發布時間:2023-02-09 12:40:17
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【關鍵詞】隧道施工;管理過程;動態優化控制
在項目工程管理過程中,工期、成本、質量的控制工作既是統一的,又是矛盾的。想要極大的縮短項目工期,就必定會造成控制成本、質量工作的難度提高。隧道的建設,應符合國家相應標準,不可以存在質量問題;而大范圍的建設隧道又會導致成本增加,資金緊張。因此,就應找尋一種適應我國當前國情的隧道管理方法,利用資源的高效應用,對施工預案進行完善,施工方法進行創新,從而在保證工程質量的前提下,縮減成本投入,提高工作效率。
隧道建設,歸屬在一次性項目工程范圍中,其具有施工范圍較大、影響因素較多、企業流動較強、市場競爭較激烈等特征。因此,就需要相關企業將效益看做根本,把承包作為連接,將質量定為最終目的,做好施工管理工作。
一、隧道項目施工的特點
隧道項目的建設施工其具體的特點包含以下內容:其一,隧道施工是一項在地面以下的作業。施工區域較為狹小、通風、照明、排水、塌方等就成為了隧道施工所要應對的事情。同時,地表覆蓋層厚度、地表建筑物)、巖石爆破等情況也會對隧道施工造成影響,危及人們的生命安全;其二,隧道貫穿通過的地質情況較為復雜,經常出現變化,依據現今的科學方法很難取得精準的數據,所以,進行隧道施工時,其施工技術也應伴隨著施工情況而調整,從而保證施工項目的工程質量;其三,隧道具有線型特點,施工類別大體是確定的,項目數量分布較為均勻,從而更方便)進行專業化、流水線式的建設;其四,由于隧道建設位于洞內,所以,受外部環境影響較低,就算在風雨氣候或寒冷季節也不會對隧道施工產生威脅,能夠全天、全年安排穩定施工;其五,對于公路隧道來講,其包含的機電設備較多,因為流程安排,機電施工應在土建施工之后,那么,就應事先預留預埋構件的位置、線路等,從而確保后續安裝操作順利進行,不出現返工情況,縮短工期與成本投入;其六,由于隧道建設的首次資金投入較多,因此,以隧道的功能為基礎,對近期工作及遠期工作都進行設計,就是經常聽說的“一次規劃,分期施工”。對于隧道施工來講,不僅要確保近期施工符合交通需求,同時還應確保同后續施工的銜接順利,降低資源浪費,縮減資金投入。
所以,在隧道建設施工之前,應對隧道的特點進行全面考量,制定有針對性的、科學的管理控制方法,從而確保施工質量安全、工期較短、資源利用高效、成本投入低。
二、隧道施工管理過程中的動態優化控制
(一)隧道施工管理過程中動態優化控制的技術方法
在隧道施工的管理過程中,其動態優化控制的方法主要是把網絡規劃中的優化技術與反饋控制工作結合在一起,有針對性的對出現的偏差制定優化控制預案,對網絡規劃進行調整,并將其作為以后施工的指導。也就是說:伴隨著項目施工的發展,對施工過程分階段進行評估,找出其中存在的偏差,并且在網絡中刪除該階段之前的操作工序。而對于該階段結束之前已經開始施工但沒有竣工的操作工序,把其完工的工序刪除,保留未完成的工序,進而創建該階段動態控制的下屬網絡,包含了下一施工階段到工程整體完工的全部內容。把偏差在控制下屬網絡中進行反饋,應用互聯網優化方法對下屬網絡進行優化與調整,制定出最優的控制預案;再把下屬網絡恢復到主網絡系統中,用下屬網絡對后續施工進行指導。那么。第一輪的隧道施工過程動態優化控制就完成了。以下是各個階段進行評價、計算及控制的時間圖,詳見圖1。
由圖1中顯示,把網絡規劃中的優化技術與反饋控制工作結合在一起來對控制下屬網絡進行調整與優化,是一項全面思考了各個階段的偏差及后續影響,從而對下一步到工程完工整體做出優化的策略。將其作為后續施工的指導,能夠實現事先控制的成效,保證項目施工質量。
(二)隧道施工管理過程中動態優化控制的運行模式
應用動態優化控制管理技術的隧道項目通常都是長度較長、資金投入較多、施工時間較長、施工環境較復雜、自身內部結構較繁復、外部關聯較廣的隧道系統。建設較難,對強度的要求較高,對工期要求嚴格的隧道采用動態優化控制管理技術可以將傳統的目標監管、控制技術、接力論等進行整合與優化,創建一系列更好的施工方法,其運行模式詳見圖2。
三、確保隧道施工管理過程中的動態優化控制條件
(一)創建高效的信息管理體系
采用動態優化控制管理技術隧道,所應用的技術較多、較先進,資金投入相對較高,交叉作業情況極為普遍,并且相互關聯、相互影響,產生的信息也較多,如果缺少高效的信息管理體系,就可能導致管理過程混亂,對后續施工及項目整體質量都造成危害。當前,隧道項目的施工地質條件千變萬化,(加:使)各個環節間的條件經常出現變化,管理工作需要具備良好的實效性及反應性。所以,在進行隧道施工管理動態優化控制時,需要較便捷、高效的信息管理體系,以此作為管理“中樞”,將網絡看做整個管理體系的“動脈”,將通過優化的、科學的、高品質的信息保證系統看做整個管理體系的“支柱”。如若不然,想要促進信息高速運轉,形成循環極為困難。所以,仔細落實信息傳遞工作,盡快跟蹤、反饋數據資料,同時形成上下通暢、左右流通的模式,提高隧道施工管理能力,縮減資金投入,增強隧道質量,保障人民的生命安全。
(二)利用新技術、新方法、新原料
以往,進行網絡計劃研究的主要任務是探究網絡的結構,繪制及優化網絡模式,分析單代號的網絡變化成雙代號的網絡邏輯規律,計算網絡自動繪制的時間等內容。研究網絡自身內容的關鍵就在于對起始的最早時間、起始的最晚時間、完工的最早時間、完工的最晚時間、總時差及自由時差的分析。而動態優化控制技術需要在隧道建設施工前就對過程中的難點、重點內容進行分析與探究,同時盡可能利用新技術,新方法、新原料進行施工,從而縮短施工時間。
(三)增強項目監管的力度
在隧道施工管理過程中應用動態優化控制方法時,應增強對項目的監管力度。將施工過程同網絡圖進行對比,對隧道的施工進展進行隨時監管,每一天施工結束進行總結,每一周進行小結。包含的內容有:存在哪些應該施工卻沒有進行建設(開工)的項目,哪些應該竣工卻沒有依照規定時間完成的項目,根據起始的最早時間及完工的最早時間設定提醒,同時提前一周時間依照起始最晚時間及完工最晚時間對項目進行示警,利用表格或圖形的方式上報信息,方便管理人員了解施工情況及資料,更合理的調整隧道施工順序,分配隧道建設材料),對發生的問題進行動態處理。
四、總結
總而言之,隧道施工是與人們的出行安全息息相關的事情,相關人員應創建完善的施工管理制度,提高隧道施工的監管強度,對施工操作進行約束,從而將安全隱患遏制在萌芽中。因此,對隧道施工管理過程中的動態優化控制進行探討是值得相關工作人員深入思考的事情。
參考文獻:
[1]李海寶.隧道施工管理過程中的動態優化控制[J].科協論壇(下半月),2007(08).
[2]湯憲高,陳文義.鐵路隧道工程施工標準化管理手段探討[J].鐵路工程造價管理,2011(03).
