减少施工过程产生的各种热量,如钻孔的摩擦热、回填料的热量、灌注桩混凝土的水化热等,避免桩周地基土温度场急剧变化,引起桩周地基土一定范围升温和融化。同时由于冻土区有季节的变化,表层的季节融化层随季节的变化将产生冻胀力,消除这些冻胀力也是钻孔灌注桩的一个重点。

为减少施工热量对冻土区的影响,尽快形成新的热平衡状态,多年冻土区钻孔灌注桩桩身混凝土浇筑后,须经过一个阶段的热交换过程后方可进行承台以上部分施工,一般热交换的时间为60d,60d后方可认为桩基已基本稳定。

桩基在使用过程中由于冻土季节的变化将产生冻胀力。根据冻胀力作用于基础表面的部位和方向,可划分为3种:切向冻胀力、水平冻胀力和法向冻胀力(见图1)。水平冻胀力相互抵消,对工程造成破坏的主要是冻胀产生的切向力和法向力。在工程建设中,采取以下措施可以防止桩基础冻胀:①为避免桩基础受到法向冻胀力,将桩基础嵌入多年冻土天然上限以下一定深度;②将钢制扩筒埋入多年冻土上限以下至少0.5m,护筒内径比桩径大10cm,并于护筒外围涂渣油,成桩后不拆除护筒,减少外表面的亲水程度;③尽量采用高桩承台,冻胀严重地区采用钻孔扩底桩;④在护筒外侧、低桩承台底部采用渣油拌制粗颗粒土回填。以上措施能有效地减小切向冻胀力,降低冻土对护筒的上拔冻胀力(见图2);⑤钻孔采用旋挖钻机干法成孔保证孔位置正确和钻孔的垂直度;⑥采用低温早强耐久混凝土,避免了混凝土低温浇筑带来的强度增长慢的问题。

1.2 多年冻土隧道施工工艺

高原多年冻土隧道工程施工可借鉴的经验较少,其核心在于尽量减少气温升高对冻土的影响,避免冻土融化压缩下沉和冻胀力造成施工灾害和运营隐患。

冻土的抗压强度很高,其极限抗压强度甚至与混凝土相当。冻土融化后的抗压强度急剧降低,所形成的热融沉陷和下一个寒季的冻胀作用常常造成工程建筑物失稳而难以修复。

含水的松散岩石和土体,温度降低到0℃时,伴随有冰体的产生,这是冻结状态的主要标志。水结成冰时,体积增加约9%,使土体发生冻胀。土冻结时不仅原位置的水冻结成冰,而且在渗透力(抽吸力)作用下,水分将从未冻区向冻结锋面转移并在那里冻结成冰,使土的冻胀更加强烈。

土在冻结过程中由于水变冰体积增大,并引起水分迁移、析冰、冻胀、土骨架位移,因而改变土的结构。在融化过程则必然伴随着土颗粒的位移,充填冰融化排出的空间,产生融化固结,从而引起局部地面的向下运动,即热融沉陷(热融下沉)。

为避免隧道施工中热融沉陷,冻土隧道施工的关键工艺是作好保温措施。

隧道保温施工工艺主要包括:优选寒季施工明洞及洞口工程,开挖施工时增设遮阳保温棚,阻隔太阳辐射能量对冻土的影响。正洞采用弱爆破及光面爆破技术减少对冻土的扰动和超欠挖,开挖后清除拱(墙)夹层散碎冰块,迅速喷混凝土封闭岩面;采用有轨运输减少洞内废气污染,减少通风次数和风量;暖季采用夜间放炮通风和冷风机通风等措施将洞内掌子面温度控制在5℃以下,尽量缩小洞室开挖断面外的冻土融化圈。隧道全长全断面铺设“防水层+保温板+防水层”,阻隔隧道竣工后洞内温度变化对冻土的扰动,确保运营安全。

影响土体冻胀的主要因素是土体类型、含水状况和冻结条件。冻土学家经过长期的试验证明:粗颗粒土冻胀小甚至不冻胀,而细颗粒土一般冻胀较大。土体含水量大则冻胀严重,当土体含水量小于某一值时,土的冻胀率为零。为防止冻胀对明洞及洞口工程结构的影响,将明洞及洞口仰坡周边冻胀影响范围内的富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层挖除,用粗颗粒土换填,严格控制粗颗粒土的含水量,换填后作好防排水设施。

