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关键词:城市轨道交通;技术要点;管理措施
1引言
城市轨道交通是城市交通的重要组成,由于其建设规模较大,所涉及的专业、技术等相关要求也较高,施工环境复杂,因而对于质量的控制难度也较大。我国的城市轨道交通工程发展历史较短,相关的建设经验仍然有所欠缺,因此需要针对城市轨道交通施工技术,并落实管理工作措施,保证工程质量。
2城市轨道交通工程施工概述
2.1轨道交通结构型式与构造
城市轨道交通线路通常由车站、区间和停车场等组成。车站是列车在线路上的停车点,其作用是供乘客集散、候车、换车及上、下车;区间是连接车站与车站、车站与停车场间的通道;停车场是车辆停放、列检的场所,同时可作为运营控制办公场地。列车轨道结构型式,与普通铁道类似,通常包括三种,即钢轮钢轨式、橡胶轮胎式和磁悬浮非接触式,当前应用较多的主要是钢轮钢轨式轨道结构,该轨道结构部件包括钢轨、轨枕、道床、连接部分(扣件)、道岔以及其他附属设备。建设过程中,轨道所采用的轨枕型式很多,当前常用的轨枕材料有木材、钢材和混凝土;轨道的道床则主要包括有碴、无碴两种型式,其中的无碴道床则包括长轨枕式整体道床、短轨枕式整体道床和现浇承轨台式整体道床。
2.2轨道交通施工的特点
轨道交通建设规模庞大,其施工计划、组织、控制和管理等各项工作的实施也存在一定困难,因此需要政府、施工、设计、监理、运营单位之间能够互相合作来完成。在实际施工过程中,必需针对各个施工环节采取详细的施工措施,尤其针对关键性施工项目与技术要点,采取必要的管理措施,不可忽略任何施工细节。在轨道交通的施工过程中,因为轨道交通本身承力较大,且位于地下,因此轨道交通地基建设通常较深,在进行挖掘时容易遭遇一些岩石层等情况,因此要设计多种施工技术的备选方案,减小这些不定因素对建筑费用和工期的影响。
3轨道交通施工技术要点分析
3.1明挖法施工技术要点
该施工技术是我国轨道交通施工中,出现较早的施工技术,该施工技术适用于一些建筑高度较低,且密集程度不大的情况。明挖施工过程中需根据现场情况设置必要的基坑围护结构,开挖采取直接从地表直接向下形式,边开挖变架设内支撑支护坑壁;基底验收封底后再自下而上,逐层浇筑墙板。明挖法施工技术相对于其他的施工技术而言,具有的优势在于成本低而效率高,对投资和加快建设进度有利,但对周边施工环境要求比较严格,建筑物密集、交通流量大地段存在基坑开挖风险高、影响交通等影响。但是,由于现代社会与经济的飞速发展,使该技术的运用受到很大开发,从而衍生出半铺盖施工、全盖挖施工等多种方式,其应用使得复杂的轨道交通建设施工方法更灵活多变。
3.2暗挖法相关技术要点
浅埋暗挖的施工理念源起了“新奥法”等隧道施工工法,因掘进方式不同,可分为众多的具体施工方法,如全断面法、正台阶法、环形开挖预留核心土法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法、中洞法、侧洞法、柱洞法等。“新奥法”是以维护和利用围岩的自承能力为基点,使围岩成为支护体系的组成部分,支护在与围岩共同变形中承受的是形变应力。因此,要求初期支护有一定柔度,以利用和充分发挥围岩的自承能力。而作用于浅埋隧道上的地层压力是覆盖层的全部或部分土柱重,其地层压力和支护刚柔度关系不大,从减少地表沉陷的城市要求角度出发,还要求初期支护有一定刚度。设计时并投有充分考虑利用围岩的自承能力,这是浅埋暗挖法与“新奥法”主要区别。浅埋暗挖法以改造地质条件为前提,以控制地表沉降为重点,辅之以其他配套技术,比如地层加固、降水等。以格栅(或其他钢结构)和锚喷作为初期支护手段,遵循“新奥法”大部分原理。按照“十八字”原则(即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量)测进行施工。浅埋暗挖法对地表产生的影响不大,尤其是地表的建筑和环境,不影响社会生产生活的正常进行,因此,这种技术得到了较大范围的推广。