關鍵詞: 隧道成本控制
公路隧道施工管理作為一項日常管理的重要工作,施工過程中對施工材料、機械設備、混凝土使用等成本的控制,是實現隧道施工的質量和社會效益的保障之一。因此,要從施工方法到施工的各項內容,進行科學的控制,提高材料的利用率,減少因成本造成的誤工現象。
一、隧道超欠挖控制的途徑
(一)施工設計要精確測量放樣。在進行隧道的施工時候,要按照科學的設計進行完善的施工監督,對開挖控制的距離要盡量的減少超挖的誤差。這就需要施工部門配備較高級的測量儀器,在此基礎上實現精確的策略,加強測繪人員的責任心教育,對測量的結果進行及時的反饋等。
(二)及時反饋測量成果,據此做出相應調整。爆破后的隧道斷面和施工前設計的放樣斷面有一定的差距,工區按照前期的設計數據進行預算超挖的距離,多以在實際的斷面放樣程序上,因此要根據設計的斷面的預定值進行施工控制,全部的超欠都要經過測量組給以準確的數據之后,和施工隊長、施工人員等商定,做好第一手資料之后,上報給工程技術主管和工區主任,便于及時的決策和管理。
(三)對混凝土每日消耗量的及時反饋。為實現測量數據的校對核準,施工技術部門要加強對噴射、隧道仰拱、隧道填充以及圍巖襯砌等地方的混凝土使用量進行準確嚴格的控制,安排好專門人員檢查每天的混凝土使用情況,并及時上報施工區主任或者技術主管。
二、隧道施工進度管理措施
(一)加強開挖工序循環時間和進尺的考核。在提高工程的進度方面,施工區結合前期的施工經驗、本工程的實際施工條件,可以制定科學嚴格的施工人員考核獎懲制度,對隧道施工的各個班組實施現場簽到時間規定,加入出現銜接脫鏈或者耽誤施工的現象,由當事人進行簽認并負所在的責任。嚴格考核施工現場人員的循環交班情況。不準早退、離崗現象的出現。隧道施工的全部時間以及施工的進度要合理的計劃,提高廣大施工人員的積極性。
(二)提高隧道施工的交通運輸管理。工區要根據施工策劃的方案和隧道施工的整體規劃情況,在每個大的避車洞的地方預留好兩組避車位,并且要把避車洞開挖到適當的高度和寬度等,保證施工車輛的順利調頭,從而更好的解決隧道內施工車輛的錯車以及調頭問題。隧道的出口地方要在施工區內的每個大的避車洞地方設置醒目的警示和限速標志等,提高運輸車輛司機的判斷能力。與此同時,要對施工車輛的駕駛人員進行嚴格的培訓和考核,按照先出后進的原則,先經過錯車處的工程車輛繼續往前行走,需要錯車的車輛在錯車到處等待錯車,并主動的關閉車的前大燈,讓對面的車輛先行通過。
(三)增強機械設備的管理工作。隧道施工用到的通風機械、空壓機械、攪拌機、罐裝車、挖掘機等等產生的費用是隧道施工過程,作為工程機械費用的主體部分,要對機械費用進行合理的控制,從而減少隧道施工的成本。空壓機、通風設備的管理是工區管理的重要內容,開工之后要對空壓機、通風機械等實行嚴格的管理考核,可以根據隧道施工的要求,進行嚴格的控制空壓機和通風設備的開關,落實專人負責制;加強對使用過程的管理和控制,特別是對風水管的安裝,不能出現漏風、漏水的現象。為了實現對控制攪拌站的成本控制,工區可以對每周混凝土使用量等進行全面的準確統計,并在每周的陳本研討會上進行分析和總結,對電的使用不正常的現象進行原因的分析,并給出切實有效的解決措施,以減少工區的后期施工不必要的浪費,有效的提高材料的利用率,降低施工的成本。隧道施工的裝載運輸設備,主要包括挖掘機、裝載車、罐裝車等,工區對挖掘機和裝載機的使用要按照每小時的油耗量進行考核,對罐裝車的考核也可以按照這一方式進行,與此同時,工區的各種設備機械等,嚴禁駕駛操作人員私自使用,對違反者進行嚴肅的處理。工區在處理設備維修問題時候,可以根據下面的程序進行,首先是司機進行保修,在主管檢查的基礎上,通知修理人員進行修理,修理之后機械主管要及時的驗收,最后司機查驗維修狀況,將設備報修單交至機械管理人員。驗收合格之后,機械使用的司機,修理人員以及機械主管員要對維修使用的所有配件進行登記證明,以減少配件的浪費和維修的成本。
(四)管理人員每日巡檢。為了能夠有效的解決施工現場的存在問題,工區要成立以工區主任作為組長的考核小組,此小組的成員主要包括:施工技術主管、施工隊長、相關部門的主要責任人、班組長等等。考核小組的成員要做到按時到考查地點進行集中,對自己負責的考核內容要進行嚴格的學習,發現問題后,及時的提出解決意見或處理方法,減少因施工問題造成的損失。
三、按時召開各種相關的成本控制會議
(一)施工周例會的召開。工區要根據施工的進度、施工的狀況等進行有組織的生產會議研究,會議有工區的施工技術主管主持,各部門主要負責人、班組長等管理人員參會討論,針對前期和下一步的施工工作中的問題、難題等進行討論,以更好的促進施工的進行。
(二)施工過程中成本會議的召開。為了能夠讓工區的管理人員及時的了解施工成本的控制,工區可以安排較為固定的時間召開成本分析主題會議,成本分析會由工區的施工技術主管主持,各部門主要負責人、班組長等管理人員參會討論,會議的內容主要是分析前期的超欠挖情況、水電使用情況、施工進度、機械設備的使用、油耗、混凝土使用(下轉15頁)(上接16頁)量以及各種施工材料的消耗情況等等,通過對這些數據的討論和,提高施工管理人員的節約意識,從而降低施工的成本。
四、結語
公路隧道施工管理作為一項大的工程,施工的過程中對施工材料、機械設備、混凝土使用等成本的控制,是實現隧道施工的質量和社會效益的保障之一。施工過程中的成本控制工作貴在堅持。隧道施工的控制人員要在執行和落實的過程中,逐步的改進和完善各項控制制度,從而實現公路隧道施工成本的有效控制。
參考文獻:
[1]王強.關于公路施工項目質量管理的思考[J].科技資訊,2010,(04).
關鍵詞:長大高風險巖溶隧道施工管理
Abstract: combining the tunnel construction practice, from preparation for construction, construction scheme selection, construction equipment management, construction technology management, construction progress management, construction risk management, construction quality safety management in the high risk grew up on karst tunnel construction management.
Key words: high-risk karst tunnel construction management grew up
中圖分類號:TU71 文獻標識碼:A文章編號:
1引言
隨著我國國民經濟的高速發展,人民生活水平的大幅度提高,交通建設規模日益擴大,施工技術達到新的水平,山區和丘陵地區的鐵路、公路越來越多的采用隧道,特別是長大隧道的方案穿山、過江,隧道施工能力已成為施工企業綜合實力的一項重要指標,下面本人結合隧道施工實踐,對長大高風險巖溶隧道施工管理的一些體會與大家探討。
1施工準備
1.1外業準備
(1)施工現場調查
主要查清當地具有隧道施工可利用的各種資源,主要內容有地材、運輸、電力、水源,掌握氣候和氣象情況,了解當地政治、經濟、居民情況及風俗習慣等。
(2)合理規劃施工場地
根據隧道洞口的地形特點,勞動力安排、機械設備、材料用量、工期要求、施工方法和棄渣場位置等施工條件和要求,全面規劃、統籌安排、合理布置。
(3)交接樁與施工測量
為實地了解線路或勘測設計情況,避免誤差,必須同勘測設計單位統一進行交接樁,并進行復測。
(4)試驗室的建立應及早進行
根據工程特點,及時調配計量測試機具和器材,并按要求設置實驗用房,適時與業主、監理工程師和地方檢測部門聯系,盡早通過檢查驗收,為施工做好準備。
(5)根據工程特點和施工方案,迅速進行物資、設備機具的采購調配,分批進場,滿足工程需要。
1.2內業資料
