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地下工程施工特点精选(五篇)

发布时间:2023-09-20 09:48:23

序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇地下工程施工特点,期待它们能激发您的灵感。

地下工程施工特点

篇1

关键词:城市地下工程;施工方法;适用条件;明(盖)挖法;浅埋暗挖法;盾构法;TBM法

中图分类号:U615 文献标识码:A

城市地下工程施工常用施工方法有明(盖)挖法、浅埋暗挖法、盾构法。

(一)明挖法。明挖法也称基坑法是从地表面向下开挖,在预定位置修筑结构物方法的总称。明挖法成本低但拆迁量大对城市交通、环境影响极大,若在市区一般不采用明挖法,在人少、交通不繁忙、埋深浅的地方首选明挖法。本文不予详细讨论。

(二)盖挖法。盖挖法是一种先施作围护桩或连续墙作为围护结构和支撑结构(如钢横撑、长锚索等组成支撑结构),在该结构保护下再做桩顶纵梁、盖顶板,恢复路面,然后在桩及盖板的支护下再从上往下或从下往上施工主体结构的方法。

根据开挖及结构施工顺序的不同,盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法和盖挖半逆作法。盖挖法的优缺点及适用条件

1.优缺点:优点和缺点与明挖法类似,不同就是盖挖法能最大程度上减少施工对地面交通和附近居民的干扰。

2.适用条件:盖挖顺作法:路面交通不能长期中断的道路下方修建地下车站,可采用盖挖顺作法;盖挖逆作法:地下构筑物顶板覆土较浅、沿线建筑物过于靠近的情况下,为防止因基坑长期开挖引起地表明显沉陷危及临近建筑物的安全,或者是为了避免盖挖顺作法两次占用道路的弊病,可以采用盖挖逆作法施工。

(三)浅埋暗挖法

浅埋暗挖法以新奥法为基础,采用复合式衬砌,初期支护刚度大承担全部荷载;采用多种辅助工法,超前支护,改善加固围岩;采用不同的开挖方法及时支护封闭成环,与围岩共同形成支护体系;采用信息化设计与施工。我国总结了一套浅埋暗挖法的施工要求,即“管超前,严注浆,短开挖,强支护,快封闭,勤测量”的总原则。

1.浅埋暗挖法施工方法

由于工程实际情况不同,浅埋暗挖法的施工方法各有不同。区间多采用台阶法施工。渡线等大断面段多采用隔墙台阶法、单侧壁导坑法、CD法(中隔墙法)、CRD法(交叉中隔墙法)或双侧壁导坑法(眼镜法)施工。地铁车站可采用柱洞法、侧洞法、中洞法、PRB法施工。

2.浅埋暗挖法的优缺点及适用条件

(1)优点:与明挖法比,浅埋暗挖法最大的优点就是避免了大量拆迁、改建工作,减少了对周围环境的粉尘污染和噪声影响,对城市交通的干扰小。缺点:施工速度慢,施工工艺受施工队伍的技术水平限制;浅埋暗挖法不允许带水作业并且要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。(2)适用条件:浅埋暗挖法适用于不宜采用明、盖挖法施工,含水量较小的各种地下地层特别是软弱砂土地层,尤其是当城市城区地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布,且对地面沉降有严格要求,修建埋置深度较浅的地下结构工程。

(四)盾构法

盾构法是使用所谓的“盾构”机械,在围岩中推进,既能作为临时支撑结构防止土砂的崩坍,同时又能在其内部进行开挖、衬砌作业修建隧道的方法。盾构基本由盾构壳体和开挖系统、推进系统、衬砌拼装系统等三大部分组成。

1.盾构分类:盾构按其构造和开挖方法可分为:手掘式盾构、半机械式盾构、机械式盾构、挤压式盾构、泥水加压式盾构、泥土压式盾构。

2.盾构法的优缺点:优点:能适用于任何水文地质条件;施工安全;暗挖方式施工时与地面工程及交通互不影响,振动和噪声小,可控制地表沉陷,对施工区域环境影响小。缺点:隧道曲线半径过小时,施工难度较大;施工时,沉降量难以控制.

(五)TBM(隧道掘进机)法

TBM法通常是指岩石隧道全断面掘进机,它是集掘进、出渣、支护和通风防尘等多功能为一体的大型高效隧道施工机械。

1.TBM类型及特点

根据对围岩的支护方式,可以将其分为有护盾式和无护盾式两类。护盾

掘进机又可以作开胸式掘进,也可以作闭胸式掘进。TBM不具备泥水压、土压等维护掌子面稳定的功能。其依靠支撑在岩壁上的撑靴撑在隧道侧面上提供反力,通过安装在预制仰拱块上的轨道行走,采用管棚、超前导管、锚杆、喷砼为初支,常规方法施作二衬。

