城市軌道交通施工方法匯總十篇

時間:2023-08-28 16:55:23

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城市軌道交通施工方法

篇(1)

關鍵詞:城市;軌道交通;施工方法;施工工藝

一、引言

近年來隨著經濟水平的發展和科技水平的進步,以往的傳統城市交通工具已不能滿足現代人的出行要求,而城市軌道交通以安全性高、速度快、舒適性好、污染程度小等優點,越來越受到人們的關注,因此近年來城市軌道交通工程發展迅速,而且在城市交通運輸中的作用也越來越大。但是由于一些管理、施工人員的綜合素質偏低,施工方法、施工工藝落后等原因,導致很多城市的軌道交通工程在施工過程中出現嚴重的質量和安全問題,不僅影響了施工單位的經濟利潤和名譽,還極大的威脅著廣大群眾的出行安全,因此現階段必須加強對城市軌道交通工程的施工研究,優化施工工藝。

二、城市軌道的結構型式及構造

城市軌道交通線路的軌道結構型式與普通鐵道線路相似,大致有鋼輪鋼軌式、橡膠輪胎式以及磁懸浮非接觸式三種類型,目前應用的比較多的就是鋼輪鋼軌式軌道結構。鋼輪鋼軌式軌道結構主要包括鋼軌、軌枕、道床、連接部分(扣件)、道岔以及其他一些附屬設備。其中鋼軌需要連接成長鋼軌條,一般采用接頭板焊接連接;軌枕的型式比較多,目前比較常用的主要有木材、鋼材以及混凝土三種型式;道床可以分為有碴和無碴兩種型式,其中無碴道床主要有長軌枕式整體道床、短軌枕式整體道床、現澆承軌臺式整體道床。由于鋼軌和軌下基礎的材料不同,因此木軌需要道釘、鐵墊板與進行鋼軌連接,而鋼軌枕、混凝土軌枕則需要扣件與鋼軌進行連接。道岔是城市交通軌道線路的重要組成部分,可以分為交叉、連接、連接與交叉三種類型。軌道交通線路還包括一些附屬設備比如車擋、轉轍機、護軌等,來保證列車能夠正常的運行。

三、城市交通軌道的施工方法及施工工藝

目前國內外城市軌道交通線路的軌道結構型式,多采用短軌枕式整體道床結構,因此本文將主要介紹短軌枕式整體道床結構的施工方法。短軌枕式整體道床結構的施工方法主要包括三種,即軌排鋪設法、分段換軌法、單根軌枕綜合鋪設法以及推軌鋪設法,下面將對這四種施工方法進行介紹。

(一)軌排鋪設法

長鋼軌鋪設法就是在車站或區間軌道等鋪軌基地上,預先將鋼軌和軌枕組裝成一定長度的長軌排,然后用軌排運輸車運至鋪設工地預先設置好的鋪助導軌上,用軌排運輸車上的一排門式起重機,將長軌排鋪設于鋪助導軌位置,并及時調整軌道的幾何尺寸,然后立模澆筑混凝土支墩和整體道床混凝土,最后用牽引裝置牽引鋪助導軌向前移一單元,并焊接連接結構,同時軌排運輸車返回組裝地,如此循環,進行下一軌排的鋪設,直至施工到設計里程。

鋼軌鋪設法采用基地組裝軌排,工廠化生產,技術可靠,易于管理,而且施工過程中不會對線路鋼軌造成污染和損傷,但鋪軌效率不太高,德國IEC鋪軌作業基本采用此方法,平均作業效率為750m/d,另外此種方法長期占用區間,對于客運專線來說其站間距長,工期緊,一個區間內要進行鋪軌、焊軌、補碴、整道、線路鎖定等多工種作業,所以不很適用,故不經常采用。

(二)分段換軌法

我國很多城市軌道交通既有無縫線路進行改造時,多采用分段換軌法。分段換軌法的主要作業程序是,先將250m或500m長鋼軌運至鋪設地段,擺放于線路兩側,焊成單元軌節,一臺收軌機將拆除的短軌收放于軌枕中間,另一臺收軌機將擺放于線路兩側的長單元軌節收到承軌槽內,調整軌距安裝扣件,將拆除的舊鋼軌回收裝運。

分段換軌法比較適用于既有線的改造施工,若新建線路采用此方法進行施工,不僅會降低施工效率,還會浪費大量的短軌。

(三)單根軌枕綜合鋪設法

單根軌枕綜合鋪設法的主要作業程序是:首先將軌枕、廠焊長鋼軌裝至枕軌雙層運輸車上,上層裝軌枕,底部裝長鋼軌;然后機車推送枕軌運輸車至鋪軌現場與鋪軌機組連掛;最后鋼軌抽拉裝置抽拉長鋼軌到鋪軌機前端,由鋼軌引導車引導,鋪軌機前端的鋼軌連續放送裝置向前放送長鋼軌并預鋪至線路兩側。鋼軌預鋪的過程中,每隔15m距離布設低滾道承擔長鋼軌以減小阻力和曲線上固定鋼軌。鋼軌收軌鋪設時,鋼軌引導車的引導輪將鋼軌定位到收軌控制的第一個收軌位置,布枕機按要求布設軌枕,同時收軌器將線路兩則的長鋼軌收至承軌槽內,后續人員補上扣件。如此循環,將枕軌運輸車的所有軌料鋪設完畢,枕軌運輸車與鋪軌機組分離,由機車牽引返回基地裝料,然后進行下一單元的鋪設。

單根軌枕綜合鋪設法平均鋪軌效率可達到1.5km/d,高峰時可達到2.0~2.5km/d,不必設置軌排組裝基地,省卻了吊卸軌排的門吊等設備,還節省了大量的臨時短軌、輔助導軌等材料,且此方法運輸軌料及空車返回時占用區間的時間較短,對后續的工序如工地鋁熱焊、補碴整道、線路鎖定等影響較小,比較適合于新線鋪軌工程量大、工期緊等施工。秦沈客運專線采用此方法,取得很好效果。

(四)推軌鋪設法

推軌鋪設法是一種輔助施工方法,對于有碴、無碴軌道由于交通條件不同,其施工方案也不相同。一般來說對于長大隧道內的整體道床以及無碴軌道來說,由于軌枕塊與道床已澆筑在一起,鋪設長軌時可采取長軌運輸車運輸長軌條,利用推軌車將長鋼軌一次推人承軌臺落槽后上緊扣件,推軌車和運軌車立即在其上行走通過,實現連續作業。對于有碴軌道,當沿線交通條件較好,單根軌枕運輸方便時,也可以先人工布放單枕,然后采取推軌法鋪設長鋼軌。

推軌鋪設法相當于單枕綜合鋪設法中的一個鋪軌工序,但機具略作改造,十分簡單,鋪設速度較快,避免了換軌法鋪設長鋼軌需要二次鋪軌的缺點,也避免了單枕綜合鋪軌法需要昂貴大型專業機械的缺點,是一種常用的長鋼軌鋪設方法。

此外,鋼軌連接頭的焊接質量對整個交通軌道的施工質量影響重大,因此在對城市交通軌道施工方法的選擇時,還要選擇適當的焊接工藝和焊接參數。一般來說焊接工藝和參數的選擇必須要根據不同類型的接觸焊機,按照工程中所使用的鋼軌材質和采用的閃光焊接方式,并結合焊軌現場的具體施工條件,經過反復的試驗再予以選擇和確定。

四、軌道施工方法的選擇

軌排鋪設法、分段換軌法、單根軌枕綜合鋪設法以及推軌鋪設法這四種施工方法的不同之處主要在于,整體道床施工時采用的鋼軌不同。軌排鋪設法和分段換軌法均采用工廠廠焊長軌條,而對于城市交通軌道工程來說,由于施工場地所限,單獨設置鋪軌基地和焊軌廠十分困難,因此多是采用外地廠焊長軌,然后借助長軌運輸列車運至施工現場。而單根軌枕綜合鋪設法直接采用待焊鋼軌進行鋪設,因此鋼軌的焊接質量是影響單根軌枕綜合鋪設法的關鍵,但是目前由于焊接工藝的發展和改進,鋼軌的焊接質量已經完全能夠滿足城市交通軌道的安全、舒適度等要求,因此單根軌枕綜合鋪設法逐漸成為一種比較理想的城市交通軌道施工方法。

五、結論

城市軌道交通在城市建設和運輸中的地位越來越重要,城市交通軌道施工質量的好壞直接關系廣大群眾的生命財產安全。因此要求城市軌道交通從業人員必須注意加強施工經驗和理論知識的積累,認真完成每一道施工工序,為我國城市軌道交通工程的建設貢獻力量。

參考文獻:

[1] 徐亮. 論述城市軌道交通工程施工工法. 建材與裝飾,2007 年12 月中旬刊:166-168

篇(2)

一、前言

我國國民經濟的快速發展大力推動了城市化進程,城市人口逐漸增多,城市軌道交通事業得以蓬勃開展,軌道交通日益受到人們的關注。由于城市軌道交通工程在施工時面臨著周邊環境復雜,各種建構筑物、地下管線多,且對施工變形控制要求高;工程地質與水文地質復雜,不確定因素多;結構形式較多,施工方法交叉變換多,施工難度大等諸多問題,因此我們必須要重視其施工方法和施工工藝的研究。

二、城市軌道交通的特點

1.軌道交通是世界公認的低能耗、少污染的“綠色交通”,是解決“城市病”的一把金鑰匙,對于實現城市的可持續發展具有非常重要的意義。

2.軌道交通安全性較高

軌道交通運行在自己專用的軌道上,與其他交通工具沒有交叉點,不受其他交通工具的干擾,依靠先進的通訊、信號系統運作,較少發生事故。

3.軌道交通運輸能力較大

軌道交通由于高密度運轉,列車行車時間間隔短,行車速度高,列車編組輛數多而具有較大的運輸能力。單向高峰每小時的運輸能力最大可達到6萬~8萬人次(市郊鐵道);地鐵達到3萬~6萬人次,甚至達到8萬人次;輕軌1萬~3萬人次,城市軌道交通的運輸能力遠遠超過公共汽車。據文獻統計,地下鐵道每公里線路年客運量可達100萬人次以上,最高達到1200萬人次,如莫斯科地鐵、東京地鐵、北京地鐵等。城市軌道交通能在短時間內輸送較大的客流,據統計,地鐵在早高峰時1h能通過全日客流的17%~20%,3h能通過全日客流的31%。