3.3盾构法技术要点
盾构法施工隧道具有施工安全、效率较高,在质量方面也得到了较大程度上的提升,在实际施工如图2所示。盾构法首先要求线位上应当允许建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井;其次隧道要有足够的埋深,覆土深度宜不小于一倍洞径,否则上覆土应采取抗浮措施;再者隧道范围地质条件应相对均匀,线路尽量避开孤石、软硬不一地段;同时洞与洞及洞与其它建(构)筑物之间应满足相关要求,否则应做加固处理;盾构施工过程中还应严格把握隧道轴线的误差,管片的制作和安装应在误差范围;管片壁后注浆也是重中之重,针对土壤脱离盾构的现象,需要进行及时测量与核算,注浆的配比需要满足承载需要,以实现对这些区域的有效修整。盾构法的技术优势在于不会对城市地面建筑、施工周边环境等造成不利影响,施工过程也不会产生噪音,尤其适用于地层较深的地段。另外,这种施工的精度较高,尤其是管片和机械制造,误差被控制在较小的范围之内。但盾构需要协同特定的机械设施一起工作,有些需要结合施工的具体情况,进行特殊制作。需要注意的是,在盾构施工中,管片上浮问题要重视,需要全面了解施工环境,尤其是土层的分布、深度、含税等参数,结合不同情况,进行挖掘推力以及速度的设定,并采取相应注浆加固措施。另外,应特别重视对控制盾构机掘进姿态控制,根据监测反馈数据及时调整相关参数,充分发挥千斤顶的作用,特别是做好上坡、下坡和转弯地段的掌控工作。
4城市轨道交通工程施工管理措施
在对城市轨道工程的管理过程中,对于工程的供电、通信、空调通风、给排水、消防以及监控等技术要点,必须通过加强管理工作的方式,保证生产活动中的全方位、全过程安全性,从施工技术等层面,采用新工艺、新方法,提高轨道交通的施工效率。
4.1电气系统施工管理
在管理城市轨道交通建设过程中,电气系统施工的管理,应当突出安全和经济目标,针对电气系统施工整个过程,采取相应的管理措施,重点针对低压动力配电、电气、通信、照明等重点环节,通过加强检查与监督,通过严格的管理措施确保电气系统的施工和应用的安全性,从而有效控制电气系统的施工成本,从而达到对电气系统施工的良好约束与规范。
4.2给排水系统施工管理
由于城市轨道交通中给排水系统一般较为复杂,车站及地下区间隧道采用生产、生活与消火栓相互独立的给水系统;地下区间隧道设消火栓系统。因此,在管理城市轨道交通的给排水系统施工中,必须强化规范意识与安全意识,如果管理工作难以到位,将很容易出现系统的错乱与管道混接等方面的问题。由此可见,必须能够努力做好细节上的管理,才能够给排水系统的施工过程,采取全面的管控措施,从而为给排水系统的功能、正常运行提供保证。
4.3通风系统施工管理
轨道交通通风系统控制必须能实现中央控制、车站控制、就地控制3级控制。应特别重视车站公共区通风机排烟控制,车站公共区采用全空气一次回风集中空调通风系统,热季采用空调,其余季节通风换气。一般在站厅层两端设空调机房,内设组合式空调机组(带粗效过滤、空气净化消毒装置),回/排风,排烟风机和空调新风机。原则上站厅独立设置专用排烟系统,站台公共区排烟由回排风机兼用(排热风机辅助排烟)。车站气流组织采用站厅、站台公共区上部均匀送风,站台集中回风的形式。区间隧道通风系统通常采用活塞通风系统、机械通风系统,地下车站原则上两端上、下行线各设一座活塞/机械通风井,即车站两端上、下行线的活塞风口分别位于线路中心线正上方或侧面。
4.4采用先进施工技术和机械
由于轨道交通的施工作业深度较大,因此对于期间需要使用的吊机械、运输机械等,均要求较高。因此,在进行施工的过程中,应当要求施工人员能够运用先进的机械设备,以实现轨道交通整体施工的机械化,使用机械操作取代人力,在提高施工效率的同时,提高施工精度,从而确保施工质量。依据轨道交通地基填料性质上的差异,从而选择最为适合的压实机器,在使用黏土进行轨道交通填筑施工时,需要注意合理选择压实作用力和压实时间,让工人能够对压实机械的使用足够熟悉,从而达到满意的压实效果。