工程实例:青藏铁路风火山多年冻土隧道全长1338m,是世界上海拔最高的冻土隧道,多年冻土上限1~1.8m,冻土层厚达100~150m。洞身全部位于冻土之中。在施工过程中充分把握冻土的工程性质,采用注浆管棚、注浆锚杆、洞内光面爆破等开挖技术并综合运用粗颗粒土换填明洞覆盖层,全长、全断面设置多重保温层,以及保温、控温、供氧、喷射混凝土、信息监控等多项技术,尽量缩小冻土融化圈,使冻土隧道重建新的热量平衡系统,满足了安全、优质、高效的建设要求。

此外冻土区防温措施还有倾填片石通风路基施工工艺,高温细粒土铺设保温板路基施工技术,高温细粒土热棒路基施工技术等,这些措施都可以大大减少路基承载后对冻土的热融影响。

2 地铁和过江隧道施工新工艺

随着我国城市化快速发展,大城市的交通压力日益增大,大规模的城市地铁建设势成必然。对于沿江规划的城市过江隧道的建设也越来越多。这类工程建设往往规模大,施工环境恶劣,施工技术复杂,下面简单介绍几种施工新工艺。

2.1 地铁施工中的桩基托换技术

地铁建设中不可避免遇到桩基托换工程。深圳地铁百货广场大轴力桩基托换技术研究,解决了大轴力桩基托换的主要关键技术问题,丰富了桩基托换工程的施工工艺。

桩基托换形式是我国托换技术应用的常见形式。桩基托换的核心技术在于新桩和旧桩荷载的转换,要求在转换过程中托换结构和新桩的变形限制在上部结构允许范围内。针对上述变形的控制,托换的机制可分为主动和被动托换。主动托换主要是在旧桩截桩之前,对新桩和托换结构加载,消除部分新桩和托换结构的变形,使得托换后桩和结构的变形限制在允许范围内。该技术应用于大轴力、结构物对变形要求严的情况。被动托换是在旧桩切除过程中,将荷载传递到新桩,托换后的桩和结构变形难以控制,该技术适用于小吨位和对结构变形控制不严的情况。深圳地铁国贸 老街区间百货广场大厦桩基托换工程具有托换桩多(6根)、轴力大(18000kN)、桩径大(2000mm)、地质条件差、地下水头高、托换位置深(地下2层)、使用环境复杂(中间穿越地铁,振动影响)等特点,目前国内外尚无类似大轴力托换施工经验(国外日本类似托换最大轴力8750kN,国内5900kN)可借鉴。

深圳地铁一期工程线路由于受走向及最小半径(Rmin=300m)等条件限制,必须从百货广场大厦裙楼下穿越。由此产生桩基础托换问题。百货广场主楼22层,裙楼9层,地下室3层,为框梁 剪力墙结构,基础为独立桩基端承桩。桩端持力层(强风化层)承载力标准值2700kPa,桩身直径最大2000mm的人工挖孔桩(C25),根据楼层估算托换桩最大设计轴力约18900kN。

区间隧道通过百货广场、深南东路、华中酒店,由于暗挖隧道位置及其上部建筑物的影响,部分桩在隧道内或紧靠隧道,须托换百货广场9层裙楼桩6根(桩径2000mm,桩基持力层均在隧道结构面以下基岩),最大轴力18000kN。

根据百货广场的结构、基础形式及操作空间,百货广场桩基托换采用梁式托换结构柱的形式,托换新桩采用人工挖孔桩,整个托换工程在地下3层室内进行。

根据高层结构变形要求,裙楼桩基采用主动托换。托换时,在托换梁和新桩之间设置加载千斤顶,利用千斤顶加载,使上部结构有微量顶升位移,同时使新桩的大部分沉降位移在顶升时预压完成,从而通过主动加载实现作用在原结构桩上的荷载经托换大梁转移至新桩上,且原桩(柱)顶升值和新桩沉降也得到有效控制。截桩在开凿人工孔至托换梁底下后逐步进行。截桩后隧道暗挖、衬砌变形稳定后(期间千斤顶装置及时调整),托换梁与新桩连接形成永久结构,托换完成。桩基托换及隧道施工全过程都实行严格的全过程监控、量测,确保了结构安全。

通过严格的计算和施工操作,通过技术攻关,解决了软弱地层桩基开挖支护、托换梁以及截桩、力的转换等技术难题,保证了百货广场等高层建筑物、地下管线的安全和正常使用。

该工程桩基托换原理如图3所示。

转贴于 2.2 过江隧道施工中的水平冻结法

地下隧道之间的连接通道冻结法施工是利用人工制冷技术,使地层中的水变冰,把天然土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水与地下结构的联系,以便在冻结壁的保护下进行联络通道施工的一种特殊施工方法。

