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英文名稱:Journal of Railway Science and Engineering
主管單位:中華人民共和國教育部
主辦單位:中南大學(xué);中國鐵道學(xué)會
出版周期:雙月刊
出版地址:湖南省長沙市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1672-7029
國內(nèi)刊號:43-1423/U
郵發(fā)代號:42-59
發(fā)行范圍:國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間:1979
期刊收錄:
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
Caj-cd規(guī)范獲獎期刊
聯(lián)系方式
關(guān)鍵詞:地下鐵道;測量。
Abstract: China's subway project visit the amount of work in recent years have made great development of advanced measurement techniques to be applied in the survey work in the subway. The article describes the MTR measurement features and application of new measurement technology at work.
Keywords: Underground Railroad; measurements.
中圖分類號:K826.16文獻(xiàn)標(biāo)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(xiàn)在已有1 30 多年,在這130里,世界地鐵交通有了飛速發(fā)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(xù)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(jīng)濟(jì)狀況的好轉(zhuǎn),全國20 多個城市醞釀的地鐵建設(shè)會在不久的將來成為現(xiàn)實。作為地鐵施工中不可缺少的地鐵測量工作也將會有進(jìn)一步的發(fā)展。
2 地下鐵道測量的特點、內(nèi)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(tǒng)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(qū)它埋設(shè)在地下,在郊區(qū)它是地面或高架構(gòu)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(shè)要根據(jù)近期、遠(yuǎn)期客流量先作總體規(guī)劃,分期建設(shè)。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(shè)控制網(wǎng),又要在線路交叉處有一定數(shù)量控制點重合,以保證各相關(guān)線路準(zhǔn)確銜接。
地鐵工程有嚴(yán)格限界規(guī)定,為降低工程成本,施工誤差裕量已很小,設(shè)計采用三維坐標(biāo)解析法,所以對施工測量精度有較高的要求。
(3) 測量內(nèi)容多,與地面既有建筑結(jié)合緊密。各測量體和線路聯(lián)接密切,地上、地下測量工作要保證萬無一失,除了要進(jìn)行施工放樣,貫通測量以外,還要進(jìn)行變形監(jiān)測等項工作。
(4) 測量內(nèi)容多,與地面既有建筑結(jié)合緊密。各測量體和線路聯(lián)接密切,地上、隧道及車站內(nèi)的控制點數(shù)量多、使用頻繁,應(yīng)做好標(biāo)志,加強維護(hù),為地鐵不同階段施工及后期測量工作提供基礎(chǔ)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(guī)劃設(shè)計、施工設(shè)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(shù)字資料滿足規(guī)劃、設(shè)計需要外,還要按設(shè)計要求標(biāo)定地鐵線路位置、指導(dǎo)施工、保證所有建、構(gòu)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(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境的穩(wěn)定狀況進(jìn)行變形監(jiān)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(diào)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(lián)系測量;
(6) 隧道和高架線路施工測量;
(7) 鋪軌測量;
(8) 設(shè)備安裝測量;
(9) 竣工測量;
環(huán)境、線路、結(jié)構(gòu)變形測量。
2.3 地下鐵道測量的精度及其依據(jù)
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(biāo),現(xiàn)在第三期暗挖法施工測量精指標(biāo)如下:
地面GPS控制網(wǎng)的點位和相對點位誤差≤±10mm。
沿地下鐵道線路布設(shè)的地面精密導(dǎo)線網(wǎng)的點位和相對點位誤差≤±8mm。
從精密導(dǎo)線點將坐標(biāo)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(nèi)傳遞坐標(biāo)的誤差≤±5mm。
⑤ 從地下豎井底通過橫通道將坐標(biāo)傳遞到線路正線隧道內(nèi)的坐標(biāo)測量誤差≤±5mm。
⑥ 地下隧道內(nèi)的控制導(dǎo)線最遠(yuǎn)點的點位誤差≤±15mm。(一般為500mm的地下控制支導(dǎo)線)。
⑦ 地面地下高程控制測量精度限差8/L(L為公里數(shù))。
⑧ 從地面向地下隧道內(nèi)傳遞高程的誤差為≤±3mm。
在建立地面控制網(wǎng)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(dāng)?shù)奶岣摺?/p>
3 地面平面控制網(wǎng)測量
地鐵平面控制網(wǎng)分首級GPS控制網(wǎng)和二級精密導(dǎo)線控制網(wǎng)。在滿足規(guī)范前提下,平面控制網(wǎng)點還應(yīng)布設(shè)合理、靈活,滿足工程實際需要。在工程實施階段,應(yīng)按原測精度對控制網(wǎng)進(jìn)行定期全面復(fù)測和不定期局部復(fù)測,確保網(wǎng)形結(jié)構(gòu)的連續(xù)、穩(wěn)固和使用。因此,點位的選埋和維護(hù)是地面測量工作的難點和重點。