2.TBM(隧道掘进机)的优缺点及适用条件

(1)优点:作业连续,施工效率高,速度快;开挖轮廓多为圆形,超挖量少,减少支护工作量;对围岩扰动小,避免爆破引起的围岩松动坍塌,施工安全性好;使用劳动力少,劳动强度低,作业环境好。缺点:对岩层最为敏感适用用范围不广;体积庞大,设备购置和施工费用较高。对于短隧道和中长隧道难发挥其优越性;不适用于小断面隧道;当遇到大断层、溶洞和涌水地层时将出现难以克服的困难。(2)适用条件:护盾式掘进机主要适用于含水的中硬岩层,抗压强度小于20MPa~30MPa较合适。无护盾式掘进机主要适用于均匀的硬质岩层,抗压强度大于30MPa。

二、小结

从上文可以看出,对于地下铁道车站,条件允许下明挖法仍是首选方法,盖挖法是修建车站的主要方法。暗挖法将会有很大的发展。对于城市隧道而言,浅埋暗挖法、盾构法、TBM法各有优缺点,应根据工程实际情况选择合适的、经济的施工方法。从施工技术上来看,只有不断提高机械化水平,才能提高施工效率。

参考文献:

篇2

【关键词】地下室 人防工程 结构设计

随着我国经济的不断发展,建筑事业也呈现出蒸蒸日上的趋势,作为保护工程安全的地下室也是如雨后春笋般得到了快速的发展,为了使其质量达到标准,对地下室人防工程结构设计的特点进行分析是不能忽视的,只有做好工程结构设计特点的分析工作,才能够使工程结构符合实际需求,从而使工程的质量被人们所认可。

一、地下人防工程结构设计的特点

1 建筑的使用功能――平战结合

就目前地下人防工程的建设现状来看,已经将平战结合作为了结构设计的一项根本原则。所谓平战结合,主要是将人防工程的平时使用和战争使用相结合,使其作用能够得到充分发挥。通常情况下,人防工程平时只作为储藏室和停车场,而在战争时期,则作为群众的避难所使用。这样一来,不仅使地下人防工程的作用得到了最大程度的发挥,而且还充分保证了群众的生命和财产安全。由此可见,平战结合已经成为了地下人防工程的主要特点之一。

2 钢筋混凝土的结构组成设计

就目前地下人防工程结构的整体设计情况来看,地下结构构件在塑性阶段和弹性阶段所吸收的能力是不相同的,前者往往要高于后者。因此,工程设计人员在对地下结构构件进行设计的时候,应该以弹性工作阶段的吸收能力为参考依据,以此来确保构件使用的安全性,延长构件的使用寿命。

二、地下人防工程结构设计的原则

1、在当前地下人防工程结构设计的过程中,施工人员通常都是采用等效静载计算方法,将其单个构件进行拆除计算,从而简化人防工程荷载的作用力计算的方法。

2、在对地下人防工程结构设计的时候,要采用平战相结合方法,利用相关可控制的条件,在人防工程设计结构进行基本的控制,从而提高建筑结构的使用价值。而且在对地板和侧墙进行施工的时候,施工人员还要根据工程管理施工的实际情况和实际要求来进行确定,从而使其到达有效的防护效果。

3、施工人员还可运用强度验算的方法,对其进行人防工程结构在荷载作用下的形变量进行有效的控制,从而使得人防工程结构施工符合工程施工的要求,提高建筑结构的可靠性和稳定性。

4、观察人防工程结构的各个部件的协调性也是十分中重要的,否则可能导致人防工程结构的某些部件提前损耗,使得人防工程使其本身存在的意义。

5、在对人防工程墙柱结构进行设计施工的时候,施工人员要尽量保证其墙柱和建筑承重结构的相互对应,使得地面建筑的荷载通过人防通常的作用直接转入地基当中,从而提高建筑结构的稳定性。

6、在对结构设计的过程中,施工人员要根据施工工程的实际情况对其进行设计,使得人防工程结构施工符合工程的要求。

三、 等效静荷载设计的概念

在地下人防工程结构设计过程中,最重要的一个问题就是对结构内力的计算,因此,为了进一步确保工程施工的强度符合要求,在对地下人防结构进行设计的时候,应该采取等效静荷载设计的方法,来对建筑结构的荷载进行准确计算。从整体设计程序来看,这种方法大致可以包括三项内容,即结构的方案、内力的分析和截面的设计。在以上三项内容中,内力的分析与其他类型建筑工程的内力分析有较大区别,其他两项内容则与其他类型建筑结构的设计方法相同。因此,工程设计人员在开展设计工作的时候,首先应该考虑的就是对工程抗力的等级进行确定,一旦抗力等级得到了确定,就可以根据相关规范中的要求,来对各种荷载作用的数值进行确定。

就目前地下人防工程的使用来看,主要分为日常使用和战争时期使用两个方面,在日常生活中,地下人防工程主要以静荷载为主,战争时期则以动荷载为主。那么,设计人员应该如何对荷载进行合理选择呢?为了将该问题有效解决,最好的办法就是将动荷载转换为等效静荷载,并在此基础上根据荷载的实际组合情况,对结构的背离进行准确计算,最后从整体到具体的构件进行结构整体分析。然而对于地下人防工程内力的分析,则主要是将工程的整体结构划分为多个独立构件,并根据各个构件的防护要求和防护等级,将其等效的静荷载计算出来,不再向另外的构件来传递所受荷载。