4.軌道交通快捷性好

與常規公共交通相比,城市軌道交通由于運行在專用行車道上,不受其他交通工具干擾,車輛可以保持較高的運行速度,有較高的啟、制動加速度,列車停站時間短,上下車迅速方便,而且換乘方便,從而可以使乘客較快地到達目的地,縮短了出行時間。

5.軌道交通舒適性較高

與常規公共交通相比,城市軌道交通的車輛具有較高的運行穩定性,車輛、車站等均安裝有空調、通風等設施,車站導向明確,自動售票機、自助終端等設備為乘客提供便利,因而具有較好的候車環境和乘車條件,其舒適性優于公共汽車、出租車。

6.軌道交通具有較高的準點性

軌道交通由于在專用行車道上運行,不受其他交通工具干擾,不產生線路堵塞現象并且不受氣候影響,是全天候的交通工具,列車能按運行圖的時刻表運行,在列車準點方面較有保障。

三、城市交通軌道的施工方法及施工工藝

現階段全世界城市軌道交通線路的軌道結構型式一般采用短軌枕式整體道床結構。通常來講,短軌枕式整體道床結構主要有以下幾種施工方法和施工工藝:

1.分段換軌法

我國很多城市軌道交通既有無縫線路進行改造時,多采用分段換軌法。分段換軌法的主要作業程序是,先將250m或500m長鋼軌運至鋪設地段,擺放于線路兩側,焊成單元軌節,一臺收軌機將拆除的短軌收放于軌枕中間,另一臺收軌機將擺放于線路兩側的長單元軌節收到承軌槽內,調整軌距安裝扣件,將拆除的舊鋼軌回收裝運。

分段換軌法比較適用于既有線的改造施工,若新建線路采用此方法進行施工,不僅會降低施工效率,還會浪費大量的短軌。

2.軌排鋪設法

長鋼軌鋪設法就是在車站或區間軌道等鋪軌基地上,預先將鋼軌和軌枕組裝成一定長度的長軌排,然后用軌排運輸車運至鋪設工地預先設置好的鋪助導軌上,用軌排運輸車上的一排門式起重機,將長軌排鋪設于鋪助導軌位置,并及時調整軌道的幾何尺寸,然后立模澆筑混凝土支墩和整體道床混凝土,最后用牽引裝置牽引鋪助導軌向前移一單元,并焊接連接結構,同時軌排運輸車返回組裝地,如此循環,進行下一軌排的鋪設,直至施工到設計里程。

鋼軌鋪設法采用基地組裝軌排,工廠化生產,技術可靠,易于管理,而且施工過程中不會對線路鋼軌造成污染和損傷,但鋪軌效率不太高,德國IEC鋪軌作業基本采用此方法,平均作業效率為750m/d,另外此種方法長期占用區間,對于客運專線來說其站間距長,工期緊,一個區間內要進行鋪軌、焊軌、補碴、整道、線路鎖定等多工種作業,所以不很適用,故不經常采用。

3.單根軌枕綜合鋪設法

單根軌枕綜合鋪設法的主要作業程序是:首先將軌枕、廠焊長鋼軌裝至枕軌雙層運輸車上,上層裝軌枕,底部裝長鋼軌;然后機車推送枕軌運輸車至鋪軌現場與鋪軌機組連掛;最后鋼軌抽拉裝置抽拉長鋼軌到鋪軌機前端,由鋼軌引導車引導,鋪軌機前端的鋼軌連續放送裝置向前放送長鋼軌并預鋪至線路兩側。鋼軌預鋪的過程中,每隔15m距離布設低滾道承擔長鋼軌以減小阻力和曲線上固定鋼軌。鋼軌收軌鋪設時,鋼軌引導車的引導輪將鋼軌定位到收軌控制的第一個收軌位置,布枕機按要求布設軌枕,同時收軌器將線路兩則的長鋼軌收至承軌槽內,后續人員補上扣件。如此循環,將枕軌運輸車的所有軌料鋪設完畢,枕軌運輸車與鋪軌機組分離,由機車牽引返回基地裝料,然后進行下一單元的鋪設。

單根軌枕綜合鋪設法平均鋪軌效率可達到1.5km/d,高峰時可達到2.0~2.5km/d,不必設置軌排組裝基地,省卻了吊卸軌排的門吊等設備,還節省了大量的臨時短軌、輔助導軌等材料,且此方法運輸軌料及空車返回時占用區間的時間較短,對后續的工序如工地鋁熱焊、補碴整道、線路鎖定等影響較小,比較適合于新線鋪軌工程量大、工期緊等施工。秦沈客運專線采用此方法,取得很好效果。

4.推軌鋪設法

推軌鋪設法是一種輔助施工方法,對于有碴、無碴軌道由于交通條件不同,其施工方案也不相同。一般來說對于長大隧道內的整體道床以及無碴軌道來說,由于軌枕塊與道床已澆筑在一起,鋪設長軌時可采取長軌運輸車運輸長軌條,利用推軌車將長鋼軌一次推人承軌臺落槽后上緊扣件,推軌車和運軌車立即在其上行走通過,實現連續作業。對于有碴軌道,當沿線交通條件較好,單根軌枕運輸方便時,也可以先人工布放單枕,然后采取推軌法鋪設長鋼軌。

推軌鋪設法相當于單枕綜合鋪設法中的一個鋪軌工序,但機具略作改造,十分簡單,鋪設速度較快,避免了換軌法鋪設長鋼軌需要二次鋪軌的缺點,也避免了單枕綜合鋪軌法需要昂貴大型專業機械的缺點,是一種常用的長鋼軌鋪設方法。

此外,鋼軌連接頭的焊接質量對整個交通軌道的施工質量影響重大,因此在對城市交通軌道施工方法的選擇時,還要選擇適當的焊接工藝和焊接參數。一般來說焊接工藝和參數的選擇必須要根據不同類型的接觸焊機,按照工程中所使用的鋼軌材質和采用的閃光焊接方式,并結合焊軌現場的具體施工條件,經過反復的試驗再予以選擇和確定。

上述四種施工方法的不同之處主要在于,整體道床施工時采用的鋼軌不同。軌排鋪設法和分段換軌法均采用工廠廠焊長軌條,而對于城市交通軌道工程來說,由于施工場地所限,單獨設置鋪軌基地和焊軌廠十分困難,因此多是采用外地廠焊長軌,然后借助長軌運輸列車運至施工現場。而單根軌枕綜合鋪設法直接采用待焊鋼軌進行鋪設,因此鋼軌的焊接質量是影響單根軌枕綜合鋪設法的關鍵,但是目前由于焊接工藝的發展和改進,鋼軌的焊接質量已經完全能夠滿足城市交通軌道的安全、舒適度等要求,因此單根軌枕綜合鋪設法逐漸成為一種比較理想的城市交通軌道施工方法。

四、結語

可以預見的是,在我國城市化進程中,城市軌道交通將會扮演重要的角色。因此,在進行城市軌道交通建設中,要充分研究論證,統籌規劃、精心設計、合理引進,科學操作,與國內城市具體情況相結合,推動城市軌道交通快速、健康發展。

參考文獻:

[1]屈平 方芳:《軌道交通掀起建設新》,《交通與運輸》,2004年06期

篇(3)

體道床軌道結構型式之一。現就在北京城市軌道交通工程施工中,高架線

上鋼彈簧浮置板整體道床施工方法、工藝及技術保證措施作以簡述。

關鍵詞:施工方法;工藝;技術保證措施

Abstract: The steel spring floating slab track rail is in recent years to reduce the city track transportation of the impact of noise on the surrounding environment, and the use of a track structure to reduce noise of city rail transit transport. Now in Beijing city track traffic engineering construction, viaduct steel spring floating construction method, plate monolithic track bed technology and technical assurance measures.

Key words: construction method; technology; technical assurance measures

中圖分類號;TQ639.2

1鋼彈簧浮置板整體道床軌道組成結構

由基礎、彈簧阻尼器及其所支撐的鋼筋混凝土道床板和鋼軌及其軌道聯接配件組成,是種“質量-彈簧”隔振系統,隔振系統的參振質量越大、彈性越高,隔振效果越好。鋼軌通過扣件固定在浮置道床板上,浮置板由鋼彈簧阻尼隔振器與下部結構隔離,列車通過時產生的振動通過隔振器時,大部分被隔離,只有很小的一部分會傳送給下部結構。

2鋼彈簧浮置板整體道床軌道施工方法

由于鋼彈簧浮置板整體道床施工質量標準高、周期長,在正常情況下采用“散鋪法”一個施工作業面一天僅能完成6m/d;采用“置板整體化軌排法”施工方案一天能完成20m/d。

施工時,鋼彈簧浮置板道床的鋼軌及配件,由鋪軌基地或材料存儲場移動龍門吊或汽車吊裝車,利用軌道平板車或汽車運輸至就近的作業面進入施工現場,再采用機動平板車運輸到作業面;人工配合小型機具將已運至現場的軌枕、扣件、鋼軌利用特制的支撐架組裝成軌排并鋪設就位,架設、調整軌距、水平、方向,按設計的軌面高程對軌排進行精確定位。

浮置板道床混凝土采用混凝土攪拌運輸車運至工地后,采用混凝土泵及導管直接泵送至作業面就地現澆。較遠,不能直接泵送混凝土到位時,將混凝土泵送到高架線上混凝土料斗內,采用機動平板車載運混凝土料斗至作業面,安裝2臺小型簡易移動式龍門吊吊運料斗進行混凝土灌注。

鋼彈簧浮置板整體道床施工,先按照設計標準完成浮置板基礎混凝土澆注,然后在基礎上鋪設隔離膜,進行鋼彈簧外套筒的安放及浮置板鋼筋焊接、立模,進行浮置板混凝土的澆注,待混凝土強度達到100%后安裝鋼彈簧減振器并頂升浮置板到設計位置。

3鋼彈簧浮置板整體道床軌道施工工藝

3.1鋼彈簧浮置板整體道床施工工藝流程

埋設測量標樁基底清理浮置板基礎鋼筋綁扎底面基礎混凝土施工浮置板兩側基礎施工軌排拼裝、調整鋪設隔離層安裝隔振器套筒安裝浮置板鋼筋安裝浮置板端頭模板、安裝剪力餃澆筑道浮置板砼、制作試塊拆模、養生安裝隔振器內置彈簧組件安裝縫隙膠條。

3.2基標測設

浮置板地段基標測設分兩次進行,第一次為臨時基標,主要用于控制彈簧外套筒、浮制板鋼筋定位及鋼軌調整,布設在偏移軌道中線0.3m位置,基標頂面標高與設計基底面等高,浮置板混凝土灌注后廢棄;第二次測設正式基標,用于控制軌道結構的幾何尺寸,布設在距離線路1.5m中心處,基標頂面高出設計鋼軌面。

