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Abstract: In order to solve the urgent need that construction enterprises reduce the construction cost, this paper combined with engineering examples, took the implementation of the ten new construction technologies and the optimization of construction program as principal thing, further excavated the effective way to reduce the construction cost. After six months efforts, the scientific and effectiveness of this program was proved by practice, and the significant achievements were got to reduce construction cost.
關鍵詞: 降低施工成本;四新技術;優化施工方案;非開挖埋管技術;頂管
Key words: reduce construction cost;four-new technology;optimize construction program;non-excavate pipeline technology;top-tube
中圖分類號:TU71 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)03-0133-02
0 引言
隨著市場競爭的日益激烈,降低成本,獲得最大經濟效益已經成為一個企業生存和發展的前提和必要條件,很多施工企業都在不斷的尋找降低施工成本的途徑。作為一個施工企業,在工程項目中應做到既開源又節流、既增收又節支。只開源不節支,或者只節流不開源,都不可能達到降低成本的目的。因此在施工中應全方位的考慮降低成本的措施。降低成本內的措施主要有四種:一是從工程項目的資源配置上降低成本,二是從施工過程中的管理上降低成本,三是從優化施工方案上降低施工成本,四是采用國家推廣的四新技術上降低施工成本。本次針對哈爾濱市第二市政工程公司承攬的哈藥集團制藥總廠新廠區建設項目-環保車間工程,將擬定施工方案進行優化及將四新技術應用到工程實際中去,使工程在按期完工的同時能夠有效的降低施工成本。
1 工程簡介
環保車間工程位于哈藥總廠的最西側,總用地面積約39373平方米,用地呈不規則形,地勢平坦。新建項目包括:中控化驗室,綜合工房,深度處理間及中間水池,危廢轉運間,應急儲池,中、高濃度調節池及清水池,綜合沉淀池,完全混合爆氣池,AO池,深度處理沉淀池,出水儀表間,廠區給、排水及熱網,廠區內弱點及電氣外網工程。工期6個月。
2 應用新技術優化施工方案
2.1 分析原有施工方案 在對照施工圖紙和查閱有關技術規范的基礎上,仔細研究施工單位投標施工組織設計及專項施工方案后,發現給、排水工程投標施工方案為開槽埋管施工,開槽深度4-5m,最大管徑2m,為保證工期,給、排水工程及其他外網施工與主體工程及池體構筑物同時施工。由于給、排水工程施工貫穿于整個廠區,且施工作業面大,勢必對施工平面布置及其他工程施工產生影響。管理稍有不慎,將會造成施工混亂,對工期和施工成本產生嚴重影響。從全局角度出發,必須對投標施工方案進行優化。經討論后決定,將部分影響施工總平面部署及關鍵工程的給排水及外網工程管線施工方案進行改變,由開槽埋管工藝改為非開挖埋管工藝。其中給排水管線工程部分采用人工頂管施工技術,弱電及電氣外網改為定向鉆施工。
2.2 應用非開挖埋管技術
2.2.1 非開挖埋管主要技術內容
