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1、建筑工程地下大體積砼的澆筑特點(diǎn)
工程條件復(fù)雜,砼的需要量較大。目前地下大體積砼基本都在地下現(xiàn)澆,所以通常來(lái)說(shuō)整個(gè)澆筑工程的條件相對(duì)復(fù)雜,這對(duì)于澆筑技術(shù)的要求相對(duì)較高。由于地下大體積砼自身的體積要比一般砼要大,所以在澆筑的過(guò)程中就需要很多的原材料。所以,地下大體積砼在澆筑時(shí)的特點(diǎn)之一就是砼的需要量較大。
施工技術(shù)和養(yǎng)護(hù)工作要求較高。由于地下大體積砼的體積大,結(jié)構(gòu)厚實(shí),并且在澆筑時(shí)容易產(chǎn)生裂縫,所以在澆筑的過(guò)程中必須保證其整體性,一般情況下要求砼進(jìn)行連續(xù)澆筑,避免留下任何縫隙;后期的養(yǎng)護(hù)工作必須要做好,否則地下大體積砼就會(huì)出現(xiàn)一系列的問(wèn)題,這對(duì)于整個(gè)工程來(lái)說(shuō)都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。
施工難度較大,容易產(chǎn)生裂縫。由于地下大體積砼在實(shí)際澆筑中水泥的水化熱量較大,再加上地下大體積砼自身的體積大,所以砼內(nèi)部的熱量不易散發(fā),而砼外部的熱量散發(fā)快,這就形成了溫差,而溫差就會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力的產(chǎn)生,應(yīng)力就會(huì)導(dǎo)致砼出現(xiàn)裂縫,裂縫對(duì)于地下大體積砼來(lái)說(shuō)是嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。
2、建筑工程地下大體積砼的施工技術(shù)
2.1 砼的質(zhì)量要求
由于采用商品砼,施工前必須與砼供應(yīng)商協(xié)調(diào)好,控制好砼的運(yùn)輸時(shí)間,保證砼的運(yùn)輸供應(yīng)能滿足現(xiàn)場(chǎng)的需求。砼的外加劑必須經(jīng)過(guò)技術(shù)鑒定,并應(yīng)具有質(zhì)量說(shuō)明書(shū)。其摻量及水泥的適應(yīng)性應(yīng)按《砼外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GB119》的規(guī)定通過(guò)試驗(yàn)確定。水泥進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)有出廠合格證或試驗(yàn)報(bào)告,砂、石等材料符合材料要求。
2.2 砼的澆筑工作
2.2.1 確定地下大體積砼澆筑方案
一般來(lái)說(shuō),地下大體積砼都具有厚度較厚的特點(diǎn),所以砼內(nèi)部水化熱的溫度都會(huì)存在較高的現(xiàn)象,而內(nèi)外的溫差及降溫速率的實(shí)際控制難度較大,所以目前都會(huì)選擇斜面分層澆筑法。
2.2.2 地下大體積砼的澆筑
由于地下大體積砼經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)冷縫現(xiàn)象,所以要避免冷縫的出現(xiàn)就必須控制澆筑搭接時(shí)間,一般來(lái)說(shuō)控制在5個(gè)小時(shí)內(nèi)最佳。地下大體積砼澆筑之前就必須將所有的事項(xiàng)安排好,例如澆筑的順序、流向、長(zhǎng)度、厚度、寬度及搭接時(shí)間都要進(jìn)行細(xì)致的計(jì)劃。首先,做好基礎(chǔ)設(shè)施的準(zhǔn)備工作。砼輸送泵、罐車(chē)等必須提前準(zhǔn)備好,大體積砼的施工砼澆筑溫度不宜超過(guò)28℃。其次,從北至南利用斜面分層澆筑法進(jìn)行澆筑,砼澆筑時(shí)用草袋覆蓋砼泵管,澆水降溫,澆筑速度要保持均勻,達(dá)到一個(gè)坡度、薄層澆筑、一次到頂?shù)男ЧT趯?shí)際的澆筑中應(yīng)采用兩臺(tái)輸送泵來(lái)布料,輸送泵的控制范圍應(yīng)保持在6m的寬度,罐車(chē)應(yīng)控制在18~20臺(tái),并備用5臺(tái)。最后,底板從北至南按順序進(jìn)行澆搗,每臺(tái)輸送泵控制范圍都應(yīng)保持在6m的寬度,上層砼覆蓋要在下層砼初凝之前進(jìn)行,加強(qiáng)振搗,提高砼的強(qiáng)度。注意砼的振搗必須要及時(shí)均勻,堅(jiān)決避免出現(xiàn)漏振的現(xiàn)象,也避免過(guò)振的現(xiàn)象,要防止離析問(wèn)題的出現(xiàn)。
2..2.3 地下大體積砼的表面處理
由于地下大體積砼的表面水泥漿相對(duì)較厚,所以在砼澆筑之后的3~4個(gè)小時(shí)內(nèi)應(yīng)利用水平長(zhǎng)刮尺進(jìn)行刮平,并在水泥漿初凝前使用鐵滾筒進(jìn)行碾壓,一般來(lái)說(shuō)碾壓兩遍效果相對(duì)較好,之后在利用抹子進(jìn)行壓實(shí)。大體積砼初凝后即覆蓋濕潤(rùn)麻包袋二層,保溫保濕,終凝后亦可在其表面蓄存100mm水,以延緩砼內(nèi)部水化熱的降溫速度,縮小砼中心和砼表面的溫差值,從而可保證地下大體積砼的表面不產(chǎn)生裂縫。
2.3 設(shè)置施工縫
合理的設(shè)置施工縫,配合適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施,能有效的抑制大體積砼溫度裂縫和收縮裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。為確保砼澆筑的質(zhì)量與避免出現(xiàn)施工高峰,可采取后澆帶、施工縫分段法對(duì)主體部分進(jìn)行施工,有效地防止砼澆筑后產(chǎn)生干縮現(xiàn)象影響結(jié)構(gòu)。采取后澆帶、施工縫分段法澆筑,既可以避開(kāi)大體積現(xiàn)澆砼的不利因素,又靈活地利用工作面、創(chuàng)造作業(yè)平臺(tái),縮短工期,也利于材料周轉(zhuǎn)。施工縫的設(shè)置要綜合考慮以下原則:施工縫應(yīng)留在結(jié)構(gòu)剪力較小的部位;施工縫一般應(yīng)垂直于結(jié)構(gòu)的縱軸線;施工縫應(yīng)避開(kāi)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié);施工縫的設(shè)置應(yīng)考慮施工簡(jiǎn)便易行。結(jié)合該工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn),縱向施工段長(zhǎng)度控制在13m左右,設(shè)兩道1m寬的后澆帶,豎向根據(jù)主體結(jié)構(gòu),分層施工。
2.4 砼的測(cè)溫工作
首先,在澆筑基礎(chǔ)底板砼時(shí)應(yīng)安排專(zhuān)人在承臺(tái)的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)溫管的埋設(shè),測(cè)溫管的埋設(shè)必須依照布置圖進(jìn)行,埋設(shè)的過(guò)程中應(yīng)保證測(cè)溫管和鋼筋之間綁扎牢固,防止出現(xiàn)損壞或者位移的現(xiàn)象。在測(cè)溫線上做好標(biāo)記,方便區(qū)分。用塑料帶將測(cè)溫線綁扎牢固,要防止測(cè)溫端頭損壞或者受潮。
其次,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的專(zhuān)職測(cè)溫人員進(jìn)行一定的相關(guān)培訓(xùn),并做好技術(shù)交底工作。測(cè)溫人員必須保證頭三天每間隔1小時(shí)進(jìn)行一次溫度測(cè)量,三天后每間隔4小時(shí)進(jìn)行一次溫度測(cè)量,認(rèn)真記錄每次測(cè)量的數(shù)據(jù),不能出現(xiàn)遺漏或者做假的情況。根據(jù)溫度的變化制定曲線圖,圖中要將不同測(cè)點(diǎn)的問(wèn)題及中心測(cè)點(diǎn)和表面測(cè)點(diǎn)溫度差表現(xiàn)出來(lái)。
最后,在實(shí)際的測(cè)溫中應(yīng)保證連續(xù)測(cè)溫,只有經(jīng)過(guò)技術(shù)部門(mén)的確定之后才可以停止測(cè)溫。如果在測(cè)溫的過(guò)程中出現(xiàn)溫差大于25℃的情況,應(yīng)及時(shí)通知相關(guān)技術(shù)部門(mén)采取相應(yīng)的措施。只有做好地下大體積砼的測(cè)溫工作,才能有效防止產(chǎn)生溫度裂縫。
2.5 砼的養(yǎng)護(hù)工作
首先,根據(jù)現(xiàn)澆砼的配合比、施工現(xiàn)場(chǎng)的氣候和氣溫以及針對(duì)砼后期養(yǎng)護(hù)方案等,利用3D-TFEP程序來(lái)針對(duì)地下大體積砼施工期間的溫度場(chǎng)及具體溫差進(jìn)行模擬預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)出不同厚度砼的溫度差及不同齡期砼變化的具體情況,最終制定或者選擇最佳的養(yǎng)護(hù)保溫措施。
其次,在澆搗4~5小時(shí)之內(nèi),應(yīng)針對(duì)表面進(jìn)行抹面,之后澆溫水進(jìn)行保養(yǎng),保養(yǎng)之后在砼表面應(yīng)鋪上一層塑料薄膜,中間應(yīng)覆蓋2層麻袋,之后在上面再鋪一層塑料薄膜由此來(lái)進(jìn)行保溫處理。在整個(gè)養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)及時(shí)針對(duì)砼表面的干濕情況以及溫差進(jìn)行檢查,并及時(shí)給砼澆水來(lái)保證砼的濕潤(rùn)。如果溫差超出了25℃,那么就應(yīng)采用燈照或者搭設(shè)塑料保溫棚等方式來(lái)將溫差逐漸控制在25℃的范圍之內(nèi)。
3、建筑工程地下大體積砼的質(zhì)量控制
大體積砼的施工加入緩凝減水劑以減少水泥用量、減少水化熱,同時(shí)加入粉煤灰摻和料,改善砼的可泵性,降低砼的水化熱。為提高砼的抗拉強(qiáng)度,必須選擇質(zhì)量合格的原材料,采用級(jí)配良好的骨料,并限制砂、石中的含泥量,將石子的含泥量控制在1%內(nèi),砂的含泥量控制在2%內(nèi)。原材料在使用前必須進(jìn)行細(xì)致的檢驗(yàn),杜絕使用不合格的產(chǎn)品。此外應(yīng)注意原材料的溫度問(wèn)題,選擇適宜的溫度澆筑大體積砼,盡量避開(kāi)炎熱天氣,由此保證砼入模時(shí)的問(wèn)題與理論相近。
在攪拌過(guò)程中外加劑的添加必須由專(zhuān)人負(fù)責(zé),并且添加量必須要做到準(zhǔn)確無(wú)誤。用于砼澆筑的基槽要事先進(jìn)行清理,將槽內(nèi)的雜物清理干凈。澆筑時(shí)必須保證連續(xù)進(jìn)行,其中的間歇時(shí)間不應(yīng)超過(guò)5個(gè)小時(shí);工地必須備有彩條布,下雨時(shí)覆蓋砼;備有可使用的發(fā)電機(jī)組不少于兩組,以備停電時(shí)使用;中午陽(yáng)光猛烈時(shí)砼初凝時(shí)間相對(duì)縮短,應(yīng)將流水段的寬度縮小為2-3m,避免出現(xiàn)冷縫;計(jì)劃好砼用量,避免出現(xiàn)缺料。
參考文獻(xiàn):
中圖分類(lèi)號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
Abstract: along with the accelerating urbanization, large cities include some medium-sized city have varying degrees of difficult employment, housing appeared, the difficult to travel the difficulty in the city "disease", so, the construction of underground engineering to ease this phenomenon is indispensable, this article first analyzes the underground engineering construction technology of several, and then discusses the underground engineering construction method of the future development trend.
