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地铁施工总结范文1
[关键词] 地铁 出入口 基坑 降水 总结
中图分类号:U231+.3 文献标识码:A 文章编号:
1 工程概况
南昌轨道交通1号线珠江路站位于昌北凤凰洲丰和大道与珠江路交叉处,沿丰和北大道呈南北走向,车站总长为456.6m,宽17.7~21.5m,设计为地下二层岛式车站。车站主体为单柱双跨、双柱三跨的现浇钢筋混凝土箱型框架结构,共设4个出入口,基坑开挖深度除出入口楼梯放坡段其他位置深度为8.5~11.5m。
附属结构出入口围护采用φ850@600SMW工法桩,内插700×300×13×24mm的H型钢,隔一插一,水泥掺量≥20%,搅拌桩的有效桩长为9.8~16.8m(根据基坑开挖深度呈阶梯状设计)。主体围护与附属围护的连接处的冷缝采用R1500mm范围内φ800mm的高压旋喷桩加固止水。
2 地质、水文条件
根据地质勘查报告,场地地层由人工填土、第四系全新统冲积层、下部为第三系新余群基岩。按其岩性及其工程特性,自上而下依次划分为①2素填土、②1粉质粘土、②2粉砂、②2-1淤泥质粉质粘土、②4中砂、②5粗砂、②6砾砂、⑤泥质粉砂岩。
本工程拟建场地内的地下水主要为赋存于第四系砂砾层中的孔隙潜水,含水层为地面以下4.10m~220.5m范围内。地下水位埋深年变幅1~3m,地下水主要接受赣江水体的侧向补给,受人为开采影响较小,平水季节及枯水季节,地下水向赣江排泄;汛期,赣江补给地下水,地下水与赣江水力联系密切,地下水水量丰富。
3 基坑涌水量的理论计算
根据本工程水文地质条件,基槽开挖深度范围内分布的地下水有两层,依次为上层滞水、潜水。场地内地下水极为丰富,地下水与赣江水力联系密切,且场地距赣江仅为800米左右,主要含水层为赋存于砂砾石层中的孔隙潜水。含水层主要为②2粉砂层、②4中砂层、②5粗砂层、②6砾砂层。地下水位埋深4.10~6.50m,标高14.10~15.46m,地下水位变幅1~3m。
4号出入口地面整平标高19.70m,基坑底标高8.11m, 基坑设计开挖深度为11.59m,地下水位取14.66m,采用基坑内降水,水位必须降至基坑底以下1.0m,降水深度达到7.55m。根据勘察资料,各含水层渗透系数为:②2粉砂渗透系数为6.0、②4中砂渗透系数为75、②5粗砂渗透系数为75、②6砾砂渗透系数为75。
基坑长度L为46.48m,宽度B为9.4m,L与B的比值小于10,为块状基坑,根据该场地的环境条件和水文地质条件,含水层的渗透系数较大,地下水量较大,拟采用管井降水方案。采用“大井法”计算出水量。
1、基坑降水设计计算:
1.1确定井点管的埋深L:
式中:――基坑开挖深度,;
――井点露出地面高度,一般取0.2~0.3m,;
――降水后地下水位至基坑地面的安全距离,一般取0.5~1.0m,;
――降水漏斗曲线水力坡度,环状布置取1/10,单排线状布置取1/5,;
――井点管至基坑顶面边缘距离,一般取0.7~1.2m,;
――基坑中心至基坑顶面边缘距离,;
――滤管长度,一般取1.3~1.7m,;
则 ,取。
1.2确定引用半径(假想半径)R0
对于矩形基坑,其长宽比不大于10时,可用“大井法”将矩形基坑折算成假想半径为R0的理想大圆井
式中:――基坑的面积;
1.3确定抽水影响半径R
式中:――渗透系数,取加权平均值,;
――含水层厚度,;
S――抽水坑内水位下降值,s=14.66-7.11=7.55m。
表1各土层的渗透系数
1.4确定基坑涌水量Q
4 降水井平面布置图及相关位置关系
1、降水井的平面布置:根据地质勘查报告,结合主体结构在此地质条件下的降水经验,4号出入口基坑开挖深度为9.6m~11.5m,疏干井的深度根据基坑开挖深度来设置,井深设置为16m,井底标高位于基底以下4~5m。本工程作为南昌轨道交通的试验站点,尚无类似经验参考,本工程以4号出入口为试验进行降水,设置2口疏干井,分别位于L型出入口两侧中部,并在拐角处布设一口水位观测井兼做备用井。
2、结构剖面及现状地质水位等相关位置关系为:地面整平标高为19.700,基坑外地下水位为16.60,赣江水位为14.50、基坑距离赣江约800m,基坑内水位为12.69,基坑开挖底为9.60,基坑底处于②2粉砂层中。
5 降水井管的设置
降水井井管直径0.3m,泥孔径0.5m。滤水层厚度0.2m,滤水层采用3~15mm级配砾石过滤层。井管为Φ300mmPVC波纹管,波纹管上布置300mm圆孔,间距为100mm,梅花形布置。PVC管外包两层滤网,内层滤网采用孔眼1×1mm尼龙网,外层滤网采用孔眼2×2mm尼龙网,用12#铁丝间隔1.0m扎紧。