①頂管法。直接在松軟土層或富水松軟地層中設置的施工方法,可以避免因疏干和固結土體而采用降低地下水位等輔助措施,從而大大加快施工進度。短距離、小管徑類地下管線工程施工,廣泛采用頂管法。近幾十年,中繼接力頂進技術的出現使頂管法已發展成為可長距離頂進的施工方法。
②定向鉆進穿越。根據圖紙所給的入土點和出土點設計出穿越的曲線,然后按照穿越曲線利用穿越鉆機施工。其主要技術包括:1)根據套管允許的曲率半徑、工作場地及巖土工程條件,確定定向鉆進的頂角、方位角、工具面向角、空間坐標,設計出定向鉆進的軌跡草圖。2)導向孔鉆進是采用射流輔助鉆進方式,通過定向鉆頭的高壓泥漿射流沖蝕破碎旋轉切削成孔的,以斜面鉆頭來控制鉆孔方向。通過鉆機調整鉆進參數,來控制鉆頭按設計軌跡鉆進。3)將導向孔孔徑擴大至所鋪設的管徑以上,減少敷設管線時的阻力。4)用分動器將要敷設的管線與回擴頭進行連接,在鉆桿旋轉回拉牽引下,將管線回拖入已成型的軌跡孔洞。
2.2.2 技術指標 頂管法的技術指標應符合《給水排水管道工程施工及驗收規范》GB50268、《頂進施工法用鋼筋混凝土排水管》JC/T640的規定。定向鉆穿越技術中,要按照控制點的準確位置進行。
2.2.3 適用范圍 在松軟土層或者富水松軟土層中敷設中、小型管道適用于頂管法。而定向鉆穿越法適合于巖石、砂土、粉土、黏性土性質的地下層條件。
2.2.4 已應用的典型工程 浙江鎮海穿越甬江的頂管工程、上海穿越黃浦江的頂管工程、西氣東輸穿越黃河頂管工程等為已經應用的三個典型工程。
2.3 非開挖埋管技術在本工程中的應用 非開挖埋管技術首先要詳細了解地質情況,根據本工程地質報告顯示,素填土深度約為2.5米。灰黃-褐黃色,松散,欠壓實。粘土:土層厚度約為5米。黃色飽和,硬塑,夾松散狀粉砂,細砂分布不均勻,局部密集。地質條件適用于頂管和定向鉆的施工。本工程穿越臨時施工道路及生產區域的給排水管線采用人工頂管施工,弱電及電氣外網采用定向鉆進穿越的施工工藝。分別在不影響主體及構筑物施工的區域設置頂坑和接收坑。頂坑和接收坑兼做檢查井基坑。基坑采用鋼板樁護壁。工期比原計劃工期提前3天。
3 新技術對施工成本的影響
頂管及定向鉆越施工能避免阻礙和中間交通的優勢,也不會破壞植被和綠地,還能正常維持實施秩序,解決因傳統開挖對施工造成的干擾和對交通環境、周邊建筑物造成的破壞和不良影響。而且施工不受季節性限制,對控制工期十分有利。現代化的穿越設備具有高準確的精度值,易于調整敷設方向和埋深,能夠完全滿足設計要求,并且避免地下障礙物對其的阻礙作用。定向鉆與其它施工方法比較,具有進出場速度快、靈活調整的優越性,并且施工占地少、工程造價低、施工速度快的優勢。本工程用頂管和定向鉆施工代替原有溝槽開挖,使土方量減少為原方案的1/5,避免破壞和截斷施工道路8條,減少了臨時道路的重復修建,避免了開槽施工受原有地下管線的干擾。并且工程集中在工作坑中進行,降低了施工成本,提高了綜合成本最低的優勢。
4 結論
本文結合哈藥總廠環保車間工程實例,應用非開挖埋管技術優化施工方案,使施工質量得到了保證,不僅在材料價格方面降低了施工成本,而且避免了因水池滲漏產生的后期修補費用,達到了降低施工成本的目的。
參考文獻:
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關鍵詞:220kV;變電站;施工方案;優化
220kV變電站施工內,要規劃好選址,避免浪費土地資源。220kV變電站的優化設計,主要圍繞工程施工進行,以免引起工程風險,維護220kV變電站工程的可靠性。220kV變電站施工方案優化,改善了變電站施工的狀態,最大化的發揮220kV變電站的工程優勢,杜絕出現施工缺陷。
一、220kV變電站施工的優化設計