Keywords: underground; Engineering; The construction; looking
在我國(guó),幾乎各大城市都不同程度地出現(xiàn)了建筑用地緊張、生存空間擁擠、交通阻塞、基礎(chǔ)設(shè)施落后、生態(tài)失衡、環(huán)境惡化等城市病,這給市民的居住和生活都帶來(lái)很大不便,也阻礙著城市發(fā)展的進(jìn)程,在這樣的背景下,建設(shè)地下工程顯得尤為重要,適當(dāng)緩解建筑用地緊張、交通阻塞等問(wèn)題,作為設(shè)計(jì)工作者,地下工程的特點(diǎn)和施工方法是我們?cè)O(shè)計(jì)人員研究的重點(diǎn),本文在分析了地下工程的特點(diǎn)和主要施工方法的基礎(chǔ)上,研究探尋了地下工程的發(fā)展前景及趨勢(shì)。
1地下工程施工的特點(diǎn)
地下工程作為一種較為特殊的工程,有其自身的施工特點(diǎn),主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)受工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的影響較大;
(2)工作條件差、工作面少而狹窄;
(3)暗挖法施工時(shí)對(duì)地面影響較小,但埋置較淺時(shí)可能導(dǎo)致地面沉陷;
(4)防水、防滲漏顯得異常重要。
地下工程無(wú)論是施工難度、施工技術(shù)、施工環(huán)境都與地上工程結(jié)構(gòu)有很大不同,其風(fēng)險(xiǎn)性和危險(xiǎn)性均高于地上工程,對(duì)于設(shè)計(jì)人員,我們一定要吸取國(guó)內(nèi)杭州地鐵一號(hào)線施工大面積塌陷事故的深刻教訓(xùn),設(shè)計(jì)好地下工程,督促施工好地下工程,精益求精,不要存有半點(diǎn)僥幸心理,對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全高度負(fù)責(zé)。
2地下工程的主要施工方法
2.1基坑開(kāi)挖技術(shù)
基坑開(kāi)挖技術(shù)又稱(chēng)明挖法,該方法主要應(yīng)用于深基坑工程,涵蓋了多種基坑圍護(hù)開(kāi)挖技術(shù)。
從支撐技術(shù)上來(lái)分,主要有重力式、支撐式、土錨式、土釘式等多種技術(shù);從基坑圍護(hù)上來(lái)分,主要有簡(jiǎn)易圍護(hù)墻法、木板樁法、鋼板樁法、鋼管樁法、灌注樁法、地下連續(xù)墻法等多種施工方法。隨著基坑規(guī)模的加大,深度加深,城市用地緊張使得基坑離已有建筑物的距離越來(lái)越近,促進(jìn)了基坑工程設(shè)計(jì)、施工技術(shù)向前發(fā)展,尤其是近10年來(lái),表現(xiàn)尤為突出,在這期間,時(shí)空效應(yīng)基坑開(kāi)挖法是時(shí)代的產(chǎn)物,在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,并達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。
2.2沉井法
沉井法又稱(chēng)沉箱鑿井法,適合于地下深基礎(chǔ)施工,沉井施工時(shí),先在地面上鋪設(shè)砂墊層,設(shè)置支承墊木,制作鋼板或角鋼刃腳后澆筑第一節(jié)沉井,等待其達(dá)到一定重量和強(qiáng)度后,再抽去支承墊木,在井筒內(nèi)邊挖土邊下沉,然后再加高沉井,分次澆筑,多次下沉,下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,用混凝土封底,澆筑鋼筋混凝土底板便構(gòu)成地下結(jié)構(gòu)。
2.3沉管法
沉管法也稱(chēng)預(yù)制管段沉放法,它適用于水底建筑隧道的施工,施工時(shí),先在隧址以外的干塢中或船臺(tái)上預(yù)制隧道管段,并在兩端用臨時(shí)隔墻封閉,然后進(jìn)行拖運(yùn)、定位、沉放等工序,將其拖運(yùn)至隧址位置,沉放到江河中預(yù)先挖好的溝槽中,并連接起來(lái),最后充填基礎(chǔ)和回填砂石將管段埋入原河床中。
2.4頂管法
主要適用于特殊地質(zhì)條件下的管道工程施工,包括穿越江河、湖泊、港灣水體下的供水、輸氣、輸油管道工程;穿越城市建筑群、繁華街道地下的上下水、煤氣管道工程;穿越重要公路、鐵路路基下的通訊、電力電纜管道工程;水庫(kù)壩體涵管重建工程等。
2地下工程施工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和展望
2.1信息化方向
信息化是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展趨勢(shì),地下工程施工也不例外,地下施工技術(shù)與原有的計(jì)算模型、計(jì)算方法相結(jié)合,充分發(fā)揮各自的長(zhǎng)處,構(gòu)成以施工監(jiān)測(cè)和信息為顯著特征的地下工程信息化施工,是地下工程施工的發(fā)展趨勢(shì)之一,相信在以后的地下基礎(chǔ)施工中會(huì)擔(dān)當(dāng)大任。
2.2加強(qiáng)勘探工作
勘探工作是地下工程施工的必備環(huán)節(jié),尤其是地下隧道的設(shè)計(jì)和施工,地質(zhì)勘察工作對(duì)制定方案尤為重要,目前,大多施工單位只是對(duì)隧址地質(zhì)情況概括性的描述,還不能形成有效的指導(dǎo)價(jià)值,就要求我們?cè)谝院蟮氖┕ぶ校貏?wù)打開(kāi)地層后進(jìn)一步對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘探。為此,加強(qiáng)施工中的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)的開(kāi)發(fā)、研究,發(fā)展和利用多種勘探手段,準(zhǔn)確而及時(shí)獲得大量多而有用的地質(zhì)信息資料,對(duì)地下基礎(chǔ)施工非常重要。
2.3加強(qiáng)應(yīng)用施工新技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究
加強(qiáng)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究,是我們推進(jìn)地下工程高效施工的長(zhǎng)效辦法和措施,主要需要做好幾個(gè)方面的工作:
一是研究?jī)?yōu)化爆破設(shè)計(jì),經(jīng)編程后由計(jì)算機(jī)控制鉆孔,提高爆破能力。
二是加強(qiáng)對(duì)濕噴混凝土及噴射鋼纖維混凝土的應(yīng)用研究,完善施工工藝。
三是加強(qiáng)對(duì)預(yù)制拼裝式襯砌的研究應(yīng)用,使預(yù)制混凝土向尺寸誤差小、拼裝密封條件好的方向發(fā)展。
綜上所述,地下工程建筑在城市化進(jìn)程中扮演著重要的角色,是解決城市建筑面積狹小、交通阻塞等城市通病的較好的建筑形式,優(yōu)點(diǎn)突出、特色鮮明,但是因其施工難度、施工條件等因素的影響,目前仍然有一定的局限性,作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員,我們有責(zé)任,有義務(wù)搞好地下工程施工技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)工作,為我國(guó)地下工程的高效科學(xué)施工做貢獻(xiàn),希望通過(guò)本文的研究,能為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員尤其是地下工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提供一些理論依據(jù)和參考,也希望為研究本課題的同行起到拋磚引玉的作用。
參考文獻(xiàn):
[1]馮衛(wèi)星.淺談隧道及地下工程施工安全[J].河北交通科技,2009(6)
中圖分類(lèi)號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
自21世紀(jì)以來(lái),我國(guó)地下工程建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量不斷增多,建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。此外,地下工程建設(shè)不僅包括民間個(gè)人行為,也包括政府行為,例如南水北調(diào)工程、青藏鐵路工程等,這些工程中隧道工程占據(jù)的比例相當(dāng)大。與此同時(shí),城市高層或超高層建筑的發(fā)展,其地下部分多配備有停車(chē)場(chǎng)或商場(chǎng)等。以上所謂的個(gè)人行為或政府行為均涉及到地下工程問(wèn)題,且其施工質(zhì)量及施工安全均牽絆著每一個(gè)社會(huì)人的心。本文就地下工程施工技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展予以討論。
一、地下工程施工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析
經(jīng)過(guò)多年的研究與努力,我國(guó)地下工程施工技術(shù)或方法的發(fā)展令人欣慰。目前,地下工程主要施工技術(shù)包括盾構(gòu)法(泥水平衡盾構(gòu)/氣壓平衡盾構(gòu)/土壓平衡盾構(gòu))、新奧法、TBM法、淺埋暗挖法、非開(kāi)挖施工、頂管法、沉管/沉井/沉箱法、ECL法、明挖法/蓋挖法等。本章節(jié)就沉井法施工技術(shù)、頂管法施工技術(shù)、盾構(gòu)法施工技術(shù)及新奧法設(shè)計(jì)新技術(shù)展開(kāi)討論,以探明我國(guó)地下工程施工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。
(一)沉井法施工技術(shù)
沉井法施工技術(shù)在我國(guó)地下工程建設(shè)中的應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng),但就現(xiàn)代地下工程建設(shè)中,沉井法施工技術(shù)的應(yīng)用范圍依然較廣。沉井法施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括:技術(shù)簡(jiǎn)單、占地面積小、挖土量少、造價(jià)低等。此外,沉井結(jié)構(gòu)可用作地下構(gòu)筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu),這樣一來(lái),沉井結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間亦可被利用。鉆吸法沉井新工藝是傳統(tǒng)沉井法施工技術(shù)的創(chuàng)新,其由上海隧道工程公司首創(chuàng)。中心島式槽挖法也是基于傳統(tǒng)沉井法發(fā)展而來(lái),其亦是由上海隧道工程公司首創(chuàng)。實(shí)踐證明,鉆吸法沉井新工藝及中心島式槽挖法在地下工程的應(yīng)用具有可行性。
(二)頂管法施工技術(shù)
水下長(zhǎng)距離頂管施工方法是在地下水位以下直接長(zhǎng)距離頂進(jìn)管道,該施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括:無(wú)需在水下開(kāi)挖土方或挖槽、無(wú)需任何降低水位的輔助措施、造價(jià)低、施工速度快、降低特殊環(huán)境中的施工難度系數(shù)等。現(xiàn)階段,水下長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)在國(guó)外多個(gè)國(guó)家亦得到了廣泛的應(yīng)用。隨著地下工程施工規(guī)模的擴(kuò)大及施工要求的提高,我國(guó)鋼質(zhì)管道長(zhǎng)距離頂進(jìn)施工方法取得了新的突破,并在實(shí)際的工程施工中取得了成功。
(三)盾構(gòu)法施工技術(shù)
盾構(gòu)法施工技術(shù)多用于隧道掘進(jìn)施工中,盡管其起步較晚,但其發(fā)展速度較快,則其發(fā)展前景一片光明。就盾構(gòu)法施工技術(shù)掘進(jìn)隧道而言,占據(jù)世界前兩位位的國(guó)家包括:日本、德國(guó),該兩國(guó)的盾構(gòu)法施工技術(shù)的發(fā)展水平相當(dāng)高。盾構(gòu)掘進(jìn)隧道對(duì)施工環(huán)境的適應(yīng)能力加強(qiáng),特別是施工難度系數(shù)較大的縱長(zhǎng)地下結(jié)構(gòu),亦可正常施工,且其覆蓋層淺,盡管在含地下水的底層或穩(wěn)定性較差的底層施工,其均不會(huì)引發(fā)大面積沉陷或地表斷裂。根據(jù)盾構(gòu)法施工技術(shù)的施工特點(diǎn),其亦可用于高壓強(qiáng)地層或松散土質(zhì)的底層(例如:流動(dòng)地層或軟塑性地層等)。此外,盾構(gòu)法施工技術(shù)在暫時(shí)穩(wěn)定的地層亦可正常施工作業(yè),但此時(shí)的盾構(gòu)僅發(fā)揮頂部保護(hù)作用。總而言之,盾構(gòu)法施工技術(shù)的應(yīng)用前景一片光明。就盾構(gòu)法施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié),如下表所示:
(四)新奧法設(shè)計(jì)新技術(shù)-典型類(lèi)比分析法