4.5加强安全技术管理
从事轨道交通的施工人员,应当具备强烈的安全意识,在积极加强轨道交通施工技术的同时,还需要重视安全技术的管理,针对工程施工中存在的安全隐患等方面,进行防范与消除,采取定期检查和维护制度,确保各种机械设备能够正常运行,从而避免轨道交通项目施工中的人员伤亡。对于轨道交通项目必需用到的临时结构需要严格的进行检查才能使用。
5结语
城市轨道交通在城市建设以及运输中的地位越来越重需要,城市交通轨道施工质量的好坏直接关系广大群众的生命财产安全。所以需要求城市轨道交通从业人员必须注意加强施工经验以及理论知识的积累,认真完成每一道施工工序,为我国城市轨道交通工程的建设贡献力量。
参考文献
[1]廖秋林,武福美.城市轨道交通施工新技术的发展与应用[J].施工技术,2014(6):45~46.
[2]马红江.城市轨道开挖施工作业方法及优缺点分析[J].城市建筑,2016(9):57~58.
关键词:交通隧道;施工技术;进展
中图分类号:TU74文献标识码: A
一、交通隧道工程特点
1、平面布线特点
受城市用地条件、地形条件和规划条件的限制,城市交通隧道在平面选线初期,可选择余地小,隧道布置形式多采用连拱隧道、小净距隧道和洞口处小净距隧道洞身段为分离式隧道的平面布线方式。这种布线方式导致了城市交通隧道在工程造价和设计、施工难度上大大增加。
2、横断面形式特点
公路隧道的横断面形式主要受道路设计时速控制,而城市交通隧道横断面形式除了受设计时速的限制,更受规划条件和市政工程项目的特点影响,如人行道和非机动车道的设置等。这些问题造成了城市交通隧道断面变化多样,标准化设计难度大。
3、消防通风设计特点
目前公路隧道交通工程设计主要是按照《公路隧道交通工程设计规范》(JTG/T D71-2004)的要求进行设计。但由于上述规范适用于高速公路、一、二级公路的新建隧道和改建隧道以及三、四级公路隧道,城市交通隧道如何定性成了一个现实问题。因此在进行城市交通隧道交通工程设计时,考虑到城市交通隧道的功能服务性和社会影响性,一般根据隧道规模参照高速公路或者一级公路标准要求执行。同时,《建筑设计防火规范》(GB 50016-2006)中关于隧道消防通风也有更严苛的要求:一、二、三类隧道的车行横通道或车行疏散通道以及人行横通道或人行疏散通道的设置间距更短;通行机动车的一、二、三类隧道应设置机械排烟系统,采用纵向通风方式的隧道,其排烟风速应根据隧道内最不利火灾规模确定(表2)。
4、洞口景观特点
城市交通隧道从建设初期的工程控制性到后期运营阶段的地标性和服务性特点,造就了其在一个城市片区、区域乃至整个城市中的特殊性。因此,对于隧道洞口景观的要求是公路隧道远远无法比拟的。因此,如何设计完成一个高品质、高质量、高满意度的隧道洞口景观效果,也已成了一个隧道设计是否完满的重要节点。
二、影响隧道工程建设施工中的主要因素
1、自然条件是隧道工程施工的客观因素
地质、水文地质条件是每个工程时刻要考虑的因素。在隧道工程的建设中,特殊地质地段。为了减少工程量施工前的地质工作,通过地面测绘、物探、少量的槽探和钻孔查清工程区的地质背景、地质构造和主要的水文地质条件。长隧道往往是工程的控制点,应尽量避开大断层,大滑坡、大溶洞、松软地层等不良工程地质体。但施工前的地质工作仅出于搜集资料的技术手段限制,加上地质体的复杂性,所取得的资料不能完全满足施工要求。由地表工作为主推断制约隧道地质条件与隧道施工中实际遇到的地质条件相差很远,漏掉的一些不良地质体给施工带来许多想不到的困难。
工程所在区域的水文地质条件是经过漫长的地质年代形成的,经历了各种各样的自然和人为因素作用,其介质特性表现出很大的随机变异性。大量的试验统计结果表明,岩土体的水文地质参数是十分离散、不确定的,具有很高的空间变异性,这些复杂因素的存在给隧道及地下工程的建设带来了巨大的本质上的风险。
2、施工方案的复杂性