目前,智能電網的建設,220kV變電站施工優化設計中,提出了高質量建設的要求,主要是滿足智能化的需求。分析220kV變電站施工內,設計規劃的優化內容,如:按照220kV變電站主接線的設計方式,確定各項設備的配置類型,實現設備與接線的統一化設計,變電站的主接線圖內,適當的引入自動化系統設計,配電裝置,是220kV變電站施工的要點,需在戶外安裝GIS設備,以免影響配電裝置的運行。通過進行施工優化設計,對于變電站的各個線路及配電裝置設計參數進行優化,可以確保在進行施工方案設計時,優化方案內容,促進施工過程的順利進行,降低返工率。此外,220kV變電站施工中的項目建設,采取優化設計的方式,還可以提高現場工程的組織能力。項目建設的優化設計,要規劃好220kV變電站施工的責任、權限,實現統一、同步的管理,保障標準化的建設。確保項目的總體,達到優化的標準。
二、220kV變電站施工方案的優化策略
220kV變電站,施工建設比較復雜,包含大量的運行設備,如:電纜、深井、避雷裝置等,施工方案的優化設計,目的是提高變電站施工建設的安全性,保障各個方面均能達到安全的標準,積極預防電網事故,避免在220kV變電站施工內,誘發安全風險。結合220kV變電站的工程設計,例舉優化的設計策略。
1.優化項目建設
例如:某220kV變電站,施工地址處于市區中心,占有30畝用地,該變電站施工,比較注重項目建設的優化,以便提高施工的水平,該變電站項目,在項目建設優化方面,致力于構建優質的項目部組織,采取經理負責制的方法,嚴格監控220kV變電站的施工現場,遵循國家電力的施工標準,要求各個崗位的施工人員,都能得到標準化的管理,規范施工建設的現場,項目部的組織人員,統一規劃現場的項目內容,合理調配220kV變電站施工現場的物資、人員,而且該變電站施工項目,在施工方案優化中,不僅注重硬性資源的分配、建設,同時還注重環境的設計,構建通信空間、材料倉庫、員工宿舍,通過施工方案的優化設計,營造文明、安全的變電站運行環境,進而提供優質的施工作業條件。
2.優化質量管理
220kV變電站施工方案優化設計中,在質量管理方面,圍繞施工范圍,構建質量管理體系,安排好施工的各項工序,管控施工工藝的質量,采取分步管理的方式,提高質量管理的水平。質量管理體系,優化了220kV變電站的施工環境,提出質量監督的要求,逐步考慮施工方案內的缺陷,約束施工方案內的各項工藝。例如:220kV變電站施工方案中的質量管理優化設計,應用在工程材料方面,基礎的工程材料是混凝土,質量管理優化,能夠避免混凝土受到外力破壞,保護好混凝土的性能和質量,220kV變電站施工中,外漏的混凝土,全部采用統一的倒角方式,如PVC圓角線,維持混凝土的外觀優勢,避免混凝土出現過度外漏的情況,220kV變電站,設計的是清水圍墻,質量管理的優化設計,要求清水圍墻,達到平整、平滑的狀態,而且還要達到牢固的標準,220kV變電站施工內,電纜安裝中,同樣應該通過質量管理達到優化設計的狀態,不論是電纜溝,還是室外電纜,都要達到質量的要求,尤其是室外電纜,該工程使用角鋼框,安裝完成后,使用橡膠釘固定,保障室外電纜平穩,禁止存有晃動的現象。
3.優化安全設計
安全設計優化,是220kV變電站施工方案中的重點,也是最為全面、復雜的優化內容。220kV變電站施工方案的安全優化方面,先要熟悉掌握變電站施工現場的環境,再在變電站方案中,設計安全管理的內容。首先根據220kV變電站施工方案內的項目,在施工現場放置安全標識,通過懸掛標語、宣傳欄的方式,強調現場的安全控制,還要組建安全管理小組,采取輪班制度,設兩人一組,派駐到220kV施工現場,監督現場安全,積極找出現場的風險隱患,給與安全的指導;然后監控220kV變電站施工現場內,風險系數比較高的施工操作、機械設備,如腳手架、用電搭接、高空作業等,全面落實安全設計,注重施工現場整體上的安全管理,營造安全的施工環境,強調全過程安全管理的重要性,著重監督220kV變電站施工現場潛在的事故、異常等因素,保證施工方案的安全進行;最后是安全教育及安全監控,220kV變電站施工中參與的工程人員,農民工占有很大的比重,應該安排農民工參加安全教育培訓,屬于安全的施工意識,220kV變電站的施工現場,加裝視頻監控,在遠程的狀態下,隨時監控施工現場的安全情況,降低變電站施工的風險。
三、220kV變電站施工方案優化中的控制