新奧法設(shè)計(jì)新技術(shù)-典型類(lèi)比分析法源自于對(duì)工程實(shí)踐的總結(jié),其首創(chuàng)者為中國(guó)學(xué)者李世輝。實(shí)踐證明,新奧法設(shè)計(jì)新技術(shù)-典型類(lèi)比分析法適應(yīng)中國(guó)國(guó)情,且其應(yīng)用效果較佳。典型類(lèi)比分析法屬于一項(xiàng)初步的綜合集成技術(shù),其是用于預(yù)測(cè)與控制一種具有開(kāi)放性的復(fù)雜巨系統(tǒng)在特定時(shí)刻的行為。此類(lèi)開(kāi)放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的特點(diǎn)包括:信息不完全、不一致且不確定,數(shù)據(jù)匱乏、機(jī)理不清,不支持從整體角度使用理論分析方法進(jìn)行描述、預(yù)測(cè)或控制;系統(tǒng)整體行為,允許通過(guò)量測(cè)個(gè)別宏觀參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)有效控制等。
典型類(lèi)比分析法組成成分包括典型分類(lèi)與類(lèi)比、個(gè)體測(cè)試數(shù)據(jù)、理論分析等子系統(tǒng),且三者間存在相互滲透的關(guān)系。典型類(lèi)比分析法在獲取、表達(dá)或處理信息時(shí)主要借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)知識(shí),其亦是一種人機(jī)結(jié)合的智能化系統(tǒng)。
二、地下工程信息化設(shè)計(jì)施工技術(shù)
地下工程的穩(wěn)定性與巖土體材料的物理力學(xué)特性、地下水作用、圍巖構(gòu)造等因素有關(guān)。現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法多以事先確定的影響因素為基礎(chǔ)創(chuàng)建數(shù)學(xué)及物理模型,并以各數(shù)值方法及解析方法等為手段對(duì)工程的穩(wěn)定性予以判斷,從而得到最優(yōu)開(kāi)挖方案。實(shí)踐證明,該設(shè)計(jì)方法受到巖土體、地應(yīng)力的分布及巖土應(yīng)力與滲流間的耦合關(guān)系制約。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有地下工程施工技術(shù)設(shè)計(jì)方法存在的局限性的分析,地下工程信息化設(shè)計(jì)應(yīng)用而生。
研究結(jié)果表明,若把地下工程信息化施工技術(shù)結(jié)合原有計(jì)算方法及計(jì)算模型使用,有助于把各自的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮出來(lái)。地下工程信息化設(shè)計(jì)融合了力學(xué)計(jì)算、監(jiān)測(cè)技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)評(píng)估等,其是一種以施工監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)信息為顯著特征的地下工程設(shè)計(jì)方法。該設(shè)計(jì)方法可對(duì)圍巖開(kāi)挖過(guò)程的穩(wěn)定性及支護(hù)過(guò)程的施工狀態(tài)予以全程監(jiān)控,并將獲取到的信息準(zhǔn)確記錄下來(lái)。這樣一來(lái),工作人員僅需對(duì)相關(guān)信息予以分析研究,便可準(zhǔn)確掌握支護(hù)的作用及圍巖的穩(wěn)定性,并獲取支護(hù)參數(shù)及圍巖參數(shù),從而為設(shè)計(jì)決策技術(shù)施工決策提供參考依據(jù)。此外,在地下工程信息化施工階段,量測(cè)信息可對(duì)圍巖的物理力學(xué)參數(shù)予以反演計(jì)算,從而對(duì)地質(zhì)信息的正確性予以檢驗(yàn),再通過(guò)反演分析法獲取圍巖力學(xué)參數(shù),并利用有限元等數(shù)值方法計(jì)算分析圍巖的穩(wěn)定性,以此對(duì)工程后續(xù)施工發(fā)揮指導(dǎo)性作用。地下工程信息化設(shè)計(jì)技術(shù)包括信息采集-施工監(jiān)測(cè)、信息處理-反演分析、信息反饋-穩(wěn)定分析等三個(gè)環(huán)節(jié)。
三、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,我國(guó)地下工程施工技術(shù)或方法多樣,且經(jīng)過(guò)多年的研究及努力,我國(guó)在部分施工技術(shù)方面已經(jīng)取得了較大的突破,特別是盾構(gòu)法等應(yīng)用前景較廣的施工技術(shù),對(duì)其的研究及創(chuàng)新應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)。此外,就地下工程施工技術(shù)設(shè)計(jì)方法而言,地下工程信息化施工技術(shù)在確保地下工程施工安全及施工質(zhì)量方面具有重要的作用,值得我國(guó)地下工程施工企業(yè)深入研究及廣泛應(yīng)用。在研究及發(fā)展地下工程施工技術(shù)時(shí),應(yīng)該始終堅(jiān)持“安全可靠、技術(shù)可行、環(huán)境良好、經(jīng)濟(jì)合理”的原則及理念,對(duì)各種可能技術(shù)手段予以靈活搭配、綜合運(yùn)用,以適應(yīng)我國(guó)地下工程綜合化、大型化、復(fù)雜化、深層化的發(fā)展趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn):
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【基金項(xiàng)目】住建部教學(xué)研究項(xiàng)目:軍隊(duì)院校土木工程專(zhuān)業(yè)卓越工程師培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系改革;湖南省教育廳教學(xué)改革研究項(xiàng)目:軍事土木工程專(zhuān)業(yè)本科人才培養(yǎng)“三維一體”模式研究與實(shí)踐。
【中圖分類(lèi)號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2016)35-0229-01
近年來(lái),我國(guó)地下工程蓬勃發(fā)展,城市地下空間工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。地下防護(hù)工程作為城市地下空間工程的一個(gè)專(zhuān)業(yè)方向,主要培養(yǎng)系統(tǒng)掌握地下防護(hù)工程領(lǐng)域?qū)iT(mén)知識(shí)的人才。地下工程施工實(shí)習(xí)是城市地下空間工程專(zhuān)業(yè)(地下防護(hù)工程方向)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。如何在實(shí)踐教學(xué)中根據(jù)地下防護(hù)工程方向的特點(diǎn),促進(jìn)學(xué)生將施工理論和工程實(shí)踐相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生良好的施工組織協(xié)調(diào)能力,適應(yīng)未來(lái)工作崗位要求,是該專(zhuān)業(yè)方向地下工程施工實(shí)習(xí)中需要認(rèn)真研究的重要課題。
一、地下工程施工實(shí)習(xí)目前存在的問(wèn)題
城市地下空間工程專(zhuān)業(yè)(地下防護(hù)工程方向)的地下工程施工實(shí)習(xí)的目的,是通過(guò)理論知識(shí)和工程實(shí)踐相結(jié)合,促使學(xué)生了解和掌握地下防護(hù)工程施工的設(shè)備、工藝和方法,以及現(xiàn)場(chǎng)的施工組織和管理方法。由于種種原因,目前該專(zhuān)業(yè)方向的地下工程施工實(shí)習(xí)中仍存在如下問(wèn)題。
(一)實(shí)習(xí)對(duì)象簡(jiǎn)單采用民用地下工程代替地下防護(hù)工程
目前我國(guó)地下防護(hù)工程具有一定的保密要求,參觀實(shí)習(xí)審批復(fù)雜。其施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜,安全隱患多,學(xué)生普遍缺乏工地經(jīng)驗(yàn),自身安全防護(hù)意識(shí)較差。施工單位擔(dān)心學(xué)生實(shí)習(xí)影響施工進(jìn)度,害怕出事故,通常不愿意接收學(xué)生實(shí)習(xí)。這導(dǎo)致一些學(xué)校在該專(zhuān)業(yè)方向的地下工程施工實(shí)習(xí)中,采用去普通民用地下工程的工地來(lái)開(kāi)展實(shí)習(xí)。但是民用地下工程通常不包括地下防護(hù)工程的防護(hù)建筑和防護(hù)設(shè)備等重要內(nèi)容,上述實(shí)習(xí)方法會(huì)導(dǎo)致該內(nèi)容缺失,不利于培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
(二)學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)間較短,難以把握施工技術(shù)全貌
地下防護(hù)工程施工技術(shù)繁多,包括鉆孔爆破法施工技術(shù)、全斷面掘進(jìn)機(jī)施工技術(shù)、錨噴支護(hù)技術(shù)等。每種施工技術(shù)中,又因采用工藝和設(shè)備的不同而各具特點(diǎn)。單個(gè)地下防護(hù)工程施工周期較長(zhǎng),學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)間較短,單個(gè)工地實(shí)習(xí)通常只能觀察某一施工環(huán)節(jié)和技術(shù),難以掌握地下防護(hù)工程施工技術(shù)的全貌。
(三)學(xué)生實(shí)習(xí)準(zhǔn)備工作不足,難以掌握施工組織方法
一些學(xué)校的地下工程施工實(shí)習(xí)中,去工地實(shí)習(xí)之前通常向?qū)W生介紹工地的基本情況,但沒(méi)有據(jù)此要求學(xué)生初步擬制施工組織計(jì)劃。學(xué)生在工地上很難帶著施工組織方面的問(wèn)題去實(shí)習(xí),導(dǎo)致主要增加了施工機(jī)具和施工技術(shù)方面的感性認(rèn)識(shí),缺乏對(duì)施工組織的深入思考,施工組織方面的收獲小。
(四)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手少,缺乏施工組織和施工管理的鍛煉
大部分學(xué)校的地下工程施工實(shí)習(xí)中,采用學(xué)生在施工現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)技術(shù)人員講解、旁站參觀的方式進(jìn)行。學(xué)生缺乏自己動(dòng)手操作施工機(jī)具的機(jī)會(huì),更缺乏自主進(jìn)行施工組織、施工管理的機(jī)會(huì)。學(xué)生動(dòng)手能力差,施工管理和組織協(xié)調(diào)能力不足,不利于適應(yīng)未來(lái)工作崗位要求。
二、地下工程施工實(shí)習(xí)的改革與實(shí)踐
為了適應(yīng)高素質(zhì)新型城市地下空間工程專(zhuān)業(yè)(地下防護(hù)工程方向)人才培養(yǎng)的要求,我們?cè)诘叵鹿こ淌┕?shí)習(xí)中從教學(xué)隊(duì)伍、實(shí)踐理念、實(shí)踐模式、實(shí)踐管理等方面開(kāi)展系列改革,教學(xué)質(zhì)量顯著提高。主要措施包括如下五個(gè)方面。
(一)打造一支基礎(chǔ)理論扎實(shí)、精于施工的教學(xué)團(tuán)隊(duì)
在上級(jí)大力支持下,近年來(lái)我們選拔多名基礎(chǔ)理論扎實(shí)、學(xué)術(shù)專(zhuān)精的年輕骨干充實(shí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。同時(shí),通過(guò)支持教員到相關(guān)施工單位調(diào)研、參觀城市地鐵和過(guò)江隧道施工現(xiàn)場(chǎng)等方式,促進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)掌握地下防護(hù)工程、國(guó)內(nèi)外民用地下工程施工技術(shù)的最新進(jìn)展。
(二)踐行施工技g和施工組織能力培育交叉滲透的實(shí)踐教學(xué)理念
高素質(zhì)的城市地下空間工程專(zhuān)業(yè)(地下防護(hù)工程方向)人才,應(yīng)既掌握較系統(tǒng)的地下防護(hù)工程施工技術(shù)的知識(shí),又具備良好的施工組織和施工管理的能力。實(shí)踐教學(xué)中,教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出施工技術(shù)和施工組織能力培育交叉滲透的實(shí)踐教學(xué)理念。在專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面,培養(yǎng)學(xué)生掌握較為全面的地下防護(hù)工程施工技術(shù)和方法;在施工組織和管理方面,培養(yǎng)學(xué)生能夠根據(jù)工程的實(shí)際情況,進(jìn)行科學(xué)的施工組織和施工管理的能力。
(三)實(shí)行工地參觀-基地實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的實(shí)習(xí)模式