隧道工程建设中,施工队伍、机械设备、施工操作技术水平等对工程的施工风险都有直接的影响。由于工程施工技术方案与工艺流程复杂,且不同的工法又有不同的适用条件,贸然采取某种方案、技术和设备势必会产生风险。同时,整个工程的建设周期长、施工环境条件差,这些对施工单位人员都很容易产生不良影响,容易导致出现各种意外风险事故。施工过程中,地质资料的不确定性、工作面塌方、密封漏损、岩爆、瓦斯爆炸、有毒气体释放、岩溶、突涌水、洞外危崖落石、危石、洞口滑坡、施工用电事故、通讯不畅以及安全措施不力等隐患也很大。
三、加强施工管理技术进展
1、加强地质超前预报
目前在隧道施工期间采用的超前地质预报方法从专业技术方面可分为常规地质法和物探法两大类,具体有以下几种:①超前导坑;②正洞地质素描;③水平超前探孔;④声波测试;⑤红外探水;⑥电磁波法;⑦弹性波法。
在综合地质超前预报中的各种方法中,超前导坑法成本太高、在构造复杂地区准确度不高;正洞地质素描法对与隧道夹角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报,水平超前探孔法在复杂地质条件下预报效果较差、很难预测到正洞掌子面前方的小断层和贯穿性大节理、钻孔与钻孔之间的地质情况反映不出来;红外探测法这种方法只能确定有无水,至于水量大小、水体宽度、具体的位置没有定量的解释;电磁波法干扰因素较多,往往造成假的异常,形成误判。因此施工时应该根据具体的地质条件,选取合适的地质超前预报方法。
2、选择科学、合理的施工技术
随着隧道工程施工技术的长足进步,新的施工方法层出不穷,针对特定的隧道工程,如何选择科学合理的施工方法,也是施工单位综合能力的具体体现。大量的事实证明,采取科学、合理的施工方法不但能够化解因地质条件的变化和对地质认识能力的不足所带来的风险,而且还能够锻炼队伍,提高企业的管理水平,增强企业抵抗风险的能力。目前常用的施工方法应注意的问题有:
1)明挖法:明挖法施工隧道的工艺相对简单、受力明确,操作方便,但需做好地下管线拆迁或加固稳定、地面交通疏导、环境保护以及基坑安全稳定等工作。2)盖挖逆筑法:适宜于软弱土质地层,地下水稳定在基底高程0.5m以下的地层条件,否则还需要配以降水措施。盖挖逆筑法施工,一般分两个阶段:地面施工阶段――围护墙、中间柱、顶板施工;洞内施工阶段――土方开挖、结构、装修和设备安装。施工中完成的楼板是施工阶段帮助侧墙维持稳定和运营期间整体结构的组成部分,当侧墙稳定有需要时,楼板上方和下方需加临时水平撑;底板是完成整个主结构的最后部分,是实现结构闭合的重要环节,对保证隧道盖挖逆筑施工安全、稳定有重要意义。3)喷锚暗挖法:喷锚暗挖法施工自始至终处于暗挖土体与隧道结构施筑与置换的动态过程,隧道围岩始终处于稳定与失稳两种态势的交变过程之中。为确保施工过程中隧道围岩稳定,必须采用监控测量的方法,对围岩、支护结构的状态进行实时监测,及时反馈信息,指导安全施工。4)盾构法:各种盾构机均有一定适用范围,应根据隧道外径、埋深、地质、地下管线与构筑物、地面环境、开挖面稳定和地表隆沉控制值等控制要求,经过技术、经济比较后进行设备选型,使施工质量高、造价低、又安全。排土速度与掘进速度要有机协调,以保持开挖面土体有一定土压,维持土体稳定,达到控制围岩和地表稳定的目的。
3、培养一支懂管理、精技术、高素质的人才队伍
随着工程的实践,从事隧道工程施工的工程技术人员脱颖而出,施工队伍得到锻炼,并在实践中积累了丰富的施工经验。在现场的施工企业的工程技术人员在发现地质条件与设计有出入时,应及时与勘测、设计单位沟通,通过处理、反馈,及时修正设计,合理地控制施工全过程。
结束语
随着我国的发展,相关的交通隧道工程数量也得到了极大扩张。加强对隧道工程的质量管理检测,可以有效保证我国交通运输正常运作。也是满足地区经济发展,满足人们生产生活需求的重要保证。
参考文献
[1]黄俊,李颜平,刘洪洲,贾伟,李勇,赵光,张忠宇.城市交通隧道夹空层空间利用技术探讨[J].公路隧道,2013,04:28-32.