220kV變電站施工方案優化的控制,分為基礎施工控制和主體施工控制。基礎施工控制,結合變電站的施工位置,優化設計排水溝,科學計算溝道的排澇流量,確保澇水能夠順利的排入到外河中,同時還要加強地下水位的控制,維持排水溝所需要的水位,以便于雨季排水,開挖時,注意保護施工位置的土體,控制好變電站施工內深埋構件的深度,預防基礎擾動,采用人工與機械相互配合的方式,對于大范圍施工,采用機械操作,對于精細施工,則主要采用人工操作,以確保兩者的配合的協調性,完善施工方案的建設與應用。主體施工控制,重點控制220kV變電站施工內的起重設備,嚴格遵守操作標準,對于地面上的施工,主要采用起重機操作,同時定期對起重設備進行檢修和保養,減少機械操作事故的發生,以提高施工建設的效率,進而推進220kV變電站施工的工期,預防拖期、超期的現象,保證220kV變電站能夠在規定的時間內投入運行,同時保障了220kV變電站施工及運營的經濟效益。
結束語:
220kV變電站施工方案的優化設計,要符合現代220kV變電站的發展需求,注重智能變電站的應用,改善施工的環境,進而完善220kV變電站的實踐應用。結合220kV變電站的施工設計,全面落實優化策略,控制好方案內的各個項目,體現優化方案設計在220kV變電站施工中的運用。
參考文獻:
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關鍵詞:工程爆破優化
中圖分類號: P633.2 文獻標識碼: A
摘要:穗莞深城際軌道交通項目工程施工總承包SZH-2標太平隧道礦山法段礦山法段厚虎區間1號井小里程方向,隧道沿線靠近及下穿地面建筑物段減振措施保護地面建筑物的部位。
1. 按照本工程提出以下幾點優化措施
在隧道爆破施工中,爆破對地面影響最大的是在拱部上臺階施工時,由于沒有臨空面參數的振動最大,所以在本次方案優化中重點針對上臺階采用不同措施優化。由于下臺階施工時上部已形成臨空面,在多次爆破振速測試中,下臺階振動沒有超過上臺階振動數值的,若在試爆過程中測得下臺階等其他部位振動大于上臺階時,再將下臺階施工參數進行優化。
優化方案一、1號井小里程方向Ⅳ級圍巖采用臺階法施工,上臺階縮短開挖進尺,由原來進尺兩榀格柵鋼架(2m)縮短到一榀(1m)。優化參數如下表:
本方案中對上臺階爆破參數進行優化,下臺階及隧底部分參數按照日常爆破參數施工,在下臺階施工時,上臺階已經施工完成為下臺階提供了臨空面,其允許的最大單段藥量去上臺階最大單段用量的2~3倍,即9.6~14.4kg。單對其建筑物的振動影響程度還需要多做測試試驗來分析總結,若下臺階爆破振速大于上臺階的振速,對下臺階爆破參數再做一優化。
在當邊界條件相同時,爆破開挖的最大振動速度值不取決于一次起爆的總藥量,而取決某單段的最大用藥量。根據薩道夫斯基公式,在無新增臨空面條件下最大單段裝藥量與爆破允許振速的計算公式如下,根據公式反算優化方案一的最大振速值,只對上臺階的參數進行驗算:
V-----保護對象所在地質點振動安全允許速度,cm/s
Q-----最大一段裝藥量,最大一段為9段4.8kg
R-----爆破區至被保護物距離,20m
k ----與爆破場地條件有關系數 150
α----與地質條件有關系數 1.8
通過上式計算得到最大振速為1.7cm/s小于2cm/s,優化方案一,滿足在距爆點20m處一般磚房、非抗振的大型砌塊建筑物抗震要求。
優化方案二、1號井小里程方向Ⅳ級圍巖采用臺階法施工,上臺階開挖進尺按兩榀格柵鋼架(2m)進行,上臺階分兩步爆破施工,先爆掏槽和輔助孔后爆內圈孔、周邊孔和底眼部分。
掏槽方式的選擇:掏槽孔仍然選擇采用楔形掏槽,楔形掏槽操作簡單,單孔裝藥量與小于垂直掏槽藥量,垂直掏槽雖然爆破進尺大,爆破效果好、拋擲距離短,但是掏槽眼數較多,掏槽體積小,裝藥眼和空眼的間距不能太大,且需要互相平行,要求鉆工要有較高鉆眼技術,鉆眼角度、深度均不得出現偏差。所以仍沿用楔形掏槽。
本方案中只對上臺階爆破參數進行優化,下臺階及隧底部分仍采用方案一中參數,再此不做說明。