6 降水运行情况及分析
4号出入口于9月28日开始抽水,降水井水位降深-时间曲线见水位降深-时间曲线图,降水井水泵功率及抽水量详见下表。
表24号出入口水泵布设及抽水量统计
备注:4-1、2降水井每天24小时连续抽水;观测井内静水位为+12.60m,每抽水20分钟后,井内水位下降至井底(约+5.50m),停抽后约20分钟,井内水位回升至+10.50m,如此反复循环(观测井三面紧靠搅拌桩止水帷幕,仅有靠近基坑内一侧有进水补给)。
通过对观测井内的抽水试验情况发现,观测井内水在20分钟左右抽干,抽干后停约20分钟水位回升,观测井的四周已封闭,水的补给仅从井底部补给,由此可见水的补给量之大,且根据目前的实际情况分析估算,其每天的补给量约为8340m3。
图4 水位降深-时间曲线
根据上图统计,4#-01降水井初始水位标高+12.701,4#-02井初始水位标高+12.528,截止至10月10日经过历时12天的降水工作,4#-01降水井水位标高+12.734,水位下降0.03m,4#-02降水井水位标高+12.698,水位上升0.17m,基坑累计出水量约为6768m3。降水井水位深度为降水井内静水位标高(静水位:暂时停止水泵抽水5分钟,保证井内水位能真实的反应基坑内的水位时,量测的井内水位标高)。
7、针对目前降水情况处理的建议
通过理论计算的基坑涌水量,并结合4号出入口的降水实际情况进行分析,基坑内外水量达到平衡时为6884m3/d,而实际涌水量远大于此,要确保水位能下降每天的出水量必须要达到8000~10000m3/d左右方能满足要求(考虑到局部围护体系有可能渗漏的情况)。由于本工程为南昌轨道交通的试验站点,本地区尚无相关的类似情况进行参考,如此大的抽水量及补给量在如此小的基坑内将如何确保基坑施工的安全。针对目前情况,提出以下两点建议:
1、4号出入口围护结构已施工完毕,为保证基坑内降水效果和基坑开挖过程中基坑的稳定,在原基础上再增加一口降水井,以提高降水效率,最终达到降水目的,确保基坑施工的安全;
地铁施工总结范文2
地铁车站有多种系统需要“接地”。牵引变电所及降压变电所供电系统的工作接地,为保证人身安全和设备安全的保护接地,还有AFC(自动售检票系统)、通信系统、信号系统、FAS(火灾自动报警系统)等弱电设备的接地;地上车站还有防雷接地;同时在综合接地系统设计施工时,还应兼顾杂散电流腐蚀防护的要求。这样,多种接地合用一个接地网,我们称之为综合接地系统。综合接地系统在防止雷电流(主要在轻轨工程中)、防迷流、工作接地等方面均起到重要作用。
本文针对地铁车站的综合接地装置问题,笔者结合施工过的北京地铁十号线惠新西街南口站综合接地情况,根据现行技术规范的要求和自身的工程实践谈一些关于接地装置的布置、接地装置的埋设深度、接地装置的材料选择、接地装置工频特性参数的测量、接地引出线及连接线的要求、土壤电阻率较高时的处理方法等几个方面的看法。
【关键词】综合接地系统、复合式接地网、接地引出线、接地材料
中图分类号:U264文献标识码: A
引言:
一、接地装置的布置
在地铁车站施工过程中,地铁车站连同车站两端的设备用房,开挖总长度一般为200 m左右,宽度在20m以上。通常情况下,变电所布置在车站一端,而把通信、信号等弱电系统布置在车站的另一端。因此,两端都需要接地引出线。这样,车站两端各做一个接地网、并把它联结起来形成一个较大的接地网。见图1。
图1 典型车站综合接地接地网布置示意图
如果变电所和通信、信号等弱电系统都布置在车站的一端,就不必要把接地网设计得和车站一样长,而在车站的一端就可以。图2、图3分别表示两种引出线在车站一端的接地网布置示意图。
图2 引上线在车站一端接地网布置示意方式一
图3 引上线在车站一端接地网布置示意方式二
比较图2和图3,可以以看出图2的接地网面积 =120×22=2640 m2,图3接地网面积S= 180×15=2700 m2。根据复合式接地网接地电阻的简单算法:Re=0.5ρ/S½(DL/T621-1997附录A)可知。两个接地网的接地电阻值几乎完全一致。但是图2的周长为284 m,图3的周长为390 m,相比之下图2的土方工作量和接地扁铜材料将大大的减少。所以接地网布置时尽可能根据车站开挖的情况把接地网布置得宽一些,对于节约工料和降低电阻是有利的。但要注意,“复合式接地网” 是以水平接地极为主,周边带有垂直接地极的地网。根据土壤电阻率的情况,垂直接地极不宜布置得太少。