為了避免地下防護(hù)工程施工實(shí)習(xí)中實(shí)習(xí)對(duì)象民用化的傾向,我們將地下防護(hù)工程施工實(shí)習(xí)中所涉及內(nèi)容分為防護(hù)特色型和通用型兩類(lèi)。對(duì)于防護(hù)特色型內(nèi)容,積極聯(lián)系人防工程進(jìn)行參觀實(shí)習(xí),重點(diǎn)掌握防護(hù)建筑、防護(hù)結(jié)構(gòu)、防護(hù)設(shè)備等的施工方法。對(duì)于通用型內(nèi)容,聯(lián)系民用地下工程參觀實(shí)習(xí),掌握地下工程通用施工方法。促使學(xué)生深入了解地下防護(hù)工程有施工內(nèi)容和方法,同時(shí)掌握較為寬廣的地下工程施工方法。
對(duì)于地下防護(hù)工程施工中常用的鉆孔爆破掘進(jìn)施工方法,進(jìn)行基地實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)。在實(shí)訓(xùn)階段,學(xué)生自己制定施工方案,自己動(dòng)手操作空壓機(jī)、鑿巖機(jī)、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等施工機(jī)具進(jìn)行施工作業(yè),自己進(jìn)行施工組織協(xié)調(diào)工作,完成一定的地下防護(hù)工程掘進(jìn)施工任務(wù)。提高了學(xué)生施工組織設(shè)計(jì)的能力,鍛煉了學(xué)生操作施工裝備和進(jìn)行施工組織的能力。
(四)推行施工項(xiàng)目部的管理模式,全面提升學(xué)生施工組織管理能力
在基地實(shí)訓(xùn)階段,按照施工項(xiàng)目部的管理模式對(duì)學(xué)生進(jìn)行編組。指導(dǎo)學(xué)生制定和嚴(yán)格落實(shí)施工項(xiàng)目部的一日生活制度、交接班制度、技術(shù)交底制度、安全交底制度,使學(xué)生掌握施工項(xiàng)目部的日常管理方法,提高學(xué)生開(kāi)展施工項(xiàng)目部日常管理工作的能力。
三、結(jié)束語(yǔ)
地下工程施工是城市地下空間工程專(zhuān)業(yè)(地下防護(hù)工程方向)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)分析了目前該專(zhuān)業(yè)方向施工實(shí)習(xí)中存在的一些問(wèn)題,從教學(xué)隊(duì)伍、實(shí)踐理念、實(shí)踐模式、實(shí)踐管理等方面開(kāi)展系列改革,實(shí)習(xí)質(zhì)量顯著提高,有力地促進(jìn)了高素質(zhì)新型城市地下空間工程(地下防護(hù)工程方向)人才的培養(yǎng)。畢業(yè)學(xué)生在工作崗位上表現(xiàn)出施工技術(shù)知識(shí)扎實(shí)、施工組織和管理能力突出的特點(diǎn),受到用人單位的好評(píng)。
參考文獻(xiàn):
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0.引言
在城市空間極度擁擠的今天地下工程顯得尤為重要,地下工程能緩解建筑用地緊張、交通阻塞等問(wèn)題。而作為建筑工作者,地下工程的安全和特點(diǎn)及施工方法是我們研究的重點(diǎn)。
1.地下工程施工的特點(diǎn)
地下工程作為一種較為特殊的工程,有其自身的施工特點(diǎn),主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)受工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的影響較大;(2)工作條件差、工作面少而狹窄;(3)暗挖法施工時(shí)對(duì)地面影響較小,但埋置較淺時(shí)可能導(dǎo)致地面沉陷;(4)防水、防滲漏顯得異常重要。
地下工程無(wú)論是施工難度、施工技術(shù)、施工環(huán)境都與地上工程結(jié)構(gòu)有很大不同,風(fēng)險(xiǎn)性和危險(xiǎn)性均高于地上工程,對(duì)于建筑人員,我們一定要吸取國(guó)內(nèi)杭州地鐵一號(hào)線施工大面積塌陷事故的深刻教訓(xùn),建筑好地下工程,督促施工好地下工程,精益求精,不要存有半點(diǎn)僥幸心理,對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全高度負(fù)責(zé)。
2.地下工程所存在的主要問(wèn)題
城市地下工程的安全性控制是城市軌道交通建設(shè)和地下空間開(kāi)發(fā)所面臨的核心技術(shù)難題,不僅要解決地層與結(jié)構(gòu)變形控制的理論問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù),而且形成系統(tǒng)控制體系也非常重要。因?yàn)榈叵鹿こ痰膹?fù)雜性,使得我們必須在工程的前期對(duì)施工區(qū)位進(jìn)行嚴(yán)格的地質(zhì)勘查,首先從地質(zhì)環(huán)境上規(guī)避可能的風(fēng)險(xiǎn),然后從理論技術(shù)上來(lái)說(shuō)需要針對(duì)一些地質(zhì)工程的意外中吸取教訓(xùn),以經(jīng)驗(yàn)作為載體去更新自己的施工技術(shù),完善科技施工。而從現(xiàn)在看來(lái)我們的地下施工的主要問(wèn)題有一下幾點(diǎn):
2.1缺乏系統(tǒng)理論支撐
這一點(diǎn)需要我們理論結(jié)合實(shí)際,不管是從前的經(jīng)驗(yàn)還是理論的實(shí)際都無(wú)法單一的為我們解決地下工程的問(wèn)題,我們更多的需要借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn),引進(jìn)發(fā)達(dá)技術(shù),結(jié)合我們?cè)诘叵鹿こ讨械慕?jīng)驗(yàn)來(lái)結(jié)合理論,全面性的去建立起新的理論,從而為地下工程建立系統(tǒng)的學(xué)說(shuō)。
2.2核心技術(shù)過(guò)于死板
我們現(xiàn)在的地下工程很多都是為了工程而工程,缺乏變通,一味的追求速度而忽略了效率在施工中的重要位置,因此我們的地下工程存在著一定程度的局限性使得我們的核心技術(shù)基本處于原地踏步的水平。俗話說(shuō)磨刀不誤砍柴工,我們?cè)诘叵鹿こ痰倪^(guò)程中需要在前期的準(zhǔn)備中做出更明確的計(jì)劃,爭(zhēng)取用科學(xué)的方式與角度去解決可能面對(duì)的疑難問(wèn)題。
2.3缺乏細(xì)化處理
我們現(xiàn)在的地下工程通常只會(huì)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)化處理,而對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)以及地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)等都沒(méi)有細(xì)化處理,合適的我們?cè)诠こ讨薪?jīng)常會(huì)面對(duì)一些不同領(lǐng)域的自然問(wèn)題而無(wú)從下手解決,從而不能有針對(duì)性的解決自然環(huán)境給我們帶來(lái)的問(wèn)題甚至造成地質(zhì)性的自然災(zāi)害,對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)備缺乏全面性與針對(duì)性。
2.4缺乏完整的工程體系
工程體系的卻是使得工程中難以對(duì)各個(gè)部門(mén)形成有效的支配欲保護(hù),大家以各自為戰(zhàn)居多,也難以對(duì)工程形成有效的指導(dǎo)作用,也無(wú)法再工程之中形成各部門(mén)的協(xié)作關(guān)系,使得工程效率大大降低。
2.5自然環(huán)境的影響
這一點(diǎn)是我們宏觀可見(jiàn)的,地下工程通常對(duì)地上的交通也會(huì)帶來(lái)影響,而地上交通的壓力本來(lái)就很大,在加上地下的工程就使得地質(zhì)更加脆弱從而容易受到侵害而導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害。而地下的環(huán)境更是有很多不可預(yù)測(cè)性。這對(duì)我們的勘探特別是工程中的勘探以及數(shù)據(jù)的更新提成了更高的要求。
3.地下工程的主要施工方法
3.1基坑開(kāi)挖技術(shù)
基坑開(kāi)挖技術(shù)又稱(chēng)明挖法,該方法主要應(yīng)用于深基坑工程,涵蓋了多種基坑圍護(hù)開(kāi)挖技術(shù)。從支撐技術(shù)上來(lái)分,主要有重力式、支撐式、土錨式、土釘式等多種技術(shù);從基坑圍護(hù)上來(lái)分,主要有簡(jiǎn)易圍護(hù)墻法、木板樁法、鋼板樁法、鋼管樁法、灌注樁法、地下連續(xù)墻法等多種施工方法。隨著基坑規(guī)模的加大,深度加深,城市用地緊張使得基坑離已有建筑物的距離越來(lái)越近,促進(jìn)了基坑工程建筑、施工技術(shù)向前發(fā)展,尤其是近10年來(lái),表現(xiàn)尤為突出,在這期間,時(shí)空效應(yīng)基坑開(kāi)挖法是時(shí)代的產(chǎn)物,在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,并達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。
3.2沉井法
沉井法又稱(chēng)沉箱鑿井法,適合于地下深基礎(chǔ)施工,沉井施工時(shí),先在地面上鋪設(shè)砂墊層,設(shè)置支承墊木,制作鋼板或角鋼刃腳后澆筑第一節(jié)沉井,等待其達(dá)到一定重量和強(qiáng)度后,再抽去支承墊木,在井筒內(nèi)邊挖土邊下沉,然后再加高沉井,分次澆筑,多次下沉,下沉到建筑標(biāo)高后,用混凝土封底,澆筑鋼筋混凝土底板便構(gòu)成地下結(jié)構(gòu)。
3.3沉管法
沉管法也稱(chēng)預(yù)制管段沉放法,它適用于水底建筑隧道的施工,施工時(shí),先在隧址以外的干塢中或船臺(tái)上預(yù)制隧道管段,并在兩端用臨時(shí)隔墻封閉,然后進(jìn)行拖運(yùn)、定位、沉放等工序,將其拖運(yùn)至隧址位置,沉放到江河中預(yù)先挖好的溝槽中,并連接起來(lái),最后充填基礎(chǔ)和回填砂石將管段埋入原河床中。
3.4頂管法
主要適用于特殊地質(zhì)條件下的管道工程施工,包括穿越江河、湖泊、港灣水體下的供水、輸氣、輸油管道工程;穿越城市建筑群、繁華街道地下的上下水、煤氣管道工程;穿越重要公路、鐵路路基下的通訊、電力電纜管道工程;水庫(kù)壩體涵管重建工程等。
4.地下工程施工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和展望
4.1信息化方向
信息化是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展趨勢(shì),地下工程施工也不例外,地下施工技術(shù)與原有的計(jì)算模型、計(jì)算方法相結(jié)合,充分發(fā)揮各自的長(zhǎng)處,構(gòu)成以施工監(jiān)測(cè)和信息為顯著特征的地下工程信息化施工,是地下工程施工的發(fā)展趨勢(shì)之一,相信在以后的地下基礎(chǔ)施工中會(huì)擔(dān)當(dāng)大任。
4.2加強(qiáng)勘探工作
勘探工作是地下工程施工的必備環(huán)節(jié),尤其是地下隧道的建筑和施工,地質(zhì)勘察工作對(duì)制定方案尤為重要,目前,大多施工單位只是對(duì)隧址地質(zhì)情況概括性的描述,還不能形成有效的指導(dǎo)價(jià)值,就要求我們?cè)谝院蟮氖┕ぶ校貏?wù)打開(kāi)地層后進(jìn)一步對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘探。為此,加強(qiáng)施工中的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)的開(kāi)發(fā)、研究,發(fā)展和利用多種勘探手段,準(zhǔn)確而及時(shí)獲得大量多而有用的地質(zhì)信息資料,對(duì)地下基礎(chǔ)施工非常重要。
4.3加強(qiáng)應(yīng)用施工新技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究
加強(qiáng)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究,是我們推進(jìn)地下工程高效施工的長(zhǎng)效辦法和措施,主要需要做好幾個(gè)方面的工作:一是研究?jī)?yōu)化爆破建筑,經(jīng)編程后由計(jì)算機(jī)控制鉆孔,提高爆破能力。二是加強(qiáng)對(duì)濕噴混凝土及噴射鋼纖維混凝土的應(yīng)用研究,完善施工工藝。三是加強(qiáng)對(duì)預(yù)制拼裝式襯砌的研究應(yīng)用,使預(yù)制混凝土向尺寸誤差小、拼裝密封條件好的方向發(fā)展。
5.結(jié)語(yǔ)
綜上所述,地下工程建筑在城市化進(jìn)程中扮演著重要的角色,是解決城市建筑面積狹小、交通阻塞等城市通病的較好的建筑形式,優(yōu)點(diǎn)突出、特色鮮明,但是因其施工難度、施工條件等因素的影響,目前仍然有一定的局限性,作為建筑人員,我們有責(zé)任,有義務(wù)搞好地下工程施工技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)工作,為我國(guó)地下工程的高效科學(xué)施工做貢獻(xiàn),希望通過(guò)本文的研究,能為結(jié)構(gòu)建筑人員尤其是地下工程結(jié)構(gòu)建筑人員提供一些理論依據(jù)和參考,也希望為研究本課題的同行起到拋磚引玉的作用。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:地下工程;測(cè)量;發(fā)展趨勢(shì)