四、 几种人防结合在设计构件上荷载的取值办法

首先,在地下人防工程应用过程中,上部建筑的实际情况在一定程度上对人防地下室的顶板核爆炸动荷载产生影响。对于这种影响的分析,应该从两个方面分析,一方面是爆炸的冲击波,另一方面是建筑与地下室的相互作用。一旦冲击波在迎爆墙壁各个窗孔内冲进室内,冲击峰的数值便会降低,在经过室内各个方向的反射之后,会形成新的超压波形,这种超压波形会导致建筑一定程度的变形,严重的设置还会致使建筑倒塌。由此可见,想要对人防工程的等效静荷载中上部建筑自重作用有一个充分的了解,必须做好上部建筑自重的计算。在爆炸过程中,上部混凝土会出现倒塌,压在地下人防工程的顶板上,由于建筑受到抛掷,因此上部建筑自重不计或取半。

其次,为了确保地下人防工程建设的合理性,在对其结构进行设计的时候,应该充分考虑建筑的功能需求,并在此基础上构建合理的计算模型,将建筑构件和结构构件有效融为一体,合理选取设计参数,以此来确保结构设计的科学性与经济性。

最后,作为地下人防工程结构设计的重点内容,顶板、底板和侧墙设计必须被给予高度重视。在对其进行设计的时候,不仅要结合工程的实际情况来科学设计,而且还应该注重设计的经济性和合理性,确保工程整体建设质量。同时,还要做好各种管道的设计,设计工作必须全面开展,对于设计的要求也要具体明确,保证地下人防工程的质量与防护水平能够得到有效提升。

五、 结束语

综上所述,随着我国城市化进程的不断推进,地下人防工程建设也逐渐被人们重视起来,其不仅能够有效降低建筑工程的建设成本,而且还能够在一定程度上保护人们的生命和财产安全。但是,我国当前地下人防工程建设存在诸多影响因素,导致工程建设面临诸多问题,因此,在未来的时间里,工程建设单位必须总结实践经验,采取科学合理的措施将问题解决,从而保障工程建设质量,将地下人防工程的作用充分发挥出来。

参考文献:

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[2]孙久晖.地下人防工程结构设计的特点分析[J].科技创业家,2013(14).

[3]袁二键,宋春晖.地下人防工程结构设计浅析[J].河南科技,2014(10).

篇3

关键词:地下工程;施工技术;实践性教学

中图分类号:G642.3;TU94 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2016)05-0105-04

地下工程是指深入地面以下,为开发利用地下空间资源所建造的建筑、构筑物。按照其用途和功能可分为:工业和民用建筑中的地下车间、电站、库房、地下商业街、人防与市政地下工程;交通运输中的地下铁道、公路隧道、水下隧道和过街地下通道等;军事上的指挥所、通信枢纽、掩蔽所、军火库等[1]。

地下工程的营造涉及可行性研究、初步设计、施工图设计、施工等全过程。其中,地下工程施工是地下工程从图纸到实物的成型过程,具有很大的复杂性、不确定性、危险性,因此其成为地下工程建造中最重要的阶段。

一、地下工程施工技术课程的特点

地下工程施工技术是理工大学建筑工程管理(人防)专业必修课,土木工程(人防)专业选修的一门专业课[2],其以“明挖法”和“暗挖法”两项地下工程基本作业为主线。通过课程学习,可使学员掌握目前地下工程施工中成熟的技术、方法,培养学员的工程意识和分析实际问题的能力,为后续课程学习和岗位任职奠定必要的理论基础。从教学内容上看,该课程的主要特点有以下几个方面。

(一)学科交叉性强

地下工程施工技术课最大的特点就是先修课多,学科交叉性强。在“暗挖法”施工教学中,钻爆法施工涉及到爆破、通风、给排水方面的知识,支护施工涉及到岩石力学和工程地质方面的知识,TBM施工、盾构法施工、顶管法施工技术则更多的是施工技术与施工机械知识的结合。在“明挖法”施工教学中,土方工程、基础工程、基坑工程和土力学联系紧密,而要学好混凝土结构施工技术则必须要学习好土木工程材料、混凝土结构设计原理等课程。通常,地下工程施工技术课程安排在第三学年的下半学期,学生在学习本课程之前,至少应系统学

习三大力学、工程测量、工程地质、工程材料等专业基础课,以及钢筋混凝土结构、钢结构、地下结构设计等专业课,才能比较顺利地学完整个课程。

(二)课程实践性强

地下工程施工技术课是研究地下工程相关专业施工工艺、操作过程、施工设备机械的性能和操作等规律的一门课程[3]。某些基础课程如数学、英语等,知识的传授大部分都是依靠老师课堂上的讲解,授课水平的好坏很大程度上依赖于老师对课程知识掌握的熟悉程度。但是,地下工程施工技术这一类专业性很强的课程,其中关于施工工艺、施工过程、施工机械的性能及操作过程等内容很难单纯用语言来讲述[4],光靠课堂的解说远远达不到教学效果。