3. 1 GPS控制網(wǎng)應(yīng)收集的基礎(chǔ)資料
測區(qū)中央子午線、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)、橢球參數(shù)、起算點已知坐標(biāo)、測區(qū)高程異常值、測區(qū)的平均高程。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為保密資料,應(yīng)嚴(yán)格按照保密協(xié)議交接、簽收和使用。
3. 2 精密導(dǎo)線網(wǎng)
精密導(dǎo)線點應(yīng)盡量沿地鐵線路布設(shè)成直伸形狀,形成掛在GPS點上的附合導(dǎo)線、多邊形閉合導(dǎo)線或結(jié)點網(wǎng)。選點和觀測是控制精密導(dǎo)線質(zhì)量的兩個重要因素,工作的重點是精密導(dǎo)線的選點和觀測,難點是選點工作。根據(jù)地鐵線路附近GPS網(wǎng)點位的分布通視情況,車站、豎井的設(shè)計位置,經(jīng)過現(xiàn)場踏勘后可以初步在線路平面圖上繪制精密導(dǎo)線網(wǎng)形,根據(jù)規(guī)范和測區(qū)環(huán)境條件詳細(xì)制定出外業(yè)測角、測邊以及高程聯(lián)測作業(yè)方法等。
3. 3 平面控制網(wǎng)布設(shè)形式探討
近年來,由于設(shè)計技術(shù)發(fā)展、施工工法進(jìn)步,測量設(shè)備更新,根據(jù)具體情況布設(shè)的平面控制網(wǎng)形式不一,部分指標(biāo)突破規(guī)范要求。如用GPS網(wǎng)一次布設(shè)完成平面控制、個別地段加密精密導(dǎo)線點與主網(wǎng)一起施作完成的布網(wǎng)形式,代替地面平面控制網(wǎng)分兩級布設(shè); 盾構(gòu)法施工的廣泛應(yīng)用,區(qū)間豎井較少,由此布設(shè)的地面精密導(dǎo)線網(wǎng)平均邊長遠(yuǎn)大于350m的規(guī)范要求。這些情況結(jié)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(shè)與已有線路結(jié)合部位控制點較差處理
在地鐵設(shè)計線路的交匯處,新建的地面控制網(wǎng)必須與原網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測,會出現(xiàn)同一個點在不同時期的控制網(wǎng)下有不同的坐標(biāo),處理坐標(biāo)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(tǒng)誤差。當(dāng)較差較小時,既有線采用原坐標(biāo),新線采用新坐標(biāo)而對施工加密點、隧道洞內(nèi)控制點進(jìn)行強制平差;當(dāng)較差較大時(不能大于50mm 的規(guī)范規(guī)定) ,實測交叉部位處既有線路在新線控制網(wǎng)下的中線坐標(biāo)提交設(shè)計進(jìn)行解決,使設(shè)計和施工在一坐標(biāo)系統(tǒng)下,從而解決控制點較差問題。
4 地下鐵道工程測量展望
伴隨工程測量技術(shù)的變革和進(jìn)步,地下鐵道測量工作也在不斷地創(chuàng)新和發(fā)展。G PS 定位技術(shù)、數(shù)字化測圖技術(shù)、物探方法進(jìn)行地下管線探測技術(shù)、激光準(zhǔn)直和掃平儀、全站儀與計算機組合測量和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、施工變形測量監(jiān)控量測自動化系統(tǒng)等新技術(shù)都在地下鐵道測量中得到應(yīng)用。隨著各學(xué)科間的相互滲透和影響,為工程測量提供了新的技術(shù)和方法,今后隨著國民經(jīng)濟(jì)狀況的好轉(zhuǎn),隨著城市地鐵交通事業(yè)的發(fā)展,地鐵建設(shè)的地下鐵道工程測量技術(shù)也將會從理論到實踐,有進(jìn)一步完善發(fā)展,新技術(shù)將得到更廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
地鐵施工風(fēng)險分析,是應(yīng)地鐵建設(shè)發(fā)展的需要而出現(xiàn)的。對于天津地鐵一號線來說,風(fēng)險分析就顯得更加重要。天津近二十年來沒有進(jìn)行過如此大規(guī)模的地下工程建設(shè),這方面的施工技術(shù)水平和經(jīng)驗在全國比較落后;同時由于地質(zhì)條件等諸多因素的影響,給地鐵施工帶來了很大的困難。本文首先對影響天津地鐵一號線工程施工的主要因素進(jìn)行了分析,分析風(fēng)險形成的原因,造成的危害,防范及解決的方法;然后本文對天津地鐵一號線施工方案進(jìn)行了總體評價。
關(guān)鍵詞:天津地鐵一號線地鐵工程風(fēng)險分析
Abstract:
The subway construction risk analysis, is the need of the development of the subway construction should be there. For tianjin metro speaking, risk analysis is more important. Tianjin nearly twenty years there are such a large-scale underground engineering construction, the construction technology and experience in the national level is relatively backward; And because the geological condition, the influence of various factors, to the subway construction causes a lot of difficulties. This paper first to influence the tianjin metro engineering construction of major factors are analyzed, and the causes of the formation of risk analysis and the harm caused, prevent and solve the method; Then this paper to tianjin metro construction scheme in the overall evaluation.