关键词:城市轨道交通;基本类型;建设现状;发展趋势
前言
城市轨道交通具有安全、准时、快捷、舒适、环保等优点,已成为解决城市交通问题的根本途径。经过近二十年的发展,我国城市轨道交通的研究已从建设的必要性、重要性转向技术与管理等具体领域,工程建设也已进入到网络化、区域化与制式多样化的新阶段。因此,有必要对城市轨道交通工程建设的发展趋势和管理予以足够的关注和重视。下面本人结合多年工作和理论研究经验,主要就城市轨道交通的定义、建设现状以及发展趋势和管理等方面浅谈几点看法,仅供同行参考。
1城市轨道交通概述
1.1城市轨道交通的定义
(1)城市轨道交通是指具有固定线路,铺设固定轨道,配备运输车辆及服务设施等的公共交通设施。在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语》中,将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力,采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。
(2)“城市轨道交通”是一个包含范围较大的概念,在国际上没有统一的定义。一般而言,广义的城市轨道交通是指以轨道运输方式为主要技术特征,是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统(有别于道路交通),主要为城市内(有别于城际铁路,但可涵盖郊区及城市圈范围)公共客运服务,是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。
1.2城市轨道交通的作用
⑴城市轨道交通是城市公共交通的主干线,客流运送的大动脉,是城市的生命线工程。建成运营后,将直接关系到城市居民的出行、工作、购物和生活。
⑵城市轨道交通是世界公认的低能耗、少污染的“绿色交通”,是解决“城市病”的一把金钥匙,对于实现城市的可持续发展具有非常重要的意义。
⑶城市轨道交通是城市建设史上最大的公益性基础设施,对城市的全局和发展模式将产生深远的影响。
1.3城市轨道交通的类型
城市轨道交通种类繁多,技术指标差异较大,世界各国标准不一,尚无十分统一的分类标准。一般按运能范围、车辆类型及主要技术特征可分为:有轨电车、地下铁道、轻轨道交通、市郊铁路、单轨道交通、新交通系统、磁悬浮交通七类,在此就不一一介绍了。
2我国城市轨道交通工程建设现状
近20年来,国内北京、上海、广州等城市的城市轨道交通工程建设规模和技术水平有了较大的进展。近二十年的城市轨道交通建设实践证明,国内在工程建设的许多技术上并不落后。例如:明挖法、盾构法等技术已达到了国际先进水平,大跨度暗挖法隧道施工技术接近了国际领先水平。
2.1在城市轨道交通机械化施工方面与国际先进水平有一定差距。目前,国内城市轨道交通建设所使用的盾构隧道掘进机主要靠进口。
2.2在城市轨道交通专用系统设备方面,诸如:通信、信号、AFC等自动控制系统技术水平与国际相比有一定差距。
2.3在城市轨道交通的技术水平上与发达国家相比存在差距。主要表现在系统集成能力不强,缺乏具有对工程项目管理、设计、咨询、施工、运营进行全过程管理的专业化公司。
2.4在运营管理方面与发达国家相比有较大的差距。主要表现在我国人工较多,自动化、信息化水平较低。正线每公里运营管理人员接近先进国家的两倍。
2.5在城市轨道交通技术创新上国内存在明显不足,尤其在新型交通系统研究与开发方面。
3城市轨道交通建设的发展趋势
3.1城市轨道交通建设统筹化