另外,如果车站为换乘站,变电所和通信、信号等弱电系统没有布置在车站的一端也不是两端,如笔者参与施工的北京地铁十号线惠新西街南口站。站内需要接地的装置分布的较远,所在部位开挖深度不一样,但相对集中。设计的做法是在地铁下方不同深度分别设置接地网,然后使用电缆将两个接地网连接起来,以保证整个建筑的接地网等电位。详见图4。至于接地网的形式,我认为可以不拘一格,能满足网格间距要求并且尽量节约投资即可。
图4 北京地铁十号线惠新西街南口站综合接地网示意图
从故障电流散失的情况分析,电流是以接地引入点周围流失为主,离接地引入点越远,其接地体的作用越小。
根据上述分析,建议布置接地网时,尽可能布置得宽一点,基坑开挖多宽就布置多宽,一般应大于20 m。接地引出线不宜设在地网的一端,最好靠近地网的中间。如图3,把接地引出线布置在③轴要比布置在①轴好一些。
二、接地装置的埋设深度
《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)中要求“接地网的埋设深度不宜小于0.6 m”。这是针对地面变电所、发电厂的接地网,应考虑冬季土壤干燥及冬季土壤冻结时对土壤电阻率产生影响,所以要埋设在地面以下一定深度。但对地铁车站来说,埋设在底板垫层下已经很深了,再要求底板垫层以下0.6 m,将增加很大的工作量。如果是明挖车站,施工虽很困难,但还可以实现埋深0.6 m;如果是暗挖车站(如盾构车站)将很难达到埋深0.6m。因此建议埋在垫层下100~200 mm就可以了。北京地铁一、二号线,接地装置设在车站结构的两侧,回填新土的土层内,距地面3~5 m,这个深度便于施工,接地引出线从结构的侧墙直接引到站厅层的机房,实践证明这是一个较好的做法。
三、接地装置的材料选择
《交流电气装置的接地》的6.1.6条规定了接地装置的防腐设计。首先,计及腐蚀影响以后,接地装置的设计使用年限应与工程的设计使用年限相当。埋入土壤中的接地体年平均腐蚀厚度(总厚度、最大值):扁钢为0.2~0.1 mm,热镀锌扁钢为0.065 mm (缺少扁铜数据)。如果按地铁工程设计年限为100年,埋在土壤中的镀锌扁钢的厚度应为7 mm。
根据防腐设计要求,同一工程的水平接地体应为同一厚度。有的设计单位把周边的厚度用5 mm(50mm×5 mm扁铜),而中间均压带的厚度用4 mm(40 mm×4mm扁铜),这是不合适的。
为了不增加用铜量,建议设计把50 mm ×5 mm的扁铜改为40 mm ×6 mm,这样增加接地极的厚度便可以增加接地装置的使用年限,而不增加投资。
现在有一种新的接地体材料是铜包钢,但铜包钢做接地体尚缺乏耐腐蚀资料(铜包钢的加工工艺、技术要求没有国家标准)。如果2.5 mm厚的钢管包上lmm厚的铜,它的耐腐蚀年限是多少年不能确定,在地铁车站内使用有些风险,因为接地体在车站结构地板下面是不可能更换的。因此在北京地铁十号线设计时,北京城建设计研究院的设计采用的是紫铜管,而没有采用不能确定耐腐蚀年限的铜包钢。
《交流电气装置的接地》要求角钢的厚度不小于4 mm,钢管的厚度不小于3.5mm。这是对地面变电所、发电厂的接地要求,它腐蚀后还可以更换补救,地下车站的底下是难以补救的。接地体及接地线的选择还应考虑承担短路电流的热效应,这点是比较容易满足的。
四、接地装置工频特性参数的测量
1.接地装置工频接地电阻的测量
根据DL475-1992指出的测量办法,对接地电阻的实际测量是必须的。接地电阻值应该符合设计要求。但是对于地下车站来说,该项测量比较困难,特别是暗挖车站,在何处测量,辅助地极设置在何处,如果测量的接地电阻达不到要求时该怎样解决。有的设计单位在设计说明中要求,实测电阻达不到要求时,要采取措施直到满足要求。我认为设计单位设计时,要充分考虑到施工及测量的困难,要根据土壤电阻率及地网形状进行认真计算,尽可能避免事后采取补救措施。
2.接触电压和跨步电压的测量
接触电压测量主要针对发电厂、变电所的工作人员经常出现的电力设备附近。但是车站接地网设在车站地板垫层以下,这种测量的实际意义并不太大。因为地铁结构的底板和接地网绝缘。地铁结构底板厚度一般为600~800 mm,且钢筋密布。接地网的电位差不会影响到车站内的工作人员。所以接地网中部的接地扁铜带,虽然客观上有均压作用,故而设计考虑的重点应该是故障电流的散流作用。所以两根接地引出线(扁铜)最好是接至不同的接地扁铜,并在水平接地扁铜不同的交叉点附近,使故障电流向几个方向散失。
五、接地引出线及连接线的其他要求
目前接地引出线的一般做法大都采用了铜排(50mm×5 mm)穿防水钢管的做法。铜排与钢管之间填充环氧树脂,以便达到和结构钢筋绝缘的目的。引出线的位置应注意选在进入电缆夹层靠墙近的地方,不宜选在电缆通道中间,以免影响施工和维护人员通行。也可以在结构的侧墙引入,通过站厅层的机房或风道引入。