熟悉、審查圖紙及有關設計資料,了解設計圖紙,對設計圖紙本身及相互之間是否有錯誤和矛盾,圖紙與說明之間有無矛盾都應審查清楚;要熟悉地質、水文等勘察資料,以對工程施工難易程度作出判斷。
1.3編制實施性施工組織設計
施工組織設計是組織施工的基本文件。它是根據施工文件的要求、工程性質、現場具體條件、施工的技術裝備和施工力量等技術因素編制的。
1.4項目管理制度制定
施工組織設計貫徹順利與否,項目管理目標能否實現,主要取決于管理素質和技術素質,而體現項目管理水平的標志在于其各項管理制度健全與否。
2隧道施工方案與方法的選擇
2.1施工方案的選擇
⑴施工方案的選擇是施工組織設計最重要的環節之一,是決定整個工程的關鍵。施工方案包括的內容很多,概括起來主要有四項:施工方法,施工程序,機械設備及勞動力,保證質量安全的主要技術措施。
⑵選擇施工方案的基本要求是:優質,安全,快速,經濟以及均衡生產。隧道施工方案的選擇是根據工程所處地理位置、工程地質和水文資料、開挖斷面大小、襯砌類型、隧道長度、工期要求、施工技術力量、施工機械設備狀況、施工中勞動力和材料供應情況、工程投資與運營后的社會效益和經濟效益、施工安全狀況、有關污染和地面沉降等環境方面要求及限制等因素綜合研究確定的。
3施工設備及風、水、電管理
3.1施工機械選擇原則
正確制定施工方案和選擇機械是合理地組織施工關鍵,兩者又是緊密聯系的。施工機械選擇的原則主要是:
⑴利用現有沒備的原則
⑵與工程相適應的原則
從施工條件考慮選擇的機械類型應與之相符合。施工條件指地質、工程量大小和施工進度等,特別是工程量和工程進度是合理選擇機械的重要依據。
⑶低成本原則,即固定資產損耗與運行是否經濟。
固定資產損耗與施工機械的投資成正比。它包括折舊費、大修費、投資的利息費等費用。
⑷匹配與配套的原則,即施工機械的合理組合。
合理組合,一是指主機與輔助機械在臺數和生產能力相互適應,二是指作業線上的各種機械相互配套的組合。
3.2風水電作業及通風
(1)壓縮空氣供應
在隧道施工中,以壓縮空氣為動力的風動機具已得到廣泛的使用。長大隧道單口掘進超過2000m的工作面應考慮在1500m左右加設風包,以保證終端風壓。必要時,要考慮設置洞內空壓站。
(3)施工供水
供水方式主要根據水源情況而定,常用水源有山上泉水,河水,鉆井取水。上述水源自流引導或機械提升到蓄水池存儲,并通過管路送達使用地點。
(4)供電及照明
①供電
在施工現場,電力供應首先要確定總用電量,以便選擇合適的發電機、變壓器、各類開關設備和線路導線,做到安全、可靠地供電,減少投資,節省開支。
②照明
長大隧道宜采用新光源,應選擇安全性能好、節電效果明顯、使用壽命長,維修方便的節能燈、低壓鹵鎢燈、高壓鈉燈。
(5)通風
長大隧道均采用強制機械通風。通風方式應針對污染源的特性,應盡量避免成洞地段的二次污染,且應有利于快速施工。目前長大隧道通風主要采用壓入式、混合式、巷道式三種方式。
①壓入式通風是采用大功率、大管徑風機,將新鮮空氣直接輸送到工作面,有利于工作面施工,但污濁空氣流經整個坑道。
②混合式通風是壓入、吸出兩路設備,管路、風機等設施增多,在管徑較小時可采用,若有大管徑、大功率風機時,其經濟性不如壓入式。
③管道式、巷道式相結合的通風是近幾年新發展的通風方式,主要是在雙線隧道采用較多。它是在橫通道處設置射流風機,將管道通風變為巷道通風。
4施工進度計劃管理
4.1施工進度計劃編制
施工進度計劃是控制工程施工進度和工程竣工期限等各項施工活動的依據。施工進度計劃編制要遵循以下幾個原則:①根據地質情況,結合實踐經驗決定施工進度的原則;②要遵循綜合平衡,全面安排的原則;③要貫徹計劃超前,留有余地的原則。
4.2計劃的執行、檢查與調整
制訂計劃只是計劃工作的一部分,更為關鍵的是貫徹執行計劃,這是計劃工作最重要、最復雜、最艱巨的一步。
(1)實現計劃
要加強調動工作積極性和技術組織措施,開展勞動競賽,進行經濟核算,還要加強計劃、工程質量和生產安全的檢查工作,檢查的目的在于隨時發現問題和解決問題。
(2)調度工作
調度工作的任務是監督計劃的執行,及時發現并解決執行過程中發生的問題。調度工作一般以貫徹短期作業計劃為中心,圍繞完成計劃目標進行調度。
(3)統計工作
統計報表是反映計劃完成情況的系統資料,各級領導和業務部門可以通過統計報表了解和檢查計劃執行情況,并從中發現問題,總結經驗,據以決策和指導工作。
(4)計劃調整
計劃編制過程中雖然反復考慮了各方面的關系,并達到了平衡,但計劃執行過程中會經常出現新的不平衡,此時就要根據掌握的情況對計劃進行調整使之重新平衡。
5施工技術管理
主要包括:技術管理、工程調度、計量試驗等,質量安全和計劃預算方面的工作也與技術管理密不可分。對技術工作進行管理,必須制訂各種切合實際的管理制度,這對現場施工管理工作的健全、完善及提高具有特別重要的意義。
⑴技術管理制度。包括技術責任制度,施工圖紙熟悉與會審制度,技術交底制度,材料和設備檢驗制度,工程質量檢驗和驗收制度,施工技術檔案管理制度。
⑵技術管理內容。主要包括設計文件審核,施工調查,施工技術交底,變更設計管理,技術文件管理,工程測量,工程試驗,竣工文件,施工技術總結等。
6施工風險管理
6.1風險評估
隧道施工前,根據設計文件認真研究分析,熟悉施工圖設計階段風險評估內容,施工過程中應根據開挖揭示情況、超前地質預報等信息開展施工期間風險評估,確定風險類型及等級。
根據風險類型和等級,施工單位按照施工順序、里程、風險因素、對策、實施責任人、預計實施時間等要素編制風險防范措施對策表,制定風險防范與控制措施,編制風險段落施工方案、施工技術交底,并組織相關作業班組培訓、學習。
6.2超前地質預報
隧道施工,特別是長大高風險巖溶隧道,施工過程中做好超前地質預報是隧道安全、有序施工的關鍵,必須將超前地質預報工作納入工序進行管理,并貫穿于隧道施工的全過程。
施工過程中必須嚴格執行“先探后挖、有疑必探、不探不進”的安全施工理念。施工單位應成立隧道超前地質預報小組,堅持洞內探測與洞外地質勘探相結合,鉆探方法與物探方法相結合,輔助導坑與主洞探測相結合,開展多層次、多手段的綜合超前地質預報。
6.2.1地質調查法
⑴地表調查:地層、巖性在隧道地表的出露及接觸關系,特別是標志層的熟悉和確認,地表巖溶發育位置、規模及分布規律。
⑵洞內地質素描:包括開挖工作面地質素描和洞身地質素描。主要內容為:地層巖性、地質構造、巖溶、地應力、地下水關系分析。
⑶記錄不同工程地質條件、水文地質條件下隧道圍巖穩定性、支護方式及初期支護后的變形情況。
6.2.2物探法
⑴TSP203:用于劃分地層界線、查找地質構造、探測不良地質體的厚度和范圍。在軟弱圍巖地層地區,每次預報距離采用100m;在完整的硬質巖地層每次預報距離采用150m。兩次重疊長度不下于5m。
⑵地質雷達:地質雷達探測主要用于巖溶探測,亦可用于斷層破碎帶、軟弱夾層等不均勻體的探測,探測長度30m,兩次重疊長度應在5m以上。
⑶紅外探測:紅外探測主要適用于定性判斷探測點前方有無水體存在及其方位,不能定量給出水量大小等參數,探測長度30m,兩次重疊長度應在5m以上。
⑷高分辨直流電法:高分辨直流電法適用于探測任何地層中存在的地下水置及相對含水量大小,如斷層破碎帶、溶洞、溶隙、暗河等地質體中的地下水。
6.2.3鉆探法
⑴加深炮孔:加深炮孔探測是利用風鉆或鑿巖臺車等在隧道開挖工作面鉆小孔徑淺孔獲取地質信息。加深炮孔應較爆破孔深3m以上,孔徑宜與爆破孔相同,孔數、孔徑應根據地質復雜程度確定,包括隧底探測。
⑵超前地質鉆孔:針對本隧情況,主要用于驗證富水帶巖性情況及賦水情況,巖溶發育及巖溶水情況。擬采用單孔水平取巖芯鉆探法,超前探測20~30m,驗證中近距離物探超前探測的異常地段。每25m一循環,每孔長30m,鉆孔是否取巖芯根據不同地質條件確定。
⑶隧底釬探:是為探測隧底隱伏巖溶,在澆筑仰拱混凝土前隧底施作,沿隧道左、右線中線布置,深度5m,單線縱向間距10m,左、右線釬探點橫向錯開5m。
6.3監控量測
隧道監控量測是隧道施工過程中,對圍巖支護體系的穩定狀態進行監測,確保施工安全和結構安全可靠、指導施工過程和施工安全監控的重要手段。