制冷技术是用氟里昂作制冷剂的三大循环系统完成的。三大循环系统分别为氟里昂循环系统、盐水循环系统和冷却水循环系统。制冷三大循环系统构成热泵,将地热通过冻结孔由低温盐水传给氟里昂循环系统,再由氟里昂循环系统传给冷却水循环系统,最后由冷却水循环系统排入大气。随着低温盐水在地层中的不断流动,地层中的水逐渐结冰,形成以冻结管为中心的冻土圆柱,冻土圆柱不断扩展,最后相邻的冻结圆柱连为一体并形成具有一定厚度和强度的冻土墙或冻土帷幕。水平冻结加固原理如图4所示。

在实际施工中,通过水平钻进冻结孔,设置冷冻管,并利用盐水为热传导媒介进行冻结。一般是在工地现场内设置冻结设备,冷却不冻液(一般为盐水)至-22~-32℃。其主要特点有:

(1)可有效隔绝地下水,对于含水量>10%的含水、松散、不稳定地层均可采用冻结法施工。

(2)冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件、地质条件灵活布置和调整,冻土强度可达4~10MPa,能有效提高工效。

(3)冻结法施工对周围环境无污染,无异物进入土壤,噪声小。

(4)影响冻土强度的因素多,冻土属于流变体,其强度既与冻土的成因有关,也与受力的特征有关,影响冻土的主要因素有冻结温度、土体含水率、土的颗粒组成、荷载作用时间和冻结速度等。

冻结法的关键施工技术包括:

(1)确定冻结主要技术指标,即根据实际工况,确定积极冻结期和维护冻结期的盐水温度、冻土墙平均温度和冻土强度。

(2)冻结孔布置和施工,即根据连接通道平面尺寸和结构受力特征,设计布置冻结孔,同时冻结孔布置应根据管片配筋图微调冻结孔偏斜,控制孔径向外的偏角在0.5°~1 0°范围。

(3)冻结站设计、积极冻结和维护冻结施工,计算冻结冷量,根据冷量需要选择冷冻机组。

(4)连接通道开挖与构筑施工方法及其顺序。

(5)施工监测监控。

上海市大连路越江隧道工程由东、西2条隧道组成,2条隧道之间设有连接通道,均位于黄浦江底下,相距约400m。位于浦西岸边的连接通道(一),东西线隧道中心间距35.705m,隧道间高差3.565m,连接通道净距约25.665m;位于浦东岸边的连接通道(二),东西线隧道中心间距27.575m,隧道间高差0.345m,连接通道净距为17.175m。2条连接通道所处地层为砂质粉土和粘质粉土,渗透系数大、承压水头高,为满足通道的施工安全采用冻结法施工。工程实践表明,连接通道冻结施工技术具有冻结速度快、冻土强度高、帷幕均匀性好、抗渗漏性能高、与隧道管片结合严密、施工安全可靠的优点。对于长距离、大深度、高承压水条件下的江底连接通道的施工,其安全可靠性较能保证。融沉作为冻结法施工中不可避免的情况,可通过隧道及连接通道预留的注浆孔,及时地对地层进行补偿注浆,减小融沉量。在数条连接通道的施工中,已经充分显示出其优越性和社会经济价值。

2.3 地铁车站三拱两柱结构暗挖中洞施工工艺

随着我国城市地铁和交通快速轨道的发展,修建地铁的大城市也越来越多。由于地铁所经过的地段大部分为繁华的商业区,有些地段受拆改费用、交通占道、地下管线保护、古文物保护、环境保护等方面的影响,明挖(盖挖)地铁车站受到限制,只能采用暗挖法施工,从而出现了暗挖地铁车站。

北京地铁五号线磁器口车站、天坛东门站、崇文门站工程,采用三拱两柱暗挖车站中洞法综合配套施工技术,保证了工程质量和安全,按期完成了施工任务,取得了良好的社会效益。该技术适用于围岩自稳能力较差的地铁大跨双层暗挖车站及多连拱等地下停车场、地下商场、大跨公路、铁路隧道的施工。

暗挖车站中洞法施工的技术特点:

(1)采用CRD(CrossDiaphragm)施工方法完成中洞开挖,形成安全中洞初期支护体系。

(2)在中洞内完成底板、底梁、钢管柱、中板、顶梁和中拱,形成稳定中洞支撑体系,承受围岩主要荷载,为边洞开挖提供安全条件。

(3)采用CRD法对称完成边洞开挖。

(4)拆除临时初期支护体系,完成边洞二衬施工。

(5)体系转换过程中,合理确定分段长度,同时加设钢支撑。

(6)充分发挥监控量测作用,信息化指导施工。

暗挖车站中洞法施工的工艺原理:把大跨地质较差的隧道分成三部分,各部分条块分割,保证开挖期间安全,先形成中洞初期临时结构,在临时结构内施做永久衬砌结构,形成中部稳定支撑,承受围岩主要荷载,然后对称开挖边洞部分的各分块,最后形成整体结构。体系转换过程中,结合监测情况加设钢支撑。其工艺流程为:施工准备超前管棚注浆加固中洞各部开挖防水层铺设中洞底板、底梁立柱中洞中板顶梁、中拱超前管棚注浆加固边洞各部开挖临时隔壁拆除防水层铺设边洞底板边墙、中板边拱二次衬砌背后注浆。地铁车站三拱两柱结构暗挖中洞法施工如图5所示。

磁器口车站是北京地铁5号线与规划北京地铁7号线的换乘站,车站全长180m,宽21.87m,高14.933m。车站建筑面积为12244.2m2,车站主体覆土深度为9.8~10.3m。车站为双层岛式三拱两柱结构,车站地下1层为站厅层,预留通道实现与七号线换乘,地下2层为站台层。车站施工采用本法,保证了工程施工安全和质量,获得了成功。

3 水下基础施工工艺

3.1 海上基础工程施工

随着基础设施的建设,跨海大桥等海上工程逐渐增多,一批规划和在建的大桥,如渤海湾跨海工程、长江口跨江工程、杭州湾跨海工程(在建)、珠江口伶仃洋跨海工程以及琼州海峡工程等对海上基础施工带来了新的挑战。大型跨海、跨江工程基础采用大直径、长基桩是必然的趋势,结构钢管桩、临时钢护筒及海上平台临时钢管桩将大量采用。这些都对打桩船提出了新的要求。而配有高桩架,强大吊桩动力系统,大能量打桩锤及先进的海上沉桩GPS测量定位系统的打桩船能出色的完成海上锤击沉桩的任务。

从大的方面来看,海上沉桩系统包括打桩船、运桩船、抛锚艇、拖轮及交通船等船舶组合。单从钢管桩的沉入工序来看,打桩船为钢管桩沉入的主体,其主要由以下几个部分组成:船体系统(包括船体、锚位系统、动力系统)、桩架及其吊桩系统、锤击沉桩系统(包括打桩锤、替打)、海上沉桩GPS测量定位系统等。尤其是GPS能实现远离岸边施工船的定位和定位过程中数据的自动采集与处理,并以图形和数字的形式反映施打桩的当前和设计位置,便于操作人员调整船位进行施工打桩,同时还能自动生成打桩报表以及进行数据的回放,从而给海上沉桩带来便利。

海上沉桩定位采用“海上沉桩GPS RTK测量定位系统”来实现,如图6所示。

安装在打桩船上的3个GPS接收机接收建立在陆地的基准站及海中参考站发射的固定频率数据链,以此作为定位的基准数据。其工作原理:定位时,由固定在打桩船上的GPS流动站以RTK方式控制船体的位置、方向和姿态,同时配合2台固定在船上的免棱镜测距仪测定桩身在一定标高上的相对于船体桩架的位置,由此可推算出桩身在设计标高上的实际位置,并显示在系统计算机屏幕上。通过与设计坐标比较,进行移船纠位,直至偏位满足要求。桩身的倾斜坡度由桩架控制。桩顶标高根据由免棱镜测距仪发出的红色水平光束所指涂画在桩身上的刻度,通过系统计算得出。具体定位前,将所要定位桩的设计中心坐标、高程、平面扭角等参数输入计算机内,定位时,可在显示屏上显示实时桩位数据与图形,同时也显示设计沉桩位置和偏差,打桩船指挥人员根据显示的有关信息指挥打桩船正确就位。

本工艺适用于海洋、大江中的桥梁、码头的结构钢管桩、临时钢护筒及水中平台临时钢管桩的沉入施工,有以下明显的优点:①能在海况恶劣的海域中进行作业;②能够适应超长、大直径钢管桩的沉桩施工;③能满足不同倾斜度和平面偏角斜桩的沉桩施工;④能使钢管桩穿过不同的土层;⑤测量定位简单快捷,精度满足要求;⑥施工周期短(单根直径1.6m,长80m左右的钢管桩沉桩施工全过程仅为2.5h)。这在在建的杭州湾大桥工程中得到了实践。