接地母排通常设在电缆夹层。接地母排与接地引出线的连接线最好选用绝缘铜电线。绝缘铜电线的截面应根据故障电流选取。用绝缘铜电线比电缆要好。其优点是:节省投资、方便施工,因为地线绝缘要求低,电缆不便弯曲施工。有的设计选用铜排做连接线,其截面也用50 mm×5 mm。应该说选用铜排做连接线施工不方便,并且施工后给电缆通道的通行造成了困难。连接线的截面没有必要与接地引出线的铜排等截面。接地装置的做法宜采用图5~图6。
图5接地装置设计方案的示意
图6 接地装置设计方案二的示意
有的设计说明中要求“水平接地极和连接带的扁铜应立放,不允许平放”,这并没有科学依据。水平接地极的耐腐蚀性及接地散流作用和接地体立放应该没有什么关系。
六、土壤电阻率较高时的处理方法
1.采用降阻剂
在结构底板垫层以下,降阻剂的使用寿命能否保证100年,对其他金属有无腐蚀性,这是设计单位应该注意的关键问题。
2.采用换土方法
有的设计单位要求采用换土的方法,如接地装置处在地下卵石层时。水平接地体的换土沟应为1 m ×1 m (深×宽),垂直接地体要先挖直径1 m长2.5 m的孔洞再回填粘土(这都在车站底板垫层以下),一般车站的水平接地总长有800余米,垂直接地体36个,可见其换土方的工程量是相当大的。这个方案可能不是最佳方案。
3.在车站结构的两侧回填土中做接地极
可以把垂直接地极加长(估计可以长到十几米,回填土有十多米),也可以利用施工开挖中的钢板桩或其他护坡钢筋。这比采用换土方案要节省大量土方工程,只要求车站回填土电阻率低一些就可,应该是一个节省土方工程的方法。
地铁施工总结范文3
关键词 地铁车站,软土地区,基坑加固
0 引 言
近年来上海轨道交通建设大规模发展,对地铁深基坑施工和设计也提出了越来越高的要求。目前上海市大部分地铁深基坑工程都采用刘建航院士提出的“时空效应”施工方法,采用“分层、分段、对称、平衡”的开挖方法和“随挖随撑,按规定时限施加预应力,减少基坑暴露时间”的支撑方法,取得了较好的效果;但在地铁基坑设计尤其是基坑变形计算方面还存在一定的欠缺。地铁车站基坑工程的主要设计内容是根据地质条件和环境保护要求合理地确定围护结构支撑体系、地基加固要求和施工方法及工艺。其中一个关键问题就是如何选取围护结构被动土压区的水平基床系数Kh。Kh是综合反映地质条件、支撑和围护结构条件以及开挖施工条件的等效水平基床系数。合理地选取Kh关系到基坑设计的安全合理性。Kh的正确取得有赖于工程实践中的大量观测分析和总结。
本文通过对近几年施工的20多个地铁车站基坑的观测,对基坑的支撑围护结构条件、地质条件、地基加固条件、施工条件及相应的基坑变形进行了较全面的总结,可供设计者对其在一定地质条件下所选用的地基加固方法和基坑开挖施工方法能否达到控制基坑变形、满足环境保护要求上进行宏观的判断;从工程类比中也可对其选用不同加固方式及Kh取值是否适当进行检验;最后还总结了上海地铁基坑围护墙体变形的一些数据,并提出了对基坑变形警戒值的一些看法。
地铁施工总结范文4
地铁,顾名思义就是地下铁路,指的是在城市地下铺设轨道设定的城市新型交通系统。其实严格意义上来说,当前的地铁已经不局限于地下,某些城市中因为地形等等因素的制约,地铁在城市地面上也有部分的路段。但是由于绝大多数仍然是在地下空间,所以我们习惯上还是称之为地铁。因为地铁施工特殊的施工环境,所以地铁施工具备下面的一些特点:(1)周期较长。地铁施工要先在地下挖掘隧道,基本上没有现成的空间可以利用,所以一般地铁的施工持续时间都较长;(2)工期较长。毋庸置疑,因为地铁施工周期较长,必然工期较长。再加上相关的技术较为复杂,相关的机械设备运送和使用也需要耗费大量的成本,所以一般无法短时间内修成地铁;(3)风险大。由于地下空间中有很多不确定的因素,尽管当前的地铁施工都有较为完备的安全保障措施,但是地铁的施工还是存在着不小的风险。
二、地铁施工中的监测技术和安全风险