隧道工程,特別是長大高風險巖溶隧道施工必須高度重視監控量測工作,成立專門的監控量測小組,建立了完備的監控量測系統,量測過程中將有尺量測(收斂儀)和無尺量測(全站儀)兩種方法有機結合起來,通過兩種方法的合理運用,使得量測結果的準確性得到了相互驗證。
日常監控量測包括隧道拱頂下沉、凈空變化(水平收斂)、地表沉降和洞內、外觀察。量測小組根據設計要求,及時埋設監控量測點,適時進行量測并對量測數據及時分析,第一時間將量測結果告知現場管理人員及相關作業班組,真正做到監測數據反饋施工現場,有效指導現場施工。
當監控量測位移管理達到Ⅲ級時,通知現場正常施工。當監控量測位移管理達到Ⅱ級、Ⅰ級以及拱頂下沉、水平收斂達5mm/d或位移累計達100mm時,及時通知現場停止施工,并及時上報上級有關單位,組織研究相應工程措施。
7隧道施工質量、安全管理
7.1質量管理
“質量是企業的生命”,質量的好壞直接反映了整個企業的技術水平和管理水平。施工項目應建立完善的質量管理和質量保證體系,使質量管理工作體系化、規范化、模式化、程序化,做到過程管理,有章可循。
施工質量管理總要求:⑴建立健全質量管理組織機構和質量保證體系;⑵制定創優規劃和質量計劃;⑶制定和完善質量管理規章制度和工藝標準;⑷強化質量教育,增強創優意識;⑸認真貫徹GB/T19001-2008質量管理標準,保證質量管理體系有效運行。
7.2安全管理
7.2.1隧道安全施工準則
在隧道施工過程中,要尊重客觀規律,一切從實際出發,嚴格按照規范標準化施工,堅持“光爆出效益,支護保安全,通風出效率,仰拱造環境,襯砌樹形象”的原則,穩扎穩打,穩步推進,才能取得良好的效果。
隧道施工中,嚴格按照以下“三字訣”組織施工,確保施工安全:管超前,嚴注漿,弱爆破,短進尺,快封閉,強支護,勤量測,早閉合,緊襯砌。
7.2.2施工安全管理總要求
長大隧道項目安全管理要建立健全安全管理組織機構和安全組織保證體系、制定安全目標,實行目標管理。深化安全教育,強化安全意識,堅持持證上崗。推行安全標準化工地建設,抓好現場管理,搞好文明施工。認真實施標準化作業,嚴格按安全操作規程進行施工,嚴肅勞動紀律。特殊工種作業人員嚴格持證上崗。
長大隧道施工安全管理,必須貫徹“安全第一”和“預防為主”的方針,突出“領導是關鍵,教育是前提,措施是基礎,管理是保證。”只要掌握好隧道施工安全的規律和重點,建立和健全必要的安全制度,事故是可以避免的。
關鍵詞:隧道施工風險管理防范措施
中圖分類號:U45 文獻標識碼:A
一、隧道施工風險的特有特征
隧道施工屬于地下作業,照明通風、巖爆塌方等問題都是地下施工有的問題。另外,由于地質勘探的局限性、隧道所處地質條件的復雜性和多變性,地質條件的優劣及是否準確勘察直接影響到隧道施工的安全、質量和進度。所以,隧道工程施工風險除具有一般風險的特征外,還具有許多自身所獨有的特點,主要表現為隧道施工風險對工程地質和水文地質條件具有高度依賴性,以及由此產生的隧道施工風險的隱蔽性和風險發生的隨機性。同時,隧道施工風險的后果非常嚴重,影響較大,且隧道工程施工的開展也會加大風險發生的可能性。另外,隧道施工風險還與其現場環境等有一定關系。
根據隧道風險的特點,結合已有研究和經驗積累,隧道工程施工中常見的風險因素具體包括施工風險(如可能造成重大風險事故的塌方、巖爆、突水等),技術風險(如施工技術不合理、爆破控制不當等),自然風險(如不可抗拒的自然災害等),管理風險(如管理人員不合格等)和設備風險(如設備安裝事故等)。
基于隧道施工風險諸多的獨特性,在隧道施工過程風險管理中充分認識與了解這些特性,針對不同的特性采取相應的措施予以應對和控制,以實現對隧道施工風險的有效管理。
二、隧道工程施工中存在的風險因素
1、自然風險與環境風險
一是隧道施工地段地層層次具有物理力學性質不同的巖土介質材料,在對各類巖土介質進行施工時,其流動性、粘性以及變形造成地質風險;二是隧道施工地段巖土的滲透性、含水量、水位、水壓以及水補給來源風險;三是隧道施工地段的地層具有建筑或其它構筑物基礎、各種管線設施等障礙物造成的風險。
2、施工風險
隧道工程在施工時,施工單位人員素質與機械設備等對工程施工影響很大。一是施工方案不合理、施工工藝落后,施工中的新技術與新方法應用不當以及爆破控制不當等造成的施工技術風險;二是由于在施工現場中發生工作面塌方、巖爆、瓦斯爆炸、突水突泥等原因造成的施工風險;三是在隧道工程建設中,挖掘設備發生損壞,維護施工設備不當以及設備安裝調試失誤等設備風險;四是機電設備安裝事故等設備風險;五是隧道開挖過程中,一些原材料與成品半成品供應不到位或者規格不合格等原因造成的材料風險;五是由于施工控制計劃不完善或者控制信息不暢通造成的進度施工風險。
3、工程決策與管理風險
隧道工程施工決策、管理以及組織缺乏評估,缺乏對工程施工的經濟效益與社會效益的認識,導致工程決策與管理風險。
4、周圍工程建設環境風險
一些隧道工程周圍的地面構筑物和周圍環境設施復雜。一是隧道經過的地面上的構筑物基礎類型、年限、結構以及是否具有文物價值的風險;二是隧道上方的構筑物與隧道存在空間關系風險;三是隧道工程附近存在的地下工程風險;四是隧道上方的道路與管線,其年限、材料、類別以及施工方法的風險;五是隧道周邊存在生態環境以及社會群體風險。
三、加強施工風險管理方法
1、選擇科學與合理的施工方法
伴隨著隧道施工技術的不斷發展與進步,新的施工方法正在以前所未有的速度出現。我們如何對這些方法進行選擇,如何在多種方法中選擇具有針對性的方法進行施工是一項技術性的問題,也是施工單位綜合能力的具體體現。長期以來大量的施工實踐已經證實所采取的施工方法是否具有科學性與合理性直接關系到施工的質量與效益,采用合理與科學的施工方法不但能夠避免地質條件的不足引起的損失和風險,還可以較好的規避由于對地質條件的判斷不足引起的潛在風險。并且這也是一種鍛煉隊伍,提高企業的管理質量以及增強企業抵御風險能力的有效途徑。
2、做好風險估計
隧道工程施工的風險管理也是一個至關重要的環節,主要是以風險事件發生的概率為基本依據,以可能會發生的后果為基本的預測指標做好風險預測,并且要根據判斷的結果對風險評估進行等級確定。這是一項極具復雜性和精密性工作,不能夠僅僅從風險發生的概率大小上來判定。適用于隧道工程風險估計的常見方法有專家打分法、層次分析法、工程風險模糊估計法等。
四、隧道施工的安全防范措施
1、提高管理者對施工安全的重視
想要真正提高隧道施工的安全性,提高管理者對施工安全工作的重視是基本工作。施工管理者是整個隧道施工的實施者也是決策者,只有管理者認識到了施工安全的重要性,才能夠展開施工安全工作。為此,項目管理者應加強自我學習,提高自身的素質水平,加強對項目施工的安全性的重視,深刻認識到項目施工的安全性不僅關系著作業人員的生活,更關系著他們的生命安全。
2、加強施工管理監督力度
安全制度制定的再完善,倘若沒有人將其貫徹和執行下去,那么它也只是制度而已。為了能夠保證安全制度在隧道施工中真正的落實下去,就必須要加強施工管理監督力度。這部分工作并不是施工企業來完成的,而是上級監察部門來完成的。監察部門應對隧道施工進行定期檢查和不定期突擊抽查,真正起到監督施工安全工作的作用,使安全制度能夠真正的落實和運用到實際施工當中。其中,一定要做好突擊檢查工作,避免因施工企業為了應付檢查,只在檢查時期做做表面功夫,而實際工作卻依然我行我素的情況出現。
3、加強支護
隧道初期支護的施工質量直接關系到隧道結構安全性和耐久性,同時為防止掉塊、坍塌等引起傷人事故,隧道工程在開挖時,應該有超前支護的保護。首先嚴格砼噴射工藝,加強隧道初期支護施工設備機械進場管理,杜絕干噴、設備進入工地現場;其次嚴格施工管理,監理單位在審查初期支護的開工報告,必須現場核實砼濕噴設備的數量和規格型號,方可批準開工報告;再次加強施工工藝控制,進一步明確施工工藝控制要求;最后要做好施工質量檢查,嚴格執行施工自檢和報驗程序;五落實各個環節的質量控制。
4、注重工程擔保和工程保險,合理進行風險轉移