Keywords: tianjin metro subway engineering risk analysis
中圖分類號:TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:
天津地鐵一號線施工風(fēng)險分析
天津市是我國四大直轄市之一,是華北地區(qū)海路交通樞紐和首都的門戶。根據(jù)天津市政府最近制訂的“三步走”戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo),將要把天津建成中國北方重要的經(jīng)濟(jì)中心和國際化港口大都市。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必然帶動城市建設(shè)的發(fā)展,作為現(xiàn)代化城市的硬件之一――快速軌道交通設(shè)施,將成為未來幾年中天津城市交通建設(shè)的重點。已于2001年開工建設(shè)的天津地鐵一號線工程是規(guī)劃中的六條快速軌道交通線之一,計劃2005年竣工。對于天津地鐵一號線工程在施工中可能遇到的和應(yīng)該考慮的風(fēng)險進(jìn)行分析,將在選擇合適的施工方案避免和應(yīng)對施工風(fēng)險方面發(fā)揮重要的作用。
第一節(jié) 施工中可能誘發(fā)的環(huán)境災(zāi)害引起的風(fēng)險分析
在施工中,由于施工方法不當(dāng)、準(zhǔn)備工作倉猝而造成的事故或?qū)ρ鼐€建筑物、地下管線的破壞,也會給地鐵工程帶來很大的風(fēng)險。本章就從兩方面分析其中的危害和防范措施。
一、施工過程中易發(fā)生的各種事故的影響及應(yīng)對措施
在地鐵施工中出現(xiàn)事故對工程的影響是很大的,因為如果由于施工方法不當(dāng)或施工質(zhì)量不合格,而造成基坑倒塌、透水、火災(zāi)等事故,不但會使工期延長,還可能造成資金損失,使實際所需投資超過預(yù)算,給整個工程帶來風(fēng)險。以下舉例說明事故的危害。
1994年9月1日上午7時許,某地某大廈靠某馬路一側(cè)約40m長基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐破壞,地下連續(xù)墻突然倒塌,該馬路路面下陷,面積約500m2,下陷最深處達(dá)6~7m。路面下的地下管線,包括電力電纜、電車電纜、煤氣管道、自來水管道、雨水管道等遭受嚴(yán)重?fù)p壞,煤氣大量外溢,大面積停氣、停電和停水;交通中斷,幸未造成人員傷亡。當(dāng)時,公安分局調(diào)派350余名干警維持秩序,消防局出動百余名消防戰(zhàn)士用大口徑槍稀釋外溢煤氣。這是據(jù)傳媒(1994年9月l日《新民晚報》報道的)一起特大基坑事故。
據(jù)事后有關(guān)部門調(diào)查獲悉,該基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞前已有種種跡象,如:基坑局部超挖,且一挖到底,地面下沉速率達(dá)到15cm/d,坑內(nèi)有涌土現(xiàn)象,表明墻背后有流土正向坑底流動,鋼支撐發(fā)出吱吱聲等等,但是未引起有關(guān)人員重視。最終導(dǎo)致事故的發(fā)生。
為防止事態(tài)發(fā)展,當(dāng)時工地采取了靠該馬路邊灌注水泥漿、在坑內(nèi)回填黃砂萬噸、加固支撐和立柱、盡快澆注未被破壞部位的底板混凝土等應(yīng)急措施。
以上實例說明基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)倒塌帶來的危害,屬于施工工藝造成的事故。
二、施工過程中對沿線建筑物、道路和地下管線的影響及應(yīng)對措施