目前,国内交通枢纽存在的最严重问题就是乘客换乘不方便,一个主要原因就是技术与管理方面缺乏统筹规划和统一设计。目前,国内一些城市已开展了城市轨道交通线网系统技术标准与方案、车辆段与停车场、主变电站、联络线等综合规划方面的专项研究。
3.2城市轨道交通建设的区域延伸化
目前,国内一些城市在开展中心城区城市轨道交通建设的同时,已着手开展市域城市轨道交通线网规划的编制工作,个别城市已启动了市域城市轨道交通建设。
2.3城市轨道交通工程技术装备国产化
城市轨道交通工程投资规模巨大,而国产化是降低工程投资的重要途径。目前,国内城市轨道交通制造企业通过与国际企业合作进行产品开发与生产,使得企业的核心竞争力得到提高,也降低了城市轨道交通工程的建设成本。然而,国内更应重视对引进技术的消化、吸收和提高,做到自主研发并真正实现国产化,逐步开发研制关键零部件及易损易耗备品,在保证设备的正常运行的条件下,大幅度降低工程成本。
3.4城市轨道交通技术的信息智能化
智能化城市轨道交通系统是高新自动控制技术在城市轨道交通领域的综合体现,它是充分利用信息传输和自动化处理技术,在提高现有交通设施利用率方面发挥着极为重要的作用。目前,国内城市轨道交通机电设备系统技术标准较高,但整体集成水平不高。因此,国内应该开展城市轨道交通安全保障体系研究,综合研制具有高度智能化、集成化的快速事故防范预警系统和安全疏散、救援系统。
3.5城市轨道交通建设的环保节能化
城市轨道交通建设的发展必须重视协调生态建设和资源综合利用等重大问题。建设生态城市对城市轨道交通的有关设施(如风井、出入口、冷却塔等)提出了更高的环境要求。为使城市轨道交通与周围环境融为一体,城市轨道交通应当加强环保与节能研究,技术装备与管理过程中应当协调好安全、环保、节能、低维护之间的关系。此外,在建设集约型社会的要求下,如何节省建设投资及运营成本,也是一项非常重要的任务。
4城市轨道交通工程建设发展的管理策略
4.1加强宏观领导和管理,成立国家级领导与协调机构,会同规划、技术与运营等部门,协调城市轨道交通发展中的重大技术问题,在引进、消化和吸收国外先进经验的基础上,制定城市轨道交通系统的发展规划及实施计划,明确城市轨道交通发展战略的相关产业政策、技术政策和建设标准,并在适当时机制定相关法规,加强对城市轨道交通建设行业的监督管理和组织协调,促进城市轨道交通建设快速、有序、健康的发展。
4.2加强技术研发,提高产业水平。开展城市快速轨道交通系统成套技术研究,提升我国城市轨道交通的整体技术水平,完成行业技术跨越,打破国外的技术垄断,促进产业发展。城市轨道交通管理部门、研发机构与运营商应就技术开发项目的立项、筹资、研发、鉴定、知识产权管理等密切合作并达成一致性意见,以促进技术开发项目管理有序、高效开展。
4.3促进技术整合并加强协同管理。技术整合是技术创新活动的一种形式,是城市轨道交通发展过程中解决技术创新问题的一种快速有效途径。它是通过系统集成的方法评估、选择适宜的新技术,并将新技术与城市轨道交通现有技术有机地融合在一起,从而推出新产品和新工艺的一种创新方法。技术整合的过程管理注重新旧技术的相融,其核心就是合作各方的协同管理。
4.4加强技术联盟的管理。技术联盟是通过共同的研究开发信念,将联盟内研发人员紧密联系起来。它已成为新技术、新产品研发的最新方式。随着国际化进程的发展,为了完成城市轨道交通中一些高投入的技术研究开发项目,有必要开展国内城市、国外机构或企业联合一起组建技术联盟进行技术研发。
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