目前我國已經逐步形成了一些風險擔保、保險體系,風險轉移是指當有些風險無法回避,必須直接面對,而施工企業自身的承受能力又無法有效承擔時,采用通過合同約定的方式將某些風險的后果連同對風險應對的權利和責任合理的轉移給擔保人、保險人,由合同方或第三方來分擔一部分風險,但是在施工過程中不能依賴保險而放松管理。
5、增加安全防護投入,提高作業機械化
施工單位要對隧道施工環境充分了解,保持隧道工程在施工時,施工地點要有足夠的新鮮空氣、良好的照明和人行通道,使洞內工作環境良好。努力提高作業機械化、自動化程度,并裝設安全防護裝置;配備安全防護設施和用品。此外,施工單位的安全防護工作也要加強,進入現場的非施工人員也要佩帶好防護用品。
結束語
在隧道工程施工的實踐中,我們應該進行不斷的研究與不斷的總結,進一步認識風險管理在隧道工程施工中的重要意義,爭取形成一套具有完整性、系統性、科學性與綜合性的風險管理體系,做好安全防范工作,為提高建設質量和效益保駕護航。
參考文獻
關鍵詞:隧道施工;爆破控制;工藝
爆破工作是隧道施工建設中的重要環節,對其控制的有效與否將會對隧道的建設質量造成直接的影響,會直接關系到施工安全,同時爆破工作會對工程的進度造成直接的影響。另外,工程經濟效益以及管理效果也在一定程度上受到隧道爆破工作的影響。
1 爆破控制的主要影響
1.1 質量
為了發揮隧道砂體的圍巖承載力,隧道工程以新奧法進行設計施工,圍巖自身承載力的保護是隧道建設的基礎保障。因此,在施工中最重要的環節就是對隧道圍巖進行保護,在爆破中要充分保護圍巖,用以降低爆破工作對其造成的損傷,最大程度的保護其自身的支護能力。而該種保護是建立在降低爆破對周圍巖體影響的基礎之上,所以對于包括的控制重點就是對隧道欠挖以及超挖的嚴格控制。
通過新奧法以及礦山法相互結合的原理對隧道進行施工,爆破采用鉆眼爆破法,而為了確保開挖輪廓以及爆破后巖體的穩定,一般采用光面爆破的方式,并對超挖以及欠挖現象進行嚴格的控制;而大部分的隧道段落均采用斷面全面爆破。而預留光面爆破則應用在局部的實驗上。對隧道的開挖要充分考慮到充分考慮施工所在地的地質情況,針對不同的地質采用不同的開挖方式。將超挖以及欠挖現象控制到最低。
初期的隧道開挖中對局部爆破不太容易控制,效果不理想,且個別開挖點會出現超挖嚴重現象。而隨著工程進度的推移,對鉆爆方案進行及時的調整,使其適應隧道工程的圍巖層厚以及石質、地質情況和圍巖的走向,通過適當的爆破試驗對方案進行調整和確定;另外還要加強司鉆工的技術水平以及工作責任心,通過適當的培訓提供其鉆孔的精度。以此優化爆破工藝,在施工過程中可以通過一些先進的技術進行配合觀測,以此保證爆破效果能夠在規定的設計范圍或者滿足施工需要。
公路的隧道開挖中會遇到很多影響施工進度的不合理因素,因此隧道工程的施工難度較大,因此爆破工作的控制顯得尤為重要。雖然隧道的開挖過程中不可避免的會出現一定的欠挖以及超挖現象,但是通過對爆破的良好控制,能夠將超挖、欠挖值控制在一定范圍中。超挖以及欠挖量若不控制將會直接影響隧道工程的質量。首先,超挖會造成巖體的歲上,降低圍巖承載力,同時在隧道襯砌后會出現襯砌空洞。其次,會對隧道支護質量造成不利影響,主要表現在欠挖以及超挖回填區域會產生應力集中。最后,隧道圍巖的輪廓會影響支護質量,同時也會對后期的鋼拱架以及鋼筋網片安裝造成影響,從而影響襯砌砼的施工質量。
1.2 安全
據不完全統計,在公路的建設中一半以上的工程事故發生在隧道的建設中,該類事故的產生主要便是由于開挖時爆破的控制不良。爆破會產生極大的振動,因此周圍的巖體結構就會受到影響,尤其是軟弱圍巖,因此圍巖的坍塌以及失穩幾率就會相應增加;此外,施工中不合要求的超挖以及欠挖會加大振動,加大襯砌空洞以及厚度不足的幾率。從而隧道的承載性就會相對減弱,就會造成圍巖的變形或者是松動,這就是安全事故發生的主要原因。
為避免隧道塌方,光面爆破是最為重要的部分,首先該種爆破具有擾動少且振動小的特征,因此就不會在爆破時造成開挖輪廓的應力集中,從而就減少了由于受力集中造成的局部巖體失穩而發生的掉塊以及坍塌幾率,從而減低了安全事故的發生幾率。在隧道施工中爆破參數的選擇需要根據隧道的圍巖特點以及具體情況進行選擇,鉆眼的間距科學與否,鉆眼的深度以及抵抗線的最低值都是爆破參數中的重要內容。另外,炮眼中的裝藥量要嚴格控制,采用微差毫秒雷管爆破法,并保證爆破周邊有一定的臨空面。光面爆破的效果是以巖面的變化情況作為被告張的,因此需要根據實際情況對炮眼的間距、長度以及數量循環和用藥量進行選擇,以優化改進爆破設計,減少不利巖體擾動,避免二次擾動,創造出更好的支護環境。
1.3 其他方面
爆破施工的質量好壞不僅直接影響著隧道的質量和安全,還制約著工程進度、工程造價、施工管理等等。同時,隧道爆破控制不佳,易造成質量、安全隱患、工程進度推后和工程造價提高,增加了施工管理難度。因此隧道施工初期。就必須注重爆破技術的控制,加強開挖過程中的管理,避免增加不必要的管理投入,減少管理漏洞。
2 爆破控制施工要點
2.1 樹立“愛護圍巖、少欠少超”的觀點
通過控制爆破技術,不損傷或少損傷遺留圍巖的固有支護能力;嚴格控制爆破精度減少超、欠挖,避免襯砌背后充填不密實。
2.2 提高鉆孔技術水平
鉆孔技術對隧道超欠挖影響的主要影響因素是周邊炮孔的外插角、開口位置和鉆空深度。根據專業經驗,不斷提升其鉆孔技術水平。
2.3 進一步解決好爆破技術參數的合理匹配
從目前統計的隧道爆破方法、方式、爆破參數分析來看。爆破技術參數的合理匹配是非常重要的。爆破設計是隧道開挖的關鍵技術,在進行爆破設計時應根據隧道斷面大小、圍巖級別、機械設備等進行綜合考慮。
2.4 地質條件是客觀條件,它是確定爆破參數的基本依據
爆破設計主要是根據經驗、類比或現場實驗設計,而地質條件是隨掘進而不斷變化的,其中,主要是圍巖節理裂隙的變化。在施工中,根據開挖面對圍巖進行觀測描敘,并對圍巖的節理裂隙狀態進行預測,及時調整爆破參數和施工方法或采取局部內移炮眼、局部空孔不裝藥、加密炮眼、局部調整起爆順序等輔助措施。
2.5 組織管理工作的強化
完善的施工體系以及系統的質量保證制度是隧道施工的基礎保障,通過全面性的管理和監督對鉆爆作業以及爆破設計予以控制,通過對相關技術人員的培訓,提高造作質量。建立相應的責任制度,根據施工質量予以獎懲。另外,通過制定嚴格的作業規章以及評估標準,對各項作業的完成情況予以檢查。建立起及時的信息反饋系統,保證隧道的超挖以及欠挖信息現場人員能夠及時了解,用以調整施工步驟或者是施工的工藝方法,最大程度的控制超挖以及欠挖值。另外,對施工地址預報應當予以重視,準確將未施工區域的情況及時探明,并隨著圍巖條件對鉆爆參數進行調整。通過合理的施工工藝以及施工方法的使用,達到預期的爆破效果。
3 結束語
由于隧道的開挖過程中圍巖的保護,因而不會受到地下水過多的影響,所以圍巖的保護又是隧道施工的屏障,因而必須重視爆破控制工作。文章通過簡要的敘述,揭示了爆破工作的施工要點以及重要性,對隧道施工中相關質量控制提出了一定的措施供廣大同仁參考。
參考文獻
[1]李玉燕.我院參與設計施工的富貴山隧道竣工通車[J].理工大學學報(自然科學版),1990(1).
關鍵詞:盾構機驗收、地質補勘、砂層、硬巖段、工程收尾
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼:A 文章編號:
1 前言
盾構施工中的控制要點,常規來說也就是機械設備、施工管理及工作條件(地質情況、地面建筑物情況等),可以主動控制的只有機械設備和施工管理,如果這兩項做不到位,工作條件中的難度會加大,如果做到位,工作條件中的難度也會減小,做到事半功倍。
2、地質補勘工作
本區間地質情況復雜,隧道所穿過的地層起伏大,圍巖變化多。并且在大大區間隧道共穿越3條斷裂帶,沖洪積中粗砂層〈3-2〉較多,厚度變化較大,盾構掘進中全斷面砂層及上軟下硬段距離較長。詳勘報告中鉆孔間距較大且未清楚顯示出地質情況,為了在掘進中對地質情況做到心中有數,在前期補勘中增加了200多個鉆孔,鉆孔間距最小只有5米,這樣對雙線2653米的隧道做到了詳細了解,在日后盾構掘進確定開倉換刀位置及掌握地面沉降等發揮了較大作用,未出現開倉坍塌或沒有預料的地面較大沉降情況。