Key words: underground engineering; measurement; developing trend
中圖分類(lèi)號(hào):TU19 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)04-0227-01
1地下工程測(cè)量的特點(diǎn)
地下工程測(cè)量是工程測(cè)量的分支,是測(cè)繪科學(xué)在地下工程建設(shè)中的應(yīng)用。地下工程測(cè)量主要包括地面控制測(cè)量、地下起始數(shù)據(jù)的傳遞、地下控制測(cè)量、貫通測(cè)量、陀螺定向、地下工程施工測(cè)量、地下工程施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的變形監(jiān)測(cè)以及地下管線探測(cè)等。由此可見(jiàn),地下工程測(cè)量是地下工程建設(shè)和施工的重要技術(shù),對(duì)地下工程建設(shè)和施工起保障和監(jiān)督作用,對(duì)安全生產(chǎn)起著指導(dǎo)作用。
地下工程測(cè)量的工作環(huán)境主要是地下或封閉的空間,其作業(yè)方法、作業(yè)程序等與常規(guī)的地面測(cè)量存在一定的差別,其主要特點(diǎn)如下:①測(cè)量空間狹窄、測(cè)量條件差,并有煙塵、滴水、人和機(jī)械干擾等;②施測(cè)對(duì)象灰暗,一般無(wú)自然光,照度不理想;③工程精度要求高,而且允許耗時(shí)短,有時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)提交成果;④測(cè)量的網(wǎng)型受地下條件限制,成果的可靠性主要依靠重復(fù)測(cè)量來(lái)保證。
2地下工程測(cè)量的方法
2.1 地下工程施工控制測(cè)量分為地面控制和地下控制兩部分,并將兩部分聯(lián)測(cè),形成具有統(tǒng)一坐標(biāo)和高程系統(tǒng)的控制網(wǎng)。如果通過(guò)豎井施工,要進(jìn)行井上、井下的平面和高程聯(lián)系測(cè)量。平面聯(lián)系測(cè)量是通過(guò)井筒進(jìn)行聯(lián)系三角形測(cè)量,將地面近井控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)和方向傳遞到井下平面控制點(diǎn)上,作為井下導(dǎo)線的起算坐標(biāo)和起算方向。單井平面聯(lián)系測(cè)量通常采用重錘投放兩條鋼絲,測(cè)定垂線投放點(diǎn)的坐標(biāo)和投點(diǎn)連線的坐標(biāo)方位角,地下導(dǎo)線即由此傳算。近代已逐步采用光學(xué)投點(diǎn)儀、激光垂準(zhǔn)儀和陀螺經(jīng)緯儀定向的方法代替上述幾何聯(lián)系測(cè)量。
地面平面控制一般采用導(dǎo)線、測(cè)角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)或邊角網(wǎng)。高程控制一般采用水準(zhǔn)網(wǎng)或電磁波測(cè)距三角高程控制網(wǎng)。
地下控制測(cè)量從各洞口或井口引進(jìn),隨坑道掘進(jìn)而逐步延伸。地下控制網(wǎng)的形狀和測(cè)量方法,依坑道的形狀和凈空的大小而定。平面控制一般多采用導(dǎo)線或狹長(zhǎng)的導(dǎo)線網(wǎng)。在地下導(dǎo)線中,采用能夠保證設(shè)計(jì)精度的陀螺經(jīng)緯儀,加測(cè)一邊或數(shù)邊的陀螺方位角,可減少橫向貫通誤差的積累。小型地下工程常采用中線控制。高程控制一般采用水準(zhǔn)測(cè)量或電磁波測(cè)距儀測(cè)高。地下所設(shè)的控制點(diǎn)比較容易產(chǎn)生位移,在使用前應(yīng)予檢測(cè)。
2.2 地下工程的定線放樣主要根據(jù)施工中線和施工水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行。先根據(jù)施工中線和水準(zhǔn)點(diǎn)放樣出開(kāi)挖斷面的中心點(diǎn),布置炮眼進(jìn)行鉆爆,或以掘進(jìn)機(jī)械進(jìn)行開(kāi)挖。近代已用激光導(dǎo)向的方法操縱掘進(jìn)機(jī)械的進(jìn)程。待洞體成型或部分成型后,即根據(jù)校準(zhǔn)的中線放樣斷面線,進(jìn)行襯砌。隧道、坑道貫通以后,施工中線即可對(duì)接,此時(shí)要測(cè)算坑道橫向、縱向、高程和方向的貫通誤差,并進(jìn)行調(diào)整。在放樣精度要求較高時(shí),貫通誤差調(diào)整前,應(yīng)先進(jìn)行貫通測(cè)量,亦即將相向開(kāi)挖兩洞口附近的洞外控制點(diǎn)連成貫通導(dǎo)線或貫通水準(zhǔn)線路,重新施測(cè)并加以平差。在允許調(diào)整的范圍內(nèi),所有重要放樣工作,都以平差后的坐標(biāo)和高程作為調(diào)整施工中線和放樣的依據(jù)。地下工程襯砌后,要進(jìn)行斷面測(cè)量,核實(shí)凈空。對(duì)于洞室、地下油庫(kù)等還要進(jìn)行實(shí)際庫(kù)容的測(cè)算。
2.3 地下工程竣工測(cè)量地下工程竣工后要測(cè)制竣工圖和記錄必要的測(cè)量數(shù)據(jù),在經(jīng)營(yíng)管理階段還要進(jìn)行地下工程的設(shè)備安裝、維修、改建、擴(kuò)建等各種測(cè)量工作。
地下工程施工時(shí),因巖體掘空,圍巖應(yīng)力發(fā)生變化,可能導(dǎo)致地下建筑及其周?chē)鷰r體下沉、隆起、兩側(cè)內(nèi)擠、斷裂以至滑動(dòng)等變形和位移。因此,必要時(shí),從施工前開(kāi)始,直到經(jīng)營(yíng)期間,應(yīng)對(duì)地面、地面建筑物、地下巖體進(jìn)行系統(tǒng)的變形觀測(cè),以保證安全施工,鑒定工程質(zhì)量,開(kāi)展相應(yīng)的科學(xué)研究工作。
3地下工程測(cè)量的展望
3.1 地下工程測(cè)量的進(jìn)一步發(fā)展和服務(wù)領(lǐng)域的拓寬隨著大力發(fā)展城市的地鐵、地下商城和地下通道等工程建設(shè),必然會(huì)促進(jìn)地下工程測(cè)量的發(fā)展和服務(wù)領(lǐng)域的拓寬。地下工程測(cè)量服務(wù)面的拓寬,將對(duì)測(cè)量工作帶來(lái)新的考驗(yàn)。由于各類(lèi)工程的性質(zhì)和功能不同,工程難度也越來(lái)越大,工程的質(zhì)量和精度也要求越來(lái)越高,常規(guī)的測(cè)量方法很難滿足要求。為了解決這些問(wèn)題和困難,必然將促進(jìn)地下工程測(cè)量新理論、新技術(shù)的發(fā)展。這是地下工程測(cè)量發(fā)展的必然趨勢(shì)。
0 引言
在地下工程勘察工作實(shí)施的整個(gè)過(guò)程中,現(xiàn)場(chǎng)地下工程施工勘察是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),該環(huán)節(jié)所得的成果不僅可實(shí)現(xiàn)對(duì)既有巖土工程勘察報(bào)告中圍巖級(jí)別與工程地質(zhì)特點(diǎn)的驗(yàn)證、修正與補(bǔ)充,而且還能為后續(xù)處理工程施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的水文地質(zhì)問(wèn)題、劃分圍巖級(jí)別、支護(hù)設(shè)計(jì)以及修正施工方案提供依據(jù)。
本文作者結(jié)合自身工作實(shí)踐,從現(xiàn)場(chǎng)地下工程勘察中有關(guān)圍巖分級(jí)的方法、確定圍巖分級(jí)的因素以及現(xiàn)場(chǎng)施工勘察三個(gè)方面對(duì)地下工程施工勘察進(jìn)行了介紹。
1 圍巖分級(jí)方法
國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中多采用定性、定量或定性定量相結(jié)合的方法來(lái)劃分巖體等級(jí)。實(shí)際工作中多采取定性與定量相結(jié)合的方法。
通常來(lái)講,定性分級(jí)主觀經(jīng)驗(yàn)發(fā)揮著主導(dǎo)性的作用,不確定性相對(duì)較大;定量分級(jí)通過(guò)一系列的檢測(cè)試驗(yàn)手段獲取圍巖特定參數(shù)值(如巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度、點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)以及巖體波速等),并利用獲取的參數(shù)值計(jì)算出圍巖基本質(zhì)量指標(biāo),進(jìn)而根據(jù)規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)確定圍巖的等級(jí),這種方法相對(duì)定性分級(jí)更加科學(xué)合理,但是該方法所取芯樣數(shù)量是有限的、取樣質(zhì)量上也存在差異,有限數(shù)量的芯樣無(wú)法全面地反映整個(gè)場(chǎng)地巖體的特征,此外,實(shí)踐中大量的取芯試驗(yàn)不僅難以實(shí)現(xiàn),而且試驗(yàn)時(shí)效性也無(wú)法滿足;而定性定量相結(jié)合的圍巖分級(jí)方法則實(shí)現(xiàn)了定性分級(jí)與定量分級(jí)方法的優(yōu)勢(shì)融合:一方面,借助于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行定性描述;另一方面,對(duì)巖體中典型的節(jié)理、斷層以及巖脈開(kāi)展適當(dāng)?shù)牧繙y(cè),同時(shí)結(jié)合巖體鉆探相關(guān)參數(shù)等資料,綜合確定圍巖的等級(jí),采用這種方法確定圍巖等級(jí)更為準(zhǔn)確可靠。
2 確定圍巖分級(jí)的因素
2.1 巖石的堅(jiān)硬程度
巖石的堅(jiān)硬程度是巖石軸向承壓能力大小的反映。由不同礦物組成、不同結(jié)構(gòu)形式的巖石,其巖石抵抗軸壓破壞的能力也不盡相同。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)以巖石室內(nèi)飽和單軸抗壓強(qiáng)度為依據(jù)將巖石堅(jiān)硬程度劃分為堅(jiān)硬巖、較堅(jiān)硬巖、較軟巖、軟巖與極軟巖5個(gè)等級(jí)。
2.2 巖石風(fēng)化程度
巖石風(fēng)化程度被作為圍巖分級(jí)中關(guān)注的重要內(nèi)容,它反映了巖石受風(fēng)化破壞的嚴(yán)重程度,將會(huì)對(duì)巖體堅(jiān)硬性與完整性產(chǎn)生直接影響。
2.3 巖體的完整性
巖體的完整性意義重大,其直接決定了圍巖的穩(wěn)定性,是巖體基本質(zhì)量的重要控制因素。實(shí)踐證明,巖體內(nèi)斷層發(fā)育狀況、風(fēng)化程度以及節(jié)理等均對(duì)該因素有著重要影響。
2.4 構(gòu)造發(fā)育情況
巖體構(gòu)造發(fā)育情況是控制巖體基本質(zhì)量的另一大主因,其對(duì)前述三大因素均有最直接的影響。常見(jiàn)的巖體構(gòu)造形式有斷層及破碎帶、節(jié)理與裂隙及巖脈。
2.5 地下水
一般情況下,巖體中破碎帶、節(jié)理以及裂隙等處均會(huì)賦存有一定量的地表滲入水。當(dāng)?shù)叵鹿こ涕_(kāi)挖洞室后,巖體中原有的破碎帶、節(jié)理以及裂隙等與洞室連通,上述水體將會(huì)沿著通道流出,在巖體中形成大小不等的出水點(diǎn)。根據(jù)地下水出水實(shí)際狀況,可將其狀態(tài)分為:滴水、淋雨?duì)畛鏊B水、涌水和噴射狀出水。
2.6 地應(yīng)力
伴隨著復(fù)雜的地質(zhì)變化,地殼物質(zhì)由于受到地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等因素的影響,其內(nèi)部逐漸產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力效應(yīng),即為地應(yīng)力。地應(yīng)力是天然應(yīng)力,它客觀地存在于未受工程擾動(dòng)影響的巖體內(nèi)部,也被稱(chēng)為巖體初始應(yīng)力、絕對(duì)應(yīng)力或原巖應(yīng)力。在地下工程巖體開(kāi)挖過(guò)程中,圍巖由于巖體應(yīng)力釋放而出現(xiàn)巖爆、掉塊以及剝落等現(xiàn)象。
3 現(xiàn)場(chǎng)施工勘察
在實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)施工勘察工作時(shí),勘察人員應(yīng)同步繪制寫(xiě)實(shí)草圖。現(xiàn)場(chǎng)勘察工作完成后,需在內(nèi)業(yè)整理的基礎(chǔ)上分別以邊墻以及跨度、里程或坐標(biāo)為縱橫軸編制洞室展開(kāi)圖,逐段確定圍巖級(jí)別,最后撰寫(xiě)文字報(bào)告。對(duì)于單洞室地下工程,可按照圍巖級(jí)別、洞室?guī)缀芜吔鐥l件等因素,采用圖表形式作圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià),進(jìn)而提出與洞室使用功能相一致的施工合理化建議。
3.1 必要性