3.3基底處理

對結構底板進行鑿毛處理,鑿毛凹坑間距不大于100mm,深度不得大于10mm。同時對基底浮漿進行清除,采用高壓水沖洗干凈。

3.4基礎混凝土灌注

混凝土施工前,設置控制基標,測設加密基標。

基底處理完經確認合格后,鋪設鋼筋網,凈保護層為30mm以上。

灌筑基礎混凝土采用泵送運輸的方式,因考慮立模問題,因此安排兩次澆筑,第一次灌筑砼至浮置板底面,第二次灌筑剩余部分,在第二次灌筑時,管片表面須涂以界面劑,必要時在管壁上進行插筋處理,以提高基礎與管壁的聯結強度。

3.5鋼軌的固定與調整

在施工現場將25m的標準軌、軌下橡膠墊板、鐵墊板及鐵墊板下部的和橡膠墊板同等厚度的模板通過螺旋道釘、玻璃鋼套管和扣件掛在下承式鋼枕調軌支承架下,組成軌排。軌排調整時,要求軌頂標高低于設計40mm,預留頂升高度,調整完畢后將鋼軌位置固定。

3.6鋪設隔離層

隔離層施工前將混凝土表面清理干凈,然后在浮置板基礎鋪上塑料薄膜隔離層,以防止澆筑浮置板時新的混凝土和基礎混凝土粘結在一起。并用粘接劑把塑料布隔離層四周粘牢,以防混凝土漿滲入隔離層下。在施工過程中要特別注意保護隔離層,避免損壞。

3.7安放隔振器外套筒、浮置板鋼筋施工

安放隔振器外套筒:根據設計圖紙和測量基標,標識出所有隔振器的準確安裝位置,將外套筒擺放在安裝位置。外套筒擺放好后,用粘接劑(硅膠)密封外套筒與隔離膜之間的縫隙,以保證外套筒的位置并防止水泥漿滲入。

浮置板鋼筋施工:當所有隔振器外套筒放好后,根據圖紙鋪設加強筋。圍繞隔振器外套筒布筋時,上部的加強筋和外套筒上的肋相連,以保護外套筒防止澆筑砼時出現上浮。鋼筋焊接時注意保護底部隔離層,不得燒毀。

在綁扎鋼筋前要求檢查塑料隔離薄膜,對損壞的要進行修補處理,綁扎結構鋼筋和防迷流鋼筋時,要將防迷流接頭引出。

由于浮置板道床為全斷面一次性澆筑,鋼軌支撐架兩端需支撐在梁面上,彈簧浮置板施工用鋼軌支撐架為38軌。

3.8立模

浮置板端模采用木模,鋼軌溝槽的側模采用特制定型鋼模,兩側鋼模用角鋼支撐固定,鋼模通過角鋼與軌道上部的型鋼固定成整體,模板接縫用油膩子嵌平,立完后的模板需平直圓順。

3.9混凝土澆筑

采用泵送混凝土進行混凝土施工,每塊浮置板的澆筑一次完成,以避免產生施工縫而削弱浮置板的強度,采用插入式混凝土振搗器振搗,保證混凝土的質量,特別是外套筒鄰近處。振搗時避免振搗棒碰到隔振器套筒。整個澆筑過程中不得碰撞鋼軌支撐架,并隨時檢查,以確保鋼軌位置準確。

浮置板的混凝土澆筑到外套筒的上邊緣,這時未頂起的浮置板的上表面要比設計標高低40mm。

在澆筑混凝土前,將外套筒上部的密封蓋蓋好,以防混凝土墜入到外套筒里。

混凝土澆筑完成后按要求進行灑水養護,并及時清理鋼軌支撐架、鋼軌、扣件及隔振器套筒蓋板上的混凝土殘渣,確保外套筒上無混凝土。

3.10更換墊板

當混凝土強度達到設計強度的75%以上后,拆除鋼軌和鐵墊板的道釘螺栓,把鐵墊板下的臨時木墊板更換為標準橡膠墊板,按標準要求組裝好。

3.11浮置板頂升

隔振器主要由三部分組成:外套筒(澆筑在浮置板內)、彈簧阻尼內筒及內筒上的高度調整墊板組成。

作用原理:彈性元件放在下支承板上,其垂直力由上支承板直接或通過調整墊板傳到下擋環上,然后傳到外套筒上。利用專用液壓頂來推動上支承板向下壓縮彈簧,以此使浮置板上升。

用隔振器生產廠家提供的專用千斤頂頂升抬起浮置板。浮置板的頂升總高度為47mm,在自重作用下,浮置板下沉7mm,其允許誤差為±1mm。為了測量浮置板水平和靜變形,在每次浮置板上要布置8個測量點,測量浮置板的水平。

頂升前,對浮置板道床進行全面的清理,去除垃圾,使浮置板道床保持干凈,去掉外套筒上的蓋子,檢查外套筒里是否干凈、是否潮濕,在隔離層上割一個圓孔(直徑大于194 mm),把彈簧內筒放入。

在需要安裝軌道水平的隔振器基礎環中心鉆孔,壓入防滑銷。

利用安裝桿,把內筒放到外套筒里直到落座在浮置板支承基礎上的支撐板上。旋轉彈簧組使三角形狀的上支撐板的三個角和焊在外套筒內壁上的下擋環相平。

取出安裝桿,利用放在隔振器上的液壓千斤頂的液壓柱塞頂住上支承板,直到三個爪低于下擋環。由壓差控制的壓力作用在上支承板上并作用到浮置板支承基礎上,作用在支承基礎上的反作用力抬起浮置板。

考慮到浮置板和剪力鉸的受力,浮置板分3步頂升,前兩次每次頂升較大,最后一次頂升前對鋼軌軌頂高度進行實測,最終確定第三次的頂升量,最后達到設計的頂升高度。每一步的頂升高度,要通過放置在下擋環和上支承板之間的調平鋼板來控制,調平鋼板的形狀和上支承板的形狀一致。

為減小調平鋼板和下擋環之間的縫隙,把力傳遞到外套筒上,調平鋼板和上承板之間的接觸面必須水平。

最后測量浮置板頂升高度,若標高達不到設計要求,可以通過調平鋼板對浮置板高度進行調整。

安裝調平后通過螺栓把調平鋼板和上支撐板連接在一起,防止調平鋼板移動,直到符合要求。最后蓋上外套筒蓋板,以保護彈簧隔振器。

對于有水平傳力板的隔振器,要將水平傳力板撐開,使之與外筒的徑向間隙消除,然后同調平鋼板一起用鎖緊螺栓固定到內筒上支承板上面,以保證水平傳力可靠。

3.12預制浮置板的預制、拼裝與運輸

⑴ 預制浮置板的預制過程:首先對預制場地進行整平和硬化,硬化后場地表面的平整度須達到基礎的設計及規范的要求;在場地表面鋪設一層隔離膜,按浮置板的厚度推算軌頂的標高,并確定兩股鋼軌的平面位置和標高,保證兩股鋼軌的線路狀態符合設計及規范要求;安裝扣件、套管、套桶并綁扎鋼筋,立模板后經檢查合格,進行混凝土的灌筑,當浮置板的強度達到設計強度的70%后拆除扣件和鋼軌,將預制浮置板吊至存放地。

⑵ 預制浮置板的拼裝與運輸:預制浮置板鋪設施工方法大部分與現澆浮置板施工方法相同,所不同的是預制浮置板為4.97m一塊, 預制浮置板是在鋪軌基地預制而成的,通過龍門吊吊到平板車上,用軌道車頂送至施工作業面,再用鋪軌龍門吊吊至設計位,并進行組拼;另一不同就是在拼裝前須鋪設鋪軌龍門吊走行軌,利用鋪軌龍門吊將預制浮置板從平板車上吊至設計位置,并拼裝好后,再拆除龍門吊走行軌及支墩。

3.13伸縮縫設置

兩塊浮置板之間設置伸縮縫。當伸縮縫一側混凝土施工完成后,在伸縮縫位置處放置相應厚度的泡沫板。兩浮置板之間的伸縮縫處設有連接器,連接器銷子安裝準確后與浮置板鋼筋點焊定位。焊接時注意保護底部隔離層,不得燒毀。然后澆筑另一側的混凝土。施工同前一塊浮置板施工工藝相同。

技術保證措施

⑴ 采用鋼軌支撐架架軌、掛扣件、調軌,支撐架的螺旋支腿外安裝活動式套筒,便于灌注完浮置板混凝土后拆出支撐架和套筒。

⑵ 綁扎鋼筋,除防迷流專用鋼筋必須焊接外,鋼筋采用搭接綁扎,搭接長底不小于35d,鋼筋焊接時采用薄鐵皮防護,防止使隔離層受損。

⑶ 基礎混凝土施工,控制底層高度,保證中間水溝位置,做好表面平整度處理。

⑷ 鋪設隔離層,選用厚度5mm、具有較強韌性的塑料布,隔離上表面粗糙以利與道床混凝土的結合,下表面光滑與基礎易分離。

⑸ 施工層面自上而下,即先架軌至軌道高低、水平、軌距等達到驗收標準,然后澆注整體道床,同一塊浮置板一次性澆注完成。

⑹ 混凝土澆注前使用防污薄膜包封軌道扣件,防止混凝土污染扣件。焊接鋼筋時應采取臨時的防護措施,以保證焊接飛濺物不燒穿下面的隔離層。

⑺ 鋼彈簧浮置板道床施工,浮置板道床模板,鋼軌、扣件下部的凹槽部位左、右、下三面立模,拼接嚴密,保證不漏漿。在架軌時預留出浮置板處于懸浮狀態時與行車道結構頂板間的縫隙。采取通過調平鋼板的方法對浮置板進行調整,并通過螺栓把它和上支承板連接在一起,防止調平鋼板移動,確保施工質量。

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城市軌道交通工程的建設對于促進土地利用與交通發展的進一步融合。構筑與城市布局及交通需求走廊相一致的交通體系,優化城市結構和布局,強化區域城市基礎設施建設,提升區域中心城市功能,緩解中心城區交通壓力等方面均具有積極作用,其社會效益、經濟效益顯著。