3、盾構機驗收
盾構機組裝完成后的調試驗收工作非常重要,如果在驗收時發現盾構機有異常情況一定徹底解決,如果帶病做業會給后面帶來更大的麻煩。盾構機的驗收主要有一下內容(詳見圖一):
本區間盾構驗收時刀盤空轉扭矩就有1000KNM以上,項目部介紹在上個區間就是這樣,當盾構掘進到200環進入上軟下硬段時盾構機扭矩達到3000KNM以上,且經常達到最大值自動鎖定,掘進速度異常慢,后經盾構機廠家及各方參建單位分析原因并仔細檢查,最后發現有兩個電機接反了作負功,改正后盾構機正常掘進,并順利通過了硬巖段
3、盾構穿越砂層
廣州市區水系豐富,淺部地層中砂層較多,在盾構推進過程中或多或少都會遇。由于受水動力影響,砂層的埋藏情況變化較快有時連續,有時尖滅,有時深有時淺,不易摸排清楚,給施工帶來困難。砂層透水性強,穩定性差,盾構穿越后隧道周圍的土體很不穩定,加之廣州地區砂層段往往水力資源豐富,推進時盾尾幾乎直接受水壓力的作用,很容易發生盾尾漏水、漏砂等情況,存在涌水涌砂的危險,同時砂層中推進會加劇刀具的磨損。盾構在砂質土層中掘進施工時,因土的摩阻力大、滲透系數高、地下水豐富等原因,一般單靠切削土提供的被動土壓力,常不足以抵抗開挖面的土、水壓力;此外,由于土體的流動性差,使在密封艙內充滿砂質土體后,原有的盾構推力和刀盤扭矩常不足以維持正常推進切削的需要,密封艙內的碴土也不易于流入螺旋輸送機并排出。
在穿越砂層時,可采取以下主要技術措施:
(1)采用土壓平衡模式掘進,適當調高土倉壓力設定值,嚴格控制超挖量,盾構推進以連續、快速的掘進方式為主,盡量減少停機。同時應嚴密監控地表沉降。
(2)控制盾構掘進時軸線的糾偏量,避免一次糾偏量過大及刀盤推力劇烈變化,保持刀盤轉速均勻,減少對地層的擾動,防止砂土受擾動而液化。
(3) 確保螺旋機、盾尾、鉸接的密封性能。掘進過程中嚴格控制鉸接油缸與推進油缸的行程差,另外加強盾尾密封系統檢查,及時補充注入油脂,控制同步注漿的壓力,以免漿液進入盾尾,擊穿盾尾密封裝置,管片盡量居中拼裝,以防盾構與管片之間的建筑空隙過分增大,降低盾尾密封性能。
(4)進行碴良與管理,保護刀盤以及保證盾構螺旋出土機的正常出土,在推進過程中可在盾構前方及螺旋機內壓注膨潤土或加注泡沫劑來改善砂質土的流動性和止水性。壓注膨潤土漿液的同時應觀察螺旋機的排土狀態及正面土體的沉降狀況,確保正面土體穩定。
(5)有必要時直接從地面或盾構機內對砂層進行加固處理。
4 長距離硬巖段推進
本區間有Ⅵ類圍巖414m,最大抗壓強度七十多MPa,且完整性較好,裂隙發育較差,盾構掘進異常困難,主要的困難在于盾構穿越硬層時會出現刀具嚴重磨損、掘進效率十分低下以及管片上浮等問題。硬巖段地層推進時管片脫出盾尾后上浮現象明顯,下坡變坡段時尤盛。出現管片上浮的原因在于賦存于巖層中的地下水、壁后注漿漿液以及向工作面注入的改良性液體等匯集到盾尾處,這些帶有一定壓力的液體使脫出盾尾的管片懸浮。管片上浮帶來的危害不容忽視,一方面造成隧道軸線不易控制乃至侵入限界,另一方面又會引起管片錯臺破損,環片之間的框形止水圈扭曲變形甚至脫出止水槽,造成接縫處漏水。
在本區間硬巖段掘進中,首先優化掘進參數,采用刀盤高轉速,低扭矩模式。同時在掘進過程中要勤開倉檢查,本區間硬巖段水壓力不大不需要帶壓做業,一般掘進3~4環檢查一次,有特殊情況要每環檢查,以防磨損軸承甚至刀盤,掘進時采用敞開式或半氣壓式掘進,以便碴土盡快排入土倉,降低刀具消耗提高掘進效率低,掘進過程中,有針對性地加注泡沫以減小刀盤扭矩,消除產生盾構旋轉的外力因素,通過改變刀盤旋轉方向來糾正盾構旋轉,防止盾構機產生自轉。盡量采取措施減少管片上浮,如加大同步注漿量、改善漿液終結時間等,另外管片脫出盾尾后,隔一定間距進行二次注漿(雙液漿)以及時固定管片位置。在硬巖中掘進管片或多或少都會上浮,這時也可調整盾構姿態偏下-30mm,預留上浮量以便能將隧道軸線控制在設計要求范圍內。
5 工程收尾
本區間盾構貫通時間比計劃提前了5個月,但附屬工程聯絡通道、洞門及隧道堵漏安排不合理,將節省的五個月又全部浪費了,究其原因,首先是工序安排不合理,附屬結構沒有及時施工,而是等隧道貫通后才開始施工,占用了工程的關鍵工期,其次是組織不利,洞門和聯絡通道同時施工,互相影響,堵漏人員沒有提前進場,等全部實體工程結束后才開始進行,造成最后工期不僅沒有提前反而滯后了。這也反映了工程施工只重視主要工程,對附屬不重視的結果。
6 結束語
作為廣州地鐵的一個盾構區間施工,即反映了廣州盾構施工的復雜性也反映了工程施工過程中管理的重要性,廣州盾構施工有其特定的地質因素,需要不斷總結完善施工經驗,而工程施工管理則是具有普遍性的工作,需要所有參建單位的共同努力,避免出現不應有的損失。
關鍵詞:地鐵工程防排水施工技術 思考
中圖分類號:S276文獻標識碼: A 文章編號:
隨著我國經濟的飛速發展,我國的基礎建設進入了大發展時期,北京等大中城市將再次迎來新一輪地鐵建設高峰。對北京地鐵已建運營的線路的調查表明,自2011年7月初至9月15日期間,伴隨多場持續強降雨,北京建成運營的地下軌道交通設施局部出現“站內和期間隧道滲漏水現場。地鐵建設的”滲漏水站點”無疑將為地鐵建設敲響警鐘;而避免地鐵建設、運營環節出現各類事故,需要在現有技術、制度背景下強化各環節監督、嚴格施工驗收。為進一步總結經驗嗎,提高地鐵建設中因建設質量通病而出現的“滲漏水現場”,論文就北京地鐵建設中結構防水施工技術現狀及技術發展進行分析和思考,以企能為地鐵建設質量通病管理提供技術參考。
1. 國內地鐵工程防水現狀及出現滲漏原因分析
1.1 國內地鐵工程防水現狀
目前國內各城市地鐵建設防水工程標準基本一致,以混凝土自防水為主,輔助以結構外包防水及“三縫”(即施工縫、誘導縫、變形縫)接縫防水。防水設計的原則為“堵排結合,以堵為主,多道防線,綜合治理”。 地下車站及機電設備集中區段的防水等級為一級,即不允許滲水,結構表面無濕漬;區間隧道及連接通道等附屬隧道結構防水等級為二級,即頂部不允許滴漏,其它不允許漏水,結構表面可有少量濕漬,總濕漬面積不應大于總防水面積的2/1000;任意100m2防水面積上濕漬不超過3處,單個濕漬最大面積不大于0.2m2。
目前地鐵防水設計已比較完善,各城市地鐵防水設計也都大同小異,特點體現在防水材料選擇和接縫防水方面。地鐵工程中明挖結構普遍采用附加柔性防水材料種類:結構頂板多采用涂料類防水層。側墻和底板大多采用預鋪式冷自粘防水卷材,北京地鐵大多采用SBS改性瀝青防水卷材、膨潤土防水毯,廣州地鐵大量采用塑料防水板作為防水隔離層,沈陽1號線、天津1號線、南京1號線、深圳地鐵也采用塑料防水板。國內目前地鐵工程中礦山法結構普遍采用塑料防水板,也有采用預鋪式自粘防水卷材,如西安地鐵、重慶地鐵、成都地鐵。地鐵防水工程中出現滲漏水問題,歸根結底都是由于施工過程中質量控制不到位引起的。國內各地鐵在建成后,都不同程度存在一定的滲漏現象。
注:1)注漿管:具有逆止功能的全斷面注漿管;2)遇水膨脹止水膠:緩膨脹型產品,固化后的斷面尺寸(8-10)mm,(18-20)mm;3)外貼式橡膠止水帶:斷面尺寸350mm x 80mm;4)中埋式鋼邊橡膠止水帶:中孔型,斷面尺寸350mm x 10mm;5)背水面密封膠嵌縫:聚氨酯密封膠嵌縫:斷面尺寸15mm x 20mm;6)變形縫接水盒:1mm厚不銹鋼板制品,嵌入預留凹槽內,預留凹槽尺寸為300mm x 50mm;7)止水法蘭:100mm(環寬)x 5mm(厚)金屬板
1.2 國內地鐵工程防水滲漏原因分析
國內地鐵出現滲漏水主要是施工質量問題,已有資料統計分析表明,城市地鐵車站滲漏水主要集中在施工縫、誘導縫、車站主體與隧道及附屬結合部位的變形縫處;暗挖區間的滲漏水主要集中在施工縫和變形縫處。因此總結城市地鐵車站及暗挖區間出現滲漏主要表現在四個方面:(1)混凝土自防水質量問題,主要是混凝土施工冷縫、振搗不密實、溫縮開裂等產生結構裂縫。(2)施工中外包防水問題,如防水卷材破裂、搭接不牢、同結構不密貼等形成竄水通道。(3)“三縫”防水質量問題,如止水帶跑位、拉裂,注漿管堵塞等,導致接縫防水失效,未達到設計效果。 (4)特殊變形縫安裝質量問題,如“U”型止水帶安裝后導致其變形、破裂、壓板不密貼等。