在既有地質(zhì)勘察報(bào)告資料的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開(kāi)展地下工程現(xiàn)場(chǎng)施工勘察意義很大。一方面,其實(shí)現(xiàn)了對(duì)前期原地質(zhì)勘察報(bào)告的驗(yàn)證;另一方面,也進(jìn)一步充實(shí)和完善了工程既有地質(zhì)資料。
3.2 針對(duì)性
現(xiàn)場(chǎng)施工勘察的基本任務(wù)是對(duì)圍巖分級(jí),但是這并不是其唯一的任務(wù)。在實(shí)際勘察過(guò)程中,勘察技術(shù)人員還應(yīng)針對(duì)一些特殊地質(zhì)區(qū)域提出合理化建議,例如,針對(duì)易塌方地段提出洞室布局調(diào)整方案、支護(hù)方案及相應(yīng)參數(shù);針對(duì)圍巖中風(fēng)化程度較高、斷層節(jié)理發(fā)育明顯的危險(xiǎn)區(qū)域,提出施工安全注意事項(xiàng)以及合理化應(yīng)對(duì)措施等。
3.3 時(shí)效性
地下工程現(xiàn)場(chǎng)施工勘察在洞室開(kāi)挖完成后及時(shí)進(jìn)行,參建各方應(yīng)當(dāng)高度重視現(xiàn)場(chǎng)施工勘察人員給出的建議,保證工程經(jīng)濟(jì)性的同時(shí),不降低工程施工的安全性與科學(xué)合理性。
4 結(jié)語(yǔ)
實(shí)踐證明,針對(duì)地下工程開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)施工勘察是非常必要的。一方面,其實(shí)現(xiàn)了對(duì)前期原地質(zhì)勘察報(bào)告的驗(yàn)證,也進(jìn)一步充實(shí)和完善了工程既有地質(zhì)資料;另一方面,其也是保證工程設(shè)計(jì)與施工能做到科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)安全的重要基礎(chǔ)。
【參考文獻(xiàn)】
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中圖分類(lèi)號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
在社會(huì)發(fā)展迅速、人口數(shù)量持續(xù)上升、城市規(guī)模不斷擴(kuò)大、土地利用率增大、土地資源愈顯緊張的現(xiàn)在,生態(tài)失衡、環(huán)境惡化等一系列問(wèn)題嚴(yán)重影響了人們的正常生活,制約著社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提升和國(guó)家的整體發(fā)展,地下空間的開(kāi)發(fā)和利用仿佛一根救命稻草掌握在人們的手中,地下空間作為近年來(lái)被各地政府及學(xué)者研究和關(guān)注的重點(diǎn),其施工技術(shù)備受矚目。目前,地下工程施工技術(shù)在我國(guó)得到廣泛運(yùn)用,也在一定范圍內(nèi)取得了不錯(cuò)的效果,其對(duì)于我國(guó)地下空間的開(kāi)發(fā)和利用有著很大的積極意義。
一、地下空間關(guān)鍵施工技術(shù)
社會(huì)發(fā)展推動(dòng)著城市建筑以及城市效益的整體提升,近年來(lái),由于我國(guó)土地資源日益緊張,地上空間的開(kāi)采轉(zhuǎn)移到地下空間的開(kāi)發(fā)。地下空間常年恒溫恒濕,以車(chē)站為樞紐,通過(guò)地下步行街將它們串聯(lián)起來(lái),在功能互相兼容的情況下組成娛樂(lè)、休閑的綜合體,從整體上改變了城市的空間結(jié)構(gòu),有一定的成效。地下施工技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷的創(chuàng)新和探索,已經(jīng)逐漸成熟和規(guī)范。目前,主要有以下幾種施工技術(shù):
(一)基挖技術(shù)
在地下工程數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下,深基工程日益增多,各種各樣的基坑圍護(hù)和開(kāi)挖技術(shù)也隨之逐步完善。基挖技術(shù)又稱(chēng)明挖技術(shù),從技術(shù)方面來(lái)看,主要有重力式、土釘式、土錨式、支撐式等多種技術(shù);從維護(hù)方法看,有簡(jiǎn)易維護(hù)墻法,鋼板樁法、木板樁法、鋼管樁法、地下連續(xù)發(fā)、逆作法等多種方法。隨著基挖技術(shù)發(fā)展規(guī)模的擴(kuò)大,基坑工程的施工方法、設(shè)計(jì)、計(jì)算等方法在近年來(lái)也逐步得到完善。
(二)盾構(gòu)法
盾構(gòu)法屬于暗挖技術(shù),是一種全機(jī)械化的施工方法,它的起步相對(duì)而言比較晚,但是發(fā)展較為迅速。它主要依靠盾構(gòu)的頭部保護(hù)下掘土或者是用大刀盤(pán)切削土體,通過(guò)機(jī)械將其運(yùn)出洞外,以水工隧道和車(chē)行隧道為主,盾構(gòu)機(jī)的選型主要依據(jù)土質(zhì)和地下水。其投資大、造價(jià)高,但是具有快速、安全的優(yōu)點(diǎn)。
(三)頂管法
作為一種暗挖式施工方法,頂管法適用于在隧道或地下管道穿越鐵路、道路、河流或建筑物等各種障礙物的情況,其在施工時(shí)把頂壓工作坑作為出發(fā)點(diǎn),將管卸入坑內(nèi),然后通過(guò)傳力頂鐵和導(dǎo)向軌道,將管正面的泥土進(jìn)行挖除并運(yùn)走。頂管法中管既是支護(hù),又是建筑構(gòu)件,施工過(guò)程中無(wú)需挖槽,在一定程度上降低了造價(jià)。
(四)新奧法
新奧法在礦山法的基礎(chǔ)上有所轉(zhuǎn)變,與傳統(tǒng)的隧道設(shè)計(jì)施工方法有著本質(zhì)的上的區(qū)別。我國(guó)硬巖的控制重點(diǎn)已經(jīng)從巖體疏散壓力的控制轉(zhuǎn)移到巖體變形壓力的控制,通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值法的應(yīng)用,巖體的受力形變機(jī)理分析也變得越來(lái)越準(zhǔn)確; TMB機(jī)施工法代替了最初的鉆孔爆破法,硬巖開(kāi)挖的施工機(jī)械化程度越來(lái)越高。新奧法把巖體視為連續(xù)介質(zhì)作為出發(fā)點(diǎn),利用巖體在開(kāi)挖隧道后產(chǎn)生的一系列的形態(tài),采用薄壁柔性支付結(jié)構(gòu)與圍巖緊密貼合,對(duì)圍巖進(jìn)行加固和保護(hù),同時(shí),結(jié)合圍巖和支付,使圍巖成為支付的主要成分,調(diào)動(dòng)圍巖的承載能力。
(五)托換技術(shù)
托換技術(shù)指的是為提高既有的建筑物地基的承載能力或糾正基礎(chǔ)由于嚴(yán)重不均勻沉降所導(dǎo)致的建筑物傾斜、開(kāi)裂而采取的地基基礎(chǔ)處理、加固、改造、補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的總稱(chēng),適用于勘察、設(shè)計(jì)、施工或使用不當(dāng),因周?chē)h(huán)境改變或者改變?cè)ㄖ锸褂靡蠛褪褂霉δ艿那闆r下,需要進(jìn)行地基基礎(chǔ)托換加固。托換技術(shù)的產(chǎn)生,有效解決了原有建筑設(shè)施與新施工的地下工程之間的矛盾,還實(shí)現(xiàn)了其他需要處理部分的修繕和加固,對(duì)具有歷史厚重文化的老式原有建筑設(shè)施起到了良好的保護(hù)作用。
(六)蓋挖法
蓋挖法適用于當(dāng)?shù)叵鹿こ堂髯鰰r(shí)需要穿越公路、建筑等障礙的情況,是由地面向下開(kāi)挖至一定深度后,將頂部進(jìn)行封閉,其余的下部工程在封閉的頂蓋下進(jìn)行施工的一種新型工程施工方法,根據(jù)不同的情況又分為順作和逆作以及半逆作三種方法。蓋挖法施工技術(shù)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形小,有利于保護(hù)鄰近建筑物;基坑底部土體穩(wěn)定,施工安全;蓋挖逆作法施工過(guò)程中一般不設(shè)內(nèi)部支撐,空間很大;基坑暴露時(shí)間短,能夠盡快恢復(fù)路面,有利于交通道路的正常運(yùn)行。
(七)沉井法
沉井法又稱(chēng)沉箱鑿井法,是地下工程和深埋基礎(chǔ)的一種施工技術(shù)方法,分為淹水沉井和震動(dòng)沉井。它將地面預(yù)制好的井筒下沉到一定的深度內(nèi),進(jìn)行封底,最新紅形成地下結(jié)構(gòu)物。沉井施工法占地面積比較小,對(duì)鄰近建筑影響也比較小,施工過(guò)程中不需要支護(hù),不需要特殊的專(zhuān)業(yè)設(shè)備,操作十分簡(jiǎn)便,相對(duì)而言,應(yīng)用比較普遍。
(八)冷凍法
冷凍法是通過(guò)在埋入的鋼管中加入鹽水,使其周?chē)鷥鼋Y(jié),形成一個(gè)保護(hù)層,保證地層穩(wěn)定的同時(shí)也起到了隔水的效果,在我國(guó)地下工程施工過(guò)程中,很多煤礦井筒的建設(shè)以及地鐵施工中大多采用這種方法。
二、地下空間開(kāi)發(fā)施工技術(shù)的展望
地下空間作為城市空間系統(tǒng)的有機(jī)組成部分,其規(guī)劃與開(kāi)發(fā)的水平與人們的生活質(zhì)量、城市的建設(shè)水平息息相關(guān)、不可分割。目前,我國(guó)已根據(jù)具體國(guó)情結(jié)合地下工程施工技術(shù)應(yīng)用到低下建筑工程中,鑒于人口多、勞動(dòng)力廉價(jià)等特點(diǎn),地下工程施工技術(shù)將會(huì)在我國(guó)有非常大的用武之地。
在未來(lái)的地下空間施工技術(shù)的研究和發(fā)展中,仍會(huì)存在許多問(wèn)題需要改進(jìn)、完善和解決,我們要緊跟時(shí)代和國(guó)際步伐,平衡好經(jīng)濟(jì)效益和安全之間的關(guān)系,女里研究出適合我國(guó)社會(huì)具體情況的施工技術(shù),同時(shí)吸收和借鑒別國(guó)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn),取精去拙,為我國(guó)的現(xiàn)代化城市建設(shè)添上濃墨重彩的一筆。
隨著時(shí)代的前進(jìn)和發(fā)展,地下空間的開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)不再單純地滿足某一項(xiàng)內(nèi)容,而是逐漸由傳統(tǒng)的單一化轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣M(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)和利用,滿足城市建設(shè)的而整體需求。地下工程施工技術(shù)的不斷完善,在一定程度上促進(jìn)了設(shè)計(jì)理論的發(fā)展,而理論同時(shí)又促進(jìn)了施工技術(shù)水平的提高,二者相互作用相互補(bǔ)充。
由于地下工程規(guī)模的擴(kuò)大,施工質(zhì)量要求就會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格,陳舊的設(shè)備和工藝恐怕難以跟上時(shí)代的需求,因此,要引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備,通過(guò)研究和采用新技術(shù)、新工藝等方法,做到地下工程發(fā)展更傾向于經(jīng)濟(jì)化、高效化。
環(huán)保作為維護(hù)社會(huì)鏖戰(zhàn)環(huán)境的一個(gè)重要方式,是社會(huì)發(fā)展永恒不變的課題,地下工程施工更不能忽視這一點(diǎn)。城市建設(shè)的發(fā)展與地下空間的開(kāi)發(fā)利用緊密聯(lián)系,同時(shí)也與城市環(huán)境不可分割。
三、結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活水平的提高,城市化發(fā)展已經(jīng)勢(shì)不可擋,地下空間的開(kāi)發(fā)利用也在城市建設(shè)的發(fā)展中表現(xiàn)出巨大的社會(huì)效益和發(fā)展?jié)摿ΑN覀円ㄟ^(guò)各種科學(xué)的先進(jìn)方法,研究出適合我國(guó)城市發(fā)展的地下工程施工技術(shù),在科技的輔助下,我國(guó)城市地下空間開(kāi)發(fā)利用必將向現(xiàn)代化、科學(xué)化、國(guó)際化的方向發(fā)展,并走出一條符合我國(guó)社會(huì)實(shí)際情況的明媚道路。
【參考文獻(xiàn)】:
Abstract: the underground engineering in the city of engineering is widely distributed, we are familiar with the subway underground engineering is the representative projects. Underground engineering and general engineering has a certain difference, the underground engineering need for more thorough and comprehensive safety considerations on the depth of the foundation also has strict requirements.