1國內外軌道交通的發展情況

伴隨著工業化及城市化的發展,小汽車逐步進入普通家庭,但是軌道交通仍然占據著交通運輸業非常大的比例,發揮著巨大的作用。許多國家,包括發達國家都大力推行“公交優先”的交通管理模式,以倫敦和東京為例,居民出行的主要方式都是軌道交通,而且比例分別承擔了71%和86%的客運量。此外,一些發展中國家及新興的工業化國家和地區也都在大力發展城市軌道交通,以墨西哥城為例,該國于1966年動工興建地鐵,目前已逐步發展成為有10條線路,總長為178 km的地鐵,總運客量居于世界第3位,僅次于莫斯科和東京。

我國城市軌道交通建設起步相對較晚,20世紀60年代,北京市才采用淺埋開挖法修建了我國首條地下鐵道線路并于1969年10月建成,即目前的北京地鐵1號線。但是近年來,隨著我國經濟的高速發展和城市化進程的加快,我國的城市軌道交通已逐步進入大發展時期。尤其是2008年下半年以來,為有效應對國際金融危機的影響,我國準確及適時地提出了擴大內需、保持經濟穩定增長的宏觀經濟政策,政策指出各級政府繼續加大基礎設施建設的力度,因此各地方政府也紛紛出臺政策規劃,掀起了各地興建軌道交通的高峰。截至2010年,我國第一批城市軌道交通項目投資規模近10000億,規劃線路總長度為2400公里,未來陸續還會加大投資力度。現階段,各有關方面已達成共識,一致認為我國必須大力發展城市軌道交通,而且發展城市軌道交通才是解決中國大城市交通的主要途徑。雖然目前我國城市軌道交通總體規模較小,但已經顯現出了比常規的公共交通更高的運輸效率和更大的經濟效益。

然而,在軌道交通施工過程中,不免會產生大氣、噪聲和震動等環境方面的問題,如何在軌道交通施工的過程中保護環境一直是相關者(例如軌道沿線居民、施工單位和設計單位等)所面臨的問題。當前我國處于軌道交通的施工的高峰期,各地因軌道施工產生的環境問題也逐漸凸顯。

2軌道交通工程施工與環境保護

軌道交通工程施工過程中對環境的影響和要求較大,尤其是我國的城市情況比較特殊:地面建筑較多,地下上下水紛繁復雜,煤氣、電力、熱力和通訊等管道設施繁多,加之市民環保意識也有待于提高,所有這些因素都加大了地鐵和輕軌等交通設施的修建難度。

因此我國就面臨一個兩難的問題:如何一方面使城市的軌道交通建設快速發展,另一方面,又不致使環境遭受破壞,影響自然的和諧。面臨這個棘手的問題,需要有關各方的共同努力,一方面就需要我們技術施工人員對于環境和軌道交通建設有深刻的認識并進行合理的規劃及改進施工的方法,合理的利用環境和保護環境,將保護環境也放在重要地位,另外一方面也要呼吁市民增強環保意識,只有這樣,才能實現和諧施工,促進我國城市快速軌道交通的環境友好型施工,實現軌道工程施工與環境的和諧。

3軌道交通工程施工期間保護環境的方法及實踐

軌道交通工程施工期間,要對環境做出良好的測評并采取有效的保護環境的措施,1998年國家頒布并實施的《建設項目環境保護管理條例》中就明確規定:建設產生污染的建設項目,必須遵守污染物排放的國家標準及地方標準;污染物排放總量必須嚴格的控制在區域內,防止環境污染和生態破壞。因此,施工單位必須積極做好兩方面的工作:一是進行環境背景的分析和調查說明,預測工程施工對環境可能造成的危害及影響,二是根據測評結果制定出預防及減輕施工行為對環境影響的對策。如果施工單位不遵守該例,負責審批該項目的環境保護行政主管部門可責令其停止生產并處10以下的罰款。

3.1環境背景的調查與分析

環境背景分析與調查主要是調查工程施工可能會對環境造成的污染問題,具體包括其受污染范圍、影響程度及起因等都要詳細指出并列表說明。此外,個別的軌道交通建設可能會對減少一些污染有利,因此施工及設計人員應對于施工新引起的環境影響(包括積極和消極)做出與原環境情況的對比分析,進而采取雙贏的有利對策,合理支付軌道交通建設中的環境治理費。

3.2預防及減輕施工對環境的影響

輕軌和地鐵等軌道交通工程的施工特點是施工范圍大,施工周期長、路線長,影響范圍大、涉及面廣。雖然近年來,隨著科技發展和機械化水平的提高,軌道交通工程的設計方法有所創新,建筑設備有所改進,建筑機械有所改進,軌道交通的綜合施工水平也有很大提高,但是由于我國的城市地面建筑林立,地下上下水、電力、熱力、煤氣、通訊等管道設施繁多,地面軌道交通的建筑,包括挖掘、打樁、回填等一系列施工作業,仍不可避免地會給對當地的交通、管道、河流,尤其是市民的日常生活帶來影響,所以建筑施工人員必須將環境保護問題放在首位,施工過程中合理的設計方案及施工方法。

3.2.1合理施工方法的選擇合理施工方法的選擇不僅有利于軌道交通工程的建設,更有利于環境的優化,一般來說,地鐵的暗挖法施工要比明挖法施工對環境響小得多。因此,根據土壤加固改良的方法和地質情況,車站和線區間均可采用礦山法施工。近年來,盾構法修建區間道也越來越普遍,由于暗挖法可能導致變形或地表沉降,因此設計與施工前,設計和施工人員都要有詳細計算與監測,盡量控制與避免土體沉降或過量變形對已有建筑和路及面的破壞。明挖法施工可從減少揚塵、控制噪聲及處理廢水幾個方面降低對環境的影響,詳見表1。

軌道交通工程施工建設過程中,尤其是挖地鐵隧道和降、排水時會對環境造成一定程度的破壞,如可能造成地面沉降;引起地下水動態變化失衡;使地面建筑物和地下管線的變形乃至損傷和破壞等。因此,進行地鐵施工前,設計施工人員要對施工的整體環境進行全面測評。近年來,國內樁基施工技術發展較快,如深圳地鐵一期工程和廣州地鐵一、二、三期工程等都采用了樁基托換技術,上面建筑有幾十層,地鐵從基礎下通過。盾構開挖時,樁基被切斷,整個建筑骨架受力引起變化,如控制不當,就可能會造成應力失衡,最終造成建筑物沉降、開裂、或傾斜。因此,針對樁基托換施工的風險性、技術性很高的特點,施工人員要制定詳細、可行的安全技術,做到文明施工和安全管理,方可保證樁基托換施工的質量與安全。此外,施工過程中對于降、排水方法還需進行充分論證,因為許多城市面臨水資源緊張的問題,此時,技術人員要具體問題具體分析:對潛水承壓水要研究其回灌問題;對上層滯水要研究水的循環和利用問題,施工過程中盡量減少水的浪費;尤其是當施工線路穿過農田、濕地乃至郊區線路時,技術人員更要處理好灌溉和濕地保護的關系,兼顧環境保護和農民的經濟利益。

3.2.2施工泥漿要換代軌道交通施工過程中涉及到大量的樁、墻施工,施工時要用泥漿穩定鉆掘壁面。目前,國內多采用皂土(也稱膨潤土)泥漿。隨著工業的發展和高科技材料的進步,國外與香港、臺灣都已逐漸研制出一種具有更具粘合性的高分子聚合物材料—聚丙烯酸胺超泥漿穩定液。這種泥漿與水拌合后產生膨脹效果,具有高的水的粘滯度優點,因此可在鉆掘壁面形成一層富有韌性的膠質薄膜,防止鉆掘平面崩塌,達到穩定孔洞與溝槽的目的。而且此中材料更易于與泥漿拌合具有無粉塵污染、不需泥漿攪拌池、沉淀池,能促使懸浮泥沙產生凝絮,加速沉淀,并可多次循環使用的優點。北京地區一些水利工程連續墻施工和市內道路、立交橋旋挖樁施工,上海地鐵明珠線二期工程浦東南路地下連續墻施工,都已有采用超泥漿的案例。

3.2.3控制地鐵爆破震動的影響我國的個別城市修建地鐵時可能會面臨有部分或多處線段通過巖石地層的情況,此種情況下,以當前的技術條件,爆破法算是開挖巖石隧道最經濟適用的方法。目前,國內外控制爆破震動影響范圍,降低爆破震動影響的主要途徑是:降低爆破震源的爆炸能量,以控制爆破震動的危害程度;阻斷震動波傳播擴大,減少爆破震動波的影響范圍,因此決定采用爆破法時一定要進行全方位的測試,獲得當地爆破衰減規律及盡量避免可能造成的受害影響程度。

4結論與展望

城市軌道交通的施工與環境保護的問題必須引起有關各方的關注,因為其是保持城市交通可持續發展必然要面對和必須要解決的問題,只有合理規劃城市軌道交通的建設并盡可能減輕軌道交通工程建設對周邊環境的影響,才算是處理好了工程建設與環境保護的關系,才能打造成可持續發展軌道交通工程。目前我國軌道交通施工日趨成熟,在環境保護方面已形成一定的基礎和條件,如何在這方面做的更好,還需更多的研究和實踐。

參考文獻

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引言

在經濟科技水平迅速發展與進步的今天,人們的生活水平也在不斷提高,對交通的需求越來越大,城市軌道交通的出現和發展無疑是緩解城市交通緊張狀況的關鍵。城市軌道交通對于人們的生活有著重要的意義與作用,需要相關人員重視它的建設與發展。本文對城市軌道交通供電系統的設計方法進行了簡要分析與探討,通過對以往軌道交通系統設計經驗的總結,以及對設計要求與規范的理解,進一步探討軌道交通設計的基礎內容以及相關條件和要求。

1城市軌道交通發展以及供電系統設計概況

1.1城市軌道交通發展的現狀

隨著社會的進步與發展,對交通的需求越來越大,為了更好地解決交通不便的問題,一些城市正在大力發展城市軌道交通建設。城市軌道交通是緩解城市公共交通壓力的關鍵環節,尤其其自身的獨有優勢,不僅具有節能、便捷、環保、安全以及運輸能力強的優點,而且符合環保出行和可持續發展的戰略要求,因此十分適用于現今城市的發展需求。我國的城市軌道交通建設已迎來了發展的黃金時期,目前有大約30多個城市正在規劃或者已經實施了軌道交通的建設工作。尤其是北京、上海等發展比較快的城市,都在大力發展城市軌道交通建設。城市軌道交通具有較多的種類,按其用途的差異可分為多種類別。我國城市軌道交通建設的特點是多城市同步展開,發展勢頭較猛,且軌道交通更加多元化,如上海、大連、天津等多個城市已經構建了輕軌交通系統。截至2014年,中國大陸已經建成并通車運行的城市軌道交通線路合計超過1700km。根據規劃,到2020年,全國將有近50個大中城市擁有城市軌道交通,總里程超過7000km,更多的現代化大都市將不斷地加入到城市軌道建設中來。