3.2 无导向船双壁钢围堰下沉施工技术

基础施工中,传统采用的钢板桩围堰钻孔桩基础和沉井沉至基层的基础,存在着影响工程进度的2个薄弱环节:①钢板桩围堰钻孔桩基础采用单层钢板桩, 沉井沉至基层的基础在沉井顶上安设的防水围堰,一般强度较小,围堰内抽水工序的安排受到施工水位的限制;②沉井基础嵌入岩层清除风化岩的消基工作非常费工费时,特别是在深水急流中工程进度直接制约着整个基础的安全渡洪。相比而言,双壁钢围堰钻孔桩基础采用双壁钢围堰防水结构,该结构吸收了上述2种施工结构的优点,实质上就是一个圆形浮式井筒和防水围堰结合起来的施工结构,能够承受较大的向内或向外的水压力,一般情况下,基础施工工序的安排不受外界季节性水位变化的影响。

双壁钢围堰由内外两板壁组成,板壁间以刚性支撑予以连接,由于两板壁之间为空腔,底部以环形刃脚封闭,使其具有自浮能力,在底节处于浮起的情况下可以根据设备起重能力逐节加高板壁,在空腔内注水配重并通过吸泥机吸泥促使其下沉,直至将钢围堰下沉至设计指定位置,并通过灌注水下封底混凝土使其保持稳定,而后根据设计要求进行钻孔桩施工,钻孔平台可直接搭设在钢围堰顶面。

采用无导向船双壁钢围堰下沉施工,由于取消了庞大的导向船、联结梁体系等,锚碇系统所承受的风力和水流作用力大大减少,从而简化了锚碇设备的配置与施工,加快了施工进度,节省了钢料和水上设备。同时双壁钢围堰结构为浮式沉井,既便于浮运就位又能够承受较大的水压力,还可以克服下沉时底部翻砂的弊病,而且围堰吸泥下沉就位时间短,施工安全。特别适用于通航条件要求高,施工区域狭窄,砂粘土及卵石土地层,无法设置导向船的水上施工项目。

该工艺应用于四川隆纳铁路泸州长江大桥水中基础施工,顺利完成了深水基础施工任务,确保大桥按期完工。对于类似的深水基础施工,有广泛的推广应用价值。

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关键词:地铁工程;施工管理;质量控制

中图分类号:TU71文献标识码: A

一、施工管理概述

施工管理是工程项目从施工准备阶段到竣工验收,对工程全过程进行回访保修的组织管理。其主要的内容大致是:(一)本着对企业负责的原则,以工程项目为对象,签订跟企业的项目经济承包责任合同,全面履行合同的条款与承诺。(二)施工前的准备工作包括:组织图纸会审,施工方案的确定,编制施工组织设计,从而保证工程顺利开工,提供材料、机械设备、人员优化配置方案,同时分阶段组织进场。(三)根据施工方案,以满足工程的需要,在进行施工过程中经常性准备工作。(四)搞好施工阶段各项工程项目的组织与控制,及时跟踪各项施工指标及信息传递和处理,最终实现施工目标的最优化。(五)根据施工计划、施工组织设计的要求,利用作业项目承包合同或施工任务单的形式,做好工程各分部分项工程的施工管理。(六)做好组织工程交工验收的准备工作,妥善完成交工验收与回访保修工作。

二、地铁工程施工管理

(一)地铁工程进度管理

地铁施工过程中,受到诸多因素的影响,前期工作征地拆迁、管线迁改及交通疏解难度较大,进度慢,影响土建结构施工;设计中由于地形图过旧,调查深度不够,招标设计时勘察深度不够,图纸与实际出入较大,其深度很难保证方案选择的合理性,施工图设计过程中设计承包商图纸供应跟不上进度;由于资金长期不足,项目经理权力有限,技术人员短缺,都会造成整体生产进度缓慢。因此,在施工过程中,首先要制定完善、科学的计划,并实施有效的监管方案,确保计划的完成;其次,要加强对进度计划的控制和检查,做好施工现场的组织协调工作,保证施工进度。最后,积极推广先进的施工技术和施工工艺,提高施工技术水平,依靠技术进步,加快施工进度。

(二)地铁工程安全管理

随着我国地铁工程建设的发展,施工安全管理水平也有了显著的提高,但是,我们不能忽视在部分工程建设中安全事故时有发生,而且多数安全问题都是因为缺乏前期的充分准备工作和调查研究,由于地铁工程处于城市最为繁华热闹的中心地段,携带着施工期限长、隐蔽性大、施工现场杂乱、施工技术高等特点,在建设过程中,随着工程进展会出现许多不稳定因素,并且会逐渐发生或越发严重,为了避免不必要的事故出现,在铁路土建中地铁施工安全管理是不可或缺的。所以,在地铁勘察设计阶段就要严格控制,探明地质情况;制定安全管理组织机构,建立健全安全生产责任制;加强施工技术、施工安全交底,危险性较大的需编制专项方案并组织专家论证。加强安全生产教育和预防措施。