采取盾構(gòu)法或鉆爆法進(jìn)行隧道施工,連續(xù)墻護(hù)壁明挖法施工車站,打樁或鉆孔灌注樁施工等,都將不同程度的引起地面沉降、深層土體的擠壓擾動,導(dǎo)致地面建筑物和地下構(gòu)筑物開裂破壞、甚至倒塌。有些施工方法還產(chǎn)生大量的粉塵、泥漿、渣土,嚴(yán)重污染環(huán)境。打樁、爆破法引起震動、噪聲、煙霧等公害,嚴(yán)重影響城市居民正常的工作和生活。在廣州地鐵的施工過程中,由日本青木株氏會社承擔(dān)施工的一區(qū)間隧道,曾引起局部地面沉陷20cm,遭到業(yè)主的罰款。
1、 市區(qū)地鐵車站的施工
地下連續(xù)墻、樁排墻施工時產(chǎn)生泥漿、噪聲、振動;井點降水造成地下水位變化及地下水徑流和紊流的混亂、水質(zhì)的變化,引起土層的沉降、密實度、孔隙水壓力變化;甚至導(dǎo)致支撐的失穩(wěn),連續(xù)墻的倒塌,大面積土體的滑移、塌陷;車站深大基坑開挖,引起近旁道路的地下管線開裂。
2、地鐵區(qū)間隧道的施工
軟土盾構(gòu)法進(jìn)(出)工作井、轉(zhuǎn)彎(糾偏)、穿越大樓樁群、淺覆土易引起流砂等不良地質(zhì)現(xiàn)象,鉆爆法施工山嶺隧道引起振動、煙塵、渣土,斷層和強烈破碎帶引起冒頂坍落;淺埋暗挖法化學(xué)注漿時易引起土性的變化。
地鐵區(qū)間隧道和車站的施工均會對其周圍土層產(chǎn)生擾動,從而引起一定的地層損壞,位于影響區(qū)內(nèi)的建筑物和地下管線必將受到不同程度的不利影響,甚至影響使用安全。其主要影響為:淺地表以下土層豎向和水平向的位移與變形以及地面沉降。地表移動和變形對地面與地下建筑物的影響亦不近相同,在建筑物和地下管線中產(chǎn)生大小不等的附加應(yīng)力與變形,嚴(yán)重時將導(dǎo)致建筑物和管線的破壞。
通過分析施工時可能對建筑物造成損害的主要因素,包括兩方面。一是建筑物自身因素,即建筑物自身結(jié)構(gòu)形式及損壞程度對外部破壞作用具有不同的要求。二是外部因素,包括:(1)隧道開挖及支護(hù)方案不當(dāng),致使地表發(fā)生沉降或隆起變形。(2)豎井開挖不當(dāng),會在一定程度上造成地下巖層發(fā)生側(cè)向移動。(3)爆破震動的破壞作用。(4)公紀(jì)區(qū)間地下水含量豐富,地下水流失會造成建筑物的損壞。
因此,在施工中,制定了一系列的施工保護(hù)方案,來控制地表沉降、巖體側(cè)向位移、爆破震動對建筑物的影響、對地表建筑物的擾動以及對地下水的處理。
對于地表沉降的控制,在施工中遵循“重勘測、防治水、預(yù)加固、強支護(hù)、分部挖、短進(jìn)尺、弱爆破、少擾動、快封閉、勤量測、速反饋、控沉陷”的原則。根據(jù)不同地質(zhì)、斷面尺寸等實際情況,選擇不同的施工方法及輔助工法,以滿足對地表沉降的控制要求。三線大跨度隧道,采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑分步開挖,先墻后拱法施工,拱部采用注漿大管棚超前支護(hù);喇叭口、雙線隧道分別采用中隔壁(CD或CRD)法及雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工,注漿小導(dǎo)管超前支護(hù);單線隧道采取短臺階法施工,全風(fēng)化砂巖及土層人工開挖,人工開挖不了的圍巖,采用微差松動爆破人工找面,同時,初期支護(hù)緊跟開挖,及早封閉成環(huán),確保圍巖穩(wěn)定,有效控制地表沉降。同時,為確保地表沉降控制在規(guī)定范圍內(nèi),以保證地表建筑物的安全,還需對圍巖變形進(jìn)行模擬計算。計算采用彈塑性非線性有限元法進(jìn)行(計算過程略),并采用ANSYSV5.5版有限元分析軟件對計算結(jié)果進(jìn)行分析,最大位移滿足要求。