(三)知识点更新快

随着地下空间开发如火如荼地开展,地下工程施工技术领域的新技术与新工艺不断涌现,而大学教材很难及时介绍这一方面的成果,使得教材的更新速度低于技术、工艺的更新速度。因此,在教学上应该结合实际情况,在讲授基本知识的基础上介绍一些最新的施工技术和做法,以跟上地下工程领域新技术、新工艺发展的步伐[5]。这些内容若只从概念上介绍,学生很难理解,因此需要教师结合工程实践进行说明,才能做到有的放矢。

二、施工课程实践性教学模式的现状

土木工程专业课程实践性非常强,其中尤其以施工课最为突出。我国高校教育一贯注重实践性教学环节的设置。1963年9月,“教育部直属高等工业学校教学工作座谈会”中就明确指出,在各门课程的教学中,贯彻“少而精”的原则,加强实践性教学环节[6]。改革开放初期的土木工程施工教材中,也明确了对有关实践教学环节如现场教学、习题和课程作业、教学参观、生产实习等给予足够的重视[7]。同时,土建各个专业也在实践性教学的方法、手段上不断进行尝试。凌田全认为,组织好施工实习,提高施工实习的效果,需要加强横向联合,建立长期稳定的施工生产实习基地,周密安排,加强考核[8]。株洲工学院在实践性教学实施过程中,精心挑选施工队伍正规、施工技术先进、结构类型和施工进度符合教学要求的施工现场[9]。华南理工大学和湖南科技大学在实践教学环节上,都采用了分散与集中相结合的办法[10-11]。目前工科类高级施工课也主要采取集中实习和分散实习两种方法。

从我国工科教学现状看,实践教学体系由实验、课程设计、实习、毕业设计等组成。实践性教学是培养、提高学生综合能力与素质的一个重要环节,是对理论教学的验证、补充和拓展[12]。

三、地下工程施工技术的“四维实践教学模式”

针对课程实践性强的特点,地下工程施工技术课程紧跟施工技术发展前沿,积极将地下工程施工中的新技术、新方法、新工艺、新设备知识引入课堂,同时在课程中加强了实践性教学环节。本课程实践内容的设置,其形式有“认识实践”、“操作实践”、“虚拟实践”、“生产实践”等4个方面,目的是使学生掌握基本的地下工程施工技能,学会实际操作规程和操作方法,熟悉工程现场施工组织与管理,具有能够综合运用专业知识解决地下工程施工管理问题的能力。

(一) 地下工程施工的认识实践

认识实践是地下工程施工技术课必设的一个环节。通过认识实践,可以对地下工程施工技术的流程建立感性认识,为本课程的后续实践环节打下基础。通过认识实践,可以使学生巩固和加深理解课堂所学,让他们的理论知识更加扎实,专业技能更加过硬,更加善于理论联系实际。具体来说分为以下几个方面。

1.地下工程施工视频认识实践

视频认识实践是地下工程施工认识实践的第一个方面。施工视频有着直观生动的情境,且不受时间的限制,可以对同一施工过程进行多次观察。随着多媒体技术的发展,各类视频资源十分丰富,为了更好地让视频服务于教学,课程组精选了钻爆法、初期支护、二次衬砌、辅助工法、盾构掘进、顶管施工、TBM施工、基坑开挖支护、钢筋混凝土施工等各类操作视频数百条,在课堂上结合相应的知识点给学员进行讲解。学生更好地介入课堂教学的内容,直接观察所展示的视频事件,并可以对视频事件进行多次的重复播放、解读与讨论,每次可集中于某个特殊的维度或侧重于教学组织、教学方法等[13]。该方法使学生认识施工、了解施工、熟悉施工,并在头脑里构建地下工程施工的场景,从而使学生对课本上的文字不再陌生和排斥,静下心来进行下一阶段的学习。

2.地下工程施工案例库认识实践

案例库教学能够培养学生的创新思维和分析问题、解决问题的能力,调动学生学习的积极性。通过案例进行教学,使学生能够在课堂上进行情景代入式学习,间接感受现场,使他们由被动听课变为积极思考,从而寻找解决问题的办法。兴趣是最好的老师,学生的积极性一旦被激发,教学效果就容易得到保证[14]。

按照地下工程不同施工方法构建案例库,课程组现已收集综合案例7个、专项案例10个。综合性案例包括城市浅埋大跨度坑道工程案例(南京九华山坑道工程)、大直径盾构过江坑道案例(南京纬七路过江坑道、南京纬三路过江通道)、盾构坑道突涌事故及恢复案例(常熟电厂取水坑道)、特大异性深基坑施工技术案例(南京青奥轴线地下交通工程、武汉王家墩地下工程)、地下工程施工事故案例等。