基于上述地铁施工的一些特点,在地铁施工中应当特别注意安全风险防范和管理工作。这项工作并不是一项简单孤立的工作,而是一项涉及多部门多领域的协调发展的复杂的系统的管理体系。一般来说,地铁施工安全管理应当遵循下面的一些步骤:第一,进行周密的前期调查工作,获取大量科学的数据资料,进行合理的工程设计。在设计阶段要进行必要的安全风险预估,并且这项活动必须要相关专家的参与;第二,建立完善的地铁施工安全风险防范和管理系统,具体包括安全风险的监测、安全风险的识别、安全风险的应急处理和事后的总结分析。在这一系列活动中,监测是基础,处理是核心,总结是必须。在地铁施工安全风险管理工作开始之前,有必要对影响地铁施工安全的一些因素加以明确。这些因素主要有:(1)地质环境。这一点是最基本的。因为地铁就是要跟地质环境打交道,土质、地下水等等因素都是地铁施工中不可避免的安全影响因素;(2)地形和气候。某些施工单位认为气候对地面的影响较大,而对地下的影响较小,这种观念是错误的。气候对于地下施工环境的影响是巨大的,例如强降雨就会导致地铁施工陷入困境,因为水是会渗透的;(3)施工技术和工艺。这是主观的因素,根据施工工期和成本预算情况确定地铁施工的具体工艺,不同的工艺安全风险程度是不同的;(4)各种地下管线的问题。当前城市地下有很多水电、气、油管道,对地铁施工影响非常大。在地铁施工中,应当对安全风险的概念予以明晰,确定什么情况属于安全风险,安全风险具体到哪种程度。实践中,往往对地铁安全风险进行分级。一般来说,安全风险等级划分的评价标准是基于各种数值,例如监测对象水平位移、沉降等等数值的变形速率,根据变形速率的不同,在一定阀值内,可以正常施工;超出一定阀值,可以加强监测,但是施工活动不停止;超出一定的极限阀值时,应当立即停止施工并且用相关的应急方案来进行处理。
三、当前地铁施工中监测技术和安全风险防范出现的问题和解决策略
由于当前地铁施工复杂的施工环境和各种主客观的因素制约,当前地铁监测技术和安全风险防范工作也存在着不少的问题,其中较为主要的有下面几个方面:(1)尽管在计算机技术和网络技术的影响下,在某些程度上已经达到了自动化,但是自动化程度不高,监测工作仍然离不开人工。这就会造成人力资源的极大浪费,也间接增加了人工成本;(2)各个环节的各项数据相对较为独立,并没有将整个地铁施工活动的数据监测形成一个有机的整体,不能够从宏观上把握;(3)监测数据和实际安全风险有时候会不符。安全监测主要是某些因素的变形值进行监测,但是事实上,很多安全事故发生时,变形率并不大;(4)没有统一的技术规范指引,相关的人员还是依靠经验来进行活动。鉴于当前这种情况,在未来我国地铁施工监测和风险防范工作中,可以采用下面的措施来解决:首先,最基础的就是要做好制度和相关技术规范的保障。应当将这项工作上升到法律法规的高度去制约,用法律法规的强制力去杜绝当前地铁施工中重技术、轻管理;重工期、轻安全的错误局面,全面保障施工安全;其次,投资单位应当及时足量进行资金支持,防止因为资金的问题导致施工安全受到影响;再次,要建立科学的安全管理体系,并且与时俱进,借助于当前先进的计算机技术和网络技术进行管理,用最先进的技术确保地铁施工安全;最后,要在技术上进行必要的革新,一是实现监测自动化和智能化,将人工解放出来,二是建立更为科学的安全风险评价标准,不要再出现变形率很大但没有问题,变形率不大但出现事故的情形。
四、结语
地铁施工总结范文5
【关键词】软土地铁深基坑;深基坑施工变形;变形控制技术
地铁工程一般位于城市中心,其深基坑工程相应也位于密布各种建筑物和道路管道等的环境中。深基坑工程的施工环境非常复杂,施工变形技术理论和体系都不够成熟和完善,施工风险很大,一旦在进行基坑开挖时引起较大的基坑变形,就会出现安全事故,造成很大的伤亡。因此,为了确保施工环境安全,必须采取有效措施来控制地铁深基坑工程的施工变形。
1.软土地铁深基坑工程概述
软土地铁深基坑工程施工风险非常高,需要先进复杂的技术作为支撑,是一项综合性强、涉及各种学科的系统工程。目前还没有成熟的技术和理论来控制深基坑的变形,保证深基坑工程的稳定性。深基坑工程有多种形式的失稳问题,主要有两种表现形式:基坑稳定性破坏和基坑支护结构刚度不足引起的破坏。基坑稳定性破坏主要包括基坑支护结构的倾覆破坏、基底隆起和整体失稳破坏等,主要原因是丧失了支护结构静力平衡条件;基坑支护结构刚度不足引起的破坏包括支撑压曲或支护结构变形过大等。在深基坑工程施工的过程中不能只保证基坑的不塌不垮,即只保证基坑的稳定性是不够的,还要进行深基坑支护工程的设计和施工控制。
2.软土地铁深基坑施工变形影响因素
软土地铁深基坑的施工过程对深基坑工程的变形有很大的影响,很多地铁深基坑施工工程实例证明,深基坑安全施工过程中出现的基坑倒塌事故只有少部分是由于设计因素等引起的,而大部分是施工原因引起的。一般来说深基坑的施工方案,施工的质量好坏和施工过程是否按照设计标准进行都会影响深基坑的变形和稳定性。主要总结为以下三个方面的因素:
2.1深基坑过程中不同的挖撑次序的影响
一般的深基坑施工过程挖撑次序有两种,先挖后撑和先撑后挖。理论上说,先挖后撑是在进行挖土施工的过程中没有围护墙体,也没有墙后土体的支撑,是先卸载后约束,支撑结构只会对基本挖土工程完工后的工程起约束作用;而先撑后挖是在挖土工程进行前就已经建立起了支护结构,即是在围护墙体和墙后土体的支撑作用下进行卸载。“先撑后挖”比“先挖后撑”基坑的最大沉降值减少了将近6l%,而墙体变形减少了58%,很明显“先挖后撑”的施工方法会出现较大的变形,很明显后者对基坑的有更强的约束作用,更能控制深基坑的变形。