對于巖體側(cè)向位移的控制,通過采用合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)和確定合理的豎井開挖順序以控制位移。1#、2#豎井采用格柵鋼架噴錨支護(hù),3#豎井采用人工挖孔咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土內(nèi)支撐。此兩種結(jié)構(gòu)均為整體結(jié)構(gòu),可有效的防止建筑物地基巖體發(fā)生側(cè)向位移而破壞建筑物的地基結(jié)構(gòu),并可在一定程度上起到防止地下水過度流失的作用。在確定豎井開挖順序上,以2#豎井為例,將豎井分成三個作業(yè)區(qū),首先平行開挖兩側(cè)井區(qū),而后開挖中間井區(qū),開挖落差控制在1.5m~2.0m。每一作業(yè)層首先挖取豎井核心土,進(jìn)尺為1.0m,邊墻預(yù)留1.0m~1.5m。待核心土挖取完成后,邊墻巖體進(jìn)行跳躍式開挖,開挖長度以格柵鋼架長度為準(zhǔn),井壁支護(hù)完成后再開挖相臨邊墻巖體,在每層井壁支護(hù)及中隔墻施工完成后,再進(jìn)行下一循環(huán)的施工。
對隧道及地下工程引起環(huán)境危害的保護(hù)方法分為:積極保護(hù)法和工程保護(hù)法。積極保護(hù)法是在施工之前,根據(jù)不同的環(huán)境做好施工方案的比較,使得施工對周圍環(huán)境的干擾最??;工程保護(hù)法是在施工過程中,根據(jù)對地面沉降和土層擾動的預(yù)測,采取不同的方法。盾構(gòu)和沉管施工應(yīng)盡量避開建筑群,以免刀盤切割建筑物的鋼筋混凝土樁體;地下管線在土體中,隨著施工擾動而變形。建筑物的工程保護(hù)方法有:地基拖換、主體加固、隔水墻、保護(hù)墻、土壤加固等,以減少建筑物的沉降。對地下公用設(shè)施管線的保護(hù)主要有:跟蹤注漿地基加固或開挖暴露并懸吊保護(hù)等方法。
第二節(jié) 對天津地鐵一號線施工方案的整體評價
天津地鐵一號線公程是天津市的重點工程,由市政府投資興建,鐵道第三勘測設(shè)計院設(shè)計。施工方案是經(jīng)過反復(fù)論證和在大量實地調(diào)查的基礎(chǔ)上制訂,方案充分考慮了各種風(fēng)險因素,提出多種施工方案進(jìn)行比較,最后根據(jù)實際情況和現(xiàn)有機具與技術(shù)力量確定施工方法,并準(zhǔn)備了充分的防范應(yīng)對措施。但也存在一些問題,如很多車站和區(qū)間隧道的施工方法選擇明挖法,這在交通繁忙的天津市區(qū)必然會造成交通阻塞和市民出行不便,大量的土方施工會帶來很多的塵土,加上天津多風(fēng)的氣候特點,結(jié)果是引起大氣質(zhì)量的下降給市民身體造成危害。再有由于天津多年來沒有修建地鐵,建筑單位缺乏這方面的經(jīng)驗,可以借鑒的資料也不多。這樣在應(yīng)對各種風(fēng)險時就會增加難度。所以,在既有施工方案的基礎(chǔ)上,還應(yīng)考慮到種種可能發(fā)生的風(fēng)險,并做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。
結(jié) 束 語
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人口數(shù)量的增長,城市地面空間正在縮小,交通擁擠的問題越來越突出。城市地下交通資源亟待開發(fā),地鐵以其快速、環(huán)保、安全的優(yōu)點,正在成為現(xiàn)代化城市優(yōu)先發(fā)展的交通工具。但由于地鐵工程在施工中受多種條件影響,存在很多的風(fēng)險因素。所以對這些風(fēng)險進(jìn)行分析就顯得十分重要,所謂“知己知彼,百戰(zhàn)百勝”。
我們現(xiàn)在所分析的各種風(fēng)險,有的是因為自然條件的影響,也有很多是由于現(xiàn)在的施工技術(shù)還不成熟,施工機具還不夠先進(jìn),施工人員素質(zhì)不高而導(dǎo)致得人為因素影響。隨著技術(shù)水平的提高和新技術(shù)、新機械的發(fā)明,地鐵施工中的各種風(fēng)險必將被一一克服。
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[7]于書翰 杜謨遠(yuǎn),隧道施工,北京:人民交通出版社,1992.3.