在當邊界條件相同時,爆破開挖的最大振動速度值不取決于一次起爆的總藥量,而取決某單段的最大用藥量。根據薩道夫斯基公式,在無新增臨空面條件下最大單段裝藥量與爆破允許振速的計算公式如下,根據公式反算優化方案三的最大振速值:
V-----保護對象所在地質點振動安全允許速度,cm/s
Q-----最大一段裝藥量,最大一段為7段4.8kg
R-----爆破區至被保護物距離,20m
k ----與爆破場地條件有關系數 150
α----與地質條件有關系數 1.8
通過上式計算得到最大振速為1.7cm/s小于2cm/s,優化方案二,滿足在距爆點20m處一般磚房、非抗振的大型砌塊建筑物抗震要求。
優化方案三、1號井小里程方向Ⅳ級圍巖采用臺階法施工,上臺階開挖進尺按兩榀格柵鋼架(2m)進行,上臺階采用數碼電子雷管一次起爆進行試爆,與其他兩種方法做對比。
2.采用數碼電子雷管爆破減振原理
爆破降振實質是降低產生振動的能量,即降低產生振動的裝藥量。隧道開挖時基本采用的是臺階法,上臺階產生振動最大,本工程中一般上臺階爆破孔為60多個孔,采用非電雷管爆破時,由于非電雷管段位少且采用跳段使用,每個段位引爆的孔的數目為5~10個,即產生振動的藥量為5~10炮眼孔的總藥量。采用電子雷管爆破,延時時間可以任意設置,隧道爆破施工可實現單孔聯系爆破,及產生的振動的藥量為單孔的裝藥量。因此采用電子雷管爆破可極大降低爆破的振動。
3.鉆爆設計
(1)爆破參數確定
數碼電子雷管爆破參數中布孔數量,布孔間距及裝藥情況和非電雷管相同,按照優化方案一、二參數布孔裝藥。
(2)裝藥結構。
由于爆破進尺短,對于掏槽眼、底眼、周邊眼均采用連續裝藥。炮泥封口,但不采用水袋裝藥,防止因水袋破裂造成電子雷管連接端進水短路。
(3)起爆方法。
隧道采用電子雷管單孔連續起爆技術,爆破從掏槽眼到輔助眼至周邊眼、底排眼,通過衣缽表設置起爆時間,各炮眼孔部位設置不同延時時間,各孔之間設置延時時間,可實現逐孔爆破的目的,最大限度降低單段炸藥量。各炮孔之間串聯起來采用專用起爆器起爆。
在當邊界條件相同時,爆破開挖的最大振動速度值不取決于一次起爆的總藥量,而取決某單段的最大用藥量。根據薩道夫斯基公式,在在無新增臨空面條件下最大單段裝藥量與爆破允許振速的計算公式如下,根據公式反算優化方案三的最大振速值,方案三中采用數碼電子雷管爆破,最大單段裝藥量為最大單孔裝藥用:
V-----保護對象所在地質點振動安全允許速度,cm/s
Q-----最大一段裝藥量,最大一段1.2kg
R-----爆破區至被保護物距離,20m
k ----與爆破場地條件有關系數 150
α----與地質條件有關系數 1.8
通過上式計算得到最大振速為0.75cm/s小于1cm/s,優化方案三,滿足在距爆點15m處一般磚房、非抗振的大型砌塊建筑物抗震要求,及土窯洞、土坯房、毛石房的抗震要求。
4.施工方法
針對爆破工作技術性強,工序多,為了保證爆破工作有條不紊地進行,必須有良好的施工組織。
(1)技術交底
首先對鉆孔工人進行技術交底,將布孔原則,鉆孔允許偏差等技術要求傳達給所有施工人員。
(2)炮孔定位
設計及有關人員事先將炮孔中心位置按設計圖用鋤頭挖小孔準確標在爆區內。
(3)鉆孔施工
使用有經驗的鉆工,嚴格按炮孔布置設計圖鉆孔。
(4)炮孔驗收
炮孔鉆好,由技術人員驗收,偏差不大于10cm為合格 ,抵抗線偏差大的孔廢棄,驗收合格后方可裝藥施工。
(5)裝藥施工警戒
為了現場機械設備及施工人員的安全,裝藥爆區范圍內必須初步警戒,甲方須協助現場清理工作。
(6)炮孔裝藥
裝藥前用壓風吹孔,將炮孔泥砂吹凈,由專業爆破作業人員將炸藥送到相應的孔位,放好雷管;藥卷要裝到底,藥卷間不留空隙、泥砂,然后堵塞。堵塞用木質炮棍堵粘土,嚴禁使用鐵器沖擊炮孔內藥包,雷管,裝藥由專業技術人員指導,由熟練的炮工持證上崗作業。
(7)聯線
網路連接完成后,用爆破專用儀表對網路進行導通,這樣便可檢測爆破網路的可靠性,以利準確起爆。
(8)起爆命令
一旦全部警戒工作完成,由爆破班長再次聯絡各警戒點,確認無誤后,下達起爆命令。
(9)爆后檢查及盲炮排除
爆破后30分鐘待炮煙散盡后,組織有經驗的爆破員到達現場進行爆后檢查,確認是否安全及存在盲炮,并作出處理。