3.地下工程施工模型认识实践

我校国防工程学院为配合地下工程施工技术教学,花费百万余元建设了模拟坑道,内存放有各类地下工程施工所需要的设备、器材。同时,用剖面的形式向学生展现地下工程施工各分部分项工程成品、半成品的内外部结构;一些特殊的地下工程施工器具器材,实物无法展示的,则制作了仿真模型供教学使用。对于“暗挖法”施工技术,主要有:洞门、掘进爆破、初期支护、内部衬砌、新奥法监控量测、辅助工法展示等方面的仿真模型;对于“明挖法”施工技术,主要有深基坑开挖及支护沙盘、土方机械化施工沙盘、地下连续墙施工工艺流程(剖面)、SJB深层搅拌机施工工艺流程(剖面)等仿真模型;对于现在使用较多的TBM、盾构法、顶管法施工技术,制作了硬岩TBM仿真演示模型、土压(泥水)平衡盾构机仿真演示模型、泥水顶管机仿真演示模型。这些模型不仅仅给学员提供直观的认识,可供学员任意拆卸和组装,有的还能够进行声光电一体化演示,使学员更进一步了解地下工程施工的细节。

(二)地下工程施工的操作实践

操作实践是通过在地下工程施工现场操作技能训练等,来巩固学生理论知识和提高实际操作技能。实践操作法,更能体现理论联系实际这一基本原则[15]。这种现场操作可以在生产第一线,但由于地下工程施工现场较为分散,不利于集中教学,因此也可以采用模拟现场操作实践的方式进行。

为配合地下工程施工技术的教学,学院在模拟坑道场地周围建设了钢筋加工棚及混凝土拌合点,可以进行钢筋的现场加工、模板试拼、混凝土拌制、支护构件制作等施工操作。为了更加逼真地模拟出现场施工的效果,加工棚选用了可拆装的钢管及彩钢板搭设的形式。

通过现场实习和课堂授课,学生可以较全面、具体、灵活地学习和掌握地下工程的施工工艺和施工技术,学会理论结合实际解决问题的方法。同时,在操作场上学生和教师从书本到工程进行全方位的交流,拓宽了学生的知识面,也丰富了教学内容[16]。

(三) 地下工程施工的虚拟实践

虚拟实践是人类基本实践方式之一。虚拟实践本质上是各种可能性的实践,事物的可能性在虚拟实践中能同时平行地获得实现[17]。目前,建筑信息模型已经成为建筑领域信息技术研究和应用的热点,BIM的应用价值已经得到行业的普遍认可。为了能进一步给学生带来新鲜的学习体验,课程组还将BIM虚拟实践教学进入了课堂。

基于BIM的虚拟实践教学是将一个具体工程项目的一系列立项计划、勘察设计报告、建筑图(结构图、水暖图、电器图、施工流程图等)、重要事件、动态三维模型、成本计算等彻底融合,用一个“虚拟的实际工程”串联起来,全方位阐述建筑工程施工这一复杂的施工流程[18]。

同时,课程组还将BIM的施工实践教学从地下工程课程延伸到学生的毕业设计。通过协同式毕业设计,不仅使土建专业学生更加直观地了解地下工程的结构构造、施工流程,更加深了学生对其他相关知识的理解。

(四)地下工程施工的生产实践

土木工程是具有很强实践性的学科,为了让学生更好的掌握知识,对于地下工程施工技术的学习,不仅要让其注意知识的积累,更应该强调生产实践能力的培养,以达到学以致用的目的。

生产实践是人类最基本的实践活动[19]。地下工程施工技术课程注重教学实践环节的落实,努力增加实验室的投入,保证了基础教学和专业教学中学生应有的教学试验和实习;坚持理论与实践、课堂与工程相结合的教学模式,重视教学科研实习基地的建设,与人防单位、军队建设单位、项目管理公司、工程监理公司、地下矿业公司等不同类型的单位共建实习基地,以满足课程实践教学多样化需要,不断加强课程实习等实践环节的过程控制和动态管理。

四、结语

基于认识实践、操作实践、虚拟实践、生产实践的地下工程施工技术的“四维实践性教学模式”,是激发学生学习积极性、提高课程教学效率的有效方法,是多媒体时代工科专业课教学的典型范式。课程组经过多年的努力,已经具备了四维实践性教学的基本软硬件条件。在授课过程中如何有机融合课堂教学和实践教学,从而对四维实践性教学模式的教学效果进行评价,以及对地下工程施工技术考核模式的更新,则是下一步需要研究的问题。

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篇4

关键词:城市轨道交通;地下工程;施工技术;发展分析

Abstract: With the increasing of city construction and to accelerate the process of city population, many big city there are housing difficult, difficult employment and the problem of traffic, city underground engineering is produced and developed under this background. In this paper, the knowledge on the current situation of city rail transit construction of underground engineering technology, and development of underground engineering construction analysis.