對于盾構隧道,其滲漏主要原因,一是盾尾與管片之間間隙過大,盾尾密封失效引起漏漿,未將管片上的泥漿處理干凈,致使管片、止水帶間夾有泥沙;二是在盾構推進過程中,盾構與管片姿態不好時,造成管片拼裝困難,影響到管片拼裝質量,致使管片間發生錯臺,相鄰管片不在同一圓弧面上,減少了止水橡膠的有效止水面積。三是盾構機與管片相對位置不好時,常常會使管片發生碎裂,發生止水帶掉落情況,使得相鄰止水帶不能正常吻合咬緊;四是盾構管片拼裝未頂緊,管片間的對拉螺栓在拼裝后又未擰緊,使得管片間呈松弛狀態,止水帶未起到止水作用;同時同步注漿量不足,二次補漿不及時,導致隧道后期沉降量過大,降低了防水效果。其他原因如注漿孔螺栓未擰緊或封堵不嚴,導致螺栓孔漏水。洞門封堵不嚴導致漏水等。
從管理層面分析,施工單位質量意識不強,工序自檢流于形式。施工管理人員技術力量薄弱,結構自防水施工多為負責結構施工的農民工,而非專業技術工;專業防水工人只精通某一種防水工藝,防水施工隊伍為減少人員成本,往往臨時客串施工多種防水。且防水為隱蔽工程,一旦施工完成,要待水位回升后才能發現問題,不能及時準確的進行處治。
2. 在建北京地鐵防水施工技術
至2012年底,北京市軌道交通已運營線路達到16條,運營里程達到442Km;在建軌道交通線路8條,總長達到142 Km;已規劃軌道交通線路4條,總長82 Km。以上地鐵建設中,半數以上的明挖車站都大量采用了預鋪厚聚酯胎改性瀝青防水卷材的方法。
2.1 北京地鐵地下明挖站防水設計
在地下車站中,預鋪防水卷材主要用于采用“外防內貼”法鋪設防水層的結構底板和側墻。采用預鋪防水卷材的地下車站防水設計方案見表1。其細部處理如下:
表1 采用預鋪防水卷材的地下車站防水設計方案
1)明挖車站的側墻和底板迎水面設置預鋪防水卷材防水層,結構頂板迎水面設置單組分聚氨酯防水涂料防水層;圖1給出了地下車站防水構造設計圖。
2)平面預鋪防水卷材采用空鋪法,立面和斜面采用機械固定法,如圖2所示。
3)陰陽角部位增設防水加強層,防水加強層在防水層之后鋪貼,即將防水加強層滿粘在已經鋪設完畢的防水層表面。陰陽角部位增設防水加強層設計圖見圖3所示。
4)側墻防水卷材層和頂板單組分聚氨酯防水涂料層采用自粘過渡的方式,如出現空鼓、翹邊、滿粘等較差效果時,可對卷材粘合面進行適當加熱后再粘貼,然后增設自粘膠帶進行封邊處理。
5)施工縫設置柔性防水加強層,防水加強層與預鋪防水卷材防水層材質和厚度相同,加強層寬度為500 mm,滿粘在已經鋪設完畢的防水層表面。
6)變形縫部位設置延伸率不低于300%的1.5mm 厚合成高分子防水卷材(優先選用高分子自粘膠膜防水卷材)作為防水加強層,合成高分子防水卷材滿粘在預鋪防水卷材表面。
2.2防水施工技術
2.2.1 底板防水層的保護層
底板預鋪防水卷材防水層的表面是否應該澆筑細石混凝土保護層,目前存在二種觀點:目前存在兩種不同的觀點,一是預鋪防水卷材的優勢在于能夠與澆筑其表面的混凝土滿粘,防水層與結構混凝土結合成為一個整體,解決了防水層與現澆混凝土之間的竄水問題。如果在底板防水層表面澆筑了細石混凝土保護層,由于防水層與結構層之間不密貼,容易導致竄水問題,無法發揮該類卷材的優勢。二是目前國內地下工程土建施工人員的素質普遍不高,綁扎鋼筋、振搗混凝土時對防水層的破壞較為嚴重,使防水層的整體防水性能下降。底板防水層表面積水、堆積泥沙等雜物,也會降低防水層的不竄水性能。另外,高溫環境下卷材表面粘性較大,對后道工序的施工帶來一些不利影響。但按文獻1的觀點在無保護層的狀態下,防水層的破損程度與現場施工人員的素質、文明施工、工期等密切相關;同時,天氣、環境對防水層的防水質量影響也較大。
2.2.2 卷材的自粘施工
北京地鐵部分車站工程采用了雙面自粘聚酯胎改性瀝青防水卷材,卷材與卷材進行搭接以及加強層與防水層之間進行粘結時,卷材接觸面的隔離膜均要求撕掉,使兩層卷材的自粘面之間互相粘結,確保卷材之間的粘結強度和密貼性。但在現場實際操作過程中,即使采用了雙面自粘卷材,其粘結質量也難以得到保證,出現大量翹邊、空鼓現象,給現場施工帶來很大的困難。為保證防水卷材的鋪設質量,滿足工期要求,歷經多次現場調研和會議論證,并通過對材料供應企業的實地走訪,認為5 mm 厚的自粘卷材,其膠粘層的持粘性無法滿足卷材的粘結質量,難以徹底解決翹邊和空鼓問題。通過現場試驗,最終確定了局部采用熱風槍或噴燈加熱的方法,解決了翹邊、空鼓的問題。
2.2.3 預鋪防水卷材的甩槎和接槎
預鋪防水卷材的甩槎主要位于施工縫、變形縫和預留洞口部位,其中施工縫和變形縫防水卷材的甩槎時間一般在7~15 d,而預留洞口防水層的甩槎可長達240~360d。因此對防水層甩槎采取合理的保護措施,不但關系到接槎能否順利進行,還關系到卷材老化導致防水性能下降的問題。現澆混凝土結構施工過程中,根據設計和混凝土分段澆筑要求,通常需要設置施工縫和變形縫。在這些接縫部位的防水層需要預留出甩槎,甩槎長度應超過結構鋼筋端部至少200 mm(甩槎長度)。立面防水卷材的甩槎保護一般不作特殊要求,僅要求甩槎范圍的卷材隔離膜在接槎前不得提前撕掉,避免膠粘層長期暴露。底板卷材甩槎范圍應注意采取臨時覆蓋保護措施,避免泥沙污染、重物堆積以及踩踏導致卷材破壞。
地鐵地下車站需要設置多個出入口通道和通風道等附屬結構,這些出入口通道和通風道等附屬結構與車站主體結構之間存在大量的接口,防水層在這些通道洞口部位需進行甩槎和接槎操作,使車站主體和附屬結構的柔性外包防水層能夠形成整體封閉。
典型南方多雨城市地鐵防水特點及對北京地鐵防水的思考
3.1典型南方多雨城市地鐵防水特點
3.1.1 上海地鐵防水特點
上海地下水位較高,地鐵防水以結構自防水為主,無礦山法施工的暗挖隧道,除明挖施工車站及聯絡線外,其余區間隧道全部使用盾構法施工,盾構管片寬1.2m;明挖法車站圍護結構全部采用地下連續墻,連續墻與車站主體側墻連接形成疊合墻,共同承受地下水侵襲,側墻不設外包防水,頂板和底板設置防水層,防水材料為自粘防水卷材或膨潤土防水毯。
申通地鐵公司經過近20年的工程建設,非常重視防水工程經驗總結和研究,不斷培養相關專業技術人員。申通地鐵公司在內部跨部門成立了技術中心,下設防水工作組、管片工作組、軌道工作組等,對相關問題進行專題研究和處理;上海隧道設計院作為其總體單位,也專門成立了防水設計室,針對上海水文地質情況,從材料選擇、施工工藝等方面進行試驗研究,將研究成果直接應用于防水設計和施工中;申通地鐵委托上海隧道股份公司組織專業堵水隊伍,對土建工程完成后的滲漏水專門進行一次事先注漿堵漏。
3.1.2 廣州地鐵防水特點
廣州市地下水位較高,除個別聯絡線及聯通道采用礦山法施工外,其余區間隧道均采用盾構法施工,在車站明挖主體結構及暗挖隧道二襯外側采用PVC防水卷材進行輔助防水。廣州由于水位較高,結構滲漏水點較多,非常重視堵排結合,對車站的排水系統要求較高,特別是對結合部位及接觸網、屏蔽門等關鍵部位,要求設計院在防水設計的基礎上,結合土建、安裝、裝修圖紙增加排水系統圖,對由于各種原因進入地鐵車站及區間內的水,都能夠通過其自身的排水系統,有組織地將水引入車站集水坑或區間排水泵房內。
3.1.3 成都地鐵防水特點
成都地鐵將防水卷材鋪設前基面處理作為分項驗收內容,邀請市質監站會同相關部門進行驗收,合格后方可進行下一道工序施工。同時,對防水工程采取樣板工程驗收制,對每一單位工程第一段防水工程進行樣板驗收(含“三縫”防水,外包防水),驗收合格后方可進行下道工序施工,其他各段防水施工必須按照樣板段標準和設計要求嚴格施工,由監理按照隱蔽工程驗收要求進行驗收合格后方可進行下道工序施工,驗收資料進入業主檔案。
3.2 對北京地鐵防水的思考及建議
地鐵防水工程雖然在整個土建工程造價中所占比例不高,但關系到結構壽命和運營安全,做好地鐵工程防水將是一項重要而長期艱巨的任務。結合北京地鐵目前設計、施工、管理現狀,建議如下:
3.2.1 不斷完善和優化防水設計
設計方面應不斷優化設計,合理選擇方防水等級高且便施工的防水材料,提高防水效果。對北京地鐵防水建議設計進行如下改進:
(1)建議施工縫處遇水膨脹止水條改為鍍鋅鋼板止水帶;
(2)建議增設各車站及區間排水系統圖,形成完整的內部排水體系,如風亭、垂直電梯井、混合變電所等部位;
(3)建議對車站與附屬、車站與隧道結合部位的防水卷材設計時考慮保護措施,以方便施工,確保卷材搭接質量;
(4)建議對防水卷材鋪設基面處理,設計給出明確要求和標準;
(5)建議加大空調機房、離壁墻等排水溝斷面和坡度,合理設置足夠的地漏。
3.2.2施工中加強防水材料的選擇和質量控制
加強對商品混凝土、防水卷材、橡膠止水帶等重要材料的質量控制,堅持現有防水材料的采購模式,盡量選用資質高、規模大、信譽好的企業產品,從源頭控制好材料質量。
(1)建議使用防水混凝土,并在以后的工程中進行工程實驗;
(2)建議積極穩妥地采用防水新材料、新工藝,并進行工程對比實驗。
3.2.3 加強防水施工質量過程控制
地鐵工程施工過程中,需將防水施工納入管理全過程,并做到如下幾點:
(1)要堅持防水專業施工原則,施工要檢查施工單位防水施工隊伍的資質、人員、方案;
(2)在驗收管理辦法中,應完善防水工程驗收的相關制度,增加防水基面處理進行專項驗收;
(3)加強防水工程樣板工程驗收,對不符合設計及規范要求的防水工程堅決返工;
(4)嚴把分部分項工程驗收關,并強化監理現場管理,加大獎罰力度。
結束語
地鐵工程工程建設中,防水作為工程的重點和難點,具有長期性、復雜性和特殊性,但目前我國地下工程中的防水做的均不是很到位,導致運營地鐵線路上出現不同程度的滲漏水現象;因此,在今后的地鐵工程建設中,需要我們工程技術人員通過工程實踐,不斷總結經驗,加強現場的實驗和施工管理,盡快形成一套符合北京地鐵施工的行之有效的技術措施和操作辦法,指導地鐵施工,確保地鐵運營安全。
參考文獻
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關鍵詞:水平凍結法;盾構;施工管理
1.工程概述
無錫市地鐵2號線土建工程08標靖廣區間左線盾構隧道到達端采用水平凍結法加固,加固區位于④1粉砂層,地墻外加固長度為11m,凍土帷幕加固長度為3m。加固區范圍內有1根φ1000污水管、1根φ500上水管,污水管與凍結管高程差約4m,上水管與凍結管高程差約為6m。區間隧道所用盾構機為小松TM634PMX土壓平衡盾構,本體長8.68m,刀盤為面板式,開口率為40%。
2.人員組織管理
凍結法加固條件下的盾構進出洞風險較大,有必要加強人員的組織管理工作,對組織架構和人員職責都應根據凍結加固工況進行補充細化。
2.1組織架構
以項目自身組織管理體系為基礎,結合施工現場實際情況,明確凍結法盾構進洞人員組織架構。整體架構為縱向結構,有利于施工指令傳達、執行。
該架構應以項目負責人為組織縱向結構最高層,項目技術、安全、現場盾構施工、凍結施工負責人為組織縱向結構第二層,項目各部室、施工班組分別為組織架構第三層和第四層。
若施工風險較大,建議聘任專家對整個施工過程給予指導,專家人員位于縱向組織架構之外,可直接對項目負責人提供建議。
2.2人員職責
根據人員所在組織架構位置,結合其本身工作職責,明確該施工階段內各人員工作內容。關鍵點應安排專人專職負責,如管線應急搶修、隧道內外通訊聯絡、搶險設備物資聯絡等。
盾構順利到達或始發后,應安排值班人員跟蹤后續洞門注漿,并觀察洞門滲漏、周邊道路、河流、建構筑物等環境情況。
3.機械設備管理
對于凍結法加固條件下的盾構進出洞施工,除日常盾構、凍結設備維護外應特別注意應急設備的使用管理。
3.1盾構機及后配套設備
盾構進入凍結加固區前應對盾構機各系統檢查維修,應特別注意將盾構刀盤解鎖、各類電機散熱、測量設備保養工作。項目條件許可情況下,可對易損件多備配件。
3.2 凍結設備
盾構進入凍結加固區前應對運轉冷凍機組、備用冷凍機組、備用發電機檢查維修,確保若出現設備故障情況下,備用機組可立刻開啟。
3.3 應急設備
凍結法盾構進出洞施工除常規應急設備(聚氨酯泵、注漿泵、水泵)外,應補充至少兩臺快速自動蒸汽機,另配備進水軟管、出氣膠管、接口閥。蒸汽機使用過程中應加強安全防護,操作不當情況下高溫蒸汽易燙傷施工人員。
4.物資材料管理
物資材料主要從常規物資和應急物資兩類進行統計整理,盾構進出洞前,物資管理部門應逐項核對,以防發生遺漏,對施工造成影響。
4.1 常規物資
日常物資主要包括兩方面:盾構用物資和凍結用物資。
盾構用物資包括:管片、止水材料、同步注漿材料、二次注漿材料、盾尾油脂、集中油、泡沫劑或其他土體改良材料(根據實際土層情況)、高壓電纜、隧道進水管材、電瓶車軌道軌枕、隧道照明燈、線等。
凍結用物資包括:氯化鈣、保溫板。
4.2 應急物資
應急物資主要包括兩方面:搶險物資和解凍刀盤所用物資。
搶險物資包括:聚氨酯(備外加劑、柴油)、水泥(P.O 42.5)、棉紗、棉被、鐵鍬、竹梯、手拉葫蘆等。
解凍刀盤物資包括:氯化鈣(鹽水濃度15~20%)。
5.技術方案及現場協調管理
凍結法加固條件下的盾構進出洞多為重要風險源,應依據風險級別對方案進行審批、評審、上報等程序。
5.1到達前技術準備管理
現場調查:主要為端頭井周邊建構筑物、管線(開關閥門)、交通道路、河流。
方案準備:設計及規范、盾構到達專項方案、監測專項方案、應急預案、盾構作業指導書、三級交底,其中作業指導書應細化至每環推進。
應急演練:主要針對漏水漏砂、刀盤被凍、管線損壞三項進行應急演練,其他情況如人員疏散、交通疏解等可根據現場實際環境條件確定。
5.2盾構推進與凍結協調管理
盾構推進與凍結拔管必須相互協調,盾構機推進距離凍結加固杯壁1m左右即可拔除凍結管,拔除凍結管所需約8~10小時,該時間范圍內盾構可推進至距離凍結杯底1.5m左右,若出現盾構提前至預定位置情況,則應停止盾構推進,但刀盤應保持轉動,直至凍結管全部拔出后盾構方能繼續推進。
該工序過程中盾構推進與凍結拔管相互影響,施工過程中必須統一協調,并保持隧道內外通訊暢通,以確保出現異常情況下可及時采取措施。
5.3 洞門鑿除與凍結協調管理
凍結法洞門鑿除較普通洞門鑿除耗時較長且鑿除過程中易對凍結管路造成損壞。
凍結法洞門鑿除第一步應鑿至地下連續墻內側鋼筋位置,該過程中內圈凍結管正常維持凍結,橡膠管路低溫下易破損,鑿除地下連續墻時凍結管路應采用泡沫包裹、木模板覆蓋方式保護,且鑿除砼塊不應過大。若凍結管路出現損壞,立即停止鑿除作業,管路修復后方可繼續鑿除。
地墻外層砼鑿除完畢后,立即拔除洞圈范圍內凍結管,凍結管拔除順序宜采用先外圈后中間。
凍結管拔除完畢后,洞門鑿除作業可繼續進行。
6.施工操作環境管理
凍結法盾構施工操作環境主要涉及隧道內盾構施工、隧道外拌漿及吊裝施工、凍結施工、洞門鑿除施工共4個區域。
隧道內施工環境除維持日常環境條件外,應注意搶險物資(聚氨酯、柴油)、應急設備(蒸汽機)存放位置,不應影響正常推進且管理過程中明確嚴禁煙火。
隧道外拌漿及吊裝施工環境應標識劃分明確,尤其在多臺盾構共用一處管片堆場情況下,注意管片堆放位置、型號,防止發生管片誤吊裝的情況。
凍結施工環境除維持日常環境條件外,應注意檢查凍結循環水排除通道的暢通。
洞門鑿除施工區域內主要為接收井范圍,該范圍內應保持人員上下通暢、底板無積水、鑿除砼渣和拔除的凍結管及時清理吊出,確保工作面在緊急搶險情況下人員設備的可操作。
7.結束語
水平凍結法加固作為三軸攪拌樁常規加固方式的補充有其自身的優點,如對周邊環境擾動小、無污染、占用場地少等,但從風險角度考慮,水平凍結條件下盾構進出洞施工風險還是要高于常規加固方式。因此,在施工管理過程中作為管理人員應更加謹慎、細心,在人、機、料、法、環五個方面均要全面檢查、逐條細化,避免因小失大,給企業帶來不可挽回的經濟或名譽損失。
參考文獻:
[1]張鳳詳.隧道施工手冊[M] .人民交通出版社,2005.