關(guān)鍵詞:無砟軌道;板式無砟軌道;雙塊式砟軌道
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.219
1 無砟軌道的產(chǎn)生與發(fā)展
由于有砟軌道所采用的道砟在列車荷載作用下磨損、搓動,會引起結(jié)構(gòu)較大的變形,因而結(jié)構(gòu)的耐久性較差,維修工作量大,維護(hù)費用大。此外道床上的道砟飛濺,同時也增加了運行安全隱患。故而,無砟軌道應(yīng)育而生。由于其采用混凝土、瀝青混合料等整體基礎(chǔ)取代散粒碎石道床的軌道結(jié)構(gòu),因而可以有效避免上述有砟軌道的所存在的問題。我國無砟軌道的相關(guān)研究幾乎與國際同時起步。上世紀(jì)末正式進(jìn)入高速發(fā)展階段。通過,借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗和技術(shù),同時結(jié)合中國自身政治、經(jīng)濟(jì)、文化及地理特點,先后研發(fā)了一系列無砟軌道結(jié)構(gòu),其中CRTS系類實際應(yīng)用最為廣泛。
2 板式無砟軌道與雙塊式的區(qū)別
CRTS系列無砟軌道主要分為板式和雙塊式來大類,可以從預(yù)制和現(xiàn)場施工兩方面來區(qū)別:
雙塊式無砟軌道在預(yù)制廠內(nèi)預(yù)制的是雙塊式軌枕,其特點是:軌枕通過鋼筋桁架將混凝土塊連接在一起。現(xiàn)場利用軌排或螺桿調(diào)節(jié)器等作為輔助工具將雙塊式軌枕調(diào)整到符合要求的平面位置,最后澆筑混凝土將軌枕連成整體即完成雙塊式軌枕的施工。
板式無砟軌道在預(yù)制廠內(nèi)預(yù)制的是軌道板,其特點是:軌道板內(nèi)布滿了多種規(guī)格鋼筋,一般相當(dāng)于十根軌枕已經(jīng)通過混凝土連接到了一起?,F(xiàn)場利用精調(diào)設(shè)備將軌道板調(diào)整到符合要求的平面位置,最后向軌道板下方灌注CA砂漿即完成板式無砟軌道的施工。
3 CRTS系列無砟軌道結(jié)構(gòu)特點與優(yōu)缺點對比
3.1 板式
CRTS系列板式無砟軌道主要有三種,分別稱為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。
Ⅰ型板節(jié)省建筑材料,自重小且易控制造價較低,且施工簡單,此外其軌道板底部的彈性橡膠墊層可以提供很好的減震效果。
Ⅱ型板添加了軌道板之間通過縱向精軋螺紋鋼筋連接,使得板端不易變形,行車舒適度得到了提高,此外軌道板由數(shù)控機床打磨以確保幾何尺寸符合要求,對應(yīng)位置只能安設(shè)對應(yīng)軌道板,精度得到了提高。
Ⅲ型板在設(shè)計之初就考慮了寒冷地區(qū)的氣候特點,此外在施工中采用了自密實混凝土代替砂漿起支撐和調(diào)整的作用,能夠部分程度消除施工誤差。此外通過門型鋼筋使自密實混凝土層與軌道相板連接成為整體通過門型鋼筋使自密實混凝土層與軌道相板連接成為整體,增強了結(jié)構(gòu)的整體性,而且設(shè)置了上下隔離層,有利于特殊情況下的養(yǎng)護(hù)維修。
3.2 雙塊式
適用性高,經(jīng)濟(jì)效益好,施工和管理難度大,但是工人工作效率低。因而也存在一定的局限性。
參考文獻(xiàn):
[1]史青翠.CRTS I 型單元雙塊式軌道結(jié)構(gòu)研究[D].西南交通大學(xué)碩士論文,2011(05).
[2]朱高明.國內(nèi)外無砟軌道的研究與應(yīng)用綜述[J].鐵道工程學(xué)報,2008(07).