1.2城市軌道交通供電系統簡介

供電系統是城市軌道交通的基礎,同時也是較為關鍵的環節,因此在軌道交通建設的前期要給予足夠的重視。隨著我國城市軌道交通建設的繁榮與發展,相關的設計水平與施工技術也得到了較快的發展,供電系統的設計方案與理論以及相關的處理軟件工具也更加科學合理,在軌道交通設計過程中起到了較好的促進作用。然而目前的許多方法大多只適合軌道交通供電系統的初始規劃設計以及方案設計過程中。通過對城市軌道交通工程建設前期準備的探索以及相關供電系統設計等內容的深入研究,并結合軌道交通供電系統的分析,對供電系統設計方法有了更多的了解與深入的歸納,從而構建了一套科學合理的設計方法,能夠較好地完成現今軌道交通供電系統設計的前期準備以及相關設計工作。

2城市軌道交通供電系統設計前的準備工作

2.1軌道交通供電系統設計的基本任務

軌道交通設計的前期,也就是軌道交通建議書編制以及工程可行性研究報告編制的過程中,最主要的目標是項目立項的實施可行性與必要性的研究。在軌道交通設計以及建設期間,供電系統的設計與實施是整個軌道交通建設的一部分,供電系統設計的最初目標是針對整體軌道交通的電負荷需求進行估計預算工作,然后結合具體技術方法以及經濟這兩個方面找到科學合理且切實可行的電源方案以及系統設計方案,使其作為供電系統設計的根本依據,并能夠將供電系統中的子項目工程預算大致推算出來。在軌道交通建設的前期階段,供電系統的設計方案可以大致分為以下幾種類型:一是外部電源與變電站的設計方案;二是中壓網站的電壓等級以及主線方案;三是牽引供電制式和牽引網的根本形式;四是全線降壓變電所以及牽引變電所的設置方案。從目前的軌道交通發展狀況來看,根據供電系統的不同環節進行分項評估和預算,在整個工程可行性研究階段,不需要將全部的工程量清單都列出來,主要任務是將變電工程、電纜工程以及牽引變電所工程相應的工程量清單列出即可。

2.2軌道交通供電系統涉及的前期設計條件

在城市軌道交通供電系統設計的初始階段,供電系統設計團隊需要收集和具備大量的資料與資源,例如交通線路資料以及城市車輛資料等,這些資料能夠更好地幫助供電系統設計工作的展開,為接下來的設計工作提供科學合理的依據。如果出現一些較為特殊的狀況,例如某些重要的專業資料不能夠獲取到,供電系統設計人員可以將與之相似的工程資料作為參照。在驗算過程中,參與這個環節的設計人員借助用電負荷以及電壓水平進行驗算。

2.3估算用電負荷

城市軌道交通用電負荷大致的構成內容包括車輛牽引負荷、系統負荷以及控制中心等。其中的列車牽引負荷在很大程度上與列車型號以及供電系統設計的承載運輸量有關。結合相關情況來看,商業通信、BAS、AFC以及信號綜合監控等方面均是對用電負荷造成一定影響的因素。從現有的城市軌道交通設計方案研究與設計經驗總結來看,軌道交通的兩個車站之間的距離大多在1~2km的范圍內,部分區域較大的郊區站與站之間的間隔可擴大到2~3km,從總體上來講,軌道交通對電力的要求較為平穩。

3城市軌道交通供電系統的設計方法研究

3.1供電系統中外部電源以及主變電所的設計

城市軌道交通的運行需要較為強大的電源作為支撐,在正常情況下用電負荷大多是一級負荷。一般運量較大的軌道交通所需的電功率以及與之對應的用電負荷需求很少被我們關注,因此大多沒有被劃分到城市用電的整體計劃中。現今供電系統所遇到的最大難題,便是怎樣借助技術經濟規劃好電源設計方案,然后從集中供電或者分散供電兩種方式中選擇一個較為科學合理的方式,或者將兩種方式相結合進行設計。城市軌道交通在進行主變電站設計的過程中,需要依據兩方面的內容:首先,要把城市軌道的中心點當作基點,再沿線路進行延伸,使得軌道交通線網電源資源能夠得到一定的共享。其次,是主變電站的供電范圍,每個主變電站之間的距離在大運量的線路要<15km,中運量應該<20km,小運量應該在25km以內。

3.2直流牽引供電系統的設計方法

在軌道交通供電系統設計中,設計人員要能夠對供電系統有全面的把握,如牽引供電制式設置方案以及牽引變電所設置方案等。根據GB50157—2013《地鐵設計規范》、GB/T3317—2006《電力機車通用技術條件》等的有關規定,直流牽引供電變電式分為DC750V以及DC1500V兩種,其中后者在經濟以及技術方面都占有較大的優勢。因此,在城市軌道交通建設中提倡選擇DC1500V供電制式。結合我國的現狀來看,直流牽引供電系統大致包括了牽引網供電以及走行軌回流方式,而牽引網又分為架空接觸網和接觸網兩種。地面和高架線路方面主要分為柔性架空接觸網和接觸網兩種。在設計時,應當根據行車專業所提供的最大運輸能力來確定牽引變電所的設置方案和整流機組容量。供電系統設計人員要能夠按照軌道交通所負擔的運輸量,來具體設計牽引變電所方案與整流機組容量。

3.3中壓網絡的設計

在進行城市軌道交通供電系統設計的過程中,對直流牽引供電系統電壓水平的計算,設計人員要能夠根據列車運行圖展開合理的運算,從而構建出等效線路模型,該環節需要專業間的配合才能更好地進行。在開始的分析過程中,設計人員要通過基礎的公式展開驗算工作,對牽引網的電壓水平以及鋼軌電位進行估測預算,以便于對接下來的設計進行判斷,并滿足相關規范要求。在最初的分析研究過程中,供電網系統設計要能夠充分地將中壓網絡的電壓等級以及主接線兩者進行劃分。

4結語

城市軌道交通對于城市的發展和建設有著重要的意義,也是推動社會進步發展,提高人們生活水平的重要內容。軌道交通供電系統作為城市軌道交通建設的關鍵環節,需要有完整的、系統的、科學合理且能夠滿足建設需求的供電系統設計方案作為支撐。因此,需要對城市軌道交通供電系統的設計方法給予更多的重視與研究,為優化城市的交通系統做好準備,以更好地推動城市軌道交通的建設與發展。

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1 軌道交通接運公交線路規劃方法回顧

國外一些發達國家軌道交通建設早, 注重于軌道交通與常規公交的優化銜接, 在軌道交通接運理論方面研究得比較多, 方法比較成熟。其研究主要經歷了以下幾個階段:

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1 項目背景

西安市從20世紀90年代初開始籌劃、研究發展城市快速軌道交通。目前《西安市城市快速軌道交通建設規劃》已經報國家批復,近期計劃建設2號線和1號線。西安市城市快速軌道交通2號線(以下簡稱2號線)是西安市首條開工建設的軌道交通工程,為西安市軌道交通線網南北向骨干線。線路北起待建的鄭西鐵路客運專線西安北客站,向南至終點韋曲站。2號線近期建設線路全長26.302km,其中地下線20.919km、敞開段0.45km、高架線4.933km。全線共設21座車站,其中4座高架站、17座地下站,5座車站分別與其它軌道交通線換乘。一期工程為鐵路北客站至長延堡站,除城運村以北至北客站為高架段以外,其余均為地下線。

2 沿線工程地質及水文地質

2.1 地形地貌

西安市位于渭河沖積平原—關中平原的中部。2號線呈南北向展布,貫穿城區,沿線地勢平坦開闊,東高西低,中間高南北兩側低,平均坡降約2‰~5‰,局部黃土梁洼區坡降較大線路。自北而南依次通過渭河沖洪積平原、黃土梁洼、橘河沖積平原三個次級地貌單元。

2.2 地層巖性

關中平原中部沉積了巨厚的第四系地層。2號線線路通過不同的地貌單元,巖性及巖土組合也有較大差異。各車站、區間隧道主要修筑于第四系全新統、上中更新統風積及沖積土層中,其橫波速率為170~350m/s,屬中硬場地土和中軟場地土兩類。前者主要分布渭河、橘河河床及階地區、后者主要分布于黃土梁洼區。沿線地層以人工填土、黃土、黃土狀土、砂層、粉質黏土為主。對2號線影響較大的地質問題有地裂縫、飽和軟黃土、濕陷性黃土、液化砂層。此外,西安市的人工填土不僅分布廣、厚度大,土層的產狀和厚度在平面上變化迅速,而且性質十分復雜。人工填土在2號線廣泛分布,最厚處大于10m。

2.3 水文地質

2號線主要行經于潛水含水層系統中。渭河河漫灘及一、二級階地一帶水文地質條件差,含水層厚,滲透系數大,其它地段均較好。環城墻護城河因渠道挖深大,也可能對其下通過的區間隧道產生滲漏。水質對混凝土建筑材料不具腐蝕性,僅局部地段對混凝土中的鋼筋有一定腐蝕性。

2.4 地震條件及評價

西安市位于高地震烈度區,抗震設防烈度為八度。2號線—期工程地震動峰值加速度值為0.20g,地震動反應譜特征周期為0.35s。

3 車站施工方法比選

地下車站施工方法的選擇,不僅受沿線工程地質和水文地質條件、周邊環境條件、埋置深度和城市規劃等因素的制約,而且對線路的平縱斷面、工程的實施難度、工期、造價,以及施工期間的城市居民生活、經濟活動和周圍環境等都會產生直接影響。因此必須通過對技術、環境影響和使用效果等綜合評價,依據下述幾方面的綜合比選確定施工方法。

3.1 施工難度

選擇施工方法時應考慮工程本身施工難度、施工前期準備工作實施的難易程度、施工安全等方面。具體應從施工技術的成熟性、地面沉降控制、工期、工程造價、房屋拆遷、管線改移及處理措施等方面考慮。

3.2 施工對環境的影響

施工對環境的影響著重體現在對城市交通的影響、城市居民生活的影響、商業經濟活動的影響以及環境污染等方面。特別是在交通繁忙地段的地鐵車站,如采用明挖法施工,其地面交通組織的成敗是關系到施工方案能否成立的關鍵。