2.2地质条件和时空效应的影响
刘建航院士首先提出了时空效应,这是指在软土地区,通常会有流变特性表现明显的土层,针对这种土层在开挖卸载时要进行及时巩固,围护结构无支撑的暴露时间越长,对周围的地层和围护结构的位移的影响就会越大,这就是所谓的时间效应。而空间效应指的是当土中的某处土体在开挖的过程中引起应力释放时,它的变形会被相邻的没有被扰动的土体所约束。考虑到时空效应的存在和不同条件的土质,在进行软土地铁深基坑施工时要根据围护结构支撑的布置情况分层开挖和分区开挖,合理安排挖土的顺序,这样可以减小开挖土体的空间几何体尺寸,减小基坑变形。
2.3挖土后坑底回弹变形的影响
在进行地铁深基坑的施工过程中,地基会产生卸载,同时土压力也会减小,因此深基坑内的土体会出现一定程度的回弹变形。而挖土后坑底回弹变形的影响因素包括开挖深度、土的种类、坑的面积以及深基坑是否浸水、维护结构的暴露时间和挖土顺序等等。如果深基坑施工过程中坑内有积水,坑内的粘性土由于大量吸水而体积增大,使得抗剪切强度急剧降低,增大了回弹变形,而过大的深基坑回弹变形,会增加建筑物的后期沉降,增大地铁工程的危险性。
3.软土地铁深基坑施工变形控制技术
3.1合理确定施工工序以及挖土过程
软土地铁深基坑的施工必须要保证要按照科学的设计进行,而在设计阶段加强对施工变形的控制就要根据施工变形的影响因素,比如工程所在环境的地质条件和施工条件,开挖土层间不同土体的性能差异,来制定出科学合理的设计方案。在施工的过程中要根据不同的土体条件来合理确定施工工序和合理的挖土过程,充分了解土体间的作用机制,利用空间效应的原理,在开挖过程中为了将相邻土体的影响降到最低,就要将开挖的长度和深度降低到最少,并且在完成上一节的支护工作后再开展下一节的开挖,采取这种措施可以尽可能缩小扰动土体范围,有效控制深基坑的施工变形。同时,还可以利用时间效应原理,在最大程度上缩短土体受扰动到支护的时间,将抗剪强度由于土体在受到扰动变形后受到的损失降到最低,这种措施也能对控制基坑变形有利。
3.2降排水以消除软土地铁深基坑内的积水隐患
为了防止在地铁深基坑开挖过程中由于地下水的影响而引起深基坑外地层的变形,就要对地下水进行处理,一般施工过程中都是采取降低地下水位和隔离地下水这两种方法。在深基坑施工过程中如果出现地下水的渗透,其往往可以造成灾难性的后果,破坏过程是深基坑坑底首先出现管涌,表现为开始的时候只会有少量的冒水点,然后小冒水点逐渐扩大,最将会造成整个坑底的破坏,针对这种情况,就可以采取隔离地下水的方法。还有的软土地铁深基地下水破坏表现为坑壁侧流砂流土,这是因为缺乏有效的截水措施,致使在动水压力的作用下,造成深基坑坑壁流失大量水土,出现很高的地下水位,这种情况可以采取措施来降低地下水位。
3.3在深基坑施工过程中要确保相邻的施工工序不相互干扰,防止深基坑附近地面超载
软土地铁深基坑施工场地一般堆放着很多重物,这种做法在实际的操作过程中给地基造成了很大的压力,是明令禁止的,但事实上却难以做到。可以通过合理安排施工工序,使相邻的施工工序互不干扰,对施工机器和材料进行合理管理,就能减少地表荷载大小,降低深基坑的变形以及倒塌的危险性。
3.4在施工过程中及时对施工进行监测,做到信息化施工
软土地铁深基坑的施工过程中遇到的可能不止一种土质,而且可能遇到非常复杂的岩土地质条件,事先的勘察工作也做不到非常精确,再假设能够影响软土地铁深基坑的稳定性和施工变形的因素非常多,在施工过程中可能会出现很过意想不到的情况,因此,要对深基坑的施工过程进行实时监控,及时了解深基坑的施工过程出现的质量问题,并采取措施进行解决。很多工程实例证明,在深基坑的施工过程中,通过密切监测地表沉降和结构的位移等等来控制变形是最有效的变形控制措施。
4.总结
软土地铁深基坑施工变形对地铁工程的安全有着非常重要的影响,在城市地铁工程数量和规模日益增加的形势下,为了能够确保深基坑工程在规定工期内顺利进行,严格控制深基坑变形,就要采取有效措施。在软土地铁深基坑 开挖过程中,要对施工过程实行实时监测,采取施工数据并进行分析,以便能够对深基坑运行状况有充分的了解,并预测深基坑的变形规律,在施工技术方面采取相应的调整措施,将变形量降低到最低限,确保软土地铁深基坑的施工安全。
【参考文献】
[1]曹信江.软土地层地铁深基坑施工变形控制技术[J].城市建设理论研究(电子版).2011(20).