Keywords: underground engineering; Risk; management
中圖分類(lèi)號(hào):TL372+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
在地下工程的過(guò)程中,在我國(guó)就已經(jīng)發(fā)生了多起非人為制造的工程事故,對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)造成巨大影響的同時(shí)也造成了人員的傷亡情況,并造成了不良的社會(huì)影響。而我們需要去研究的就是為什么這些事故會(huì)發(fā)生呢?有沒(méi)有可能去提前預(yù)知這些事故或者事故有沒(méi)有前兆性?采取什么措施可以規(guī)避這些事故所熬成的潛在風(fēng)險(xiǎn)?為此我們應(yīng)該針對(duì)隧道及地下工程建設(shè)的特點(diǎn),對(duì)隧道及地下工程建設(shè)中風(fēng)險(xiǎn)的定義、風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的機(jī)理、目前國(guó)內(nèi)外研究的進(jìn)展、當(dāng)前存在的主要問(wèn)題,以及可能的風(fēng)險(xiǎn)管理研究領(lǐng)域等展開(kāi)討論,以期望風(fēng)險(xiǎn)管理在隧道及地下工程建設(shè)中起到拋磚引玉的作用。
城市地下工程所存在的主要問(wèn)題
城市地下工程的安全性控制是城市軌道交通建設(shè)和地下空間開(kāi)發(fā)所面臨的核心技術(shù)難題,不僅要解決地層與結(jié)構(gòu)變形控制的理論問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù),而且形成系統(tǒng)控制體系也非常重要。因?yàn)榈叵鹿こ痰膹?fù)雜性,使得我們必須在工程的前期對(duì)施工區(qū)位進(jìn)行嚴(yán)格的地質(zhì)勘查,首先從地質(zhì)環(huán)境上規(guī)避可能的風(fēng)險(xiǎn),然后從理論技術(shù)上來(lái)說(shuō)需要針對(duì)一些地質(zhì)工程的意外中吸取教訓(xùn),以經(jīng)驗(yàn)作為載體去更新自己的施工技術(shù),完善科技施工。而從現(xiàn)在看來(lái)我們的地下施工的主要問(wèn)題有一下幾點(diǎn):
缺乏系統(tǒng)理論支撐
這一點(diǎn)需要我們理論結(jié)合實(shí)際,不管是從前的經(jīng)驗(yàn)還是理論的實(shí)際都無(wú)法單一的為我們解決地下工程的問(wèn)題,我們更多的需要借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn),引進(jìn)發(fā)達(dá)技術(shù),結(jié)合我們?cè)诘叵鹿こ讨械慕?jīng)驗(yàn)來(lái)結(jié)合理論,全面性的去建立起新的理論,從而為地下工程建立系統(tǒng)的學(xué)說(shuō)。
核心技術(shù)過(guò)于死板
我們現(xiàn)在的地下工程很多都是為了工程而工程,缺乏變通,一味的追求速度而忽略了效率在施工中的重要位置,因此我們的地下工程存在著一定程度的局限性使得我們的核心技術(shù)基本處于原地踏步的水平。俗話說(shuō)磨刀不誤砍柴工,我們?cè)诘叵鹿こ痰倪^(guò)程中需要在前期的準(zhǔn)備中做出更明確的計(jì)劃,爭(zhēng)取用科學(xué)的方式與角度去解決可能面對(duì)的疑難問(wèn)題。
缺乏細(xì)化處理
我們現(xiàn)在的地下工程通常只會(huì)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)化處理,而對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)以及地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)等都沒(méi)有細(xì)化處理,合適的我們?cè)诠こ讨薪?jīng)常會(huì)面對(duì)一些不同領(lǐng)域的自然問(wèn)題而無(wú)從下手解決,從而不能有針對(duì)性的解決自然環(huán)境給我們帶來(lái)的問(wèn)題甚至造成地質(zhì)性的自然災(zāi)害,對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)備缺乏全面性與針對(duì)性。
缺乏完整的工程體系
工程體系的卻是使得工程中難以對(duì)各個(gè)部門(mén)形成有效的支配欲保護(hù),大家以各自為戰(zhàn)居多,也難以對(duì)工程形成有效的指導(dǎo)作用,也無(wú)法再工程之中形成各部門(mén)的協(xié)作關(guān)系,使得工程效率大大降低
自然環(huán)境的影響
這一點(diǎn)是我們宏觀可見(jiàn)的,地下工程通常對(duì)地上的交通也會(huì)帶來(lái)影響,而地上交通的壓力本來(lái)就很大,在加上地下的工程就使得地質(zhì)更加脆弱從而容易受到侵害而導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害。而地下的環(huán)境更是有很多不可預(yù)測(cè)性。這對(duì)我們的勘探特別是工程中的勘探以及數(shù)據(jù)的更新提成了更高的要求。
地質(zhì)事故主要類(lèi)型
(一)地層變形和圍巖失穩(wěn)是城市地下工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的主要誘因,主要表現(xiàn)在過(guò)度變形、突然變形和失穩(wěn)。隧道施工引起的地層擾動(dòng)和失水等均可造成地層細(xì)觀結(jié)構(gòu)的失穩(wěn),從而引起地層的變形和破壞;地層變形與結(jié)構(gòu)的作用,則可能造成結(jié)構(gòu)的破壞;地層變形量突然增大時(shí)則因反應(yīng)不及時(shí)可能造成結(jié)構(gòu)破壞,有時(shí)還可能出現(xiàn)伴生災(zāi)害和事故;而對(duì)于砂層和卵石地層,隧道圍巖的穩(wěn)定性較差,施工影響下易于出現(xiàn)失穩(wěn)和坍塌。
(二)不良地質(zhì)體的分布不確定并且難以準(zhǔn)確探測(cè),在隧道施工影響下常常造成安全事故。在北京等城區(qū)存在空洞、水囊、暗河、建筑垃圾及其他不明構(gòu)筑物,其形成的原因非常復(fù)雜,對(duì)地下工程施工的影響主要表現(xiàn)在水囊失水、空洞擴(kuò)大、空洞群的連通等引起的地層坍塌和隧道內(nèi)涌水等。
(三)隧道施工引起管線的斷裂和破壞有時(shí)還會(huì)誘發(fā)更嚴(yán)重的安全事故。地下管線基礎(chǔ)的過(guò)度變形可造成管線的破壞,釀成事故;管線的滲漏水使周?chē)貙臃€(wěn)定性降低,在施工影響下極易失穩(wěn),即造成管線的大范圍懸空從而造成斷裂。
(四)地下工程施工對(duì)象的復(fù)雜性、專(zhuān)業(yè)的多樣性及作業(yè)人員素質(zhì)不高給管理工作帶來(lái)極大的困難,也是造成諸多安全事故的重要原因。
三、風(fēng)險(xiǎn)控制的工作程序
(一)對(duì)結(jié)構(gòu)性現(xiàn)狀進(jìn)行安全評(píng)估
對(duì)于施工影響范圍內(nèi)的既有重要建(構(gòu))筑物進(jìn)行基于現(xiàn)狀的安全性評(píng)估,即考慮主要結(jié)構(gòu)的殘余強(qiáng)度,在各種典型變形模式下進(jìn)行安全性分析,由此確定出極限強(qiáng)度,在考慮安全系數(shù)后可給出控制標(biāo)準(zhǔn)
(二) 施工影響預(yù)測(cè)和施工方案確定
基于可行的施工方案對(duì)造成的附加影響進(jìn)行預(yù)測(cè),以確定出附加影響最小的施工方案。而當(dāng)施工附加影響不能滿足控制要求時(shí),則應(yīng)采取注漿加固等預(yù)處理措施,也可對(duì)結(jié)構(gòu)提出
加固要求,其目標(biāo)是使施工附加影響達(dá)到結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)可接受。
(三)過(guò)程控制方案的制定和實(shí)施
按照施工過(guò)程力學(xué)理論,采用變位分配原理,在既定的施工方案下將沉降或應(yīng)力控制目標(biāo)進(jìn)行分解,明確每個(gè)階段的控制目標(biāo),各階段控制指標(biāo)的分配應(yīng)從理論分析、既往經(jīng)驗(yàn)和工程特點(diǎn)分析等3 個(gè)方面綜合考慮確定。
(四)監(jiān)控量測(cè)及信息反饋
根據(jù)工程特點(diǎn)和控制重點(diǎn),選擇關(guān)鍵部位的重點(diǎn)控制指標(biāo)實(shí)施全過(guò)程監(jiān)測(cè),在關(guān)鍵施工階段可進(jìn)行在線或遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理并及時(shí)反饋;按照監(jiān)測(cè)結(jié)果,并與施工過(guò)程相結(jié)合,通過(guò)系統(tǒng)分析對(duì)工程的安全性作出評(píng)價(jià)和判斷,從而在施工措施上及時(shí)作出反應(yīng),必要時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。
Abstract: the engineering example on the basis of the city underground engineering safety hazards disease cause and the related safety problems of the comprehensive and detailed analysis are summarized, and put forward the corresponding index to evaluate the safety of underground engineering; The disease causes for underground engineering, from monitoring, construction and design of the proposes some countermeasures and methods to solve the problem of safety in underground engineering.
Key words: the city underground engineering, the reasons of these diseases, and security problems
中圖分類(lèi)號(hào):P624.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
飛速發(fā)展的國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步加快了城市化進(jìn)程,隨著不斷擴(kuò)大的城市規(guī)模和急劇膨脹的人口數(shù)量,環(huán)境惡化、生態(tài)失衡、基礎(chǔ)設(shè)施落后、交通擁擠以及建設(shè)用地緊張等情況,均不同程度地在全國(guó)各大城市出現(xiàn)。作為實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的有效途徑之一,對(duì)地下空間資源的充分利用和開(kāi)發(fā)逐漸引起了人們的重視。除了上世紀(jì)5、60年代建設(shè)的人防工程外,城市建設(shè)不斷地增加地下工程項(xiàng)目。
地下工程的相關(guān)安全性問(wèn)題
在新建的地下工程項(xiàng)目施工過(guò)程中,開(kāi)挖大量土方和在地層中施工是必須進(jìn)行的重要環(huán)節(jié),而由此可能引發(fā)一系列的地下工程病害問(wèn)題,如:大幅度降低地下水位、地層變形過(guò)量或失穩(wěn)等等,對(duì)周?chē)偷孛娴慕ㄖ镆约懊簹夤芫€、供電供水、通訊和交通在內(nèi)的各種城市生命線安全造成危害,其嚴(yán)重后果難以估計(jì)。只有以評(píng)估地下工程安全性為基礎(chǔ),使防止病害的措施落到實(shí)處,才能順利實(shí)施地下空間的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。隨著地下工程項(xiàng)目的不斷開(kāi)發(fā)和上馬,越來(lái)越多的土木工程人員意識(shí)到,較大的風(fēng)險(xiǎn)性是地下工程的特點(diǎn)之一,地下工程作為系統(tǒng)工程,其結(jié)構(gòu)和實(shí)施過(guò)程非常復(fù)雜,涉及到施工技術(shù)、原位測(cè)試、基礎(chǔ)工程、結(jié)構(gòu)力學(xué)以及巖土力學(xué)等諸多學(xué)科。地下工程建設(shè)作為利用開(kāi)發(fā)地下空間的主要依托,其內(nèi)在有著不確定性的項(xiàng)目特點(diǎn),因?yàn)槭┕み^(guò)程中不完善的安全管理以及缺乏足夠重視各種安全風(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)致地下工程在施工過(guò)程中因?yàn)楣逃械囊恍﹩?wèn)題:如支護(hù)局部遭破壞、攪拌樁墻體倒塌造成樁頂支撐斷裂等,直接影響了整體工程施工質(zhì)量,致使工程遭受經(jīng)濟(jì)損失。在現(xiàn)階段,盲目性和隨意性依然是地下工程施工的痼疾,往往使財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)因安全失效而出現(xiàn)巨大損失。通過(guò)對(duì)城市地下工程相關(guān)安全性問(wèn)題進(jìn)行深入研究,根據(jù)上海、廣州等一些一線城市進(jìn)行地下工程施工的實(shí)例,對(duì)地下工程施工過(guò)程中所普遍存在的問(wèn)題進(jìn)行歸納總結(jié),并通過(guò)分析研究,提出相應(yīng)的解決問(wèn)題的一些方法和手段。其中,廣州荔灣區(qū)的一處深基坑工程,地面因施工而出現(xiàn)裂縫,致使附近一棟四層樓房發(fā)生嚴(yán)重傾斜,遭到嚴(yán)重破壞,其主要原因是地下水位因地層中所含的粗砂層裂隙發(fā)育而大幅下降造成,導(dǎo)致了300萬(wàn)元的直接經(jīng)濟(jì)損失;另外,廣州中山八路的富力計(jì)量商品房在基坑工程開(kāi)挖過(guò)程中,地下水載荷因下雨而增加,導(dǎo)致抗傾覆能力較差的支護(hù)樁發(fā)生傾覆、斷裂,嚴(yán)重破壞了基坑,損壞了地下電纜,由此造成工期被延誤,并大量撤離鄰近住戶,經(jīng)濟(jì)損失較為巨大;此外,上海浦東張楊路商業(yè)購(gòu)物服務(wù)中心的深基坑工程,在施工過(guò)程中因鄰近基坑施工干擾、速度過(guò)快的預(yù)制樁施工,大大降低了地層強(qiáng)度,致使破壞了局部支護(hù),坑頂開(kāi)裂、沉陷現(xiàn)象嚴(yán)重,坑底嚴(yán)重隆土,整個(gè)施工不得不進(jìn)行停工搶險(xiǎn),造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。由此可見(jiàn),地下工程在施工過(guò)程中所存在的問(wèn)題,主要可以從監(jiān)測(cè)、施工和設(shè)計(jì)三方面進(jìn)行總結(jié)研究。設(shè)計(jì)方面,對(duì)場(chǎng)地地質(zhì)情況的掌握不夠全面,未能深入了解地質(zhì)問(wèn)題,如洞穴、松軟夾層、易產(chǎn)生流砂地層和承壓水等,導(dǎo)致錯(cuò)誤取值地層參數(shù),出現(xiàn)不合理的設(shè)計(jì)方案,不正確的設(shè)計(jì)計(jì)算,尤其是計(jì)算土壓力等;施工方面,主要是未能符合要求的支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量,地層強(qiáng)度因施工速度過(guò)快——尤其是過(guò)快的開(kāi)挖速度——的擾動(dòng)而被大大降低,常見(jiàn)的超挖情況,未能及時(shí)或適當(dāng)處理滲水、流砂等事故等;監(jiān)測(cè)方面,未能合理布置監(jiān)測(cè)線(點(diǎn))錯(cuò)誤取值的報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)或錯(cuò)誤設(shè)置的監(jiān)測(cè)參數(shù),不準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及未能及時(shí)報(bào)警燈。只有從監(jiān)測(cè)、施工、設(shè)計(jì)三方面同時(shí)入手,才能從整體上對(duì)地下工程的病害進(jìn)行防治。
地下工程結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題