Key words: city rail transit; underground engineering; construction technology; development analysis

中图分类号:D669.3文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)

城市轨道交通地下工程施工方法包括了盾构法、新奥法、非开挖施工办法、浅埋暗挖法、顶管法、明挖法以及盖挖法,地下工程施工技术发展迅速。城市经济科学技术的发展迅速,地下空间的开发前景广阔,在新技术和新材料的支撑下,我国城市轨道交通地下工程也将会面向科学化、国际化和现代化的方向发展,地下空间形态将会呈现多元化和立体化。

城市轨道交通地下工程施工技术现状

我国不同城市的地层特性存在着不同,就全国范围来讲,我国城市地层性质包括了以上海为代表的软弱土层、以广州和南京为代表的岩层与软弱地层交变的地层、以青岛和重庆为代表的岩层为主的地层以及以成都和北京为代表的以砂卵石为主的地层,不同地层的地下工程施工技术是不同的。

1、盾构法施工技术。盾构法具有起步较晚却发展迅速的特点,我国盾构法施工研究起于上世纪的60年代,上海隧道公司对上海的淤泥质土和粉土进行了试验,获得了地铁盾构隧道设计和施工的经验,先后使用了敞胸手掘式盾构施工技术、干出土网格式盾构施工技术、水力出土网格式盾构施工技术以及土压平衡式盾构施工技术。上海地铁一号是盾构施工技术的首次采用,为软土地区地铁施工提供了经验。盾构施工技术还包括了方向定位和纠偏的控制系统,网络技术、测量技术以及多媒体技术。盾构法施工还包括了工程的防水,包括管片结构和管片接缝的防水,目前我国盾构隧道多是采用的橡胶密封垫止水带。

2、浅埋暗挖法。我国首次应用钱买暗挖技术的是北京地铁复兴门折返线,浅埋暗挖法包括了大跨度浅埋暗挖技术、小间距浅埋暗挖技术以及非开挖技术。大跨度浅埋暗挖施工断面复杂多变,很难利用盾构掘进机进行施工,技术人员通过对注浆和管棚辅助工法的调整,减轻了隧道施工对周围建筑物的影响。小间距隧道浅埋暗挖施工会形成连跨式或者小间距隧道,施工的过程中要避免对小间隔土产生影响,该技术的施工难点在于控制管棚地施工精度,对间隔土进行加固和保留以及避免后挖隧道对先挖隧道造成影响。非开挖技术通过管棚的修建可以避免管棚成孔产生沉降,可以在软弱土层中进行应用。

3、明挖法。随着地下空间的发展,地下工程建设的规模和数量大幅度增加,深基坑开挖技术在地下工程施工中得到了重要的应用,重力式、土钉式、土锚式以及支撑式等多种技术得到了迅速的发展,木板桩法、地下连续墙、围护墙法也相继得到了应用。随着地下工程基坑工程规模的不断扩大,深基坑设计和施工水平都有了一定的进步和发展,基坑工法已经率先得到了国际先进水平。明挖法可以充分的利用土体自身能力,对地层位移潜力进行充分的挖掘,在考虑时空效应的基础上解决深基坑变形和稳定问题,实现工程设计和施工的密切结合。设计人员要根据工程施工现场反应来确定设计参数,按照分块、分步、分层、平衡和对称的原则来确定工程开挖和支撑的顺序,控制基坑变形。

4、城市轨道交通地下工程施工辅助技术。首先,岩土加固技术。该技术是在特殊建筑环境和地质条件下采取的,可以加固地基和围岩,该技术又包括了人工冻结技术、管棚支护技术、旋喷桩技术以及地下连续墙施工技术。其次,防水技术。地下工程防水关系到工程施工质量、使用功能、使用寿命和运营状况,目前我国防水规范和防水行业标准规范,地下防水要做到不渗不漏,保证排水的通畅,加强对防水混凝土的开发和利用。再次,信息技术。地下工程施工需要掌握地形结构特征、地下水和温度效应,通过理论分析和实验来对不同的施工方法进行试验。此外,在地下施工的过程中,还需要做好工程环保,避免地下工程对周围环境造成不良影响。

二、城市轨道交通地下工程施工技术的发展分析

随着经济的发展和城市化进程的加快,地下空间开发的力度越来越大,地下工程施工技术发展出现新的趋势。首先,技术的综合开发利用。城市地下空间开发需要满足多种使用功能,在立足城市整体建设的基础上发展交通和商业,地下空间不再是孤立的,空间组合形式将更加的灵活,空间整体将有机化和丰富化。其次,设计理论将得到进一步的发展。随着地下工程施工技术的发展,地下工程规划和设计理论也会得到不断的完善和发展,地下空间将会作为三维发展空间进行设计,技术人员将会在设计理论的基础上对城市地下空间进行更加合理和科学的设计。再次,开发技术将不断发展。目前我国地下空间土木开发技术较为先进,地下施工自动化技术和电气控制技术还和国外有一定的差距。城市轨道交通地下施工新工艺和新材料也会不断涌现,地下环保控制将会得到重视,地下空间设施会更加的高效、安全、舒适、美观。