地铁施工总结范文6
【关键词】地铁施工;测量控制;测量管理
1. 工程概况
大连地铁1、2号线线路总长为65.1公里,共设车站48座(南关岭、西安路换乘站为两条线共用)。其中,1号线由姚家经会展中心至河口,线路长28.6公里,共设车站22座。2号线由东海公园经辛寨子至南关岭,线路长36.5公里,共设车站28座。
2. 地面控制网建立
为满足地铁工程施工、运营、维护的需要,并考虑相关规范对 测量控制网点密度、精度等要求,结合地铁线路区域地面现状,地铁公司组织建立地铁1、2号线工程地面控制网。该项目共测得地面控制网骨架点14个,卫星定位控制点122个,精密导线点163个,一等水准点24个,二等水准点81点。
控制网成果经省测绘产品质量监督检验站验收通过,于2009年在大连地铁一、二号线施工中投入使用。经过地铁施工实际检验,该项目成果精度良好,点标石稳固可靠,为大连地铁施工建设提供了可靠的平面和高程起算依据。
3. 地铁施工测量管理工作
3.1测量管理制度建立
依据《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308—2008)、《工程测量规范》(GB50026—2007)等国家现行测量规范、强制性标准,制定《大连市地铁工程施工测量管理办法(试行)》、《大连市地铁工程施工测量管理办法补充规定(试行)》,明确了施工测量内容、质量管理目标和质量目标、管理程序等。
3.1.1工程测量内容
大连地铁1、2号线工程测量按照地面控制网测量、施工控制测量、细部放样测量、竣工测量和其他测量等作业划分。施工控制测量是土建施工阶段的重点,他包括地面控制网复测及加密测量、联系测量、地下控制测量、铺轨控制基标测量等四部分。
3.1.2工程测量质量管理目标和质量目标
工程测量质量管理目标是确保全线建(构)筑物、设备、管线、轨道、装修按设计准确就位,在线路上不产生因施工控制测量、细部放样测量超差而引起修改线路设计,降低行车运营标准。
工程测量基本质量指标包括:地面控制网测量的范围覆盖地铁全线,其控制网布局、形状和埋点、测量精度应满足地铁工程相关测量规范要求;在任何贯通面上,地下测量控制网的贯通误差,横向不超过±50mm,竖向不超过±25mm;隧道衬砌不得侵入建筑限界,设备安装不得侵入设备限界;建(构)筑物、设备、管线、轨道、装修的竣工形(体)位(置)误差满足《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308—2008)、《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299—1999)和大连地铁工程施工验收标准相关规定。
3.1.3测量管理程序
大连地铁在工程部设置测量技术管理岗位,主抓全线测量工作,采用集中统一的管理模式。该管理模式分四个层次:第一层是业主测量管理部门,负责全线测量工作组织、协调、下达任务、制定技术文件、指导第三方测量单位工作等;第二层是第三方测量单位,在业主测量管理部门的指导下,负责全线工程的施工控制测量和控制网的维护,对施工过程的施工控制测量、隧道结构断面、铺轨控制基标等进行检测工作;第三层是驻标监理的测量组,负责所监理工程的全部施工测量作业监管;第四层是承包商测量组,负责所承包工程的全部施工测量作业。
工程测量工作严格按照地铁公司、第三方测量、标段监理、承包商四级管理体系逐级进行控制管理。
3.2 对第三方测量的管理
3.2.1 制定管理规定
为加强大连地铁工程测量管理,充分发挥第三方测量单位的作用,确保全线准确贯通,确保主体结构、车站装修及设备安装空间等位置准确,地铁公司制定《大连地铁第三方测量单位管理规定(暂行)》,对第三方测量单位进行管理。
3.2.2 管理要点
1、制定测量检测方案。要求第三方测量单位借鉴成熟地铁测量经验和科学有效的管理措施,结合大连地铁实际情况,制定测量检测方案,并经过专家评审,要求在实际检测过程中严格落实。
2、验收各工点施工测量方案。第三方测量单位对施工单位各工点的测量方案进行检查和验收,对施工单位不满足规范要求的测量方案或方法给予及时、坚决纠正。
3、对方案进行优化和补充。在实践中对目前的测量方案、检测方案不断进行总结和优化,对地铁公司下发的测量管理办法和补充规定里的内容提出补充或完善建议。
4、及时跟进检测。时刻掌握土建施工各标段的进度情况,确定施工单位的测量控制和第三方的检测是否及时跟进,定期上报地铁公司施工进度、检测进度统计表。
5、贯通误差分析。对已经贯通的区段进行误差分析,找出产生误差的主要因素,确定其他区段下步测量控制的加强措施。
6、做好管理工作。做好和其他测量管理层的沟通和衔接,在测量管理上形成合力。配合地铁公司,做好对施工单位测量工作的日常检查和指导,督促施工单位测量技术、管理水平的整体提高。