(10)爆后檢查解除警戒
爆破完畢,經技術人員檢查現場無誤后,由爆破班長下達解除警戒命令。
(11)有毒氣體防護
炸藥爆炸后,會產生有毒氣體,而且有毒氣體不易飄散,每次爆破后,必須等待15分鐘以上,待炮煙吹散后,等到有毒氣體稀釋至爆破安全規程中允許的濃度以下,對人體無傷害時才能進入爆破工作面。
關鍵詞:城市隧道;雙側壁導坑法;CRD四部法
一、石橋頭隧道原工程設計
石橋頭隧道進口DK2+450~DK3+021段571m為V級圍巖,位于龍巖市城區內,地表民房集中,低山區,丘坡植被不發育,自然坡度10°~25°。表層系第四系坡殘積粉質粘土夾碎石,褐黃色,硬塑,厚5~10m;其下為粉砂巖,全風化層呈灰黃色,厚度大于35m,巖層產狀75°∠15°,其中DK2+636~+820為P1q灰巖,青灰色,強風化,溶蝕現象明顯,溶洞發育,溶洞充填物為軟-流塑狀含碎石粉質粘土;圍巖破碎,地下水不發育。
DK2+450~DK2+515段采用0.3MPaV級圍巖抗水壓襯砌;DK2+515~+850段采用0.5MPa的V級圍巖抗水壓襯砌;DK2+850~+906段采用V級圍巖復合式襯砌;DK2+906~DK3+021段采用V級圍巖淺埋復合式襯砌。
DK2+465~DK3+021段的施工方法采用雙側壁導坑法。超前支護情況:DK2+465~DK2+505段拱部采用Ф108大管棚(40m)預支護;DK2+505~+811段拱部采用Ф89長管棚(10m)預支護,縱向設置間距7m一環;其余地段采用Ф42超前小導管(4.5m)預支護,縱向設置間距3m一環。溶洞處理情況:DK2+750~DK2+830段隧道基底設置Ф89鋼管注漿加固。
二、石橋頭鐵路隧道變更后工程設計
1.超前預注漿
DK2+670~DK2+950段穿越溶洞,采取洞內開挖輪廓線外周邊5m全斷面超前預注漿,改善地層的物理力學性質,對既有未開挖擾動的土體進行加固,原基底注漿預設計方案取消。其他地段可不采取超前預注漿的措施。
2.超前支護
在拱部位置,DK2+525~DK2+981段均設置Ф89長管棚(10m,壁厚6mm)預支護,設置間距:縱×環=7.0m×0.4m,外插角不大于12°;同時配以Ф42超前小導管補注漿固結地層,小導管長4.5m,壁厚3.5mm,設置間距:縱×環=3.0m×0.4m,外插角15~20°。DK2+981~DK3+021段的長管棚按原設計施工。
3.鋼架
環向設置的原I18工字鋼架,改為I20a工字鋼架,鋼架設置間距由原設計0.6~0.8m變更為0.5m。加大初期支護的剛度,使其及早提供承載能力,約束變形。
4.襯砌斷面
調整V級圍巖抗水壓設置的范圍,DK2+525~DK2+950段均采用0.5MPaV級圍巖抗水壓襯砌。DK2+950~DK3+021段采用0.3MPaV級圍巖抗水壓襯砌。防止地下水環境的改變,引起地層不均勻沉降,而給地表環境帶來長期影響。
5.二次襯砌鋼筋混凝土標號
C30變更為C35。
結合上述各方面的加強措施,考慮滿足小型機械設備施工的要求,DK2+525~DK3+021段施工方法擬改為4部CRD法施工。
二、隧道進口段工程特點
石橋頭隧道進口段中DK2+525~DK2+630段(長105m)洞身穿過的圍巖為,全風化的粉砂巖,巖石風化嚴重,呈土狀,地下水不發育,但偶爾有地表生活水滲出。隧道埋深為17m~21m,隧道中線上方地表有7棟龍巖看守所監房和一個露天大游泳池。DK2+630~DK2+800段(長170m)隧道洞身穿越部分為砂巖及灰巖的全風化層,部分地段為溶洞充填物,為灰巖上部風蝕后形成的土層,其具有高含水量、大空隙比、低液性指數等特性。隧道埋深21m~49m地表上方有民房12棟。DK2+800~DK3+021段(長221m)隧道洞身穿過第四系沖洪積粉質粘土及卵石土,具有高含水量、土層松散等特性。隧道埋深20m~47m,地表有民房22棟,其中別墅7棟。
從上可以看出石橋頭隧道進口段中的DK2+525~ DK3+021段(長496m),隧道埋深淺,圍巖地質條件差,地表房屋密集,絕大部分為居民自建房,房屋結構基礎抗變形能力差,施工難度大,風險因素高。