(三)地铁工程成本管理

由于地铁建设周期长、施工投资巨大、技术含量高、市场环境为供大于求的施工项目,其招投标程序与工程造价控制存在招标单位互相压价和施工企业之间非理性竞争的双重制约,当前我国绝大多数城市地铁陷于低价中标的困境,地铁也被绝大多数城市列入市政重点管理工程项目。项目实际施工过程中的成本控制对地铁施工项目管理而言至关重要,地铁施工项目成本管理水平的高低直接影响着是施工企业项目部的综合经济效益与企业整体效益目标的实现,要想在日益激烈的建筑市场竞争中获得可持续发展,就必须转化发展模式,着眼于地铁施工项目自身的成本管理,切实做好在建地铁工程项目成本控制和协调管理工作,有效降低施工项目成本。

(四)质量管理过程

质量管理的过程是发现问题、分析问题、处理问题、总结分析的一个过程。在地铁隧道暗挖施工项目管理工程中,应反复循环进行发现问题、分析问题、处理问题、总结分析的过程,暗挖工程成败的关键是无水作业,施工的关键是保证安全,以最大限度的提高施工质量。施工中必须严格遵守新奥法原则,把新奥法的基本原理和浅埋隧道特点相结合,并根据具体地质条件和施工水平,灵活运用。

三、地铁工程施工质量控制

(一)施工准备阶段质量控制

1、进场材料质量控制所有进场材料一定按程序向监理部进行进场报验,对进场的半成品、原材料依据检验报告、合格证等质保资料,认真核对其规格尺寸、外观,并按要求进行送检。严禁不合格材料进入施工现场。

2、技术准备在施工准备阶段,对所有项目部作业人员进行技术培训,从技术标准、质量的要求、施工工艺等方面进行详细地交底。

(二)施工阶段质量控制

1、工程测量采用1s″级全站仪和0.5mm精密水准仪进行轨道基标测量与中线导线检测,使用测量仪器和测绘数据平差软件与电脑实现数据联网,提高测量作业精度,从而提高工程进度,整体道床轨道中线方向误差控制在6s″,高程误差控制在2mm范围内。进行导线重复测量工作时,对导线点根据第三方测量队提供的导线点资料进行复测,将合格的复测结果上报业主与监理,待认可后才能进入下道工序。

2、中间交接验收的控制在轨行区交接过程中,对轨行区结构底板高程误差、有无渗漏、结构底板清理是否干净进行检查并提出存在问题,待土建单位整改完善后,方可接收。

3、工程防水的质量控制检验地铁工程质量好坏的重要的屏障就是做好防水层。在设计时,第一层是钢性防水找平层;第二层是柔性防水。在做钢性防水之前,若发现初衬表面严重渗漏水,局部必须补压水泥浆,缩小出水量与渗漏范围,但是不能做到滴水不漏。柔性防水做好后,应坚持工班自检、项目部复检、报请监理最终检验的“三检”制度,对防水工作要做到一丝不苟地严格把关,做到车站二衬后不渗不漏,区间防水达到设计标准。

4、基底处理质量控制铺轨作业前按照设计文件要求对马蹄形、矩形隧道基底进行凿毛处理,混凝土浇筑之前要求整体道床基底冲洗干净,达到无残渣、无浮浆浮渣、无积水的施工要求。

5、道床、水沟浇筑施工质量控制在整体道床施工前,施工单位与监理单位派专入驻厂,负责确定商品混凝土配合比的试验参数,对混凝土原材料进行试验,对选定混凝土配合比和选择的优质材料,同时上报监理及业主备案。道床混凝土初凝前要及时进行水沟、面层的抹面与压光处理,不能出现反坡,以免影响排水。达到5MPa的混凝土强度就可以拆除钢轨模板、支撑架,强度达到70%后,轨道上方可行车、载重;开始浇水养护保证混凝土处于湿润状态当道床混凝土浇筑完毕12小时后。在抓工程质量的同时,切实抓好安全工作,在施工过程中安全和质量是相互统一、相辅相成的,切实按照原定方案实施,加强安全防范措施,做到万无一失。