3.3 土建投資的影響

結構型式與施工方法對土建投資起著決定性的作用。土建投資內容主要有工程費、房屋拆遷費及安置費、管線遷改費等。

3.4 施工工期的影響

車站的土建施工工期不僅受全線總工期的制約,同時也直接影響到機電設備安裝及裝修的工期。對于有盾構始發、過站及終到要求的車站,車站土建工期還將影響區間的貫通工期。因此,根據相關工期要求,合理選擇車站結構型式和施工方法十分重要。

3.5 其它

根據國內外在土層中修建地鐵的經驗,地下車站應優先采用常規的明挖法施工;當不允許長期占用既有道路施工時,可采用蓋挖順筑法、蓋挖逆筑法;僅當不具備明挖條件或當車站埋置過深,采用明挖法施工很不經濟時,方可考慮采用暗挖法施工。此外,對于樞紐車站或具有綜合功能要求的車站,一般也不宜采用暗挖法施工。

根據上述原則結合西安地鐵2號線一期工程沿線工程地質及水文地質條件、周圍環境等情況,經綜合分析比較在地下車站埋置較淺、場地相對開闊且具備明挖施工條件的車站采用明挖法或蓋挖法施工;對位于明城墻內中心城區核心地段的鐘樓站,由于站位地面商業繁華、交通飽和、人流密集,不具備明挖條件,考慮采用暗挖法施工。

另外,基坑工程是個風險相對較大的系統工程,具有工程量大、技術難度高、不可遇見因素多等特點。2號線是西安市修建的首條地鐵線,但西安市沒有類似的地鐵深基坑先例,因此在調查西安市大量深基坑現狀的基礎上,結合地鐵工程的基坑特點,2號線地下車站圍護結構采用混凝土鉆孔灌注樁、SMW工法、土釘墻、錨桿等支護型式。鉆孔灌注樁是既經濟、施工進度快、技術成熟的圍護結構型式,也是目前我國修建城市地下基坑支護中常用的型式。2號線絕大部分車站圍護結構均采用此種形式。SMW工法在西安地區尚無使用的先例,需使用專用設備三軸型鉆掘攪拌機,掌握型鋼回收技術,對施工質量要求較高,基坑較深時風險較大,因此在出入口風道等較淺基坑無土釘墻施做條件時考慮采用。在車站基坑較淺、地面環境開闊、地面和地下建(構)筑物少的地段,基坑圍護結構采用土釘墻或放坡噴錨支護型式。

4 區間隧道施工方法比選

區間隧道的施工方法一般有明挖法及暗挖法,暗挖法又可分為淺埋暗挖法(礦山法)及盾構法。

4.1 明挖法

明挖法施工工藝簡單、技術成熟、進度快、質量可靠、防水效果好、風險小,適用各種不同的地質條件。但明挖法對周邊環境、市政管線和道路交通有較大影響,適用于隧道埋深較淺且地面有足夠施工場地地段。明挖法施工,根據基坑開挖深度及場地條件可采用放坡開挖、土釘墻、排樁等圍護結構型式。依據2號線沿線地面交通、配線布置、地裂縫分布、沿線建筑物分布等情況,在線路平縱斷面設計中進行統籌規劃,一期工程在線路北端出地面的過渡段及張家堡———城運村區間,擬采用明挖法施工。因西安地區采用土釘墻作為基坑開挖的圍護結構在技術上已比較成熟,所以推薦采用造價低、施工進度快、用料省的土釘墻作為主要的圍護結構。由于此段區間已接近城市郊區,場地開闊,周邊建筑物較少,降水方案可采用在基坑開挖前先進行管井井點降水。

4.2 礦山法

礦山法目前在我國軌道交通區間隧道建設中已廣泛采用。礦山法施工近年來在西安地區主要用于過街通道的施工,如鐘樓盤道、大雁塔地下通道等。2號線區間隧道穿過的地層屬于典型的第四系黃土地層,隧道埋深位于地下水位以下。鉆孔資料顯示,隧道埋深范圍內的土層飽和度大多為85%以上,液性指數基本大于0.30。隧道結構范圍內的地層多處于可塑到軟塑狀態,加上地下水位附近有軟塑帶,而且地層的滲透系數較大,區間施工降水困難。由于圍巖自身承載能力很差,為避免隧道施工過程中對地面和周圍建筑物造成破壞,需要嚴格控制地面沉降量。因此,要求初期支護剛度要大,支護要及時。針對西安地層特點,在2號線部分區間有條件設置工作井,淺埋暗挖法是可以應用的。對普通的單線隧道,從施工的簡便性方面可以采用雙排小導管注漿,并采用初期承載力強的鋼支撐支護,并應加厚噴混凝土的厚度。對雙線隧道,應采用長管棚壓注雙液漿,并加強初期支護剛度,支護要及時。

4.3 盾構法

盾構法是暗挖隧道施工中一種先進的工法,近年來在軌道交通建設中也被廣泛采用。盾構法施工具有良好的隱蔽性,控制地層變形能力強、能夠應用于含水地層,結構防水質量好,施工引起的噪聲、振動的危害小,機械化程度高等優點,對城市居民的生活影響小。盾構法可適用于埋深較大、不宜采用明挖或暗挖法施工的地段,從廣州地區的微風化巖層到上海地區的淤泥質地層均能夠適用。近年來盾構技術發展迅速,如盾構電子自動控制技術,各種輔助施工措施(如各種添加材料)、盾尾同步注漿技術及地面監測信息反饋技術的應用,以及各種先進的盾構機的出現,使盾構隧道的施工已經能夠非常有效地控制地面沉降或隆起,從量值上來講,已經大大小于采用礦山法施工所引起的地面沉降值。2號線區間要通過國家級文物保護單位西安古城墻及鐘樓,施工中地面沉降和隆起的控制比一般地段更要嚴格。此因素也是采用盾構法的重要原因之一。在盾構機的選型中必須考慮到這樣的特殊要求。

依據2號線沿線地質和交通現狀,在線路平縱斷面設計和配線布置時對全線工法進行統籌。由于部分區間結構基本位于地下水位以下的軟塑層中,若采用淺埋暗挖施工將存在以下問題,第一,施工安全方面存在一定的風險;第二,地面沉降不易控制,地面建筑和地下管線會受影響;第三,存在淺埋暗挖法的通病,防水效果差。由于淺埋暗挖法在西安的地層狀況中存在以上的缺點以及2號線工期非常之緊張,所以在區間工法的選擇上在有條件時首選盾構法施工。

2號線區間隧道主要穿過黃土及黃土狀土、上更新統飽和軟黃土(局部含有砂層),地層中地下水位較高,線路穿行于潛水含水層中。根據盾構掘進穿越的地層土質特點,特別是土質飽和性、流塑性、可塑狀,同時兼顧到經濟和安全兩大方面的考慮,選用封閉式盾構較為合適。盾構機的選擇重點是解決盾構在飽和粘土中掘進時形成泥餅的問題,注重在刀盤形式、開口率、刀具、加泥或泡沫系統等方面解決。

4.4 沿線不良地質情況及工程措施

4.4.1 飽和砂土液化

2號線飽和砂土液化層的分布,呈星點狀特征,主要分布在渭河漫灘、一級階地及橘河一級階地;地震液化層厚1~7m,埋深3~5m,等級屬輕微~中等液化。從其沿區間隧道的分布可以發現,受其影響的段落為YAK3+343以前的區間隧道。該段區間在線路平縱斷面設計時已進行統籌考慮,區間埋深較淺,采用明挖法施工,因此有條件對該段進行地基處理。

4.4.2 濕陷性黃土

2號線經過路段地表廣泛分布有濕陷性黃土,以Ⅰ級、Ⅱ級非自重濕陷性為主,少部分段落分布有Ⅱ~Ⅳ級自重濕陷性黃土。濕陷性黃土主要分布于地表段,對占全線絕大多數段落的暗挖法施工段在施工階段影響不大;但考慮到以后因地表濕陷可能會引起結構承受額外的荷載,對埋深較淺的區間隧道設計時予以加強。此外,要考慮濕陷性地層對明挖基坑的影響。由于施工過程中雨水及工程用水的滲入,會引起基坑壁及周圍地面變形,具有潛在的安全隱患。施工過程中必須注意基坑一定范圍內疏排水工作,做好場地硬化。基坑降水要考慮對周圍環境的不利影響。當基坑壁有可能受水浸濕時,宜采用飽和狀態下黃土的物理力學指標進行設計與驗算。

4.4.3 飽和軟黃土

2號線部分段落由于地下水位淺,部分黃土受地下水的浸潤及軟化,土體處于飽和狀態,濕陷性消失,承載力降低,對工程修建影響較大。從飽和軟黃土的分布范圍可以看到,沿線幾乎所有的區間都會受到影響。從飽和軟黃土的縱向分布可以看出,沿線暗挖區間隧道的拱部和部分邊墻部位均位于飽和軟黃土層中。采取的工程措施是:在有條件的情況下盡量采用盾構法施工;在采用淺埋暗挖法施工的地段,對拱部初期支護進行加強,采用小導管壓注水泥水玻璃漿液;在施工措施上盡量減少對地層的擾動,初期支護盡早封閉,二次襯砌緊跟。

5 尚需進一步研究解決的問題

5.1 地裂縫

西安市自50年代以來,發現地裂縫13條、大的地面沉降凹槽7個。2號線通過其中12條地裂縫,1個地面沉降凹槽(小寨沉降槽)。西安地裂縫是在西安正斷層組的基礎上發育起來的,由南而北,在黃土梁洼之間有規律排列,呈帶狀分布,走向為NE60~80°;局部近EW,傾向SE,傾角70~80°。它們一般都由主裂縫及其下降一側的次級裂縫組成地裂縫帶,帶寬3~8m,局部可達20~30m。地裂縫帶基本具有統一的三維空間運動變形特征,即南傾南降的垂直位移、水平引張和水平扭動。其中以垂直位移量為最大,南北拉張量次之,而水平錯動量則很小。各條地裂縫帶大體呈等間距近似平行排列,間距為0.4~2.1km,平均約1km。地裂縫和地面沉降調查結果表明,西安地面沉降區與承壓水位下降區的分布位置相吻合,而地裂縫則出現在地面沉降槽邊緣的陡變地帶上,組成地裂帶的次級裂縫均靠近地面沉降槽中心的一側。西安地裂縫在剖面上的形態一般為上寬下窄的楔形,向下逐漸消失,最深達百余米。目前,根據現有地裂縫變化理論,對地裂縫的空間展布及活動特性已達成了初步認識。對于近年來已停止活動或活動及其微弱的地裂縫,區間通過時采取加強結構強度、剛度的措施;對仍處于活動期的地裂縫,根據活動程度的不同,對其上、下盤的處理采取不同的長度,每10m左右設置一道變形縫。具體的地裂縫處理結構構造措施正在完善之中。

5.2 對城墻、鐘樓的保護

西安古城墻、鐘樓均屬全國重點文物保護單位。為了減少施工及運營期間對文物的影響,必須采取可靠的工程措施:在地面、區間隧道和文物的關鍵部位安裝監測設施,對施工及運營過程中地面變形、隧道結構變形、文物基礎變形、文物本身變形等進行嚴密監測。盡量拉大線路平面及縱向與文物古跡距離的同時,采用新型減振道床及其它的減震、隔震措施。但目前我國列車振動在隧道結構方面的研究還比較少,以上措施仍需進一步研究論證,確保文物萬無一失。

參考文獻

[1]鐵道第一勘察設計院.西安市城市快速軌道交通2號線工程可行性研究報告[R].2006.