三、進口段施工方法的對比分析
(1)從適用范圍來說,該段隧道圍巖地質條件差,屬于Ⅴ圍巖,隧道跨度為12.2m,大于10m,采用雙側壁導坑法或四部CRD法施工均可行。但在DK2+630~ DK3+021段隧道洞身穿越的地層含水量大、且土層松散,從防水角度來說,四部CRD法優于雙側壁導坑法,因在富水地層進行隧道施工,創造無水作業,對控制地表沉降有明顯的優越性。
(2)從控制地表沉降來說,由于雙側壁導坑法施工對隧道圍巖土體擾動次數較多,整個洞室初期支護成環周期長,對控制地表沉降變形作用不是很高。且該法工序較復雜,導坑支護拆除困難,有可能由于量測誤差而引起鋼架的鏈接困難,從而加大了下沉值。而四部CRD法由于洞室成環時間較短,對隧道圍巖擾動次數較少,則對控制地表沉降變形有利。
(3)從施工方法技術特點來說,雙側壁導坑法是實現變大跨為小跨的施工方法,采用該法時,頂部弧形導坑開挖具有一定風險性,而采用四部CRD工法步步封閉成環,各施工階段風險較小。采用雙側壁導坑法施工時兩側弧形導洞內的鋼支撐(或格柵支撐)往往難以控制在同一段面內,頂部弧形導坑開挖后,鋼支撐若無法連接成整體,則支護承載能力大為降低,而采用四部CRD工法則不存在此類問題。
(4)從工期和工程造價來說,雙側壁導坑法工序復雜,支護拆除困難而且量大,進而施工速度較慢,成本較高。而四部CRD工法每個洞室的成環時間較短,工效較高,施工速度較快,成本較低。
在城市淺埋地質條件較差的地層中進行鐵路隧道施工,結合以上對隧道施工方法的重要指標進行分析比較,得出石橋頭鐵路隧道進口段中的DK2+525~ DK3+021采用四部CRD法施工是可行。
四、隧道進口段施工方法優化
由上節分析知道石橋頭鐵路隧道進口段采用四部CRD法施工時可行的,以施工方法而言,對以下幾點作出相應的優化:
由原來的六部施工改為四部施工,各部施工洞室結構尺寸空間有所增加,很好的滿足小型機械設備施工的要求,施工工序相對減少,洞室成環時間相對縮短,對圍巖擾動次數少,則對控制地表沉降有利。每個洞室錯開一定距離,相互之間干擾小,能形成流水作業,施工效率有所提高。
結合圍巖地質狀況和施工實際情況,DK2+525~DK2+981段拱部位置的超前支護,由原來采用Ф89長管棚(10m)預支護,縱向間距7m一環,改為Ф89長管棚(10m,壁厚6mm)預支護,縱向間距為3.0m一環,外插角不大于12°其余地段采用Ф42超前小導管(4.5m)預支護,縱向間距3m一環,改為Ф42超前小導管補注漿固結地層,小導管長4.5m,壁厚3.5mm,間距:縱向間距0.133m一環,外插角15~20°
鋼拱架由原來的I18工字鋼,改為I20a工字鋼,間距由原0.6~0.8m變為0.5m一榀。加大初期支護的剛度,使其及時提供承載能力,約束圍巖變形,控制地表沉降。
結合圍巖地質情況,調整了圍巖抗水壓設置范圍,由原來的DK2+450~DK2+515段采用0.3MPa的V級圍巖抗水壓襯砌;DK2+515~+850段采用0.5MPa的V級圍巖抗水壓襯砌。調整為,DK2+525~DK2+950段均采用0.5MPa的V級圍巖抗水壓襯砌。DK2+950~DK3+021段采用0.3MPa的V級圍巖抗水壓襯砌。防止地下水環境的改變,引起地層不均勻沉降,而給地表環境帶來長期影響。
參考文獻:
[1]龍廈石橋頭隧道兩階段施工圖設計.
[2]王夢恕.地下工程淺埋暗挖技術通論[M].合肥:安徽教育出版社,2004
【關鍵詞】鋼筋混凝土;外墻后澆帶;方案優化;措施
1 方案目的
本方案中為方便施工,在外墻后澆帶處做直徑為1200mm的厚度為240mm的半圓形磚墻做為擋土墻,在外墻模板拆除后做防水層和防水保護層。此方案比直接在外側做直墻具有以下好處:節省外墻處的8mm厚的止水鋼板、半圓形擋土墻可以有效地防止土方回填時對防水卷材的破壞、直徑為1200mm的半圓形擋土墻可以方便施工,工人可以在擋土墻內部進行模板的支設和混凝土的養護以及防水措施的施工以及雜物的清理。