地下工程結(jié)構(gòu)的耐久性,直接關(guān)系到地下工程的施工質(zhì)量、使用壽命和安全系數(shù),是地下工程在施工階段進(jìn)行之前、進(jìn)行過(guò)程中以及完工之后需要全程考慮的重點(diǎn)問(wèn)題。由于地下工程多為民防設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施和交通工程,因此實(shí)質(zhì)上人們的正常工作和生活與地下工程結(jié)構(gòu)耐久性密切相關(guān)。結(jié)構(gòu)耐久性嚴(yán)重不足是地下工程在施工過(guò)程中被忽略、忽視的一個(gè)突出問(wèn)題。地下工程結(jié)構(gòu)耐久性的強(qiáng)弱直接決定著整體工程的施工質(zhì)量。在我國(guó),一些地下混凝土工程由于處在地下潮濕環(huán)境,其工程結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題愈發(fā)突出嚴(yán)重。比如:天津市高新技術(shù)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)在半年時(shí)間內(nèi),就發(fā)現(xiàn)起皮開(kāi)裂現(xiàn)象在地下混凝土排水管道表面已然普遍存在;僅1994年,我國(guó)在加固鐵路隧道的耐久問(wèn)題上就投入人民幣超過(guò)4億元;在2003年春對(duì)鐵路進(jìn)行突查時(shí)發(fā)現(xiàn),出現(xiàn)不同程度損傷的隧道高達(dá)68.6%,其中有3345孔混凝土梁體發(fā)生開(kāi)裂順筋,約有3300孔出現(xiàn)大面積銹蝕,有1763座隧道出現(xiàn)嚴(yán)重漏水,1948座隧道的銹蝕情況非常嚴(yán)重。這對(duì)當(dāng)年及之后的鐵路運(yùn)行安全產(chǎn)生了非常大的隱患。由此可見(jiàn),如果在地下工程施工階段沒(méi)有對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性方面的專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)研究和支持,漠視工程結(jié)構(gòu)耐久的問(wèn)題和現(xiàn)狀,將對(duì)工程的投資和使用壽命等造成非常嚴(yán)重的影響。
地下工程病害防治辦法
由于地下工程較為復(fù)雜的施工過(guò)程和工程設(shè)計(jì),尤其是尚未成熟的包括土壓力理論在內(nèi)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論,致使諸多不確定因素存在于整個(gè)施工過(guò)程中,安全隱患如影隨形。為了使病害不再發(fā)生,使工程的可靠性得到提高,從監(jiān)測(cè)、施工和設(shè)計(jì)三方面入手采取對(duì)病害的防治措施。
3.1 建立可靠的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
為了避免事故發(fā)生,建立一套安全的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及時(shí)進(jìn)行正確指導(dǎo)是必要措施。為了節(jié)約費(fèi)用而對(duì)安全檢測(cè)系統(tǒng)的建立敷衍了事甚至是干脆完全忽視,結(jié)果造成出現(xiàn)重大事故導(dǎo)致巨大經(jīng)濟(jì)損失,是一種因小失大,只顧眼前不顧長(zhǎng)遠(yuǎn)的錯(cuò)誤行為。可靠有效的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅是有用的,更是必須的。在設(shè)置安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測(cè)參數(shù)時(shí),一般支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移,如建筑物沉降和傾斜、各種管線位移、水平位移等,均直接影響到安全控制,因此應(yīng)設(shè)為重要監(jiān)測(cè)參數(shù)。
3.2 信息化規(guī)范化施工
由于施工過(guò)程中多發(fā)生安全性問(wèn)題,因此應(yīng)提高施工過(guò)程的信息化、規(guī)范化程度。首先進(jìn)行規(guī)范化施工,對(duì)質(zhì)量的管理進(jìn)一步加強(qiáng),使施工質(zhì)量得到保證;其次是提高施工技術(shù)的信息化程度,以安全監(jiān)測(cè)反饋信息為依據(jù),對(duì)施工過(guò)程及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整,包括對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和對(duì)施工順序進(jìn)行調(diào)整,使施工效率得以提高,同時(shí)也保證了施工安全。最后是防患未然,做好應(yīng)對(duì)事故的措施。
3.3 緊密貼合工程實(shí)際
作為一項(xiàng)異常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,場(chǎng)地地質(zhì)資料是地下工程設(shè)計(jì)最重要的依據(jù),每個(gè)場(chǎng)地地質(zhì)情況的特殊性比較明顯,因此要求緊密結(jié)合工程實(shí)際與工程設(shè)計(jì)。首先需要掌握完整的地質(zhì)資料,包括各種設(shè)施、地下管線、周?chē)ㄖ锖蛨?chǎng)地地質(zhì)等;其次是充分考慮土層參數(shù)、當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)和施工因素;最后是對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行及時(shí)、不斷地調(diào)整,以及時(shí)對(duì)工程施工進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)分析地下工程的施工實(shí)例,對(duì)城市地下工程安全性的病害原因進(jìn)行總結(jié),提出安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)及相應(yīng)的評(píng)估系統(tǒng),從監(jiān)測(cè)、施工、設(shè)計(jì)方面提出防治病害的方法和措施,從而提高地下工程結(jié)構(gòu)的耐久性、安全性和可靠性,提高城市發(fā)展建設(shè)對(duì)地下空間資源的利用率。防治病害的具體方法和安全評(píng)估系統(tǒng),對(duì)于地下工程的施工和設(shè)計(jì)具有一定的參考實(shí)用價(jià)值。
城市地下工程具有現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件復(fù)雜、施工難度大、技術(shù)要求高、工期長(zhǎng)、對(duì)環(huán)境影響控制要求高等特點(diǎn),是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的高風(fēng)險(xiǎn)性系統(tǒng)工程。但是,地下工程建設(shè)一般都在市區(qū)內(nèi),在其施工過(guò)程中常常會(huì)引起周?chē)貙拥奈灰啤⒆冃巍⒊两蹬c塌陷等環(huán)境地質(zhì)效應(yīng),對(duì)周?chē)孛娼ㄖ锛盎A(chǔ)、地下早期人防和其他構(gòu)筑物、公共地下管線和各種地下設(shè)施以及城市道路的路基、路面等都可能構(gòu)成不同程度的危害,已經(jīng)出現(xiàn)并且孕育諸多工程地質(zhì)問(wèn)題。
1 地下工程開(kāi)挖引起的工程地質(zhì)問(wèn)題
1.1地面沉降
1.1.1地層初始應(yīng)力狀態(tài)的改變引起的地表沉降:地下工程開(kāi)挖是在存在初始應(yīng)力場(chǎng)的地層中進(jìn)行的,開(kāi)挖引起地層初始應(yīng)力狀態(tài)的改變,即二次應(yīng)力場(chǎng),它是由地層初始應(yīng)力場(chǎng)與開(kāi)挖引起的附加應(yīng)力場(chǎng)的疊加應(yīng)力場(chǎng),對(duì)應(yīng)二次應(yīng)力場(chǎng)開(kāi)挖的位移場(chǎng)僅是由開(kāi)挖引起的附加應(yīng)力場(chǎng)。地表沉降的主要機(jī)理是由開(kāi)挖面的應(yīng)力釋放,附加應(yīng)力等引起地層的彈塑性變形。引起初始地應(yīng)力狀態(tài)改變的主要原因有:
(1)地下工程開(kāi)挖引起的附加應(yīng)力;
(2)地下工程施工對(duì)地層的擾動(dòng)和地層損;
(3)地下水滲流引起的地下水位的變化。
1.1.2土體的固結(jié)沉降:地下工程施工引起的地表沉降與時(shí)間有關(guān)。土體內(nèi)部含水滲出,體積逐漸減少,這一現(xiàn)象成為土的“固結(jié)”。隨著土體的固結(jié),土體的壓縮變形和強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng)。因此,土的固結(jié)所產(chǎn)生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的問(wèn)題之一。根據(jù)地下工程施工的特點(diǎn)總結(jié)固結(jié)沉降的主要原因有:
(1)地下水位下降引起的固結(jié)沉降;
(2)土體空隙水壓力變化,引起土體的固結(jié)沉降;
(3)土體擾動(dòng)后,重新固結(jié)后產(chǎn)生沉降;
(4)土體的次固結(jié)和流變。
1.2洞室圍巖失穩(wěn)
地下開(kāi)挖后,洞壁圍巖由于失去了原有的巖體的支持而向洞內(nèi)產(chǎn)生松脹變形,如果變形超過(guò)了圍巖所能承受的能力,圍巖就會(huì)被破壞。圍巖的變形破壞程度常取決于圍巖的應(yīng)力狀態(tài)、巖體結(jié)構(gòu)和洞室的斷面形狀等。洞室開(kāi)挖使地下原來(lái)的應(yīng)力狀態(tài)被破壞,圍巖應(yīng)力重分布,產(chǎn)生變形位移。
均質(zhì)巖土體中應(yīng)力未達(dá)到或未超過(guò)其強(qiáng)度以前,在開(kāi)挖過(guò)程中的變形,以彈性變形為主,變形速度快,變量小,瞬時(shí)完成,一般不易察覺(jué);當(dāng)應(yīng)力達(dá)到或超過(guò)巖土體強(qiáng)度時(shí),塑性變形十分明顯,發(fā)生壓碎、拉裂或剪破。當(dāng)巖體強(qiáng)度主要由結(jié)構(gòu)面控制時(shí),與上述情況基本一樣,但當(dāng)結(jié)構(gòu)面組合構(gòu)成圍巖不穩(wěn)定條件時(shí),巖體除了彈性變形外,塑性變形也比較明顯,它表現(xiàn)為圍巖分離體(巖塊)的相互錯(cuò)動(dòng),圍巖松動(dòng)時(shí)圍巖穩(wěn)定性降低,為進(jìn)一步松動(dòng)創(chuàng)造了條件。
1.3斜坡破壞
斜坡破壞主要發(fā)生在山區(qū)城市,除直接經(jīng)濟(jì)損失外,還可能造成人員傷亡,其原因主要是:由于自然地質(zhì)作用和工程地質(zhì)作用引發(fā)的,而工程地質(zhì)作用造成的斜坡破壞較自然地質(zhì)作用頻率大。當(dāng)然決非任何斜坡破壞都能稱(chēng)為地質(zhì)災(zāi)害,但斜坡破壞確屬重大的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型之一。
斜坡破壞主要形式為滑坡,其影響因素主要有巖性、構(gòu)造、地形、地震、降雨及人類(lèi)活動(dòng)等。其中,許多山體滑坡現(xiàn)象是由地下工程活動(dòng)引發(fā)的,即主要是由于地下工程的開(kāi)挖或采掘影響到了上部的山體,使巖體開(kāi)裂,地面傾斜,并在一定條件的配合下,導(dǎo)致山體失穩(wěn)形成滑坡。在隧道建設(shè)中,滑坡現(xiàn)象主要發(fā)生在淺埋、偏壓及進(jìn)出口等地段,其危害常常比較嚴(yán)重。為評(píng)價(jià)斜坡巖土的穩(wěn)定性,預(yù)防斜坡破壞導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害,認(rèn)識(shí)引起斜坡破壞的內(nèi)在原因與外部條件,掌握其運(yùn)動(dòng)發(fā)展規(guī)律顯得非常重要,尤其是當(dāng)前在城市這個(gè)人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的密集區(qū),斜坡破壞造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡都是巨大的,都是由于工程活動(dòng)不合理造成的。
1.4地下水污染
在城市環(huán)境地質(zhì)中地下水的不良作用主要表現(xiàn)為地下水的侵蝕。地下水的不良作用和地下水污染主要由人為引起。隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,人類(lèi)活動(dòng)加劇,對(duì)地下水的污染越來(lái)越嚴(yán)重,主要表現(xiàn)為:多數(shù)城市垃圾隨意堆放;工業(yè)廢水和廢液不經(jīng)處理或初步處理后任意排放。首先污染地表水,經(jīng)地表水補(bǔ)給地下水或滲入地下水,再污染地下水,使地下水具有侵蝕性,對(duì)城市的建筑物基礎(chǔ)及地下工程不斷侵蝕破壞。
2 防治措施
2.1開(kāi)展詳盡的工程地質(zhì)勘察
工程地質(zhì)勘察資料是地下工程施工的重要依據(jù),通過(guò)詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察,為設(shè)計(jì)施工提供需要的參數(shù)和指標(biāo),確定合理的開(kāi)挖方案、開(kāi)挖步驟,如果地下工程建設(shè)所涉及勘察資料不詳細(xì)、不準(zhǔn)確,勢(shì)必給支護(hù)工程帶來(lái)事故隱患。
2.2做好開(kāi)挖方案的優(yōu)化選擇
地下工程的開(kāi)挖方法很多,以基坑工程為例,有分層全開(kāi)挖、中心島式開(kāi)挖等等。開(kāi)挖順序不同,引起的位移不同,中心島法的開(kāi)挖順序就比從一個(gè)方向按順序向另一個(gè)方向的開(kāi)挖方法,對(duì)基底隆起和樁后地面沉降有一定程度地減少。因此,基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)做好開(kāi)挖方案的優(yōu)化選擇。
2.3實(shí)行科學(xué)的降水設(shè)計(jì)
水是影響基坑工程穩(wěn)定的重要因素之一,從實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料來(lái)看,約有70%的基坑事故與地下水有關(guān),因此,地下工程建設(shè)中應(yīng)特別注意地下水的影響。地下工程建設(shè)絕大多數(shù)都需要進(jìn)行人工降低地下水。要降低地下水位,就要合理地選擇降水方法,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行人工降水的方案設(shè)計(jì),以及進(jìn)行降水方案的水位預(yù)測(cè),通過(guò)預(yù)測(cè)進(jìn)行降水方案的優(yōu)化,從而達(dá)到最佳的降水方案。
2.4做好現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),開(kāi)展信息化施工技術(shù)
地下工程是土體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)體相互共同作用的一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的復(fù)雜系統(tǒng),僅依靠理論分析和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)是難以把握在復(fù)雜的開(kāi)挖和降雨等條件下支護(hù)結(jié)構(gòu)與土體的變形破壞,也難以完成可靠而經(jīng)濟(jì)的開(kāi)挖設(shè)計(jì)。通過(guò)施工時(shí)對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測(cè),可以了解變化的態(tài)勢(shì),利用監(jiān)測(cè)信息的反饋分析,就能較好地預(yù)測(cè)系統(tǒng)的變化趨勢(shì)。當(dāng)出現(xiàn)險(xiǎn)情預(yù)兆時(shí),可做出預(yù)警,及時(shí)采取措施,保證施工和環(huán)境的安全;當(dāng)安全儲(chǔ)備過(guò)大時(shí),可及時(shí)修改設(shè)計(jì),削減圍護(hù)措施。
2.5積極采用新技術(shù)、新方法