[2]施仲衡,張彌.地下鐵道設計與施工[M].西安:陜西科學技術出版社,2006.

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城市軌道交通施工建設及管理具有相當強的專業性,其設備構成較為復雜,加上城市軌道交通承載的客流人數較多,需要在其施工組織過程中加強安全管理。因此,分析城市軌道交通施工建設中出現的不全因素,建立健全城市軌道交通安全管理及應急管理模式勢在必行。

1 城市軌道交通管理概述

城市軌道交通是通過將車輛固定于導軌上,借助輪軌,針對客流人群采取的客運交通方式的統稱。我國城市軌道交通建設與國外發達國家相比,雖起步較晚,但建設速度較快。如南京軌道交通,現階段建設里程已經突破了400km,擬建城市數量也在逐步擴展中。城市軌道交通管理涵蓋了施工組織、客流分析預測、運輸、車站組織、軌道管理等多方面的內容,要確保城市軌道交通安全運營,尤其需要在其施工組織階段強化施工安全,消除安全隱患,確保城市軌道交通建設及運營的安全高效。

2 城市軌道交通施工建設存在的安全管理問題及其成因

2.1 城市軌道交通施工階段存在質量問題

城市軌道交通施工與其他施工活動相比,其工程量更大,各項施工要求更高,應注意施工質量的控制。現階段,城市軌道交通施工中較易出現前期統籌工作開展不力,施工活動中盲目趕超工期等現象,施工質量難以保證[1]。如在前期籌備階段,城市軌道交通建設需要通過相關部門的建設許可,但現階段城市軌道交通建設常出現施工在前,許可在后的情況,一方面施工組織不完備,施工圖紙設計不周等現象較多,給施工安全構成了隱患;另一方面相關管理部門無法及時介入施工安全監管工作,加大了施工建設的質量風險。

2.2 城市軌道交通安全監理單位監管力度不強

在城市軌道施工中,相關的監理人員對施工質量管理較為松懈,沒有嚴格按照相關的檢查制度進行巡檢,出現了監管漏洞;另一方面,城市軌道交通安全監理人員也呈現數量不足,素質不高等特點,無法全面到位地指出施工活動中存在的問題,整改及停工通知下發不及時,對出現問題的責任追究不力,不報或謊報等現象較普遍。

2.3 城市軌道施工建設階段人為因素的制約影響

現階段城市軌道交通建設在規模上雖然不斷擴展,但在設計中存在設計不夠專業、工程勘察不夠仔細、設計方案盲目套用、創新性不足等問題[2]。一方面設計方對城市軌道交通專項建設沒有及時開展專家論證,對建設風險評估不足;另一方面施工方沒有對施工建設區域地質狀況加以詳細勘察,導致施工方案中的相關施工措施與實際地質狀況不符,極易引發施工安全事故。

此外,在城市軌道具體施工過程中,由于施工人員、管理人員、監理人員的人為疏忽,如施工流程的不規范,施工過程的監理空崗,安全風險評估及預防措施的缺失等,都會導致城市軌道交通安全管理處于不安全狀態。

2.4 城市軌道建設應急管理方法針對性不強

城市軌道交通建設大部分屬于室外建設施工,不可避免會遭受到各類環境因素的影響。這種環境因素影響主要體現在自然環境因素上。如大風、強降雨、暴雪等惡劣天氣影響了施工建設的進度,另一方面也會對城市軌道交通的露天軌道線路構成影響,增大城市軌道施工及運行的風險。在應對這種不利施工環境條件時,城市軌道交通施工管理應急方案制定針對性不強,沒有形成系統的應急管理方法。

3 強化城市軌道交通安全管理及應急管理模式的相關對策

3.1做好城市軌道交通建設規劃及施工管理

城市軌道交通建設在我國已歷經幾十年的發展,從原有的理論研究步入了具體實施階段,取得了一定的建設成效。但從整體上看,我國城市軌道交通建設尚處于起步階段,在工程規劃及施工中存在較多問題。要保證我城市軌道交通安全平穩運行,首先需要規范城市軌道交通建設的規劃設計工作,根據城市發展情況及實際建設環境對城市軌道建設進行論證,避免出現盲目建設的情況。在施工環節,施工單位要認識到城市軌道交通施工的復雜性,做好質量控制管理,通過規范有序的施工制度,提高工程建設質量,確保城市軌道交通安全運營。

3.2 識別城市軌道交通的各類安全隱患及風險

城市軌道交通安全管理模式應對各類安全隱患加以識別,將風險識別范圍擴大到以下幾方面:第一,城市軌道交通施工建設區域的地質地貌;第二,城市軌道交通建設的各個分項工程;第三,城市軌道交通的各項設施設備;第四,設備的日常管理及定期維護;第五,城市軌道交通各部位工作人員及乘客;第六,施工建設及運行環節緊急狀況的預測。在確定出各類安全隱患及風險易發節點后,找出其中存在的不安全因素及管理漏洞,實行預防和處理相結合,預防為主的安全管理程序,制定相應的防范措施,減少或消除各類風險隱患要素[3]。

3.3 建立城市軌道交通安全管理的目標和方案

城市軌道交通安全管理在目標及其方案的制定上,應側重建設施工階段的安全管理。根據相關的法律法規,對城市軌道交通的勘察方、設計方、建設方、施工方、監理方等各部門的責任加以明確,對其工作質量進行監督考察,確保各部位充分履行其質量控制職責。根據城市軌道交通建設及運營各職能部門實際情況,確定安全管理目標和具體實施程序,對目標的執行情況加以考核。例如,我省政府頒布實施的有關市政建設工程質量管理相關規定中,就將施工建設方作為施工質量及安全管理控制的首要責任主體,有效提高了建設企業安全管理意識和施工建設質量。

3.4 實行更全面的城市軌道交通施工建設管理責任機制

城市軌道交通施工建設及管理中出現的責任意識不強,施工質量欠佳的狀況,一定程度上受到企業管理和具體施工項目管理相分離這一現象的制約 [4]。針對這一情況,政府應發揮其調控作用,可以將施工企業的現場管理質量與相應的企業信用評分掛鉤,在工程的招標及投標環節予以體現,從而督促施工建設方強化施工安全管理責任意識,主動自覺地完善企業項目管理及現場管理中的各項安全施工措施,達到消除施工安全隱患,提高施工質量。

3.5 健全城市軌道交通應急管理系統

在城市軌道交通應急管理系統的建立健全上,應注重從以下幾方面入手:(1)制定出城市軌道交通應急計劃,計劃中應包含應急處理實施單位、應急處理崗位、人員的職責、緊急情況下人員的疏散方案,各部門的緊急聯系號碼等。(2)完善城市軌道交通應急系統的設施設備,如緊急通信系統、消防設施設備、應急照明系統,緊急狀態下的隔離閥、開斷閘系統,緊急逃生裝備等。

4 結語

城市軌道交通建設的專業性、復雜性,導致其在施工及運行過程中存在較大的安全隱患和風險。因此,在新時期背景下,應注意做好施工建設的安全措施,建立健全城市軌道交通安全管理及應急管理模式,以此促進城市軌道交通的安全穩定發展。

參考文獻:

[1] 劉寧.城市軌道交通勘察施工的管理與質量控制對策研究[J].房地產導刊,2014,(30):314.

篇(9)

城市軌道交通作為交通工具不僅可以減緩城市的交通壓力,在城市客運交通中發揮骨干作用,而且對于引導城市規劃建設,促進土地開發利用,帶動地域城市溝通聯系有顯著的優勢。由于軌道交通的特殊性,在施工期間,深基坑工程的地下水問題引起了廣泛的關注。因此,在城市軌道交通施工過程中,深基坑地下水作為評價重點,被列為重大安全風險源,它是城市軌道深基坑施工的關鍵點。

1 地下水對深基坑工程的影響和治理原則

1.1 地下水基本類型

在我國南方,氣候類型大部分是亞熱帶季風氣候和一小部分熱帶季風氣候(云南南部、雷州半島和海南島)。雨水量的充足導致地下水含量豐富,長江中下游、江浙地帶、珠江三角洲等地區作為我國經濟發展的先鋒軍,城市軌道交通發展迅猛,但在地下軌道交通發展的同時,深基坑地下水的防治工作也成為了重中之重。

1.1.1 上層滯水、潛水

上層滯水是深基坑中地下水的第一含水層,常分布于砂層中的黏土夾層之上和石灰巖中溶洞底部有黏性土充填的部位。上層滯水由雨水、融雪水等滲入時被局部隔水層阻滯而形成,消耗于蒸發和沿隔水層邊緣下滲。由于接近地表和分布局限,上層滯水的季節性變化強烈,一般發生于在雨季,消失在旱季。上層滯水僅能用作季節性的小型供水,而且很容易受到污染。潛水存在于地表以下,它是第一種穩定隔水層以上,具有自由水面的地下水。潛水有自由水面,地表至潛水面間的距離為潛水埋藏深度。由于潛水層以上沒有連續的隔水層,所以它不承壓或僅局部承壓。降水和地表水通過包氣帶下滲、補給。潛水是重要的供水水源,通常埋藏較淺、分布較廣、開采方便,但很容易受到污染,所以,需要注意保護。

1.1.2 承壓水

它是充滿兩個隔水層之間,含水層中的地下水。承壓水由于頂部有隔水層,補給區小于分布區,動態變化不大,不容易受到污染,同時,它還承受靜水壓力。在適宜的地形條件下,當鉆孔打到含水層時,水便噴出地表,形成自噴水流,所以又稱自流水。人們將這種自流水作為生活用水和農田灌溉。