關(guān)鍵詞:錨桿靜壓樁 樹根樁 緣起 施工工藝
1、前言
隨著我國城市建設(shè)的不斷發(fā)展,建設(shè)用地受到越來越大的制約。在軟弱地基上修建建筑物或?qū)υ薪ㄖ镞M(jìn)行加高、加固都需要對地基進(jìn)行處理。錨桿靜壓樁技術(shù)是一種加固地基的新技術(shù),自80年代在我國首次應(yīng)用,經(jīng)過二十多年的發(fā)展已經(jīng)取得了很大的改進(jìn)。1984年,周志道結(jié)合安徽蕪湖少年宮事故工程提出錨桿靜壓樁法,標(biāo)志此項技術(shù)的產(chǎn)生。[1]錨桿靜壓樁法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土和人工填土等地基土。
樹根樁是一種用壓漿方法成樁的微型樁,起源于50年代的意大利,通常被應(yīng)用于基礎(chǔ)的托換和加固,樁徑一般在Φ100―300mm之間。[2]通常采用抗浮的方式有配重混凝土、土層錨桿、灌注樁和樹根樁等。其中配重混凝土體積大、面積大,如果施工和養(yǎng)護(hù)不當(dāng)會造成開裂現(xiàn)象;土層錨桿容易造成由于錨桿鋼筋偏斜而發(fā)生漏筋或砂漿保護(hù)層不夠現(xiàn)象;灌注樁施工周期長、樁徑和樁間距過大而且造價較高。
2、錨桿靜壓樁
錨桿靜壓樁是后裝種植錨桿和靜力壓樁結(jié)合而形成的一種施工方法,即先在建筑物基礎(chǔ)開鑿或預(yù)留壓樁孔和錨桿孔,用粘接劑(一般為硫磺膠泥)錨固種植錨桿,然后安裝壓樁架,利用建筑物自重作反力,用千斤頂將預(yù)制樁逐段壓入土中。當(dāng)壓樁力或壓入深度達(dá)到設(shè)計要求后,將樁與基礎(chǔ)連接在一起。錨桿靜壓樁作為一種沉樁方法,是利用原基礎(chǔ)底板或樁基承臺及上部結(jié)構(gòu)傳遞來的重量作為壓樁反力,通過預(yù)埋的錨桿、反力架、千斤頂?shù)葔簶对O(shè)備,將樁段從壓樁孔處壓入地基土中,然后將樁與基礎(chǔ)底板或樁基承臺連接形成整體,使新樁基與原建筑物基礎(chǔ)共同承擔(dān)荷載,提高加樁區(qū)域的承載力,達(dá)到阻止或減少沉降的目的。[2]
錨桿靜壓樁與其它基礎(chǔ)加固或托換技術(shù)相比又具有施工時無振動、無噪音、設(shè)備簡單、操作方便、移動靈活、施工所需空間小的特點。我們利用錨桿靜壓樁新技術(shù)特殊工藝,充分利用其特點,改進(jìn)樁型、樁材、壓樁設(shè)備,將其應(yīng)用到高層建筑中樁基加固和托換中,取得了成功。[3]為高層建筑病害工程樁加固提出一種更方便、更合理、更有效、更經(jīng)濟(jì)的加固方法。
3、錨桿靜壓樁在實際工程中的應(yīng)用
某工程位于武漢香港路邊,框剪結(jié)構(gòu),地下一層,地上23層,是一智能性高檔寫字樓。本工程原采用大型鉆孔灌注樁,由于在基坑開挖中受到周邊邊坡失穩(wěn)的影響造成了部分樁存在偏位的情況,根據(jù)規(guī)范要求,必須對該工程病害工程樁進(jìn)行加固補強方可使用。 由于本工程原鉆孔灌注樁截面大,長度長,承載力高,持力層埋置深,在采用錨桿靜壓樁進(jìn)行補強時要求樁也應(yīng)具有較高的承載力。故本工程采用Φ377×9的鋼管樁進(jìn)行加固。 該補樁樁位在底板施工前均已確定方案,在施工時錨桿和樁位均先預(yù)先留置。由于該樁承載力高,所需反力較大,對此我們對反力架和錨桿均加強了,千斤頂也采用大噸位千斤頂,壓樁完畢后鋼管內(nèi)應(yīng)填充C35微膨脹混凝土,加固完成后,經(jīng)檢測達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),效果良好。
4、樹根樁
樹根樁的適用范圍非常廣泛。它適用于既有建筑物的修復(fù)和加層、古建筑的整修、地下鐵道穿越、橋梁工程等各類地基的處理與基礎(chǔ)加固,以及增強土坡或巖坡的穩(wěn)定性等工程。[4]因而樹根樁的問世,使托換技術(shù)有了很大的進(jìn)步。樹根樁是采用鉆機在地基中成孔,放入鋼筋或鋼筋籠,采用壓力通過注漿管向孔中注入水泥漿或水泥砂漿,形成小直徑的鉆孔灌注樁。由于采用小型鉆機施工,可在土中以不同的傾斜角度成孔,從而形成豎直的和傾斜的樁,用于加層改造工程的地基加固、在既有建筑物下施工地下隧道時對既有建筑物基礎(chǔ)的托換,或用于作為邊坡上建筑物以及碼頭下提高地基承載力和邊坡穩(wěn)定性。樹根樁的直徑宜為150、300mm,樁長不宜超過30m。樁的布置可采用直樁型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)斜樁型。[5]