(三)提高施工管理水平,加强现场文明施工

项目施工活动的正常进行,由地铁工程项目现场管理的好坏所决定,也直接与各项专业管理的经济效果相关。并且贯彻有关法规的“焦点”也属于施工现场管理的范畴,是不能有半点疏忽的一项严肃的政治问题和社会问题。要求做到施工现场文明整洁、内部资料齐全、管理有制度、施工井然有序、质量管理目标明确、安全措施得力、不扰民、不污染环境、效果显著即是在施工现场文明施工,并且开展文明施工经常化、规范化、制度化和标准化。

四、结语:

地铁工程是一个城市投资规模最大、建设周期长和涉及面最广的综合性城市基础设施工程。地铁建设工程中的施工管理与质量控制是一项重要的基础性工作,施工质量是工程质量的基本保障。因此,加强地铁施工管理与质量控制势在必行。

参考文献

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关键字:地铁;车站施工;钻孔;灌注桩;施工技术

中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:

一、施工工程的概况

本车站位于广东省东莞市一交叉环岛下面,布局是南北向布局,建设主体车站是城际铁路与城市地铁两条地铁线路的交换乘站,该站总长为大约232米,整体的建筑面积约为15000多平方米。本工程由两段明挖和两段暗挖组成,该车站明挖段的支护体系采用的是灌注桩围护结构,明挖段主体结构的设计为三层三跨,暗挖段主体结构设计为一层车站+一层人行通道层。车站内一共设计有三个出入口,也是常规车站的出入口设计;还有2组风亭设计。

在本车站施工过程中,基坑围护结构是施工的重要内容。工程基坑材质设置为钢材质,而围护结构采用了钻孔灌注桩和钢管作为支撑。这次灌注桩设计长度为18到33mm之间,在一般标准处进行灌注桩工程时,钻孔灌注桩桩底通常会设计至基坑坑底以下约为4到5米之间,至于混凝土规格,不同地方混凝土选择也不一样。盾构井和节点处混凝土强度为C30,并且盾构井和节点处为坑底6米多,C25强度的混凝土应用为桩间挡土,方式是挂网喷射。分析该工程的地质条件,不难发现车站的位置是该地附近一河流的一二级阶梯上,根据地质探测,车站的工程地基基土组成是自上而下为:人工填土,黄土状土、古土壤、粉质黏土、中砂、粉质黏土、中砂等。还探测到车站的地基选址是潜水富水层,这给地基的工程带来了一定的难度,分析含水层的构成,还知道这个富水层构成为冲、洪积中、粗砂,随后进行水层深度的探测,得知该富水层的水位为14到15米之间。

二、地铁施工方案设计

城市地铁施工不像地面轨道工程施工,地铁施工受到来自地面和其他既有建筑物和构筑物限制,同时,出了这些既有的阻碍之外,由于地铁铺设的特殊性决定了对于地下管线铺设的高的要求,不同的地面状况对于地下管线有不同的影响。地铁线路的铺设和车站的建设工程通常采用暗挖法。洞梁法是众多暗挖法中新型的被广大施工队伍所应用的技术手段,此法对于今年来的地面建设和管线影响较小,并且对于地铁建设还有减轻地面承重的好处,这是地铁建设尤为考虑的一点。本文采用的施工方法也是洞桩法,采用的是以车站灌注桩技术为主的技术,同时采用旋挖钻孔成孔施工。

三、施工工艺以及施工程序

一般地铁车站施工技术,比较复杂。首先是施工场地准备工作,在施工场地准备上一般采用测量定位的方法,埋设护筒,之后就需要适合型号的钻机就位,钻机就位施工工作才算是起码的开始。经过钻孔以及后续的清孔操作,还需要对已经钻好的孔位进行必要的测量工作,测量孔位的深度,进行一定程度的清理淤泥。安放钢筋笼和吊放导管在灌注水下混凝土之前,做好地铁车站的基础地基的工序,清场是拔出之前的导管和钢护筒,至此,车站施工的部分工作才算是告一段落。

下文是对施工工序的具体分析研究。

第一,施工测量,做好定位。这是施工的重要前提,施工过程的标识以及记录的完善需要施工之前对不同的区桩进行统一标准地编号,以此建立整个工程施工的测量控制系统,对施工的每个钻孔桩进行较为精准的定位。一般定位方法是采用十字定位法进行定位,运用此法进行对钻孔桩位置的编号。操作上要注意设定好每一桩位的高程,进行桩位测量时要充分运用轴线位置,注意主体结构轴线位置因素,利用施工的全站仪以及经纬仪等工具进行测量定位。孔位的测量误差要控制在一厘米以内。由于工程施工具有很大的不确定性,所以做好施工误差预留是十分有必要的,地铁施工误差主要是桩位偏移和在垂直度上的偏差,另外由于要考虑到车站的外包防水层的厚度,所以在进行桩位施工时要考虑将桩位坐标外放一百五十毫米左右。