以上是對上層滯水、潛水、承壓水的概念介紹,它們的主要區別是:上層滯水主要是與外界相通,具有自由水面,受外界影響大;潛水是第一種在穩定的隔水層之上,具有自由水面的水層;承壓水具有水壓力,它屬于自流水,不容易受到污染。而前兩種水沒有水壓力。

1.2 地下水對深基坑的影響和相關分析

在深基坑施工過程中,地下水的處理措施不當,可能會導致基坑險情不斷,還會嚴重影響基坑的施工安全和進度。地下水對基坑施工的危害主要表現為地下水突涌,造成基坑圍護結構失穩,基面侵蝕,污染嚴重,地基承載力降低。降低地下水位引起的地面沉降和周圍建筑物傾斜、開裂,基坑開裂、坍塌等現象,會造成人員傷亡和財產損失等。事實證明,通過對事故原因進行分析發現,導致事故發生的基本原因主要包括勘查設計、施工過程和氣候變化三個方面。地勘設計人員在勘查過程中,對氣候變化、水文地質的原理理解不透徹,對開挖前后水文地質的變化和地下水的運動規律不重視等,可能會導致設計出現偏差,使降水系統出現漏洞,防水體系不足等。在施工過程中,施工單位對設計意圖的理解出現偏差或者施工材料以次充好,都會導致降水系統質量差,達不到止水效果。施工過程中氣候的變化也是影響深基坑地下水的主要因素,尤其是我國沿海地區臺風較多,降雨量大,雨水匯聚對基坑的沖刷、浸泡十分嚴重。

1.3 地下水治理的基本原則

在深基坑施工過程中,地下水的治理原則為降、疏、堵相結合。“降”是指施工前,在施工區域采用布點打井的方法抽取地下水,這會在一定程度上降低地下水的含量,使其水位下降; “疏”是指在排除基坑施工過程中,將基坑范圍內的地表水和地下水采用明溝或水泵將積水引出;“堵”是指通過有效手段將地下水止于深基坑之外 ,一般做法是在深基坑周圍施工地連墻、旋噴樁帷幕等。

2 深基坑地下水處理

對施工范圍內的深基坑地下水降水施工應進行充分的勘探調查,充分了解施工區域內的基坑含水量,制訂出相應的地下水處理措施。

2.1 降水施工措施分類

在施工過程中,需根據相應的水文地質特征和氣候類型等采取相應的降水措施。目前,在深基坑降水過程中,主要采取的降水方法有重力降水(比如積水井、明渠等)和強制降水(比如輕型井點、深井點、電滲井點等)。

2.2 降水措施的選取

降水措施的選取應充分考慮施工區域的水文地質特征、氣候類項、施工時間和地質條件等。在施工過程中,在地表水或地下水含量匱乏地區多采用明溝或水泵將積水引出;地下水含量豐富的地區多采用布點打井的方法抽取地下水,使地下水含量降低、水位下降。采用這樣的方法抽取地下水,不但可以起到降水效果,還可以極大地節省施工時間。根據含水量的大小,設置不同口徑的降水井,在開工前進行降水規劃,可以有效地規避地下水對基坑施工帶來的影響。通過采取有效的降水措施,及時降低基坑開挖范圍內土層的含水量,將基坑內潛水位降至基坑開挖面以下,不小于1.00 m,以滿足基坑開挖施工的要求。確保基坑開挖后基坑底的穩定,是保證基坑開挖安全的首要因素。

3 對地下水處理的基本要求

對施工區域進行詳細的水位地址勘查,必須要有深基坑地下水處理設計的全部資料,包括地層含水量、地下水水位、地質條件、設計結構尺寸、支護類型、基坑周邊環境、施工周期和施工期間的氣象資料,等等。

地下水處理設計時,除了要對周邊環境有足夠認識外,還要對各主要建(構)筑物、地下管線和地面控制點設放適量的變形觀測點、水位變化觀測井,進行全過程的定期觀測,以便采用信息法施工,并配備相應的應急應變措施。

地下水處理時,必須綜合考慮環境、變形和技術經濟指標。基坑面積與承壓水頭降幅(或隔滲所阻擋的承壓水頭高度)的乘積除以水或隔滲投入的經費,所得的就是基坑中在單位面積上每降低(或隔滲)1 m,承壓水頭所需的費用。通過統計計算可知,其結果是深井降水為14~48元;隔滲為186~223元;隔滲與降水相結合為41~101元。

4 結束語

綜上所述,在深基坑工程中,地下水的處理是深基坑成敗的關鍵因素之一。通過對現有的深基坑施工事故的調查發現,有70%的工程事故是由于地下水處理不當或自然條件造成的。因此,在深基坑施工過程中,必須要采取一系列的措施減小甚至排除地下水對深基坑的影響,具體措施包括正確認識各種地質條件、選擇恰當合理的降水方法、科學設計止水結構等。施工時,既要確保深基坑的施工安全,又要盡量避免對水環境的影響。只有這樣,才能促進社會的可持續發展。

篇(10)

因為城市軌道交通結構和系統非常復雜,所以就需要依賴巖土工程勘察為交通建設提供合理和科學的依據。國際通行的工程勘察通常只進行問題的發現而不實際處理和操作,所以為了避免這種傳統觀念和方法限制城市軌道交通巖土工程勘察的發展,迎合當前階段可持續發展和節能減排的要求,就需要從城市軌道交通巖土工程勘察的特點出發,分析其工程,地質和環境具體特點表現,并能根據出現風險的特點進行控制措施的實行,為可持續發展策略的執行打下良好的基礎。

1城市軌道交通巖土工程勘察特點分析

1.1由城市軌道交通工程決定的特點城市軌道交通工程不僅包括其系統工程,還有線路工程,建筑工程,地下工程等,每個工程內還包括更復雜的結構和內容,由此可見結構類型多和施工方法復雜是城市軌道交通工程的特點。一方面,不同的結構類型涉及的工程地質問題不同,勘察的重點也有所區別,就比如地下工程需要地下水位和圍巖分層的數據,而地上建筑則要計算地基承載力和變形計算參數。另一方面,除了施工三大法明挖法,礦山法和盾構法,還有一些輔修的施工方法,操作和組合起來就變得非常復雜。1.2由城市軌道交通地質決定的特點第一,線路地質表現為穿越地質單元多和穿越不良地質多,不僅需要了解好各地質單元的物理參數做好準備,還要注意對斷裂帶,沉降區,地裂峰和巖溶區等的規模,發育程度和分布狀況進行及時了解和處理,避免損失和傷害。第二,城市地質是由自然條件和人的活動共同影響的,在實際勘察中情況多變,需要多種方法共同綜合采用進行分析和判斷,必要時要進行專項勘察減少失誤和減小誤差。1.3由城市軌道交通環境決定的特點城市軌道交通巖土工程勘察的環境特點是由城市環境的特點,一般涉及建筑物密度大,地下建筑比較多,地下管線多和事故敏感度高等方面。城市軌道交通巖土工程勘察工作不僅要關注工程本身的安全性,還要對周邊環境進行了解和分析。正是由于其本身是淺埋精密巖土工程,在對人和周邊環境產生影響的同時,這些外在條件也會給城市軌道交通巖土工程勘察帶來困難和風險。

2城市軌道交通巖土工程勘察風險及控制措施

正是因為城市軌道交通巖土工程勘察中獨特的特點,相關研究人員和工作人員既能利用這些特點進行針對性的措施實施,但也會因此帶來不可估量的損失和無法應對的風險。2.1風險特點經過了解和研究,最常見和易發的風險主要包括:首先是對地上和地下管線造成了損害,工程和環境的復雜為此種風險的出現提供了可乘之機;其次,在盾構法中,鉆孔封閉不達標導致漏漿,承壓水上升,地表水滲透等問題,使得居民的住房和行車安全受到威脅;最后,城市軌道交通巖土工程勘察如果不達標,對施工人員和居民都會留下安全隱患,這其實是由其系統和結構復雜性決定的。2.2控制措施為了減小風險發生的可能性和避免帶來的損失,就需要采取切實有效的措施對風險進行控制。比如建立健全完整的城市軌道交通巖土工程勘察體系,制定應急預案等,都是基本和關鍵的發展要求;另外,在人員正式進入工作之前,對其進行相關教育和培訓是必要的,只有這樣才能加強工作人員對于風險的防范意識和提高解決風險的能力,保證自身和居民的安全。

3城市軌道交通巖土工程勘察的可持續發展

根據已有的研究和切實的經驗,城市軌道交通巖土工程勘察的可持續發展已經走了良好的理論基礎,需要相關研究人員在此基礎上深入探索。由于可持續發展主要涉及節約能源和保護環境兩個部分,在進行研究和嘗試時就可以從這兩個方面入手,不斷地調整和改進后得出切實可靠的結論,為可持續發展在城市軌道交通巖土工程勘察中的實現做好鋪墊。除此之外,城市軌道交通巖土工程勘察還可以與當前階段已有的研究成果進行結合和應用,比如清潔可再生能源的開發,既可以為城市軌道交通的建設提供資源,又能為可持續發展和節能減排貢獻出一份力量。3.1清潔可再生能源的開發因為工程地域的水文地質特性和巖土的熱物性的限制,許多資源和能源的利用都非常有限,還出現了浪費和污染的現象,不僅不利于能源的完全利用,還產生了附加污染環境的消極影響,所以開發清潔可再生能源的呼聲越來越大。可持續發展的目標與清潔可再生能源的開發相符合,就需要相關研究人員在實際工作中注重這兩方面的結合和應用。3.2自然資源的保護在城市軌道交通巖土工程勘察中應用到了地下水等自然資源,隨著人們的不斷使用和消耗已經出現了危機,使得自然資源保護的話題引發熱議。許多有效的策略和措施如降低使用成本,反復利用自然資源,強制性法規的實施等都需要在實際應用中進行研究,在不斷嘗試和調整中尋找到最適合現階段可持續發展工作推進和實行的措施,引導當前社會的各個方面朝著健康的方向發展。總之,由于城市軌道交通自身的系統性,結構的復雜性,工法的多樣性和環境的嚴格性,使得相關工程實施需要提前熟悉和了解線路特征和環境特點,所以進行巖土工程勘察就是必要的,才能在實際工作和操作中針對不同的地質單元,結構形式和施工方法解決很多工程勘察問題。對城市軌道交通巖土工程勘察可持續發展的討論不僅促進了當前問題的處理和解決,還為交通設施和可持續發展未來的發展和創新提供了新思路。

參考文獻:

[1]章中良.城市軌道交通巖土工程勘察的特點分析[J].科學家,2016,4(4):54+56.

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