结语:

随着城市化建设进程的加快和城市人口的增多,很多大城市都出现了住房难、就业难和出行难的问题,城市地下工程建设发展起来。目前我国很多城市相继建立了轨道交通地下工程,城市出行问题得到了很大程度的缓解。城市经济科学技术的发展迅速,地下空间的开发前景广阔,在新技术和新材料的支撑下,我国城市轨道交通地下工程也将会面向科学化、国际化和现代化的方向发展。

参考文献:

[1]周顺华,庄丽,杨永平,张栋梁.城市轨道交通防(反)恐措施探讨[J]. 城市轨道交通研究. 2010(06)

[2]刘艳凤,邵雪峰.地下工程的施工技术及其对未来的发展展望[J].黑龙江科技信息. 2011(16)

篇5

关键词: 地下工程;安全管理; 管理缺陷;措施建议Abstract:The construction of underground engineering complex, unpredictable risk factors and social impact, has the features of high risk. In recent years, the construction safety accidents in underground engineering is climbing, safe construction of underground engineering has attracted the attention of the whole society. Through the discussion of underground engineering safety status and safety management problems in practice, analyzes the causes of frequent accidents of underground engineering, the safety management of underground engineering to start from the design of intrinsically safe, take technical measures to reduce the risk, the behavior specification from the system, the unsafe factors unsafe behaviors and safety inspection and safety education correct people in education, to enhance the safety awareness of workers, continuously improve the safety emergency system of underground engineering construction point of view, promote the construction safety management system of underground engineering.

Keywords:Underground engineering; safety management; management; measures

中图分类号: TL372+.3文献标识码:A文章编号:

随着地下工程的高速建设, 全国地下工程施工安全事故频发, 这与地下工程复杂的地质﹑施工技术复杂﹑不可见的因素多和对社会环境影响大等特点有关。 地下工程容易引发人员伤亡﹑地面建筑物倒塌﹑经济损失巨大的安全事故倍受瞩目。 成为继矿山﹑ 交通之后的“杀手”当务之急要完善安全风险管理体系﹑制度, 推行项目工程精细化的安全管理, 以减少地下工程事故的机率。

地下工程施工特点及安全管理的现状

地下工程安全事故频发与其工程特点和建筑工程安全管理现状密不可分。地下工程建设周期长施工队伍流动大,大量没有经过专业培训的农民工参与建设; 工程施工受地层和地面环境影响大作业环境差, 再加上建设工程管理不规范,管理薄弱,安全投入不足等现状, 导致地下工程事故频发。

1.1地下工程的施工特点

1.1.1 工程环境对安全影响大

地下工程施工受岩土环境和地面环境影响极大。含水丰富的地层, 自稳差的淤泥层﹑沙层, 坚硬的花岗岩层﹑软硬不均的岩土交界地层﹑溶土洞﹑暗流﹑液化沙层﹑有毒气体等不良地层对地下工程施工的安全都极其不利。再加上地面上的建筑物﹑构造物,使工程增加了更大的安全风险。

1.1.2 地下工程施工作业环境差

地下工程一般都存在空气差供气不足粉尘大. 工作潮湿昏暗, 尤其在矿山法隧道内作业, 环境就更加恶劣。自90年代以来, 国内引进很多先进设备如盾构法隧道施工,顶管施工对作业环境有很大的改善但仍有很多工种劳动强度非常高如矿山法中钻孔﹑注浆﹑喷锚和结构施工中的模板﹑钢筋及浇筑混凝土的劳动强度都非常大。劳动繁重,体力消耗大,再加上作业环境差工人注意力不集中或心情烦躁,技术管理人员监管不到位, 违章作业非常普遍。

1.2 地下工程施工安全管理的现状

1.2.1 地下工程施工管理不规范

受整个建设市场环境影响, 地下工程施工也面临层层分包的问题。总包到各层分包的公司﹑老板层层抽取管理费﹑税金﹑利润, 约占60 % 一70 % 直接成本最终被各层瓜分和压缩, 最后的实施层仅能通过降低措施﹑偷工减料来获得报酬, 带来的就是工程质量和安全风险。同时在层层的分包中, 工程指令很难或很长时间才能得到落实, 最终使安全隐患演变为安全事故。

1.2.2 地下工程管理薄弱

地下工程事故发生的直接原因有设计缺陷, 施工不慎﹑人的不安全行为及物的不安全因素, 间接原因是管理缺失。管理得当, 可以弥补技术方面的瑕庇。因此, 事故发生的主因有时是管理缺失所致。 目前国内地下工程管理缺失最突