2 后澆帶施工流程
2.1 施工后澆帶以外砼
2.2 拆其余部位模板
2.3 砌筑磚鈦模
2.4 到設計規定時間后,施工后澆帶砼
2.5 后澆帶砼強度達到100%后,拆后澆帶底模(側模)
2.6 做防水卷材搭接
2.7 做防水保護層
2.8 養護
3 后澆帶施工要求
本工程后澆帶為鋼筋混凝土溫度后澆帶,其應在樓層混凝土澆注60天后澆筑,具置及寬度見相應結施圖紙,后澆帶留齒槽型,后澆帶采用微膨脹性混凝土,其混凝土強度等級應比構件混凝土強度等級提高一級,后澆帶兩側模板待后澆帶混凝土強度達到100%時方可拆模,后澆帶澆筑時的溫度宜與主體混凝土澆筑時的溫度接近。
4 后澆帶施工
4.1 鋼筋施工
按圖紙要求施工,在后澆帶鋼筋綁扎完成后做好防護措施(加蓋蓋板),防止鋼筋損傷及銹蝕。在澆注后澆帶混凝土前對鋼筋進行檢查及除銹處理。
4.2 模板施工
工人可以從半圓形擋土墻處進入內部進行模板的支設以及后期混凝土養護和防水措施的施工。
4.3 混凝土澆注
按圖紙設計要求,后澆帶混凝土采用微膨脹混凝土,其強度比構件混凝土強度提高一個標號,澆注完成后應澆水養護不少于14天。
樓板:后澆帶混凝土采用高一級無收縮混凝土,基礎底板:后澆帶混凝土采用c45 p8無收縮混凝土。
4.4 砌筑施工
本工程因施工工期緊,各項工程穿行,在砌筑工程開始時后澆帶處還未澆注砼,所以必須將后澆帶的位置留出,留出的后澆帶位置為其所在的一跨范圍內。待后澆帶澆注完成強度達到100%后方可再行砌筑。
4.5 施工要點
后澆帶混凝土中使用的微膨脹劑和外加劑品種,應事先通過試驗確定摻入量,并由試驗室出具砼配合比報告。
微膨脹劑必須具有出廠合格證及產品技術資料,并符合相應技術標準和設計要求。進場復試合格后方可使用。
混凝土應攪拌均勻,否則會產生局部過大或過小的膨脹,影響混凝土質量。所以,應對摻微膨脹劑的混凝土攪拌時間適當延長。
后澆帶混凝土應密實,與先澆搗的混凝土連接應牢固,受力后不應出現裂縫。
后澆帶混凝土澆筑完畢后應采取帶模保溫保濕條件下的養護,應按規范規定,澆水養護時間一般混凝土不得少于7天,摻外加劑或有抗滲要求的混凝土不得少于14天。
澆筑后澆帶的混凝土如有抗滲要求,還應按規范規定制作抗滲試塊。
5 質量要求
5.1 鋼筋控制
檢查后澆帶內鋼筋的規格、形狀、尺寸、數量、間距、搭接長度和接頭位置是否符合設計要求和施工規范規定,尤其是后澆帶內鋼筋如果斷開,則要求綁扎搭接接頭面積的百分率不超過25%,焊接接頭不超過50%。后澆帶內鋼筋由于暴露時間較長,鋼筋銹蝕在所難免,故混凝土澆筑前,應要求對鋼筋表面顆粒狀或片狀老銹進行除銹處理。若有鋼筋被踩彎或壓彎現象,在混凝土澆筑前應要求及時進行矯正。
5.2 模板支撐體系控制
要求模板支模架子一次性安裝成型,待后澆帶混凝土澆筑好以后再進行拆除,確保板底平整。
5.3 兩側接縫收口控制
如采用鋼絲網時,制作的單層鋼絲網片必須繃緊,并且鋼絲網片與鋼筋支架綁扎必須結實、牢固。
5.4 混凝土澆筑控制
在澆筑后澆帶兩側混凝土的過程中,應采取對稱澆筑的方法,保證后澆帶模板不會位移;后澆帶混凝土澆筑前清理干凈后澆帶中雜物,將兩側混凝土的松散石子鑿除,表面清洗干凈,保持濕潤,并刷水泥漿。
5.5 防滲漏措施
采用適合工程特點的后澆帶接縫形式和其與兩側混凝土接縫防水做法是做好防滲
漏措施的關鍵,通常應采取企口縫或階梯縫,并選擇接縫中部設置止水條或止水帶的組合做法。
6 安全要求
6.1 溫度后澆帶,間隔時間為60天
后澆帶下及其兩側各1m范圍內的模板及支撐應確保受力和穩定。否則,可能會造成梁板上部裂縫或后澆帶部位下撓,頂板面不平、下沉等質量缺陷。
6.2 后澆帶兩側所在跨內的梁板支撐均不得拆除,排距不大于1m(包括梁板支撐均應保留)
6.3 在其它部位的施工過程中,施工人員跨越后澆帶時,應保持警惕,注意腳下是否踩實再通過,防止踩空后掉落造成傷害
6.4 后澆帶澆筑前,應對澆筑人員進行安全技術交底,了解施工中的安全注意事項
6.5 后澆帶澆筑過程中工班長及項目經理部安全員必須全程旁站監督,發現“三違”現象立即制止