第二,埋设护筒。本车站施工的护筒材质是约五毫米的钢板,护筒内径和和桩径的尺寸不一样,桩径比内径要小十到十五厘米左右,护筒的长度大约为一到两米之间的整体护筒,且护筒的顶端设计有一个出浆孔,而且底盘设计有设刃脚。进行护筒安放时,首先要确定桩位点,安设控制桩要注意过桩位的中心点后再拉十字线,并且要在控制桩的八十到一百厘米。安设护筒时要注意护筒周围要用粘土填筑,并且掩埋的深度不能小于一米五,遇到硬化的处理场地或者是粘土层的表层地质时,桩位孔的挖设要采用旋挖成孔方式,这个时候可以考虑不必安设护筒。

第三,桩位的钻孔施工。本车站的建设主要是采用旋挖法钻机成孔。钻机操作要注意控制上的精准度,定位一定要准确,施工操作要保持平稳,保证钻具中心与护筒的中心重合。钻机的成孔过程是整个工程的重点,同时钻机成孔对于成孔质量也有较高的要求,因此操作上的要求也很严格。钻机钻孔要保证钻机钻头在吊紧的状态下工作。钻机钻孔要保证成孔的尺寸数据符合桩位的桩径,导向装置要尽量和成孔是垂直的角度。进行钻孔施工时还要按照跳孔方式进行施工,这样才能保证教主混泥土的时间控制在二十四小时内。

第四,后期钻孔清理和测量,以及孔底沉淤工作。在达到既定的孔底深度之后,要保证成孔的质量,不仅要控制好成孔的既定尺寸,还要进行孔底的清理,对孔深和孔径进行检测,然后进行二次清理。第二次清理是在灌注后不合格的情况之下进行后期补清。期间操作要用到的工具有沉渣仪和重锤。

第五,制作钢筋笼,进行水下混凝土地灌注。钢筋笼焊接要尽量整体焊接,并且一次吊装就位。钢筋笼在进行吊装要注意防止钢筋笼的变形,钢筋笼固定后还要防止之后混凝土浇筑后上浮现象的出现。安设好钢筋笼后的工序就是进行水下混凝土的灌注,方式是直接导管法。水下混凝土地灌注是灌注桩的关键工序,做好前期灌注的准备工作是灌注工作有序进行地关键。导管法在采用的时候,首先就要对施工前的设备进行必要拼接和检查,进行各种施工前的承压实验,特别注意导管在使用后一定要清理管壁的残浆。水下混凝土的的我配制一定要按照预先的规范进行调配,集中进行拌制,要结合施工进程进行适当安排混凝土的用量。

四、关键技术和问题处理措施

灌注桩的核心是混凝土的灌注,关键技术也是围绕泥浆质量的提高和控制。主要有几个方面的技术,根据不同泥浆质量进行分类,一是钻孔泥浆控制,一是新鲜泥浆控制,一是循环使用中的泥浆控制,最后是置换泥浆控制。这几道关键技术是根据施工阶段的不同时期泥浆的不同要求进行的控制,泥浆质量控制要根据实际工程的阶段进行分别控制,不能从一而终。新鲜泥浆的控制就要着重考虑泥浆和地基条件的契合度,钻孔泥浆要考虑施工阶段所需要的特殊泥浆性能,而循环使用的泥浆则要考虑泥浆的纯净度,对于后期置换使用的泥浆则要进行质量检测,判定是否能满足工程质量基本要求。

灌注桩施工会出现以下几个问题:一是成孔出现孔壁塌方,一是钻机卡钻,一是导管进浆,一是钢筋笼的尺寸过大。孔壁塌方主要原因是泥浆质量,因此要重视泥浆质量控制才能从根本上解决问题,措施可以通过加大泥浆比例和粘度,或者控制搁置的时间,若时间紧迫可以用优质泥浆填土。卡钻问题出现是由于极强磨损和操作失误造成的,对机器进行定期常规性检查,平时经常检查钻头的边齿和侧齿的宽度。导管和钢筋笼问题的原因与本身的质量有直接关系,施工操作也是出现问题的主要原因。导管在进行操作时要注意导管口与孔底保持一定的距离;钢筋笼要与成孔垂直,在钢筋笼外形上严格控制尺寸和刚度要素。

参考文献:

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[3] 杨峰.地铁车站地下连续墙施工技术[J]. 安徽建筑. 2005(03).