5、樹根樁在實際工程中的應(yīng)用
5.1珠海市政管理處拱北污水處理廠初沉池地基基礎(chǔ)加固工程
該沉淀池于1985年進(jìn)行沉管灌注樁(Φ480)樁基施工,單樁承載力45T,驗樁4條,其中一條不合格,不能滿足設(shè)計要求。根據(jù)場地地質(zhì)情況,結(jié)合施工現(xiàn)場情況,經(jīng)驗證采用樹根樁技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)加固。根據(jù)設(shè)計院提供加固荷載,每個樁基礎(chǔ)增加承載力1/4,樹根樁承載力按摩擦樁來考慮。通過計算,在原基礎(chǔ)上補加140條樹根樁,單樁承載力12T,樁徑Φ150,樁身砼標(biāo)號C23級,主筋選用4Φ12,箍筋為Φ6@250,樁身入殘積土1.5米,樁長平均13米. 該工程于1992年7月至9月上旬進(jìn)行施工。施工完成后,由中國建研院珠海科研設(shè)計部進(jìn)行單樁垂直靜荷載試驗,檢測結(jié)果,極限承載力均大于240KN,容許承載力取為120KN,安全系數(shù)大于另回彈系數(shù)為50%左右,表明樁身質(zhì)量較好。工程竣工后,獲得了建設(shè)單位及設(shè)計單位的好評。
5.2廣州一六層框架結(jié)構(gòu)宿舍樓樹根樁基礎(chǔ)托換工程 該宿舍樓原設(shè)計為五層框架結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)采用打樁及獨立柱基礎(chǔ)。在施工過程中進(jìn)行加層,結(jié)果發(fā)現(xiàn)建筑物出現(xiàn)不均勻沉降,沉降量達(dá)十幾厘米。根據(jù)此情況,采用樹根樁進(jìn)行基礎(chǔ)托換,每個樁基設(shè)四條樹根樁,樁徑Φ150,樁長8米。該工程于1992年11~12月施工,施工后,建筑物沉降穩(wěn)定。
6、結(jié)論
錨桿靜壓樁加固地基技術(shù)是我國在土木工程領(lǐng)域自主研究開發(fā)成功的新技術(shù),現(xiàn)在已成為技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的新型加固方法。錨桿靜壓樁技術(shù)也還有很多需要改進(jìn)的方面,還有很多新技術(shù)要去創(chuàng)新,例如研制新的壓樁設(shè)備,運用單板機對壓樁力、樁長等參數(shù)實時顯示,配置自控電腦,進(jìn)行智能化施工。
樹根樁適用于古建筑托換加固、建筑物增層、穩(wěn)定巖石和土質(zhì)邊坡、廠房基礎(chǔ)和設(shè)備基礎(chǔ)加荷、危房加固、地下鐵道穿越和深基坑開挖對既有建筑物的保護(hù)等托換工程。
相比之下,樹根樁具有工期較短、造價低廉的特點。我國上海首先將樹根樁技術(shù)擴(kuò)大應(yīng)用到污水處理廠工程的池體抗浮領(lǐng)域,天津市紀(jì)莊子污水處理廠擴(kuò)建工程隨即也采用了樹根樁進(jìn)行池體抗浮,取得了較好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果。
參考文獻(xiàn)
[1]周志道. 錨桿靜壓樁法[J]. 工業(yè)建筑, 1984, (1).
[2]劉毓氚, 陳福全. 錨桿靜壓樁在危險建筑物加固中的應(yīng)用研究[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報, 2002, 21(1):130-132. DOI:10.3321/j.issn:1000-6915.2002.01.027.
[3]張友權(quán).金偉江. 錨桿靜壓樁擠土效應(yīng)的計算[J]-西部探礦工程2007,19(2)
[4]葉書麟, 楊偉方, 周申一,等. 樹根樁探索試驗[J]. 建筑結(jié)構(gòu), 1983, (5).