出的问题有如下两方面:一方面总承包商不诚信允许挂靠﹑工程直接转包﹑层层分包使工程管理不到包, 技术措施和安全措施无法落实;另一方面,赶工忽略安全和质量。很多大型的地下工程是“政治工程﹑明星工程及民心工程”。近年很多大工程都受阻于前期工作,征地﹑拆迁往往落后节点时间一两年, 但工程最后验收运行的时间不变要在施工中挖掘潜力进行赶工。因此, 工程中出现违背事物客观规律进行施工, 如明挖基坑开挖, 不及时架设支撑或优化少一道支撑: 暗挖隧道开挖不进行超前钻孔注浆;上一道结构混凝土没凝结,已安排进行下一道工序施工, 甚至明知交叉作业非常危险,迫于工期压力,强行增加工作面进行危险作业。赶进度诱发了很多工程事故的发生。

1.2.3 工程安全资金投入不足

国家为加强安全管理, 明确规定每个建设工程都专列的安全措施费。往往很多总承包商以一纸合同把很多安全责任强加于各分包单位, 安全措施费成为公司的利润增长点, 而各个队伍只能想方设法节约安全投入资金。除安全措施费很难落实到实处外, 承包商还通过“优化方案” 来降低成本,地下工程有如下普遍的现象: 如地层改良或加固, 把冷冻法改为旋喷或搅拌加固, 把三管旋喷桩改为两管或单管旋喷桩, 把三轴搅拌加固改为双轴或单轴加固;又如围护结构把连续墙支护改为钻孔桩+止水桩支护形式等等以上方案的改变, 承包商都以承担风险为代价来获取利润。 与现代的管理背道而行。

2. 加强地下工程安全管理和事故预防的对策及措施建议

针对地下工程施工的特点和安全管理的现状,我们要从本质安全的技术措施降低风险,从制度上规范承包商的行为, 用安全检查和安全教育手段来纠正人的不安全行为和物的不安全因素, 同时提高施工人员的安全意识和完善应急体系的措施来预防安全事故的发生。

2.1 强化地下工程的设计本质的安全管理, 以技术手段降低风险

地下工程在初步设计阶段, 设计人员要进行工程风险识别和评价,识别出工程施工风险。从设计手段入手降低工程风险。 尤其要结合地下工程特点。 有针对性措施进行地下水控制﹑改良不良地层﹑选用可靠的支撑体系要保证工程安全。地下水控制和地质加固措施是密不可分的。 设计要选用连续墙﹑三管旋喷桩﹑三轴搅拌桩和冷冻加固等施工领域较先进行的工法,来保证止水帷幕的整体性和加固体质量的可靠性, 以达到本质安全的目的。

2.2 强化企业诚信管理, 以促使企业重视安全, 从经济投入方面保证安全

目前国家正完善制度, 加强建筑企业的诚信管理。通过发生安全事故停止承包商的投标资格﹑停办资质升级,甚至降低企业资质等手段都行之有效,在一定程度上促使建筑企业加强安全管理。 但是现行的制度和手段仍然不够, 转包和层层分包的违法行为没有根本解决, 仍需有更严厉的制度使施工企业规范施工,自觉投入,以确保建设工程的安全。就施工投入而言, 现行国家的安全措施费管理条例中, 安全措施费用侧重于个人防护﹑临边防护及施工设备防护﹑仅能预防一般工程安全事故的发生。对于要预防重大安全事故发生,需更深层次是在施工前制订可靠程度更高的方案及投入来预防。因此, 安全投入更应反映在重大方案中措施费用的投入更能有效保证安全。

2.3 加强施工质量控制和保证工程安全

地下工程施工风险较大, 深基坑﹑暗挖及高大支模等分部工程, 要从根本上保证施工安全,必须加强过程施工质量控制。深基坑要重点抓围护结构和支撑体系的施工质量, 尤其是钢支撑体系,要从支撑材料至支撑架的全过程控制其质量, 要确保基坑支撑可靠。暗挖工程要重点按图进行锚杆﹑管棚﹑注浆及格栅喷锚支护等的工序施工质量, 略有疏忽,就有可能发生涌水﹑塌方事故。高大支模工程,要严格按方案计算结果进行脚手架设和模板安装,不能忽略钢管﹑扣件及模板原材的质量控制做地基﹑拉杆斜撑﹑扣件连接的等细节的质量,方能保证浇筑大体积混凝土的结构稳定和安全。

2.4 法规与管理维护越来越完善

不仅有完备的法规、政策及管理措施和先进的维护技术水平,还将形成一整套推动地下空间综合开发利用的实体和管理部门。

2.5 环境要求与环境控制将被更加重视,相应技术工艺日益成熟

无人的城市地下空间设施会更加安全、高效,有人的城市地下空间设施会更加舒适、美观,地下空间内环境中的造景、幻境及地面环境模拟等技术会大大发展。同时,将更多地从环境保护、城市景观保护和历史文物保护的角度开发利用城市地下空间。

3.结语:

地下工程管理要本着以人为本,重点研究本质安全理念,从设计和方案入手,提高工程设计的安全系数,制定可靠的措施,有可靠的投入使措施得以落实,以防止安全事故的发生。

参考文献:

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