3.3对施工测量的管理
3.2.1 制定管理办法、规定
地铁公司制定《大连市地铁工程施工测量管理办法(试行)》、《大连市地铁工程施工测量管理办法补充规定(试行)》,对施工单位测量工作进行管理。
3.2.2 管理要点
1、测量队长要胜任。对测量队长进行测量规范、地铁公司测量管理办法、管理规定等内容进行培训,考试合格后上岗。对测量队长进行日常跟踪考察,若不能胜任则要求施工单位进行调换。
2、测量仪器、软件要满足需要。根据地铁控制测量、施工测量精度要求和现场施工测量需要,地铁公司对施工测量仪器精度和数量提出要求,并进行检查验收。要求控制测量计算必须使用正规软件,采用严密平差。
3、施工单位控制测量报检要及时。大连地铁测量管理办法补充规定中明确要求,经检测合格的控制点才可以指导施工,要求按检测项目、报检期限及时报检。所以施工测量报检不及时,是最大的测量隐患。第三方测量单位和地铁工程部采取下发工作联系单、整改通知单和处罚单等措施加以督促,坚决惩处施工单位测量报检不及时的行为。
说明:
1、用于指导地铁施工的所有测量控制点(平面、高程)均需报检,点标石应稳固、规范。
2、暗挖区间(矿山法),施工单位在进行地下导线及水准报检时,须增加距掌子面最近处已成形的10米范围内的初支断面测量。
3、区间与车站或区间与区间贯通后,需进行贯通测量。贯通测量误差须投影到贯通面的线路中线上。
4、严格对测量控制点管理。测量控制点是施工测量的基础,控制点埋设要符合规范要求,每次使用前要复核,破坏前要及时报告和引测。在施工过程中,测量控制点容易遭到破坏,所以地铁公司明确相应保护要求和处罚措施,对控制点加以保护。洞内控制点处要求用标示牌明示,并采取保护措施。
5、严格二衬结构施工测量要求。为保证二衬施工质量,地铁公司工程部对二衬前测量验收、隧道二衬结构断面测量和断面测量仪器提出明确要求,要求施工单位和第三方检测单位及时跟进对已完二衬的检测,以便及时发现和改正问题,正确指导后续施工。
6、严格隧道贯通前施做二衬控制测量要求。隧道贯通前施做二衬,严格按照《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008第11章第4节的要求执行。施工单位根据各工点实际情况,制定专项测量方案上报第三方测量单位审核,专项测量方案经专家评审通过后实施。
4. 测量控制的技术难点、重点
地铁工程测量控制的技术难点、重点,也是测量管理的重点部分。包括竖井联系测量和地下首条方位角控制边的测量确定。
竖井联系测量是地铁隧道施工中的重要测量环节,包括竖井定向测量和传递高程测量,联系测量的精度直接影响地铁隧道贯通误差的大小。大连地铁竖井定向测量主要采用联系三角形法、陀螺经纬仪与铅垂仪(钢丝)组合法、投点定向法。具体作法如下:
1、联系三角形法:采用联系三角形法(吊钢丝),夹角和边长比应满足规范要求,钢丝间距应大于4米(标准竖井口为6.6m×4.6m,4.6m为横通道方向),有条件的建议采用双三角形法。其中深竖井的联系三角形是控制的重点。大连地铁1、2期工程超过40米深的竖井有3处,最深一处深度为89米。
2、陀螺仪等组合定向法:采用陀螺经纬仪、铅垂仪(钢丝)组合定向测量。左、右线各测设一条陀螺方位边,作为地下导线首条方位角控制边。另外,还用陀螺仪进行井下定向,对联系三角形法测得的首条控制边方位角进行检核。
3、投点定向法:投点传递测量是应用一铅垂线上平面坐标相同的原理而总结出的联系测量方法,该方法适合于浅埋地铁工程。有条件时,应优先采用此法进行联系测量。在暗挖区间隧道正线上方钻(挖)孔投点(现场多兼做投料孔)。具体做法有:投通视的一对点;投单点,和竖井投点形成两井定向。现场有条件的,最好投通视的一对点,直接形成首条方位角控制边。坐标传递采用钢丝(贴反光片)或投点仪完成。用钢丝传递投点,则两钢丝间距离应大于60m。
5. 已完暗挖、盾构区间贯通误差统计
目前,大连地铁1、2号线暗挖、盾构区间部分已经贯通,贯通误差统计见表3。从统计数据可见,全部的横向贯通误差均小于限差的1/2,小于限差1/3的占总数的95%;全部的高程贯通误差均小于限差的1/2,小于限差1/3的占总数的95%;纵向贯通误差也都较小。这说明大连地铁1、2号线工程的测量管理是科学的、合理的。只要地铁参建各方的测绘单位按要求配备测量人员和仪器设备,采用满足规范和可靠的测量方法,就可以达到较高的测量精度,能够满足各项限差要求。
6. 结束语
地铁建设工程中的施工测量是一项重要的基础性工作,施工测量质量是工程质量的基本保障。在地铁隧道施工中,测量工作环境较差,而测量精度要求很高,这就对地铁施工的测量管理与质量控制提出更高的要求。本人仅根据自己近几年的工作经历,谈以上几点体会,有不足之处请同行予以批评指正。
参考文献: