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高速铁道工程论文

时间:2022-04-14 08:00:00

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高速铁道工程论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

高速铁道工程论文

第1篇

前不久,国务院正式批准《国家公路网规划(2013-2030)》,其中包括了两条大陆连接台湾的两岸高速公路。一是福州经平潭到台北的高速公路;一是厦门经金门到高雄的高速公路。此前,中央政府已将建设京台高速公路与铁路列入全国公路规划方案。实现海峡两岸高速公路或高速铁路建设,最重要的是要建设海峡两岸海底隧道。

随着海峡两岸关系的改善与发展,近年来有关建设台湾海峡隧道的讨论不断增多。依目前形势看,兴建台湾海峡隧道与建设连接海峡两岸的高速公路或铁路,面临许多障碍,尤其是政治方面的障碍,但长期观察,建设连接海峡两岸的海峡隧道与高速公路并非不可能。终有一天,建设海峡两岸海底隧道将会成为两岸共识,若能在未来实现,届时阻隔两岸的台湾海峡将天险变通途。

中华民族新梦想

20世纪以来,随着科学技术的发展,全球海底隧道建设在全球范围内迅速展开,尤其连接英国与法国的英吉利海峡隧道于1995年建成,大大缩短了英国与欧洲的距离,加快、加深了英伦半岛与欧洲的经济社会融合。

海峡两岸尽管分割、分治上百年,中间只有短短的数年统一时间(1945年台湾回归中国到1949年败退台湾),但实现海峡两岸统一与民族富强一直是中华儿女的共同梦想。在漫长的历史进程中,就不断有人提出建设台湾海峡隧道的设想。据台湾媒体报道,1948年夏天,台湾大学生提出建设台湾海峡隧道的提议,希望将台湾与大陆连接起来。到了上世纪60年代,大陆也有人提出要修建连接台湾的海峡隧道建议。在海峡两岸特殊的历史大背景下,这种偶尔的提议与设想很难受到关注,自然不会引起足够大的反响。

然而,在新的历史条件下,在海峡两岸关系发生重大变化的背景下,建设台湾海峡隧道的设想再次被提议,而且逐步引起海峡两岸的反响与关注。

1996年,清华大学21世纪发展研究院教授、著名工程专家吴之名远赴欧洲考察于1995年建成的英吉利海峡隧道工程。随后,他发表了《英吉利海峡隧道工程的经验教训和台湾海峡隧道的构想》一文,很快引起海峡两岸学者与媒体的热烈回应。随后,台湾海峡隧道论证中心应运而生,各种关于台湾海峡隧道的研讨会相继召开,其中福建省就举办了多次“台湾海峡通道工程学术研讨会”,探讨台湾海峡隧道的相关论文相继发表,建设台湾海峡隧道成为两岸关系发展中的一个重大工程议题。

三种海底隧道方案

经过海峡两岸专家长达十多年的研究论证,初步确定了三条可行的海底隧道方案:北线为福建平潭到台湾新竹;中线为福建莆田到台湾苗栗;南线为福建厦门到台湾嘉义。在上述三种方案中,专家更倾向地质条件稳定、距离最短的北线方案。

北线海底隧道由福建福清经平潭岛到新竹市,采用桥梁与隧道相连接的方式,总长144公里。其中,福清半岛小山东岛到平潭岛娘宫段为跨海大桥,平潭到新竹为海底隧道,其中隧道海底部分长125公里,陆地段长19公里。专家评估认为,北部隧道经过地区海底地质结构稳定,未发现断裂带,也未曾发生过7级以上的强烈地震,现今地震流动属中性,频度较低,平均水深为60米左右。尤其是这一隧道两端分别与省会城市福州与台北市较近,较具经济效益。中线起于福建莆田笏石,经南日岛至苗栗,全长128公里,位于福建与台湾中部地区。地质条件相对较差,水深超过70米,不如北部线路理想。南线福建厦门经金门、澎湖岛至台湾嘉义海滨,跨海总长207公里,其中海下174公里。可将福建厦门、金门、澎湖与台湾本岛连成一线,有着特别的经济意义,但地质条件复杂,线路最长,投资最大。

上述三条台湾海峡通道建设的建议,若能在未来实现,也就意味着国务院提出的海峡两岸高速公路的实现。这是海峡两岸共同期待的台湾海峡通道发展远景。

如果投资兴建台湾海峡海底隧道,造价巨大。英吉利海峡隧道全长53公里,只有台湾海峡隧道最短距离约150公里的三分之一。按目前世界海底隧道造价每公里27亿元人民币计算,未来可能会增加到每公里50亿元,台湾海峡隧道直接造成约需7500亿元人民币(也有专家预计为4000亿至5000亿元),加上其他经费预算,估计总造价会超过1万亿元人民币。

就海峡两岸经济实力而言,由海峡两岸共同负担兴建,通过政府、民间等多方筹集资金并不困难。尽管投资总额巨大,但每年的平均投资额则相对较小,两岸分摊就更容易一些。海峡隧道建成后,其经济效益与社会效益是非常巨大的。建成后,海峡两岸之间的时空距离大大缩短,人员、货物、车辆往来将会十分频繁,仅一年间人员往来估计会超过数千万人次,真正实现海峡两岸货畅其流,物尽其利,人尽其便的目标。尤其是兴建过程,可能持续十多年,需要大量的资金、物力、原料、技术与人力的投入,对台湾基础建设工程与整体经济的拉动是非常巨大的,可让台湾经济年平均增长至少增加1.5个百分点。

海峡两岸海上通道的打通,不仅加快两岸经济一体化与社会一体的发展,而且有利于两岸政治融合,在客观上可有效遏制“”分裂活动,对两岸的和平统一与中华民族的复兴具有重大的战略意义。

两岸高速公路规划

在现阶段,兴建台湾海峡隧道仍是一个较为敏感的话题,中央政府对此表态尽管十分谨慎,但仍透露出较为积极的态度。1996年4月,大陆方面曾明确表示,“对于建设跨越台湾海峡的桥梁或隧道工程,在具备充分的可行性前提下,会考虑实施建设问题”。

目前大陆已将海峡两岸交通网络建设纳入全国公路交通网规划方案之中。2004年,国务院审议通过的《国家高速公路网规划》,提出北京到台湾的高速公路建设规划,代号G3,简称京台高速,起点为北京,途经天津、河北、山东、江苏、安徽、福建,终点为台北,全长达2030公里,全封闭,全立交。2008年3月,铁道部与福建省政府在京签署了《关于推进海峡西岸经济区新一轮铁路建设的会议纪录》,其中包括了京台、昆台(昆明一台湾)两条高速铁路建设计划;福建规划2010年起再建1200公里铁路,其中包括京台高速铁路建设,计划以海底隧道方式厦门入海,抵达台湾。

2009年3月两会期间,原铁道部负责人在两会上表示希望修建大陆至台湾的铁路,再次引起关注。据悉,这是大陆方面推动的“369海峡铁路网”中的两条线路,即“北京-合肥-福州-台北”铁路和“昆明-漳州-厦门-高雄”铁路。这两条铁路均为电气化双线铁路,时速为200至300公里的快速铁路。预计“369海峡铁路网”在2015年完成,届时总里程将达到6000公里,总投资3500亿元人民币。2008年9月,京台高速铁路的北京至福州段已经开始建设,建成后未来将考虑选择海底隧道的方式,让火车抵达台湾。

台湾海峡隧道的建设尽管受到两岸民间的热烈讨论,大陆也有明确的表态甚至政策上的规划,但要建设连接海峡两岸的海底隧道,需要台湾方面有明确的意向,需要海峡两岸的共同协商,共同努力,才能够完成。

在目前岛内蓝绿对立的政治结构下,台湾海峡隧道仍属十分重大而敏感的议题,岛内很难达成共识。同时,在现阶段海峡两岸关系现状下,重新上台执政的当局,对兴建台湾海峡隧道也没有迫切性,也不愿就这一可能引起政争的议题进行规划。

对于大陆方面的海峡铁路与海底隧道的规划,台湾方面非常低调。2009年3月初,台“行政院”官员表示,对大陆提出修建跨海铁路的建议“毫无所悉,也无评论”。台湾方面表示,如此浩大的工程,势必有更多政治、安全甚至“国防”方面的考虑,短期内不会考虑,也不会讨论。现在不讨论,不等于未来不讨论。随着海峡两岸关系发展形势的变化与两岸交往的增多与更加密切,不排除条件成熟时,两岸就此展开协商与讨论,甚至达成兴建共识。

率先启动金厦跨海大桥建设

海峡隧道建设或京台高速铁路、昆台铁路建设或福州一台北、厦门一高雄高速公路建设,其中福建沿海地区与金门的跨海大桥建设是实现海峡海底隧道的重大工程之一。

金厦大桥是由金门县政府率先提出的政策主张。金门县政府认为金门与厦门有着广泛的经济往来,但交通不便,为促进两地经济合作尤其是振兴金门经济,提出三套方案建设金厦大桥:一是由金门县五龙山经福建角屿、小嶝岛、衔接到大嶝岛,全长10.3公里,预计工程投资经费为112亿元新台币;二是由金门五龙山直接连接大嶝岛,全长8.6公里,预计投资经费101亿元新台币;三是由五龙山衔接泉州市莲河地区,全长11.4公里,预计投资经费132亿元新台币。大桥建成后,金门可直接开车到厦门,较目前“小三通”70分钟时间的船程可节省一半时间。

对金门与厦门的经济连接一直持正面的态度。在参加大选时就肯定兴建金厦大桥的构想。2009年春节,在一次酒会上表示,为何还没有看到“行政院经建会”提出金厦大桥的评估计划,并指示“经建会”应加速研究连接金门与厦门的金嶝大桥,尽快提出评估报告。他强调如果兴建金厦大桥,可以吸引很多观光客,对两岸和平发展也有重要意义。

第2篇

关键词:专业学位;研究生;实践环节;路径

Tentative analysis on strengthening the practical ability of graduates with professional degree

Zhou Ermin, Liu Zhengping

East China jiaotong university, Nanchang, 330013, China

Abstract: "The national medium&long-term education reform and development plan (2010-2020)" puts forward to speed up the development of graduates with professional degree in education strategy. According to the ministry of education puts forward the requirements of the first master graduate student academic type change to the applications, rely on the university subject special advantages and long-term friendly cooperative relationship between school and enterprise. established the innovation base of multi-disciplinary graduate education. Base on analyzing the enterprise technological innovation and human resources plan, take many forms to strengthen the professional graduate degree in engineering practice areas, explored and formed the security mechanisms of management, reached the training requirements of a full-time graduates with professional degree, and provided the decision-making for the local education authority policy-making and post-graduate training mechanism.

Key words: professional degree; graduate student; practice link; path

2009年3月,教育部提出了我国研究生教育结构进行重大调整,开展全日制专业学位研究生招生培养工作。2010年7月29日《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》正式,指出要推行产学研联合培养研究生的“双导师制”,加快发展专业学位研究生教育[1]。2011年1月14日,教育部在北京召开全国专业学位研究生教育综合改革试点工作会议。会议提出要积极调整研究生人才培养类型结构,推动硕士研究生教育以培养学术型人才为主向培养应用型人才为主转移[2]。要求学位授予单位要加强师资队伍建设,加快与企业行业的融合。要通过综合改革,使不同地区、不同学校、不同类别的专业学位研究生教育,走出各具特色、符合规律、满足需要、质量上乘的发展模式。到2015年,硕士研究生教育结构将转到以应用型为主,专业学位招生人数将达到研究生招生总人数的50%以上。

1 人才培养与行业需求有效衔接

专业学位研究生教育是大量培养应用型高层次人才行之有效的模式[3]。作为非“211”“985”的地方普通高校,如何根据自身实际,结合地方区域经济发展和特定行业人才需求培养好应用型硕士研究生,增强研究生教育服务区域发展的能力,拓宽研究生就业渠道,提高对地方经济发展的贡献率,是摆在各地普通高校及地方教育主管部门面前一项迫切而艰巨的任务。

华东交通大学于1971年建校,原隶属铁道部。作为以交通为主的一所地方普通工科高校,在京九线大提速、昌九城际高铁项目中承担了关键技术的攻关。在与地方铁路局、交通厅、汽车集团等交通运输行业产学研合作中,形成了以交通运输为核心的应用型研究生培养特色。

专业学位研究生教育“以学术为依托,是内涵创新性的职业教育”[4]。结合在职工程硕士培养特点和企业资源,学校在研究生培养过程中长期追求人才培养与行业需求的有效衔接,注重研究与应用结合,突出产学研培养特色,充分利用学校的教学资源和企业的教学实践资源,在培养目标、课程设置、培养方式、管理制度、质量评价等环节上尽量满足研究生个性发展和企业发展的双重需求,打通学科分界,拓宽知识结构,灵活设置方向,在城际铁路、高速公路、桥梁隧道建设,城市交通规划等领域为地方经济发展提供了有力的智力支持和技术支撑。

2 应用型硕士研究生培养特色

2009年9月以前,学校学术型研究生培养就注重实践能力和职业素养,结合行业发展需求及自身特点,形成了学术加应用型研究生培养特色。

2.1 学科特色与行业需求结合的课程设置

结合《南昌铁路局“百千万”人才培训工程规划》[5]和江西省交通厅《江西交通“十一五”教育与培训发展规划》(赣交科教字[2007]2号)[6],充分利用交通行业系统教育资源,加强研究生实践能力的培养。如交通运输工程一级学科下设的道路与铁道工程、交通信息工程及控制、载运工具运用工程、交通运输规划与管理4个二级学科,结合企业实际开设了城市轨道交通理论与技术、道路与铁道工程测试技术、载运工具运行安全技术、高速铁路土木工程、道路交通组织优化、远动技术等课程,研究生在学习中理论联系工程实际,提高了解决实际工程问题的能力,增强了对企业生产的感性认知。

2.2 具有生产背景和应用价值的论文研究

长期坚持的校企产学研合作培养应用型研究生的做法,产生了一批批来源于实际、具有明确生产背景的研究生论文。徐春山撰写的《山区R=250m小半径曲线铺设无缝线路研究》,以南昌铁路局外福山区小半径曲线无缝线路为对象,利用有限元程序分析了相关因素对无缝线路稳定性的影响,具有较大的技术难度和应用价值;甘雄华的《推行长交路单司机执乘模式的实践与探索》,以铁道部在鹰潭机务段推行的内燃机车“大轮乘、长交路、单司机”执乘试点为研究对象,运用对比和优化方法,从机车运用和乘务方式的技术角度,分析了采用长交路单司机执乘方式的实际推广应用可能性实施条件。学校注重把面向工程实际贯穿于论文选题、课题研究及论文写作各环节,产生了上述来自工程应用和工程管理实际,能解决企业实际问题的一批研究生学位论文,对企业发展做出了重要贡献。

2.3 注重质量管理与质量评价

(1)长年按照《研究生教育督导工作方案》开展研究生教育督导工作。该工作方案从督导组的组成、工作原则、工作任务和工作报酬等几个方面对研究生督导工作做了规定,对规范研究生教育教学行为和培养过程,提高研究生培养质量发挥了积极的作用。督导组工作成效和示范作用受到省学位办的肯定并在全省高校推广。(2)实施研究生优质课程建设,建设内容包括:制定科学的课程建设规划、课程教师队伍建设、教学内容和课程体系改革、教学手段和教学方法改革、教材建设、实践教学建设等。(3)采用定性和定量指标来评价培养质量水平。在定性方面,依据学校《学位论文质量与评价(参考标准)》,按照不同论文形式提出的“论文质量评价”和“论文写作与答辩评价”的具体要求,抓学位论文质量;在定量方面,从学校教学组织评价、学校专家对学位论文的评价和企业专家对学位论文的评价3个方面,按照不同权重得出学位论文质量的总体评价。

3 强化全日制专业学位硕士研究生实践环节

专业实践基地作为高校与社会企事业单位产学研联系的纽带,它的存在为双方都能带来实际或潜在的利益[7]。2009年9月以后,学校开始招收全日制硕士专业学位研究生,其培养过程的核心是专业实践。由于全日制硕士专业学位研究生都是应届本科毕业生,欠缺工程实践锻炼和对企业运作方式的了解,因此深入企业进行专业实践,提高解决实际问题的能力,加深企业体验,增强感性认知,是专业学位人才培养必不可少的环节[8]。

3.1 结合地方经济发展契机科学制订规划

制定了学校2009~2015年专业学位研究生教育发展规划。规划突出“以服务求支持,以贡献求发展”的理念,紧紧抓住国务院正式批复的国家级鄱阳湖生态经济区规划、江西省中长期铁路网发展规划、昌九城际铁路建设、南昌城市快速轨道交通(地铁)工程建设等交通行业大发展的契机,建立政府为指导、企业为主体、高校为支撑的专业学位研究生培养创新体系,并在此体系下结合卓越工程师教育培养计划,形成产学研结合的实践性培养模式,进一步提高专业学位研究生教育对地方建设的贡献率。

3.2 制订全日制专业学位研究生培养方案

按国务院学位办专业学位教育指导委员会制定的《全日制硕士专业学位(分类别)研究生指导性培养方案》,制定了本单位培养方案实施细则。专业学位研究生总学分≥36学分,其中:学位课≥18学分;实践环节10学分(学术型研究生的实践环节为4学分);选修课≥8学分。

在实践环节的10学分中,专业实践6学分;实验、综合设计等实践环节2学分(结合领域和学科特点确定1~2个实践环节);文献综述及开题报告1学分;学术活动1学分。

3.3 制订专业实践基本要求及考核工作规定

结合自身实际,制定了《全日制专业学位硕士研究生专业实践要求及考核办法》。该规定从专业实践保障、专业实践时间、专业实践内容、专业实践方式、专业实践考核5个方面提出具体要求。如在专业实践组织环节,要求研究生于第二学期结束前与导师一起制订并填写《全日制硕士专业学位研究生专业实践计划表》,实施中体现“集中实践与分段实践”相结合、“校内实践和现场实践”相结合、“专业实践与论文工作”相结合的原则,采取不同方式灵活进行;在专业实践考核环节,研究生填写《专业实践活动-工作日记》,专业实践活动结束后,研究生需撰写不少于5000字的专业实践报告,并填写《专业实践环节考核登记表》。由研究生所在学院组织专业实践专题报告会,由学生本人汇报本人的专业实践工作,指导教师根据研究生的现场实践工作量、综合表现及现场实践单位的反馈意见等,按优秀、良好、中等、及格和不及格5个等级评定成绩。此项成绩在及格及以上的学生可获得6学分。

3.4 培育具有实践应用能力的导师队伍

一支既有较高学术含量,又有明显职业背景、丰富实践经验和较强解决问题能力的专业学位研究生教师队伍是保证专业学位教育质量的关键因素,也是专业学位教育可持续发展的根本保证[9]。为此制订了《关于加强硕士研究生指导教师实践能力培养的暂行办法》。每年选派一批年轻教师到大中型企业进行实践锻炼。按专业学位招生的学科,每个学科每年选派1~2名,全校每年不超过10名。选派对象是专业基础扎实、具有一定科研能力的40岁以下年轻教师,具有博士学位或3年以上讲师资格。锻炼年限原则上为半年,根据实际需要,可申请延长至一年。

该办法还在选派方式、实践单位、实践者的责任与义务、考核、锻炼期间待遇(免除锻炼期间的教学工作量,按科研情况确定教师年度考核等级;学校每半年提供5 000元的生活补贴,并报销一趟至实践单位的往返交通费)等环节做了规定。

3.5 建立多学科研究生教育创新基地

企业资源是全日制专业学位培养中的基础性资源[10]。充分利用与企业建立的合作关系,创建了一批多学科的研究生教育创新基地:南昌铁路天河建设股份有限公司、南昌江铃集团协和传动技术有限公司、格特拉克(江西)传动系统有限公司等。通过项目主导、学术交流等有效形式,构建了专业学位研究生培养新模式、新机制,着力找出企业生产实际需求与学校专业学位研究生培养实践需要的搭接点。同时,对口安排企业技术骨干到学校相关学院担任一定技术职务并承担科研任务,学校选派研究生导师到企业挂职锻炼。联合制订专业学位研究生培养方案和培养计划,抓好进入基地实践的专业学位研究生的科研实践环节,实行学校和企业的双导师制。

通过以上做法,使研究生提高了创新实践能力及个人综合素质,初步达到了教育部全日制专业学位硕士研究生培养目的,为地方普通高校如何强化专业学位研究生实践环节做了有益的尝试。

参考文献

[1] 国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[EB/OL]..

[6] 江西交通“十一五”教育与培训发展规划[EB/OL].省略/show.aspx?NewsId=56.

[7] 文冠华,姜文忠,陈宏量.抓好专业实践环节确保全日制专业学位研究生培养质量[J].学位与研究生教育,2010,8:1-4.

[8] 王钰,康妮,刘惠琴.清华大学全日制工程硕士培养的探索与实践[J].学位与研究生教育,2010,2:5-7.

第3篇

关键词:高速铁路;无碴轨道;施工技术

中图分类号: TU74文献标识码: A

一.引言

沪宁高铁是我国第一条设计速度大于200km/h的高速铁路。其中双何特大桥全长703.33m,梁体为单线箱梁,桥梁位于两个曲线及其间的夹直线上,纵坡为9.9‰和-1.5‰。为提高旅客乘坐的安全性、舒适性,减小桥梁振害,桥上采用了板式无碴轨道。

二. 无碴轨道结构设计及特点

板式无碴轨道是由预制的轨道板、混凝土底座,以及介于两者之间的CA 砂浆填充层组成,在两块轨道板之间设凸形挡台以承受纵、横向水平力。京沪高速铁路设计时速350km/h,总投2209.4亿元,总工期为5年左右。该铁路为新建I级干线,全长144km,速度目标值160~200km/h,最小曲线半径1600 m,限制坡度6‰。无碴轨道试验段位于遂渝引入工程新北碚嘉陵江大桥(含)一蒋家桥大桥(不含),正线全长13.157 km,其中路基总长5.398 km;特大桥、大桥、中桥各一座,总长0.711 km,嘉陵江大桥94m+168m+84m刚构桥为目前世界上铺设无碴轨道的跨度最大的桥梁;隧道4座,全长6.980 km;无碴道岔8组,其12和18道岔各4组。

三.高速铁路桥梁板式无碴轨道施工技术

1. 施工方案

板式无碴轨道的施工方案如下:采用左右线先后施工,通过工作面的逐步前移,完成底座混凝土施工;施工所需的钢筋、混凝土、轨道板、钢轨、扣件等物料由施工便道运输到现场;自行研制的轮胎式双向行驶轨道板运输车将轨道板从横洞运输到铺设现场,龙门吊吊装就位,三向千斤顶调整轨道板;移动式CA砂浆灌注车拌和灌注CA砂浆;长钢轨推送列车推送钢轨入槽;移动式接触焊列车焊接长钢轨;移动式灌注小车施工充填式垫板;GRP3000轨道检测系统检测轨道状态。

2. 施工前质量控制要点

由于板式无碴轨道施工完成后,轨道线型维修调整的余量有限,因此,在施工之前,保持基础稳固,后期变形小是主要的关键项目,具体表现在:

1)、调高扣件的可调量最高为30mm,因此要求预应力混凝土梁自无碴轨道结构施工之日起产生的残余徐变上拱度不大于10毫米,无碴轨道底座施工完成后,墩台沉降量不超过20毫米。为此施工单位在无碴梁体上和墩台上分别建立观测点,对无碴轨道箱梁残余徐变上拱度及墩台沉降量进行观测。

2)、无碴梁架设精度要求严格控制,确保梁面实设高程符合箱梁架设技术条件。无碴轨道结构施工前,按精度要求对梁面实设高程进行精测。无碴轨道结构施工不早于箱梁张拉完毕后60天。

3)、严格控制方向及标高,施工前,在无碴轨道施工范围内对线路的中线、高程进行贯通闭合测量及平面控制测量,在桥附近选取两个相邻的定测导线点通过桥面做闭合环导线。

4)、板式无碴轨道施工为自下而上,施工控制是由上反推至下,施工误差积累于底座顶面,由CA砂浆调整层进行调整,施工单位根据设计轨面高程及钢轨、扣件、轨道板尺寸反算CA砂浆需设厚度,当其值在39~80mm范围内时,底座可按设计厚度施工,当反算所得CA砂浆需设厚度超出上述范围时,底座厚度应相对其设计值进行调整,且调整量应符合限值。底座施工完成后,应对其顶面高程进行精测,确保底座高程符合设计要求。

3.轨道板制造。

轨道板是板式无碴轨道的重要组成部分之一,列车荷载和振动等产生的巨大能量均由其传给桥梁。轨道板的平整度、预埋件位置直接影响铺轨质量。轨道板的制造尺寸要求精度高,板式轨道一旦铺设成型后线路的平顺性只能靠扣件的调整量来调整,因此轨道板只有严格控制公差才能保证有足够的精度。轨道板预制采用钢模板,便于加工、具有可靠的稳定性,不易变形、翘曲,耐久性较好,适于大量生产。

4. 底座混凝土基础

底座混凝土基础是板式无碴轨道基础的找平层及桥上曲线段超高设置的调整层,施工的关键是施工控制测量及凸形挡台的准确定位。凸形挡台模型的安装,曲线段遵循调平、对中、再调平的原则,反复调整直至满足要求为止。将底座结构钢筋与预埋基础连接钢筋、凸形挡台钢筋绑扎成整体骨架。钢筋交叉点采取绝缘措施,以保证轨道电路的传输。依据CPⅢ控制点或加密基桩支立底座模板,曲线地段应满足曲线超高的设计要求,同时应考虑底座顶面合理的排水坡度。检查钢筋及模板状态并检测钢筋骨架绝缘性能,符合要求后灌注底座混凝土。混凝土采用集中拌和,由罐车运输到施工现场,机械振捣。在底座混凝土拆模后24h,进行凸形挡台的施工。在混凝土未达到设计强度之前,严禁各种车辆在底座上通行。凸形挡台采用圆形钢模,并设有加强肋。挡台模型支立时采用精密测量的办法控制其位置,进行反复对中调平,使其距离的偏差小于±5mm;与线路中心线的偏差小于7mm。凸形挡台混凝土的灌注、振捣应采用插入式振捣器。凸形挡台施工达到设计高程后,抹平表面,测设加密基标,为轨道板的铺设做好准备。

5. 轨道板铺设、调整

轨道板在预制场内集中生产,采用运板车运输到铺设地点,龙门吊吊装就位,三向千斤顶精调对位。轮胎式轨道板运输车可以双向行驶,一次最大载重为4块轨道板,吊装完成后,上紧加固螺栓及加固装置,防止轨道板运输过程中移位。清理底座混凝土顶面,不得有杂物和积水。并预先在两凸形挡台问的底座表面按设计位置放置支撑垫木。将CA砂浆灌注袋铺设就位,保证CA砂浆灌注袋位置居中、平展,曲线地段CA砂浆灌注袋进行必要的加固。支撑垫木处CA砂浆袋先进行折叠,待轨道板调整时抽出垫木,铺展CA砂浆灌注袋。轨道板运输到位后,龙门吊吊装轨道板,人工辅助就位。曲线地段每块轨道板必须按相应的偏转角放置。轨道板大致就位后,安装轨道板支撑装置,由三向千斤顶将轨道板顶起,抽出支撑垫木,铺展CA砂浆灌注袋。用钢板尺精确测量两相邻凸形挡台问的纵向距离,旋转三向千斤顶上的纵向调整装置,将轨道板调整至两凸形挡台的中央位置,保证轨道板与凸形挡台之间的间隔相同。旋转三向千斤顶的横向调整装置,使轨道板上中心线与凸形挡台上两轨道板铺设基标连线重合。利用水准仪测量轨道板上4个点的高低。测量位置在轨道板承轨槽位置。通过三向千斤顶顶升或下降使轨道板的高程达到设计要求。曲线地段轨道板高低的调整要满足线路设计超高的要求。曲线且处于线路纵坡地段的轨道板高程调整应兼顾四点进行调整,最高点按负偏差调整,最低点按正偏差调整,使每点的高差均在偏差允许范围内。轨道板状态符合要求后,拧紧支撑螺栓,拆除三向千斤顶。

6. CA砂浆灌注。

CA砂浆配合比设计首先选定水泥、砂、乳化沥青的比例,在满足强度及弹性模量指标前提下,通过水量的加减调整流动度,通过乳化沥青内掺加表面活性剂,调整流动度及可工作时间;通过消泡剂及引气剂的掺量调整空气含量;通过铝粉的掺量调整膨胀率;反复进行试验,根据影响性能的各种因素调整配合比,直至合格。现场配合比的修正在基本配合比的基础上,根据现场的实际情况及使用的搅拌机的拌和容量,对基本配合比进行修正,求出现场施工配合比。CA砂浆的配制CA砂浆的拌和采用移动式CAM1000型砂浆搅拌机,其原材料的投入顺序如下:乳化沥青一水(消泡剂)一细骨料(砂)一混合料一水泥(引气剂)一铝粉。CA砂浆现场配制时,应根据原材料及环境温度进行现场试验,确定适宜的搅拌速度与时间。在灌注时,要注意:① 由砂浆袋一侧的灌注孑L进行灌注,灌注过程中应防止空气的进入。② 一块板下CA砂浆宜一次灌注完成。③灌注完成24 h,且CA砂浆强度达到0.1Mpa时,拆除支撑螺栓。

7. 轨道状态调整。

充填式垫板的充填厚度以4~6mm 左右为宜,超出部分应在铁垫板下垫入预制的调高垫板。在每块轨道板范围内,每股钢轨的轨底与板顶之间插入3个调整垫块,调整垫块前后的扣件必须按规定的扭矩拧紧,其它扣件螺栓用手拧紧即可。

四.结束语

板式无碴轨道结构新颖,施工技术含量高,施工工艺复杂,无碴轨道经过工程实践,采用专门设计的整体钢模,实现了轨道板工厂化制造,模板及预埋件的安装、钢筋的加工和制作、混凝土施工、预应力施工、压浆和封端等工序,以及混凝土底座、凸型挡台、铺板、CA砂浆灌注、无缝线路的铺设等工序实现了流水作业,大板制造和铺设过程中严格质量控制,严格工序检验,保证轨道板制造、铺设的质量,保证CA砂浆灌注质量,保证轨道工程的铺设质量和铺设精度。

参考文献:

[1]李俊.高速铁路桥梁板式无碴轨道施工技术[J].桥梁设,2003,(4):54-56.

[2]李俊.桥梁板式无碴轨道施工技术[J].铁道工程学报,2003,(3):44-50.

[3]王效国.板式无碴轨道施工技术[D].西南交通大学,2007.

第4篇

【关键词】软土土地 地基桥头跳车 影响 控制

中图分类号:TU471.8文献标识码: A 文章编号:

一.引言

交通是经济发展的先行官,国家也越来越重视道路的建设。伴随着我国公路建设的飞速发展,也有越来越多的公路投入使用。但是调查显示桥头跳车的现象已经十分的普遍,高速公路尤为突出。特别是软土地基处显得格外严重,已经严重的影响到道路的行车舒适度,也存在安全隐患。这不仅仅增加了交通管理部门的道路维护成本,由于其频繁的修理施工,还严重影响到了道路的正常运营。在我国南方,软土地基路很多,所以桥头跳车更为严重。车辆行驶到桥头时会有明显的颠簸,由于其冲击力大所以对桥的损坏十分严重,不仅如此对车辆本身的损坏也十分明显,这就不仅仅直接缩减了公路的使用年限而且损害了公共效益。

二.桥头跳车的危害性

桥头行车受到很多因素的影响,其行车机理比较复杂。桥头搭板的长度不同对道路及车辆的影响度会不同,还有车辆的类型,重量不同也会有不同的影响,当然车速也是一个很重要的因素。如果发生桥头跳车现象,车辆在通过桥头时会发生跳动以及冲击.由于其冲击力又可以形成对桥梁及道路的附加衙载,对路面以及桥头搭板都有很大的损坏作用,与此同时对车辆的损坏也是很大的,严重影响大车辆的使用寿命。除此之外,桥头跳车导致车辆突然发生颠簸,会影响驾驶员的正常驾驶,也会导致乘客身体及心理的不适,严重的甚至有可能造成交通事故。由此可见桥头跳车的危害是十分大的,必须引起有关部门的高度重视,驾驶员也必须重视这一问题,在行驶至桥头时要适当减速。

三.桥头跳车的原因分析

桥头跳车不仅仅是一种安全隐患,而且还无形之中增加了有关交通管理部门的维修费用。桥头跳车不仅仅降低了行车的速度,而且还对桥梁的路面造成了巨大的冲击荷载力,严重的可以造成桥面搭板的脱落。其形成原因是多方面的,影响因素也是多方面的,包括自然环境的因素,也包括人为的原因。比如路基下沉,路堤变形、桥台的形式、搭板的长度等等都会对其有很大的影响。我们在此主要介绍以下几种较为重要的影响因素。

1. 桥头跳车的一个重要原因是由于其土质不良而产生的路基下沉。通常来说低洼地带的地下水位都比较高,而桥基往往位于这些低洼沟壑地带,其土质酥软,桥基填料物质量不高,当这些填料物在受到较大压力是极易被压缩变形,导致路基的下沉。再加之桥头路基填筑的高度一般都较高,会承受较大的压力,在车辆及桥身的长久负荷下,极容易引起桥头地基的下沉。就从施工的角度而言,由于桥头一般处于河道或沟壑带,其施工空间的限制比较大,大型机械无法使用,所以在这种条件下桥头路基的压制工作质量会大打折扣,一般而言很难使桥头地基的坚实度达到标准的要求,正是因为如此在桥梁通车以后,经过长时间的辗压,以及维护期的加长,很容易出现桥头路基下沉,这样就形成了桥头跳车。

2.我们知道任何物体都具有其固有的压缩徐变性质,理所当然路基填筑物也具有这种性质。就是因为这个原因,即使桥头路基已经得到了很充分辗压,其坚实度也达到了应有的标准。但是在桥梁通车以后,随着时间的不断推移,桥梁长时间的承受巨大的压力,这种压力最终也是通过桥梁传递到了桥头路基,这时物体的固有压缩徐变性质就会显现出来,路基因为受到长时间的压缩变形下沉,最后形成桥头跳车。这也是形成桥头跳车的不可忽视的重要原因。

3.在施工时桥涵和路堤的结合部位会不可避免的存在一定的缝隙,正是因为如此雨水会源源不断的沿这这个缝隙向下渗透,下渗的雨水会对桥头路基产生巨大的破坏作用,其主要的破坏作用表现在对路基填充物产生侵蚀和软化作用,特别是那些辗压不够的部位侵蚀作用更明显,长时间的侵蚀最后导致填方体的变形。再加之外部强大的车辆荷载冲击力,就会极容易造成桥头路基的下沉,形成桥头跳车现象。

4.施工时其施工程序不对,施工质量不达标,是形成桥头跳车的最直接的原因,比如桥梁的台背填筑速度过快,缺乏相应的辗压,其台背下沉的速度也会比较快。再如桥头台前护坡墙砌筑不合格或是时间不及时,那么就极容易以引起整个土体滑移的问题出现,这样的滑移就会直接危害桥梁的基础。一般而言再给台背进行填土时,由于在这个阶段一般施工时间都会比较紧,再加之施工空间受到严重的限制,自然其施工质量很容易出现问题,这种问题出现后极易引起桥身变形,形成桥头跳车。

5.软土路基十分常见,再加之桥头路基一般位于河道沟壑低洼带,地下水位高,桥基承受能力有限,极容易出现软土下沉,最终形成桥头跳车。

四.防止桥头跳车的有效措施

1.软土地基处理方法

我们在施工的过程中经常会碰到软土地基,软土地基由于其固有的软弱性,使得其地基不够坚固,如果处理不恰当那么地基的局部承载力不足,导致地基的沉降,引起桥头跳车现象。再者软土地基土壤含水量过高,正是由于局部地段含水量过大,极易造成地基软弹,甚至出现翻浆等现象。所以为了防止桥头地基下沉拉裂而造成桥头跳车现象的出现,就需要采用有效的措施对软地基进行适当的处理,使其变得足够坚固,通过提高软地基的固结度和稳定性,来减少桥头跳车。在此我们需要根据施工地软土的具体性质及施工期限的要求采用不同的软土地基处理方法,其主要方法有以下几点:

(1)真空预压结合塑料排水板处理软土地基,这种方法主要适用于淤泥土质,因为淤泥土质强度极低,淤泥的可压缩性高,极易导致自己下沉,在这种地段采用真空预压结合塑料排水板处理方法,使排水板低端穿过淤泥层,梅花形的布置,这样施工后再通过沉降观测,采取相应的措施可以取得良好效果。

(2)堆载预压处理软土地基,这种方法主要适宜我国东南沿海分布比较广泛的海相,湖相等深厚软粘土层,这种土层压缩性大,强度低,空隙大,渗透性大,采取这种方法可增加土层密实度,减低压缩性,这种方法是工程上应用比较广泛的,效果明显。

(3)水泥搅拌桩处理软土地基,适用于处理粉土,黄土以及固结的淤泥这类土质,这种方法主要是在冬季施工,低温对处理效果具较大的影响。

(4)预应力管桩处理软土地基,采用这种方法,通过在桩顶浇灌妆帽等方法形成桩网结构,使上部压力比较均匀的传到持力部位,可以有效的提高地基的承载力,控制沉降。

2.减轻桥坡堆土质量,控制桥坡沉降。桥的质量过大也是桥基沉降的一个重要原因,为此我们要尽可能的减轻桥坡的堆土质量,以减轻桥的整体质量,减少桥自身对桥基的压力,其最主要的方法是使用轻质土来堆填桥坡,可以有效减轻桥的质量。

3.控制回填土施工质量,减轻桥坡沉降,回填土的施工质量对桥有直接的影响,其桥基回填土的施工质量直接关系到桥基的沉降问题,我们在施工时必须注意的是要合理的选择回填土的材料以及配料,选择合适的压实机械,并且按照科学的施工方法施工,来提高压实度,保证施工的高质量。

五.结束语

软土路段施工难度较大,再加之软土自身的特性以经决定了其不稳定性的存在,所以在这种路段出现桥头跳车的现象较多。我们要解决跳车这一问题,不仅仅要认真分析对待施工地的自然环境,在理论上做好准备工作,认真对待,从设计着手,考虑周全之后定出完整的设计方案。与此同时施工的监理单位以及施工单位要不断的加强提高高质量的意识,严格照图要求来施工,监理要严格履行监理工作的程序,努力控制好每道工序,保证每一道工序的质量能够过关,只有这样才能从根本上解决桥头跳车的问题,其各方责任重大且意义深远。

参考文献:

[1]刘松玉 邓永锋 软土地基过渡段差异沉降控制标准 [期刊论文] 《东南大学学报(自然科学版)》 ISTIC EI PKU -2008年5期

[2]薄壁筒桩与粉喷桩加固桥头软土地基比较分析 [学位论文]李学斌, 2009 - 山东大学:建筑与土木工程

[3]代美香Dai Meixiang 控制台背回填质量防治桥头跳车的探讨[期刊论文] 《科学之友》 -2009年11期

[4]张宁 季冻区高等级公路桥头路堤沉降处置的效果分析 [学位论文], 2002 - 东北林业大学:道路与铁道工程

[5]曹晓旭 防止软土地基桥头跳车处理措施的质量控制 [期刊论文] 《辽宁交通科技》 -2001年1期

[6]孙琦 小议市政道路桥头跳车的综合治理[期刊论文] 《世界家苑》 -2012年1期

第5篇

关键词:路基工程;支挡结构;教学体会

中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)15-0040-03

当出现高大路堤、路堑及边坡无法满足规范要求的稳定性时,需要在路基中设置支挡结构;同时,为节约土地资源,在城区和城郊线路中也常常设置轻型支挡结构减小路堤放坡的占地面积。对于道路与铁道工程专业的本科生而言,毕业参加工作后马上就会在设计、施工以及养护工程中涉及支挡结构内容;因此,必须让学生完全理解并掌握这部分的知识点,同时要求他们明白规范中各个条款的前因后果,从而使他们到工作岗位后,能因地制宜,解决各类不同条件的工程问题;同时,还要针对以后学生不同的工作去向,有意识地布置知识点中的思考点,激发学生自主学习。

一、支挡结构在路基工程教学的地位

路基工程的教学工作量一般在46学时,支挡结构的工作量一般要求不少于10学时,因此,支挡结构设计是路基工程的重要一部分。

1.支挡结构的内容。支挡结构设计的内容,从结构特点和涉及内容上来分,分为三部分内容,即墙背土压力理论与计算、路基支挡结构设计和特殊条件下的结构设计,各自的教学要求和学时安排见表1所示。对于主动土压力理论和计算、支挡结构的验算内容和方法、重力和悬臂式挡墙需要重点掌握。

2.支挡结构与路基其他章节的相互关系。支挡结构章节虽然具备独立的内容,自成一个体系,但与其他章节具有很大关联,因此在教学过程中也要实现相互穿插。(1)与路基边坡稳定性章节的相互关系。通常在授课过程中,对于路基边坡的设计讲授完成后,开始面授支挡结构部分内容。因此,通常要在本章开篇就与学生交待,由于稳定性计算过程中在变坡后仍无法满足,需要设置成本更高的支挡结构来实现。(2)与路基受力和变形章节的相互关系。支挡设计中,与学生交待支挡结构的受力问题时,需要交代上部荷载(公路与铁路稍有不同,铁路需要考虑轨道和机车车辆,而公路需要考虑车辆类型);因此,这时可以补充和温习换算土柱部分的教学内容,让学生知道前面所学的内容在具体问题中应用。(3)与路基排水与防护章节的相互关系。支挡结构中一定要做好排水,否则增加了设计的外力,可以让学生重新学习排水的重要性,明白工程出现的边坡工程问题极大部分是由于排水不恰当造成,可以用“治坡就在治水”这样的话语进行强调,让学生重视排水的重要性,避免工作后出现大的问题。(4)与特殊土路基章节的相互关系。通常特殊土中设置支挡结构,启发学生需要注意哪些问题。比如,在冻土地区(包括北方的季节性冻土)挡墙设计中,需要考虑冻胀力。

3.支挡结构在目前工程中的应用情况。这一部分内容,应该放在本章讲授前,给学生对支挡结构有一个总体感觉。首先,应讲授我国目前高大的边坡,可以举例兰新铁路越岭地段的高大边坡,告诉学生边坡高度、填料方量,给学生一个视觉的冲击;然后,讲授一下增大路基边坡坡度,能减小多少填料方量,给出具体的计算值,让学生感觉设置挡墙的重要性;另外,还可以讲授京沪高速铁路设置扶壁式挡墙后,节省了多少土地,按北京的土地价值换算成节省的工程成本,也能让学生知道如何节省工程造价。同时,可以采用图片的形式列举各个不同场合应用支挡结构的情况,比如在高大路堑、隧道出口、倒石堆、滑坡地段等,让学生理解挡墙的应用广泛性。

二、支挡结构教学难点

1.特殊条件下的土压力的计算。对于地震、浸水等特殊地区的支挡结构的土压力计算,土压力的计算与普通挡墙的区别。对于地震地区的土压力计算,首先介绍地震对结构物的破坏主要来自水平方向剪切波,而引出为什么在地震区土压力计算只增加一个水平的地震角即可,同时要强调地震角的影响因素和不同区域的地震设计烈度的概念。对于浸水条件下的土压力内容,首先告诉学生什么情况会出现浸水地区,可以播放水库、临河、高地下水位等地段的路基图片,让学生有感观认识;然后引导学生,在这种地区中的挡墙墙背将会受到怎么样的附加力;同时,也要告诫学生,在普通地区设置中避免出现墙背静水压力。

2.重力式挡墙的结构要求。对于规范中提出了诸多如墙顶宽度、墙胸坡度、伸缩或沉降缝距离等结构设计要求,这些内容给学生介绍时,学生往往比较迷茫,有时候课后学生问为什么必须这样做。因此,在这部分授课中,尽量让学生完全理解这样设置的原因。比如,墙顶宽度的结构设计要求,要告诉学生墙顶是养护人员用来通行的、围栏位置区域,同时对于混凝土挡墙要满足结构性的基本要求。

3.新型挡墙设计。对于新型挡墙的设计,无论在墙背土压力的计算,还是结构稳定性验算,都与重力式挡墙的设计不同;因此,需要克服重力式挡墙内容对新型挡墙结构讲授的影响。(1)加筋挡墙。对于加筋挡墙,首先告诉学生挡墙墙背的土压力完全与普通挡墙不同,筋条(加筋材料)主要是用来克服面板产生的土压力,因此需要强调面板所受的土压力的计算;同时,需要讲解筋条设计过程。对于稳定性的验算,加筋挡墙设计包含了两部分,分别是与普通挡墙相同的整体稳定性验算,以及对于单根筋条的局部稳定性验算。(2)悬臂式挡墙。对于悬臂式挡墙,其墙背的土压力计算、结构设计以及稳定性验算的顺序等方面有所区别。对于墙背的土压力计算,需要告诉学生,规范推荐的悬臂式土压力计算方法是基于布涅斯克弹性理论,而普通挡墙设计是采用库伦理论,计算理论存在很大差异。结构设计方面,在介绍悬臂式挡墙时,就要着重介绍各部分的名称,同时,还需要讲解哪几部分内容需要设计人员来完成,设计过程中需要满足什么构造要求。对于稳定性验算而言,一定要强调一下与重力式挡墙稳定性验算顺序的区别,重力式挡墙首先验算水平滑移稳定性分析,而悬臂式挡墙的首先需要验算倾覆稳定性。

三、支挡结构教学的方法手段

1.不同墙背土压力的求解。正如前面所述,土压力计算是支挡结构设计的重点,对于常见的墙背的形式——倾斜式、俯倾式和直立式,学生常会混淆。为了达到目标,设置了最简单的一个例题,计算三者的土压力,让学生从计算中得到启示,哪种墙背受到的土压力最小。同时,在课堂中要重点讲述一下朗肯、库伦土压力的适用范围;对于库伦土压力,需要将推导过程简单地在课堂中阐述,至于求解过程,让有兴趣和能力的同学完成,并提供给他整个推导过程,激发学生对研究的兴趣。而对于一些复杂的挡墙墙背的土压力,将《铁路工务技术手册,路基》中土压力的计算表格单独复印分发给学生,并在具体的一道例题中教学生如何使用,并让学生举一反三,做到完全掌握。

2.重力式挡墙的设计。在讲授重力式挡墙的开始阶段,就给学生一个想象空间:一个挡墙会出现什么样的破坏?并引导他们往三种破坏思考。学生最容易思考到是抗滑和抗倾覆破坏,在此时同时问学生:如果这两项不满足怎么办?学生就想到,出现哪种破坏就采取哪一种措施。同时,提示学生挡墙就像一种结构物,最重要的是完成地基的承载,引导学生想到基底承载力的验算;同时,告诉学生存在着水平分量,因此就有基底偏心的现象,引导学生对于土体这种材料,能否能承受拉力,学生就能想象到需要偏心距的验算。而对于挡墙的构造设计,就同上述进行传授。这样,学生能比较有兴趣并能比较全面地掌握重力式挡墙的设计。

作者采用以上的教学方法,进行了三个教学循环,从三届毕业生的反馈来看,达到了预期的目标。作者通过提交在这个教学环节的体会,希望能达到抛砖引玉的效果。

致谢:以上体会是同北京交通大学路基工程教学组的老师们共同探讨后提出,在论文撰写过程中得到了课程负责人刘建坤教授的大力指导,在此对各位老师表示感谢。

参考文献:

[1]刘建坤,曾巧玲,侯永峰,等.路基工程(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

[2]郝瀛.铁道工程[M]..北京:中国铁道出版社,2000.

[3]杨广庆.路基工程[M].北京:中国铁道出版社,2003.

第6篇

关键字:寒区隧道保温层 设计计算

中图分类号:TU997文献标识码: A

一、引言

冻害是寒冷地区隧道最常见的病害,很多已建成的寒区隧道都发生了衬砌开裂、剥落、挂冰、路面冒水以及结冰等现象。因此,保温设计成为了寒区隧道设计中需要解决的首要问题,而隧道保温层的设计更是其中的重中之重。

目前,在寒区隧道二衬内侧铺设保温层,已经成为了业内共识。但是保温段的设置长度以及保温材料的厚度选取却一直没有统一的思路。很多设计都是凭借的工程经验,没有明确的参数选取标准与计算过程。本文依托吉林集双高速公路项目,给出了寒区隧道保温层设计的要点及计算过程,可以为类似项目提供一些思路和经验。

二、依托项目隧道概述

集双高速公路项目通化至梅河口段位于吉林省通化地区长白山支脉龙岗山脉。项目共含隧道八座,其中柳树河子隧道所处地区最冷月平均气温最低,最大冻深最深,故选取柳树河子隧道为代表隧道进行保温计算。隧道按双洞四车道设计,设计时速100km/h,建筑限界宽10.75m,高5.0m。隧道双洞平均长度2062m,围岩主要为片麻岩。隧址区年平均气温为4.6℃,一月平均气温-18℃,极端最低气温-41.4℃,最大冻深1.7m。

三、保温材料选型

寒区隧道保温材料必须具备:保冷抗冻性好、防火性好、防水及耐腐蚀性好等特点;装饰抗冻层的面板必须具备优良的防火性和抗冻性,并能随隧道的轮廓弯曲成弧形。根据对目前国内保温层市场的调查研究并结合吉林省当地的设计经验,本项目设计采用PU硬质聚氨酯保温板+FL纤维板。此种方案工艺成熟,为国内寒区公路隧道保温设计所广泛采用。

此种方案优点:保温层厚度容易控制,平整度好;施工工序简单,施工设备少,施工工期短;施工时对作业环境无特殊要求,施工环境清洁干净即可;施工时对隧道内的温度没有太高要求,施工质量容易得到保证;龙骨固定钢钉少,对二次衬砌表面的破坏少,对二次衬砌耐久性的不利影响小;保温层破坏后维修方便,维修设备少,维修时间短;FL 纤维增强板为灰白色,具有一定的反光性,耐火性好。

表1硬质聚氨酯保温材料主要技术参数

四、保温层设置范围

要确定隧道保温段长度, 必须先确定什么条件下隧道可不保温。冬季的隧道洞口气温最低,洞内由于地热的作用,温度随隧道埋深增大而上升,我们取洞内气温为-5℃处为保温段终点。国内外调查资料显示,洞内结冰温度多在-5℃以下, 考虑到保温设计时的计算温度已较最冷月平均气温有较多降低, 故认为取气温-5℃作为保温段终点是合理的。

我们在保温设计时,采用了日本学者黑川范基于实测数据回归分析处理后的经验公式。黑川范统计了264座隧道,提出如下公式:

y=65.6(5-x)0.818 (1)

式中: x―洞口计算温度(取最冷月份平均气温减10℃为计算温度);

Y―洞内-5℃点距洞口长度(m)。

本项目最冷月份平均气温取-18℃,故保温段设置长度为:

y=65.6[5-(-18-10)]0.818=1145.6m

由于隧道最长单洞长为2086m,且隧道断面较之日本铁路隧道断面大,故项目设计时均采用全长保温。

五、保温层设置厚度

1、等效厚度换算法

依据绝热原理,对在隧道衬砌表面铺设保温隔热材料的情况,可利用等效厚度换算法计算其厚度。其原理是对于不同导热性能的两种材料( 一种是衬砌和围岩的组合整体,一种是防冻隔热层) ,欲使隔温效果相同,可令热流量相同,即同一热流量通过不同导热性能、不同厚度的材料,根据材料两侧的温差相等,即可解出这两种材料的等效厚度。

理论分析中把地壳看作一个均质的、半无限大物体,地球表面一定范围内的热传导问题看作是单层平板热传导问题。围岩冻结深度等效换算时,可按单层平板计算其热流量。隧道是个管状结构,且隧道围岩的冻结深度较大,可按圆筒壁计算其热流量。

在衬砌表面设置隔热层。为保证隧道背部不发生冻结,且有一定的安全储备,设计中以保温隔热层背部的温度大于0 ℃作为保温隔热层厚度计算的控制要求。因此在进行理论分析时,将这一点作为基本条件。分析中定义围岩的热导系数为λ1,保温隔热层材料的导热系数为λ2,隧道的当量半径为r,围岩的厚度为d( 换算或实测的围岩最大冻结深度) ,保温隔热层的厚度为δ,则有

ln()= ln()(2)

其中隧道的当量半径为

r = ( 开挖高度+ 开挖宽度) /4(3)

围岩的厚度通过等效厚度换算原理,可通过地表最大冻深来换算:

λ0 /d0 = λ1 /d (4)

式中,d0 为气象资料中的最大冻深( m) ; λ0 为地表的松散岩土体的导热系数( W/( m・℃) ) ; d 为围岩换算的最大冻深( m) ; λ1 为围岩的导热系数( W/( m・℃) ) 。

由勘察报告可知隧道最大冻深为1.7m,地表覆盖土导热系数取1.22( W/( m・℃)),围岩导热系数取2.6( W/( m・℃) ),代入式(4),可得d=3.62m。

根据隧道设计尺寸可知隧道当量半径r=5.31。

将各参数代入式(2),得保温层厚度为0.026m。

表2各种材料的导热系数

2、地热功率计算法

就一个封闭体而言,如内部无热源,则其外表无论有多么厚的保温层, 最终封闭体内部温度一定与外部温度趋于一致。隧道的保温设计,可引入地热作用。根据已知的工程所在地最冷月冻土深度,可求出地热功率。

(1) 确定单位面积地热功率P0

已知隧道洞口地表最冷月冻结深度为h0, 根据热工原理:

(5)

其中:温差t=0℃-t0,热阻R=h0/λ,则有:

(6)

式中:t0―最冷月份平均气温,取-18℃;

h0―实测隧道冻土深度,取1.7 m;

λ―隧道地表覆盖层导热系数,取1.22W/( m・℃)。

代入式(6)得P0=12.92。

(2) 计算保温衬砌需要的热阻R需,设已知衬砌保温层内表面接触的气温为te(计算温度),混凝土衬砌背面(与防水层接触面)温度为t设。则有:

R需=(t设-te)/P0(7)

式中: t设取0℃,计算温度te为最冷月份平均气温减去10℃。

代入式(7)中得:R需=[0-(-18-10)]/12.92=2.167。

(3) 确定保温层厚度

保温系统提供的热阻R 供= R1+R2

式中:R1―50cm二衬混凝土热阻,R1=0.5/2.56;

R2―厚度为t的聚氨酯保温板热阻,R2=t/0.024;

令R需=R供,可算出t=0.047m。

六、结论

1、根据对目前国内保温层市场的调查研究并结合吉林省当地的设计经验,本项目保温层设计采用衬砌内设置PU硬质聚氨酯保温板+FL纤维板方案。

2、根据黑川范经验公式计算结果,结合本项目隧道特点,本项目设计时采用隧道全长保温。

3、根据两种计算方法的计算结果,并结果我国北方气候条件相近地区其他公路隧道设计经验,设计认为保温层厚度取5cm较为合理。

4、本文对寒区隧道保温层的计算分析可供季节性冻土地区隧道设计作为参考。鉴于目前相关理论还不完善,且项目地区的气象等资料有待验证,故具体保温效果有待隧道建成后检验。

参考文献:

[1] 河川,谢红强. 多场耦合分析在隧道工程中的应用[M]. 西南交通大学出版社. 2007.

[2] 王飞,谢洪新,张胜. 高海拔寒区隧道保温材料的选型分析[J]. 铁道建筑. 2012 .

[3]谢红墙,河川,李永林, 寒区公路隧道保温层厚度的相变温度场研究[J]. 岩石力学与工程学报,2007.

第7篇

关键词:隧道工程 超前地质预报 综合预报技术

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 05-001-02

1前言

随着我国公路建设规模日益扩大,公路隧道建设也取得了迅猛发展,但由于技术手段、经济状况等方面的原因,在隧道设计阶段所获得的地质资料有限,导致预设计阶段做出的隧道设计图常会遗漏一些只能在隧道掘进过程中才能发现的不良地质体;由此而导致在隧道工程施工过程中,由于前方地质情况不明,常常出现塌方、涌水、岩爆、泥石流等各种地质灾害,这些问题的发生严重影响了工程的进展,增加了工程造价,有时甚至会产生重大的事故。因此在隧道施工时,对隧道掘进方向的地质情况通过技术手段进行超前预报、预测,以便提早、及时地采取有效的施工方法,就显得尤为重要。近几年各级工程管理部门,已经认识到隧道施工过程中超前地质预报的重要性,开始在国内隧道施工中逐渐采用地质超前预报工作 。本文以肇兴隧道为依托,通过采用地质超前预报技术,较好的避免了地质灾害的发生,为隧道安全施工和提高施工进度起到了不可估量的作用。

2肇兴隧道工程概况

肇兴隧道是厦蓉高速公路(贵州境)水格段的一项控制性工程,目前是贵州第一公路长隧;左幅全长4752米,右幅全长4755米,最大埋深357m。隧道穿越云贵高原东部斜坡地带,受侵蚀-剥蚀影响,地形条件复杂;隧道场区属一级构造单元华南褶皱带,场地构造有断层及褶皱,岩性为变余砂岩、变余砂状、层状结构 。

3超前地质预报所用仪器及基本原理

肇兴隧道超前地质预报 主要采用地质雷达法、陆地声纳法、瞬变电磁法相结合探测方法,并结合水平钻孔进行探测,几种技术手段相辅相成,相互验证并与地面地质调查成果紧密结合,提高预报精度。

地质雷达法是探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)方法,一种用于确定地下介质分布的广谱电磁波技术,采用仪器为拉脱维亚地质Zond-12e型地质雷达及配套分析软件对掌子面前方围岩破碎情况进行探测。基本原理是在检测范围无大量铁磁性物体干扰的情况下,利用探地雷达天线向地下发射电磁脉冲,并接收由地下不同介质界面的反射波,根据电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质(如介电常数 r)及几何形态的变化而变化。根据接收到的回波时间、幅度和波形等信息,可判定地下介质的结构与埋藏体的位置与形态。其测试原理如图1所示。

陆地声纳法所用仪器为铁道部科学研究院铁建所研发生产的LDS-1陆地声纳仪及配套分析软件对掌子面前方围岩破碎情况进行探测;其原理(图2)为在被测对象表面用锤击产生震动弹性波,弹性波在岩体中传播,遇到波速和密度不同的界面可产生反射,用在锤击点近旁设置的检波仪接收这一系列反射波。沿一测线上许多测点逐一测取后,将各测点的记录(时间曲线) 绘成一张图――时间剖面(其纵坐标为反射时t,以毫秒(ms)表示;横坐标为测点,或水平距离、长度),从图中可以连成一条线的同一反射面的反射波,就可判断出各反射界面。以其反射时t,以及在岩体表面测的弹性波速度V,就可以算出反射面深度h。

h=Vt/2

本方法用锤激震源以及检波器和仪器结合,可激发和接收从10Hz~4000Hz的波,然后可通过分窗口带通滤波提取不同频段的反射波,高频段的反射波可反映薄层和大节理等和小溶洞,低频段的反射波可反映较大的断层、较厚的岩脉、岩层和大溶洞,通过不同频段反射的图像对比,可以分辨不同的不良地质体。

瞬变电磁法采用设备为IGGETEM-20瞬变电磁仪,该法原理(图3)是利用不接地线向地下发射一次脉冲磁场,在一次脉冲磁场的间歇期间(断电),观测二次涡流场的方法。当发射回线中的电流突然断开时,在介质中激励出二次涡流场(激发极化场),在二次涡流场的衰减过程中,早期反映浅层信息,晚期反映深层信息,研究瞬变电磁场随时间的变化规律,通过对二次场接收回线观测,对所观测的数据进行分析和处理,据此,解释地下介质及相关物理参数。

在隧道(洞)中探测时,一般采用3m的方形线框,探测距离80m左右,如图,在掌子面上挂一个方形电缆发射接收天线,采用中心装置,接收用探头,发射机线圈给一个脉冲电流,由瞬变电磁仪接收,测量脉冲电流断去后,不同时刻的感应电动势值,以e(t)/I表示,式中I为脉冲电流强度(以安为单位),e(t)表示脉冲电流断去(t)秒的场强,以微伏表示。经数值处理,绘制成瞬变电磁多测道图、视电阻率断面等值线图、视纵向电导断面图、视纵向电导微分成像图。

4工程实例

现以肇兴隧道出口端右幅YK21+524~YK21+424段所采用三种方法探测的结果与隧道开挖的地质情况进行对比分析。 (图4-1、图4-2、图4-3为陆地声纳测试成果图)

对采集陆地声纳时间剖面计算分析认为:掌子面前方100米范围内(YK21+524~YK21+424),围岩为变余砂岩,炭化较严重,岩体较破碎、围岩渗水。其中: 掌子面前方0~43m段为炭质岩及其影响带,该段围岩破碎,且遇水软化;60~74m、94~100m两区段围岩节理裂隙发育,局部可能出现软弱夹层,围岩破碎。

采用瞬变电磁进行探测位置为YK21+524,图5为瞬变电磁测试成果图

图5瞬变电磁探测视电阻率等值线图

对视电阻率等值线图分析认为:掌子面(YK21+524)前方5~45米范围内围岩整体视电阻不低,推测前方45米内渗水。其中掌子面前方30~45m范围内低电阻相对较低,推测该段围岩裂隙发育,岩体较破碎,且含水较多,局部水量较大。

通过陆地声纳法和瞬变电磁法所测得数据,并结合地质情况综合分析得出肇兴隧道出口右洞YK21+524前方100范围裂隙发育,围岩较破碎,特别提出YK21+524前方0~45米为炭质岩及其影响带,且围岩渗水。

根据两种方法所测结果,采用地质雷达法进行短距离探测印证(图6),从电磁波的反射振幅变化来看,掌子面前方0~20m,电磁波信号衰减总体较快,且局部反射信号强烈,推测前方围岩破碎,节理裂隙发育。该段围岩破碎,裂隙很发育,围岩自稳能力差。

根据超前地质预报结果,业主、监理、设计及施工方相当重视,制定了应急预案,要求隧道在开挖施工时密切注意掌子面地质变化情况,并及时汇报。当肇兴隧道掘进至YK21+524时,掌子面岩体破碎,节理裂隙发育,自稳能力较差,3/4断面发现炭质带,并有延伸扩大的趋势,且掌子面整体渗水,伴有小股流水,岩体遇水即软化分裂,开挖时极易发生坍塌。针对开挖地质情况,业主立即召集设计、监理、施工等部门召开专题会议,按照事先准备的预案落实了各项处理应对措施,及时调整了施工参数,避免了地质灾害的发生,保证了隧道正常施工及人员安全。在肇兴隧道施工过程中, 超前地质预报曾多次成功探明岩体破碎带等不良地质体,使施工人员做到心中有数,提前采取施工措施,修正支护参数,确保了隧道的施工安全,进一步提高了隧道施工的工作效率。

5结论及建议

(1)隧道及洞室地下工程地质情况具有复杂性和不可见性,通过采用超前地质预报,可以减少隧道施工过程中的盲目性,能较好的避受地质灾害的发生;并根据现场预报结果,及时调整或修正设计参数及施工方法,正确指导施工,使施工快速、安全、经济、合理。因此,在地质条件复杂的情况下,以地质分析为主线,采用多种预报方法进行综合地质预报是解决隧道的超前预报问题重要方法,只有通过综合分析预报才能获得更加科学的超前预报成果。精确的地质预报成果不但可以提前采取相应的措施来预防地质灾害的发生,而且可以提高隧道施工的工作效率,更进一步确保隧道施工和人员安全,提高经济效益和社会效益。

(2)根据我国隧道施工现状,地质预报工作起步较晚,目前的超前预报尚处于技术的发展阶段,由于当前技术水平和其它因素的影响,超前地质预报的准确率还有待进一步提高。同时,地质预报工作也应在工程施工得到重视,在施工过程中应将超前地质预报工作纳入施工管理程序,真正做到先预报后施工,以达到安全施工和优化设计的目的。

(3)隧道的超前地质预报是避免施工灾害事故、保证隧道施工顺利进行、提高隧道科学化、信息化施工水平的有效手段,但任何一种物探手段都不是万能的,应充分利用各自的特点,发展综合超前地质预报技术,使得超前地质预报水平越来越高;同时进行新技术新方法的研究和现有设备软件处理水平的提高,不断提高我国的超前地质预报水平,使超前地质预报逐渐成为工程地质学的一个重要组成部分。

注释:

李志厚 云南山岭公路隧道修筑技术研究[D].长安大学博士学位论文,2009,2.

第8篇

【关键词】隧道施工,控制要点,处理措施

中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:

一、前言

隧道的施工是一项全方位、全过程的施工工程,需要各施工部门以及各岗位的团结协作,重点掌握每一道施工程序以及施工要点,按照规范要求进行施工,以确保隧道施工工程的施工质量,从而保证隧道工程的顺利完工。同时由于我国地形地貌限制较大,高山丘陵比较多,隧道施工成为公路工程建设中的重要部分。隧道施工是一件关系重大的大工程,其质量和安全需要得到切实保证,在隧道施工中,有许多控制要点需要严密监控,某些常见问题应当在施工中做好预防措施和处理措施。

二、隧道施工控制要点

1.台阶法的施工

先拱后墙的双侧壁导坑台阶法,适用于含水量低但稳定性好的岩段,具有施工进程快、安全性好的优点,采用这种方法可以保证二次衬砌平行作业和防水层建设的质量。具体的操作工序是

第一,在进行洞口长管棚和洞内小导管的施工以后,再开始进行上台阶和拱顶的小导坑挖设工作,于此同时,还要在小导坑处安装支撑拱架、锁脚锚管,还要架设衬砌拱架,这样才能保证隧道的稳定性。接着,就要开始马口和中槽的挖设工作了,在马口和中槽上也要安装拱架和锁脚锚管,还要铺设横纵向的排水管道。

第二,要对隧道的局部仰拱和侧墙进行混凝土浇筑工作,浇筑完成后再开始挖设马口,还要安装拱架、锁脚锚管和纵横向的排水管。最后一步是在局部的仰拱和侧墙上浇筑混凝土,再将仰拱的拱架密封好。如果在使用双侧壁导坑台阶法时是那种先墙后拱的,那么这种方法就比较适合用在弱风化的泥岩地段和比较饱和软弱的地方,这样就能够控制好隧道发生的变形,但是这种方法的施工时间较长,而且造价也比较高。它的具体施工步骤是:第一,先安装初期的管棚,在开始进行双侧壁的导坑,还要将钢架架设在仰拱和侧墙上。接着,开始布置排水管和锁脚锚管还要架设临时的拱架等。

2.控制隧道开挖及支护前期的质量方法

必须按照相关的规定进行隧道的开挖工作,对于隧道的断面要进行科学的设计,将二次衬砌的设计轮廓线作为施工的标准,合理放大预留的变形量、施工误差以及测量误差等。实际的变形量不宜超出预留的变形量, 以免前期支护进入二次衬砌的混凝土中。或者防止由于预留的变形量过大,而导致二次衬砌的厚度增大、回填增加等。开挖时,采取相应的措施,加以提高围岩的承受能力。禁止超量开挖,关于超挖的部分,采用同等强度的喷射混凝土加以回填。与此同时,禁止欠挖,以确保围岩的完整。开挖隧底时,宁愿超挖,切勿欠挖以免隧道基础的深度不足,而影响隧道结构的整体受力情况。此外,开挖时,清除虚碴、积水,确保工程结构与围岩的密切结合。

3.锚杆施工的质量控制

锚杆作为隧道施工工程的重要施工设备,有助于维护隧道围岩的稳定及安全,是确保工程施工安全的主要支护方法。隧道工程竣工后,锚杆能有效发挥应有的支护作用。对此,在隧道施工工程的过程中,应加强控制锚杆的类型、锚杆的长度、锚杆的垫板以及锚杆的布置情况等方面。结合隧道工程的施工特点,采取干钻的方法进行钻孔。选取湿钻时,应具备合理有效的排水对策,禁止拱脚浸泡。隧道钻孔的深度,应符合设计施工的要求。钻孔完毕后,利用空气或者水清理钻孔,直到孑L口返气以及返水为止。选取直顺且无油污的杆体进行安装,确保注浆的饱满,防止锚固力受到影响。当水泥的浆体强度高达9MPa后,开始安装垫板,并拧紧螺母。

4.架立钢拱架过程的质量控制

首先,控制好钢拱架架立的质量控制,具体内容主要有:钢拱架的横向尺寸、标高、间距、垂直度、螺栓的连接以及各单元连接部位的虚碴与散物处理等。安装各个洞口的钢拱架时,按照标准要求,控制好钢拱架的宽度、标高以及尺寸等。架立后,技术监理员应对其进行多次核对,以保证各项数据符合标准。其次,钢拱架应和隧道的围岩密切贴近,若无法密切相贴,应按照标准要求,采用高标号的混凝土进行填塞浇实,其的点数单侧必须大于或者等于各个接触点,以保证钢拱架的整体受力。控制好掌子面周围的钢拱架,其外露的距离不得超过两米。其次,各钢架间的纵向连接筋,应设置在拱架的内缘。最后,按照施工要求,控制好连接筋的环向长度与间距,以便其和下一个钢架的密切连接。

三、施工问题的处理措施

1.拱墙、仰拱施工

拱墙、仰拱施工时,常见的问题有施工缝、变形缝,在止水带施工时也常出现问题,可以采取以下处理措施。

第一,对于施工缝、变形缝施工,在拱墙、仰拱施工过程中,应当先浇混凝土表面必须凿毛,并凿出先浇混凝土表面的水泥砂浆和松软层,冲洗干净。凿毛时,混凝土必须达到的强度为:人工凿毛2.5MPa,风动机凿毛10MPa。纵向施工缝后浇混凝土前,应在凿毛后的先浇混凝土表面上,铺一层厚约30cm的混凝土,其粗骨料宜比后浇混凝土减少10%,然后再涂刷混凝土界面剂处理,及时浇筑混凝土。环向施工缝后浇混凝土前,应将其表面浮浆和杂物清除,并及时浇筑混凝土。

第二,止水带施工注意事项。止水带应与衬砌端头模板正交,以确保位置准确、牢固可靠,中埋式止水带中间空心圆环应与变形缝的中心线重合。止水带连接前应做好接头表面的清刷与打毛,搭接长度不得小于10cm。橡胶止水带接头宜采用热硫化搭接胶合,接头强度不应低于母材的80%,转角半径不得小于200mm。

固定止水带时,不得在止水带上穿孔打洞,不得损坏止水带本体部分,不得使止水带翻滚、扭结。二次衬砌脱模后,若有走模、止水带过分偏离的现象,应及时对止水带进行纠偏。

2.拱部防水板焊接注浆底座

拱顶回填注浆中,拱部防水板焊接注浆底座时应当采取如下措施。

第一,注浆系统包括注浆底座和注浆导管,注浆底座的材质必须与防水板材质相同,注浆底座沿拱顶纵向一排,间距3m到4m之间。

第二,注浆底座采用热熔焊接法固定在防水板的内表面,固定点不得多于4个,每处的焊接面不大于10mmxl0mm。

第三,注浆底座与防水板必须焊接牢固,以免浇筑和振捣?昆凝土时发生脱落。

第四,用塑料胶粘带将底座四周封闭,以免浇筑混凝土时浆液进入注浆底座内堵塞注浆导管。注浆导管的引出部位可根据现场条件确定。

3.防水施工中防水板破损处修理

第一,如发现防水板有破损,必须及时修补。首先取一小块防水板,除尽两防水板上的灰尘后,将其置于破损处,然后用手动电热熔接器熔接。最后,用真空检测器进行熔接质量检测,若不合格必须重新修补。

第二,防水板应避开火源,并做好保护措施。尤其是钢筋施工、混凝土浇筑和捣固时,应采取措施避免对卷材造成破坏,如有破坏处应及时修补。

四、结语

综上所述,隧道施工在我国的工程施工中占据着十分重要的地位,对于我国的工程建设具有重大的意义。因此在进行隧道施工时,要在安全、有序、优质、高效的指导思想下,努力控制隧道施工质量达到最优化。做好施工过程中的质量控制要点,确保关键环节的质量标准,同时还要对出现的问题采取相应的措施,如此方可保证工程的质量。

参考文献:

[1]王晓州,丁维利,赵永明,王庆林,初厚永,李雷 大断面湿陷性黄土隧道施工技术 [会议论文] 2009 - 2009年中国铁道学会客运专线工程技术学术研讨会

[2]倪玉山,张华兵 黄土隧道施工方案的数值分析[会议论文] 2007 - 2007年地面和地下工程中岩石和岩土力学热点问题研讨会

第9篇

【关键词】高等级公路沥青路面冷再生技术养护

中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:

一.引言

将沥青层和部分基层材料同时进行就地冷再生,形成路面基层的一种技术。全深式再生实际上是就地冷再生的一种,只不过是再生厚度范围内包含了部分基层。国内全深式再生工程的再生结合料绝大部分采用水泥,个别采用乳化沥青和泡沫沥青。旧沥青路面的再生利用,就是将旧沥青路面经过路面再生专用设备的翻挖、回收、加热、破碎、筛分后,与再生剂、新沥青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料,满足一定的路用性能并重新铺筑于路面的一整套工艺。

二.对冷再生技术的认识。

1.冷再生技术。

沥青路面再生技术不是一项单一的技术,而是一类技术的总称。各国的分类方式不尽相同。中国《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41—2008)将沥青路面再生技术分为4类,分别是厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生。就地冷再生是指采用专用的就地冷再生设备,对沥青路面掺入一定数量的新集料、再生结合料、活性填料(水泥、石灰等)、水等材料后,进行现场铣刨、破碎、拌和、整形、摊铺、碾压等工序,实现旧沥青路面再生的技术,它包括沥青层就地冷再生和全深式就地冷再生2种方式。仅对沥青材料层进行的就地再生称为沥青层就地冷再生:再生层既包括沥青材料层又包括非沥青材料层的称为全深式就地冷再生。沥青路面就地冷再生并不是人们通常所理解的将已经破损的沥青路面重新恢复到完好的原始状态,而是将旧面层和部分基层就地改建成新的基层或底基层。此技术使旧沥青路面材料得到充分再利用。

从目前的工程实践来看,沥青路面就地冷再生技术在道路再生中具有明显的优势,具体表现如下。

(1)节省材料和运输成本,与其他传统的施工方法相比,总投资可节省20%~50%。

(2)不中断交通。由于就地冷再生工序简单,对交通干扰反应不敏感,故在交通量不太大的情况下可以半幅通车、半幅施工。

(3)由于无需对旧料实施运输、破碎工艺,因此工期大幅缩短。

(4)保护环境和节省资源。因为旧料得以全部就地利用,减少了新材料的开采,也不存在旧料运输和废料处理的问题,不但节省了投资,还具有环保意义。

2.就地冷再生机。

就地冷再生机是沥青路面冷再生施工中的主要设备,冷再生机的核心是装有大量专用刀头的铣刨和拌和转子。冷再生机向前行进时,转子向上旋转铣刨原路面材料,同时,水通过软管从就地冷再生机连接的水车中输送过来,并在再生机的拌和仓中喷洒。水的输送量通过微处理器控制的泵送系统精确控制,以达到需要的最佳含水量。铣刨转子将水与铣刨料充分拌和。液体稳定剂例如热沥青(冷再生机自带泡沫沥青发泡装置,可将热沥青加热到160℃~180℃,与少量水混合发泡)可通过专门设计的喷洒嘴被喷洒到拌和腔;粉状稳定剂如水泥需按设计添加量事先洒布在再生机前的路面上,再生机将粉状稳定剂与再生料和水一次性拌和。如遇再生层原级配不良的情况,可在再生前将所缺少的部分集料洒布在路面上,通过与旧料拌和来改善原路面材料的级配。

3. 沥青路面再生技术的分类。

(1)再生技术按温度要求可分为冷再生和热再生。

(2)热再生又可分为就地热再生、厂拌热再生。

(3)冷再生又可分为厂拌冷再生、就地冷再生、全深式再生。

三.沥青路面再生施工方法。

再生沥青路面的施工按温度可分为热法施工和冷法施工。热法施工按施工工艺又可分为现场热再生法和厂拌热再生法

1.现场冷再生法。

现场冷再生法是用大功率路面铣刨拌和机将路面混合料在原路面上就地铣刨、翻挖、破碎,再加入稳定剂、水泥、水(或加入乳化沥青)和骨料同时就地拌和,用路拌机原地拌和,最后碾压成型。这种方法主要应用于冷法施工中,且新添加的结合料是乳化沥青,这种方法对设施要求较低,生产成本不高,但同时再生路面的品质不是很好,目前该方法使用较少,主要是用于等级低的道路或铺筑基层使用,国外多用于乡村道路的翻修。

2.现场热再生法。

现场热再生是一种就地修复破损路面的过程,它通过加热软化路面,铲起路面废料,再和沥青粘合剂混合,有时可能还需要添加一些新的骨料。然后将再生料重新铺在原来的路面上。一般用一台大型“沥青路面热再生联合机组”,先把沥青路面烤热软化,再将旧沥青层收集起来输送到该机组中的双卧轴连续搅拌机上,添加新骨料、补充新沥青,搅拌后排到机组的摊铺器上,摊铺、捣实、熨平,再用压路机碾压,铺成一条新路。现场热再生可以通过单次操作完成,把原材料和需修的路面重新结合。或者是通过两阶段完成,即先将再生料重新压实,然后在上面再铺一层磨耗层。这种方法施工简单方便,多用于基层承载能力良好、面层因疲劳而龟裂的路段,特别适用于老化不太严重,但平整度较差的路面。

3.工厂热再生法。

工厂热再生法在工厂中对回收的沥青混合料进行集中处理,是一种实用、灵活、简便而又能保证质量的沥青路面再生技术。

工厂热再生法就是将旧沥青路面经过翻挖后运回拌和厂,再集中破碎,根据路面不同层次的质量要求,进行配比设计,确定旧沥青混合料的添加比例,再生剂、新沥青材料、新集料等在拌和机中按一定比例重新拌和成新的混合料,从而获得优良的再生沥青混凝土,铺筑成再生沥青路面。利用这种方法,可以方便对已被翻挖的基层甚至路基的一些地段进行有效的补强,沥青层的重铺则可以象新路施工一样,分别按下面层、中面层、上面层(磨耗层)的不同技术要求进行配合比设计,确定旧沥青回收料的添加比例。

四.沥青路面现场热再生方法的主要特点。

1. 任何直接重铺或铣刨后再填补的工程都可以用热再生的方法,旧路面混合料就地再生利用,不需要搬运废料过程及废弃物堆放场地。

2. 能保存骨料的的完好,保留沥青的组成及性能,100%地利用旧料。而传统的工厂再生法只能利用40—50%旧料,新的设备能够产生更高质量的沥青,它和新的沥青混和料具有一样的生命周期。

3. 不受大的交通流量的限制,与以前的维修方法相比,影响交通及沿途居民的程度小,施工结束就可以开放交通。

4. 施工产生的振动、噪音比其他施工方法小,有利于环保。

5. 现场热再生不能修复位于沥青层以下较深位置的伸缩裂纹,可以达到最大深度为50mm的位置,在某种情况下,可以达到更深的再生深度。

五.结束语

采用沥青再生技术,可以充分利用旧料,通过选择适当的配比及新旧料掺和比例,可以再生得到质量相当不错的再生混和料。初步的研究和实践均表明,这种再生混合料可以使用于高等级公路的沥青面层。同时,利用沥青再生技术可以取得相当可观的经济效益和显著的社会效益。

参考文献:

[1]白旭升 高等级公路沥青路面冷再生技术 [期刊论文] 《交通世界(建养机械)》 -2010年8期

[2]欧阳旭 沥青路面冷再生技术在高等级公路工程中的应用 [期刊论文] 《四川建材》 -2009年1期

[3]赵永波 冷再生技术在陕西高速公路路面大修中的应用[学位论文] 2010 - 长安大学:道路与铁道工程

[4]厉兰伯 孟广文 石桥 沥青混凝土路面就地冷再生基层技术探讨 [期刊论文] 《交通科技》 -2004年3期

[5]刘晓峰 于红民 沥青路面冷再生技术浅析 [期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2008年6期

第10篇

关键字:收敛量测隧道施工新奥法应用

中图分类号:U45文献标识码: A

随着新奥法(NATM)在隧道施工中的广泛运用,作为新奥法的灵魂,现场监控量测也越来越得到了广泛的重视。如何加强监控量测技术在隧道施工中的应用是隧道施工的关键。现以洞塘隧道为例对监控量测技术在隧道施工中作用进行阐述。

1、工程概况

渝湘高速公路洞塘隧道位于重庆市黔江区,为上下分离的四车道高速公路隧道,隧道全长1709m。隧道处于低山区,洞口山体表层覆盖残坡积土层,洞口谷底有薄层冲洪积亚粘土,地下水主要为风化层裂隙水且多处于隧道拱顶之上,地下水较贫乏,受降水影响。隧道进口属浅埋段,并承受偏压。设计采用复合衬砌,在进口、出口段均设仰拱衬砌,初期支护为l榀/0.5m工字钢型钢拱架+智能中空注浆锚杆+喷射钢纤维砼。根据地质情况和施工经验,经认真研究确定以下施工方法:Ⅲ、Ⅳ类围岩段均采用全断面法开挖,其中Ⅳ类围岩可视具体情况预留核心土,Ⅴ类围岩采用台阶法或分部法开挖。开挖采用光面爆破或预裂爆破技术。初期支护紧跟工作面,实施监控量测稳定后,进行二次衬砌施工。

2.监控量测的目的

(1)及时掌握、反馈围岩应力状态及围岩的位移和支护、衬砌的可靠性等信息,预测可能出现的施工隐患,防患于未然,保障围岩稳定和施工安全;

(2)根据“新奥法”原理,通过围岩量测,确定初期支护和二次衬砌的合理施作时间;

(3)通过对围岩和支护结构的变形、应力量测,了解支护构件的作用与效果,及时修改支护参数,优化施工方案;

(4)积累第一手资料,为施工中调整围岩级别、修改支护系统设计、变更施工方法、为今后的设计和施工提供参考依据。

(5)对隧道围岩和衬砌应力场异常状态进行及时的预测预报。

总之,对隧道施工进行监控量测使隧道的设计和施工运作纳入科学的动态的管理中,使隧道工程始终处于良好的运行状态,实现安全、合理和经济性等目标。

3、监控量测流程如下图

量测及信息反馈框图

4.量测项目选定及布设、安装

(1) 量测项目选定

根据有关规范和设计施工图的要求和洞塘隧道施工的需要,将本次监控量测内容分为常规量测和地质预报两部分内容。

表1 洞塘隧道常规监控量测项目表

(2) 量测仪器设备

位移收敛采用JSS30A型数显式收敛计,拱顶下沉及地表沉降采用水准仪、塔尺、钢尺,地质素描采用地质罗盘、钢尺。

(3) 量测人员组成

量测人员由项目技术负责人(1人)主管,技术员2人负责周边收敛量测,精测队3人负责拱顶下沉、地表沉降,地质预报员1人负责地质素描。

(4) 量测点布设及安装

周边收敛位移及拱顶下沉量测断面布设测点应在避免爆破作业破坏的前提下,距开挖面2m范围内安设。周边收敛、拱顶下沉在开挖后马上埋设,并且在24小时内和下次爆破前读得初读数,地表下沉在开挖前埋设并读得初读数。量测点安设要及时牢固,同时拱顶下沉测点与周边收敛测点必须是在一个断面上。

监控量测点布置图

5. 量测数据收集及量测数据分析处理

(1) 量测数据收集

量测数据的收集要及时,并要保证原始数据的真实性,同时采集数据要保证仪器的精确性。收集数据应该在施工过程中,准确记录量测断面的地质情况、量测数据以及工程日志,使复杂的数据收集简单化、规范化,防止遗漏,减少错误。以JSS30A型收敛计为例,在收敛量测读数时,要观测三次取中值,三次读数之间的允许误差为0.30。若三次观测值超过允许范围应松弛后,重新观测保证三次读数在允许范围内。在拱顶下沉的读数过程中,由于钢尺精确度影响,在读数时量测人员要进行换读取中值,以免由于读数误差影响准确性。在进行数据收集时,量测人员应责任心强、细心,要紧跟工作面,详细记录爆破后开挖面围岩以及喷层面的变化情况。在数据收集后,要对各种数据整理分类,以备分析时使用。同时,量测人员要详细读图,将施工图纸读透,熟悉施工方法,只有这样才能将量测技术运用得当。

(2) 量测数据分析处理

数据分析处理时要求得最终收敛值,必须在得到大量量测数据的基础上才能进行回归分析,即只有在量测的后期方可进行回归分析,但是这样就无法满足工程施工的需要。故在量测的同时必须要及时整理出从现场获取的数据,绘制时间的变化曲线,观察变化趋势,确定判断施工安全性,借此来指导施工。这就要求当天的数据不能积压,必须当天整理处理,防止因偶然因素而导致判断错误影响施工。量测人员在分析数据时,要经过详细汇总计算,结合收集的各种数据、记录确保最终结果的正确。

(3) 量测数据分析计算

量测收敛值计算:Y=R0+R差R差=R修i-R修(i-1)R修=R均+R温

R温=t×A×0.000012

收敛位移速率: Vj=[R(i+1)-Ri]/T差

Y:收敛值,V:收敛位移速率,R0:初次观测值,R差:收敛差值。R修:收敛修正值,R均:量测平均值,R温:温度修正值,t:温差,

A:钢尺孔位读数。

现以洞塘隧道左线ZK38+470断面为例进行对原始收敛值进行回归分析处理计算,收敛位移、拱顶下沉位移采用以下函数作为回归函数:

y=A+Bln(x)、y=Ae-B/x、y=x/(A+Bx)、y=A(e-Bx0- e-Bx)、y=Alg{(x+B)/ (x0+B)}

式中y―变形值(mm);A,B―回归系数;x―量测时间(d);x0―测点初读数时距开挖时的时间(d);预测可能出现的最大值和变化速度。本工程经过对比试验采用y=A+Bln(x)。

6. 量测数据反馈

在对数据分析处理后,要及时反馈到工程施工当中,以确定先行的施工方法、支护参数是否满足施工需要。一般情况下,围岩失稳的表观与信息特征:围岩不收敛或变形有加大趋势,喷层开裂有发展趋势;围岩稳定特征是:周边收敛小于0.2mm/d,拱顶下沉位移小于0.15mm/d;变化趋势逐渐平缓;相对位移值达到计算总位移的80% 。在洞塘隧道施工中,我们对监控量测的数据进行回归分析后,作出如下结论:

(1) 在施工过程中的前7d,收敛曲线随时间增大很快,说明围岩在开挖后变形很大,很不稳定,这要求施工时要及时支护,及时将岩面封闭,并且减小开挖进尺,做到短进尺、及时支护,以约束围岩变形。

(2) 在以后12d内变形量依然增大较快,没有稳定趋势,说明围岩有一定时间依赖性。在曲线的变形增大较快时间内,应尽快控制开挖的进尺,并保证及时支护,而且尽量减小因爆破而造成对围岩的扰动。

(3) 在开挖后20d,收敛变形曲线已变缓,变形渐趋稳定。

(4) 通过数据反馈、分析结果表明,施工中采用的方案是可行的,支护参数合理,能够满足施工需要。

(5) 曲线中拱顶下沉曲线与水平收敛曲线是成正比的,未出现突升或突降,说明隧道变形是均匀同步的。

(6) 下台阶施工过程中曲线未出现折线或突变曲线,说明下台阶施工跳马口长度及支护是合理的。

7. 超前地质预报

(1)洞塘隧道我们委托重庆市交通规划设计院进行超前地质预报,当开挖至里程ZK38+420处围岩地质状况发生变化,左侧拱腰处出现围岩变差。当开挖至里程为ZK38+400,围岩地质逐渐由页岩钙质胶结转变为泥质胶结,同时围岩强度变弱,掌子面节理裂隙发育,有滴状渗水。针对该围岩地质状况,我们邀请了重庆市交通规划设计院采用地质雷达对掌子面作地质超前预报工作。

(2)通过现场的测试得到原始数据。经过专用软件的数据处理并结合地质资料得到如下结论:

1)洞塘隧道ZK38+400-ZK38+370段围岩整体性较差,层间错动带或裂隙发育带,横波反射较强,推断该段具有含泥化夹层和含裂隙水的可能,属于不良地质地带,围岩类别为Ⅴ类。

2) ZK38+370-ZK38+350段围岩有所好转,围岩类别为Ⅳ类偏弱。

3)ZK38+350-ZK38+200段岩体新鲜,且相对完整,围岩类别为Ⅳ类。

4)建议在对ZK38+400-ZK38+370段施工时,注意洞顶和洞壁局部坍塌,掉块和构造裂隙水,注意安全,应采取必要的安全措施及时支护。

结论

(1)在比较危险的隧道入口处的周边位移.拱顶及地表下沉量已成收敛趋势,日变形率

(2)在里程为ZK38+400处的地质情况突变地段。采用地质雷达进行的超前地质预报说明下一步施工提出的开挖方案和支护措施是合理的,这一点在其后的施工中得到了验证。

(3)监控量测结果必须及时提供,滞后的监控量测资料对于指导施工是无用的。

总之,监控量测在隧道新奥法施工中是必不可少的监控措施,给新奥法施工提供了变形资料,对评定支护方式,提出设计变更提供了依据。

参考文献:

[1]渝湘高速公路洞塘隧道图纸

[2] 中华人民共和国交通部. 公路隧道设计规范.人民交通出版社.

[3] 中华人民共和国交通部.公路隧道施工技术规范.人民交通出版社.

[4] 王建宇.隧道工程监测和信息化设计原理[M].北京:中国铁道出版社。

第11篇

【关键词】 隧道工程;洞口段施工;偏压陡坡;安全控制

近年来,我国隧道建设进入高峰期,出现大量在建和待建的山岭隧道工程。山岭隧道工程不良地质条件常常诱发施工运营灾害,一直以来成为困扰隧道施工安全的难题。山岭隧道与边坡密切相关, 包括隧道进出口时洞门外的边坡以及洞门顶部的仰坡,在施工过程中可能受到潜在的滑坡、剥落、崩落等边坡变形破坏等问题的威胁。随着隧道建设数量的增加,也出现了很多穿越既有道路的隧道工程,既有路基与隧道围岩存在着复杂的相互作用,给隧道施工和运营问题带来更多的困难,这方面缺乏成熟的理论和规范可供借鉴。新建铁路宝鸡至兰州客运专线甘肃段隧道是我公司承担的重要建设项目,山岭隧道修建于山体之中,地质条件更加复杂,尤其是洞口段,由于施工扰动造成地应力的二次分布, 成为洞口边坡滑动或者洞口浅埋段塌方的诱导因素, 因此, 合理的施工方式对控制洞口边坡以及浅埋段的稳定性至关重要。

1. 工程概况

小墁坪隧道位于天水市麦积区元龙镇,出口位于太碌大沟内,地面高程一般为1003-1750m,通过区地势起伏较大,山势陡峻,河流曲折 ,呈峡谷地貌景观。隧道洞身最大埋深约656.8m。隧道起迄里程DK717+910~ DK726+147.9,出口位于R-10000m的曲线上,其余为直线。洞身纵坡为23.4‰-16.1‰。本标段隧道起止里程为DK717+910- DK726+147.9,全长8238.138m。隧道围岩级别如下表1所示。

1.1 工程地质及水文地质概况

隧道区地表水较发育,隧道洞身上部沟谷内均常年有水。因沟谷中地表水基本为土石分界面出露的泉水和沿途基岩裂缝中渗出的地下水,因而该隧道区地下水较发育。地下水水质良好,化学类型为HC03.S04-Ca.Na和HC03.S04-Ca型水,矿化度小于0.30g/l,对圬工不具氯盐、硫酸盐侵蚀性。 小墁坪隧道区地下水以松散岩层孔隙水和基岩裂隙水为主,松散岩层孔隙水主要赋存于沟谷区第四系全新统砂,卵石、漂石土中,基岩裂隙水赋存于燕山期侵入的花岗岩中,依据储水裂隙成因的不同,又分为风化裂隙水和构造裂隙水两类,隧道洞身通过区岭脊段落地下水主要为后者,地下水水质较好,矿化度小于0.3g/l,对圬工不具氯盐和硫酸盐侵蚀性。

表1 隧道衬砌类型及施工辅助措施

序号 里程段落 段落长度 围岩级别 开挖方法

起始里程 终止里程

1 DK725+822 DK725+922 100 Ⅲ 三台阶法

2 DK725+922 DK726+000 78 Ⅳ 三台阶法

3 DK726+000 DK726+100 100 Ⅳ 三台阶法

4 DK726+100 DK726+102 2 Ⅴ 三台阶+临时横撑

5 DK726+102 DK726+132 30 Ⅴ 三台阶+临时横撑

6 DK726+132 DK726+147.9 15.9 Ⅴ 明挖

1.2 设计概况

结合隧道所处地形、地质条件,考虑施工工期及洞口施工条件,小墁坪隧道出口采用钻爆作业,采用新奥法施工。隧道建筑限界采用线间距为4.6m 的新建铁路客运专线双线区间隧道,隧道轨面以上有效净空面积为92m2,曲线地段线间距不加宽。宝鸡端洞口处地形较陡,为减少刷坡挖方,结合秦岭沟中桥的设置,定洞口于DK717+910,采用到切式洞口,设18m长明洞结构,尽可能减少边仰坡开挖并与洞口环境相协调。桥梁台尾里程为DK717+921.1,桥梁结构进洞11.1m。兰州端洞口地形陡峭,为减少刷坡挖方、防护落石及结合太碌中桥的设置,定洞口于DK726+147.9,采用到切式洞口,设15.9m长洞门结构。尽可能减少边仰坡开挖并与洞口环境相协调。桥梁台尾里程为DK726+147.9,桥梁台尾于洞门相连。为确保隧道进洞安全,进出口拱部设置一环φ108大管棚,管棚环向间距40cm,长度为30m。

2. 隧道洞口段施工技术

2.1 洞口边坡施工技术

在施作长管棚前应先进行洞口开挖,及完成边、仰坡的防护、天沟砌筑。洞口边仰坡开挖中,土方直接用人工配合挖掘机挖装;石方采用光面爆破进行钻爆施工,挖掘机配合装载机装碴,自卸车运输,开挖自上而下逐段分层开挖,与暗洞交界处采取松动爆破,为安全进洞创造条件。松动控制爆破采取接近内部作用药包的装药量,用导爆索或塑料导爆管电起爆系统设计成孔内外微差网路,使得各组炮孔或各个炮孔起爆有足够的时间间隔,成为单独作用药包,炮孔中回填 足够长度、一定密实度的堵塞物,以保证爆破后的岩石开裂、凸起,松动而不飞散,适于机械化装车并能有效地控制飞石、振动效应和冲击波,确保爆区周围的安全,详见下图1所示。根据设计,边仰坡施工前先人工在开挖边缘线10m开挖并施作洞顶截水天沟,待进洞后及时施作洞门和两侧排水沟,与洞顶截水沟相连形成完整排水系统。边坡开挖边线划定后,即在相应位置划出截水天沟走向线,并清除修筑位置的地表浮土及植被。根据设计尺寸在地表划出天沟宽度线,即进行开挖。由于截水天沟设计横断面尺寸不大,开挖时根据地表岩层情况,选择用挖掘机械或者放小炮爆破。开挖到预定尺寸后,即进行浆砌片石的砌筑,以便为下部开挖工作面起到临时排水的作用。注意砌筑时预留排水槽的位置。

图1 分层横向台阶布置图

隧道口开挖前准确测放边仰坡线确定开挖位置,每开挖一层台阶,均要及时做好边仰坡防护,然后再进行下部台阶开挖。尽量减少开挖和刷坡范围,保护好隧道口附近的地表植被。边坡按1:1刷坡。隧道口边仰坡支护采用砂浆锚杆+钢筋网+喷射混凝土联合支护方式。砂浆锚杆用Φ22钢筋、锚杆孔内注入砂浆,钢筋网用Φ8的钢筋在预制场制成网片。当边仰坡的刷坡完成后,将坡面上的虚土和浮石清理干净,将网片沿边坡铺设与锚杆固定牢固,铺设完毕后喷射C25混凝土封闭边坡面。

2.2 洞口大管棚及小导管超前支护施工

大管棚采用Ф108mm×6mm热轧无缝钢管;导向墙纵向长1.0m,在衬砌轮廓线以外施作,厚100cm,采用C25钢架混凝土,内埋设I20a工字钢、φ140×5mm导向套管,导向套管沿拱圈环向布设,间距、位置及方向应准确,固定钢筋与导向管采用双面焊接,焊接长度不小于5d,套拱与明洞衬砌之间预留4cm变形量。混凝土导向墙在洞身外廓线以外施作,导向墙内埋设2榀I20a型钢支撑,钢支撑与管棚导向管焊成整体。作为管棚的导向管,它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用全站仪以坐标法在工字钢钢架上定出其平面位置;用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角;用前后差距法设定导向管的外插角。导向管应牢固焊接在轻型钢上,防止浇筑混凝土时产生位移。管棚顶进采用大孔引导和管棚机钻进相结合的工艺,即先钻大于管棚直径的引导孔(φ130mm),然后可用10t以上卷扬机配合滑轮组反压顶进;也可利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。采用注浆机将水泥浆液注入管棚钢管内,注浆压力0.5MPa~2.0MPa,持压5min后停止注浆。注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍,若注浆量超限,未达到压力要求,应调整浆液浓度继续注浆,直至符合注浆质量标准,确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填,方可终止注浆。注浆结束后用M7.5水泥砂浆充填,增强管棚的刚度和强度。

超前小导管采用Φ42mm、壁厚3.5mm无缝热轧钢管制作,前端加工成锥形并封焊密实,尾部焊上箍筋,管身设若干注浆孔,孔径6~8mm,孔间距15cm,按梅花型布置;尾部长度不小于100cm,作为不钻孔的止浆段。超前小导管按拱顶外轮廓中心高程和支距进行布孔放样,并以插钎作为标记控制小导管的间距。小导管环向间距30cm ,纵向搭接长度为不小于100cm,外插角为10~15?。注浆材料为1 :1(重量比)水泥浆液,小导管注浆的孔口最高压力严格控制在允许范围内,以防压裂开挖面,注浆压力一般为0.5-1.5Mpa,止浆塞必须能承受注浆压力。注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压时结束注浆。注浆扩散半径不小于40cm,注浆浆液相互交错自然形成砼拱圈。隧道的开挖长度小于小导管的注浆长度,预留部分作为下一循环的止浆墙。注浆前进行压水试验,检查机械设备是否正常,管路连接是否正确,为加快注浆速度和发挥设备效率,采用群管注浆。用手持风钻或钻孔台车钻孔,钻孔直径比钢管直径大3~5mm,并将小导管打入孔内,如地层松软也可用游锤或手持风钻将导管直接打入,打入长度不小于钢管长度的90%。

2.3台阶法加临时横撑开挖技术及稳定性

由于本段双线铁路隧道的开挖断面大而且多为软岩,围岩变形甚至坍塌。为确保施工安全,Ⅴ级围岩地段采用安全性、可靠性、稳定性好,能够较好控制围岩变形,及时封闭成环的三台阶法施工工艺。三台阶法施工时,将整个断面分成三个分部,按顺序开挖,其施工程序见图2所示。

图2 三台阶+临时横撑施工工序流程

为确定该方法施工的稳定性,采用连续介质模型的有限差分法对三台阶施工稳定性进行了分析。数值模拟采用大型有限差分软件FLAC3D (Fast Lagrangian Analysis of Continua)进行。FLAC3D是美国明尼苏达ITASCA软件公司编制开发基于连续介质快速拉格朗日法的有限差分分析程序。由数值分析得到的隧道开挖过程中围岩的塑性分布如图3所示,在施工过程中如地表、隧道结构拱顶、底部位置以及开挖掌子面围岩出现塑性区域,如果喷射混凝土封闭不及时,初期支护结构施加不及时,或者超前注浆不均匀,可能导致掌子面风化岩石脱落以及底部隆起、拱顶帽落,对施工造成影响。数值分析的结果表明,宝兰高铁小墁坪隧道采用三台阶+临时横撑施工过程中,地表沉降、洞内水平位移均小于设计文件的变形量警戒值,能满足施工控制要求。且从施工过程中岩体受拉、受压屈服产生的塑性区分布来看,地表、隧道结构拱顶、底部位置以及开挖掌子面围岩出现塑性区域,施工过程易出现拱起及塌落,超前注浆必须严格控制,且初期支护施作要及时。

为之,考虑偏压等地形地貌的影响,建议开挖前应完成超前小导管的施工,并注浆加固地层,固结后开挖上台阶1部土体。施工中采用弱爆破附以小型机具或人工开挖,人工沿拱弧轮廓线修整或人工开挖,每循环进尺不大于一榀钢架间距,开挖后立即初喷3cm混凝土开挖面及掌子面以封闭岩面,再进行拱部钢架安装、钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度,使整个开挖面形成闭和环。上台阶施工至适当距离后,开挖2部台阶,施工中采用弱爆破附以小型机具或人工开挖,人工沿拱弧轮廓线修整或人工开挖,接长钢架,施作洞身结构的初期支护。下台阶3分部开挖,施工中采用弱爆破附以小型机具或人工开挖,人工沿拱弧轮廓线修整或人工开挖。下半断面初支,施工工艺同上半断面,拱架接长应与开挖步骤相对应,交错进步。仰拱部分开挖,仰拱支护紧跟拱墙支护及时施做。灌筑该段内仰拱,灌筑该段内隧底填充,利用衬砌台车一次性灌筑二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。

(a)施工过程中 (b)工后

图3 施工过程中及工后岩体剪切破坏产生的塑性区分布

2.4 初期支护施工

洞口段的喷射混凝土施工采用湿喷作业,采用C25喷射纤维(微纤维)混凝土。喷射机械安装好后,先注水、通风、清除管道内杂物,同时用高压风吹扫岩面,清除岩面尘埃。喷射混凝土在终凝2小时后开始洒水养护,洒水次数以能保证混凝土具有足够的湿润状态为度;养护时间不少于7昼夜,当气温低于5℃不得喷水养护。喷射混凝土表面应密实、平整,无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象。表面不平整度允许偏差为±2cm。

钢筋网采用φ6、φ8钢筋网。隧道钢筋网预先在洞外钢构件厂加工成型。钢筋类型及网格间距按设计要求施作。安装搭接长度为1~2个网格,采用焊接。砂层地段先铺挂钢筋网,沿环向压紧后再喷混凝土。钢筋网随受喷面起伏铺设,与受喷面的间隙一般不大于3cm,与锚杆或其它固定装置连接牢固。开始喷射时,缩短喷头至受喷面的距离,钢筋保护层厚度不得小于5cm。喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时,应及时清除。

钢拱架在工厂内设置检验试拼平台,加工后在平台上进行试拼,试拼合格后方可运至现场。试拼误差周边控制在±3mm以内,平面翘曲控制在3mm以内。钢拱架架立首先要测量准确,架立后复核,钢拱架尽可能与围岩贴靠紧密(空隙小于5cm),两侧底脚使用垫块支垫牢固。每单元接头处施作锁脚锚杆,通过钢拱架与锚杆的焊接,将钢拱架锁定到墙上。锚杆(管)打设,与水平成约45°角倾斜向下,以改善受力状态。

锚杆采用中空注浆锚杆,采用风钻钻孔,孔径较锚杆大15mm,钻孔完成后采用高压风清除孔内积水和残余物,防止锚杆送入过程中被阻。成孔后,由现场施工技术人员对孔深进行检查,对孔深不能满足设计深度要求的(允许偏差±50mm),进行补钻直到满足施工规范要求。将锚杆插入锚孔,其位置尽量居中,尾部外露长度为5~15cm。注浆材料宜采用纯水泥浆或1:1水泥砂浆,水灰比宜为0.4~0.5。采用水泥砂浆时砂子粒径不应大于1.0mm。注浆时砂浆经中空锚杆体的中空内孔从连接套上的出浆口进入锚孔,锚孔内的砂浆由外向里充盈,锚孔内的空气从排气管排出,注浆完成后,应立即安装堵头。在施工中,根据地质情况现场试验调整参数。注浆时在锚杆上安装止浆垫圈封堵孔口,工作面上的裂纹用塑胶泥封堵。注浆结束后锚杆及时安装托板。若已锚地段有较大变形或锚杆失效,立即在该地段增设加强锚杆,长度不小于原锚杆长度的1.5倍。

2.5 仰拱、仰拱填充施工技术

仰拱混凝土采用C35钢筋混凝土或C30混凝土;仰拱填充混凝土采用C20。为保证施工安全,仰拱混凝土应及时施作,支护尽早闭合成环,整体受力,确保支护结构稳定。仰拱距掌子面:Ⅲ级围岩不超过90m;Ⅴ级及以上围岩不大于35m。在隧道正洞Ⅴ级围岩中,待喷锚支护全断面施作完成后,根据围岩收敛量测结果,拆除临时支护,开挖并灌注仰拱及填充混凝土。为保证施工质量,仰拱混凝土进行全幅整体浇筑,同时解决出碴、进料运输与仰拱施工干扰及仰拱混凝土在未达到要求强度之前承受荷载的问题,采用仰拱简易栈桥进行施工。

3. 结 论

随着我国基础建设高速发展,高速公路与铁路、水利隧道穿越偏压碎石土地层的施工技术需要进一步深入研究,以完善穿越偏压碎石土地层施工技术的理论与实践,指导工程施工。论文以在建的宝兰高铁小墁坪隧道出口段为背景工程,对大断面隧道下穿边坡偏压洞口段综合施工技术进行了分析,提出的洞口段施工技术在很大程度上促进了施工进度,保障了宝兰铁路的如期顺利通车。从小墁坪隧道的施工结果来看,说明整个技术方案是可行的,可直接推广应用到其他铁路,公路,水利水电工程项目中。这对我国在高风险长大隧道方面的施工产生了积极的影响,也为行业内提供了相对成熟的技术管理经验。

参考文献:

[1]. 宋战平,綦彦波,赵国祝等. 岩溶隧道施工关键技术及工程应用研究[M]. 西安:陕西科学技术出版社,2013:14-15

[2]. 王琪,史振宇,汪原原,张栋平,杨伟伟. 秦岭隧道洞口段施工技术[J]. 公路交通科技(应用技术版),2012,03:161-165.

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[6]. 刘知义. 安伊高铁BT26号隧道单护盾TBM洞口段施工技术[J]. 铁道建筑技术,2013,03:14-16.

[7]. 黄欣. 浅埋偏压小净距隧道洞口段施工异常分析及处治[J]. 公路工程,2013,04:147-152+161.

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第12篇

关键词:C/S;项目信息;管理系统

中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)13-0100-03

随着现代科学技术的迅猛发展,计算机技术已渗透到各个领域,成为各行业必不可少的工具,特别是Internet技术的推广和信息高速公路的建立,使IT产业在市场竞争中越发显示出其独特的优势,步入数字化时代,有着巨大的数据信息等待加工及处理,这就要求找到一种高效的处理方式和管理方法[1]。在现在企业中,信息存放比较分散,在信息的采集、整理和更新时会产生许多重复的工作,造成人工浪费,其保存和查找也是一个相当困难的过程。为此,针对当前企业项目管理特点和技术人员的实际水平,采用Windows基于图形界面这一易学易用的操作系统环境,对项目信息管理系统进行了开发和设计[2]。本系统不仅提高了工作效率,而且使企业领导对本企业所有项目及员工的现状有一个比较全面和准确的认识,同时,可根据员工的工作状态分配一些其他工作,使得资源得到充分的利用,且大大地降低了工作量。

1 C/S结构

在网络连接模式中,除对等网外,还有另一种形式的网络,即客户机/服务器网,Client/Server(C/S)。在客户机/服务器网络中,服务器是网络的核心,而客户机是网络的基础,客户机依靠服务器获得所需要的网络资源,而服务器为客户机提供网络必须的资源[3]。

这里客户和服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程(软件)。使用计算机的人是计算机的“用户”(user)而不是“客户”(client)。但在许多国外文献中,也经常把运行客户程序的机器称为client(这种情况下也可把client译为“客户机”),把运行服务器程序的机器称为server。所以有时要根据上下文判断client与server是指软件还是硬件。

它是软件系统体系结构,通过它可以充分利用两端硬件环境的优势,将任务合理分配到 Client端和Server端来实现,降低了系统的通讯开销。目前大多数应用软件系统都是Client/Server形式的两层结构,由于现在的软件应用系统正在向分布式的Web应用发展,Web和Client/Server 应用都可以进行同样的业务处理,应用不同的模块共享逻辑组件,因此,内部的和外部的用户都可以访问新的和现有的应用系统,通过现有应用系统中的逻辑可以扩展出新的应用系统[4]。C/S模式的结构如下图1所示。

2 需求分析

需求分析是软件定义时期的最后一个阶段,它的基本任务是准确的回答“系统必须做什么?”这个问题。

需求分析的任务还不是确定系统怎么样完成它的工作,而仅仅是确定系统必须完成哪些工作,也就是对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求[5-6]。为了能够完成项目监控和管理的功能,经过需求分析,本系统必须具备如下功能:

1) 员工、负责人修改密码;

2) 添加、删除员工;

4) 任务分配。

3系统设计

3.1系统总体设计

本系统通过对软件项目开发的各个环节进行设置,包括对员工信息的查询、添加、删除功能;项目的新建、编辑功能;负责人与员工、员工与员工之间交互操作的功能等。系统总体功能模块图如下图2所示。

3.2主要功能模块实现

3.2.1登录模块

运行程序时,启动登录界面,用户需要输入用户名以及密码,然后点击“登陆”按钮。当用户点击“登录”按钮时,判断是否输入了用户名和密码,若用户名或密码为空则提示“请输入用户名和密码”;若输入的用户名或密码与数据库中的记录不一致,则“提示用户名或密码输入有误”。若输入用户名和密码正确,当输入的用户名为负责人姓名时,则进入负责人主界面,当输入的用户名为员工姓名时,则进入员工主界面。该界面主要是的对数据库表的查询操作,将输入的信息与数据库中的记录相匹配,若成功则进入系统主界面。如图3所示为登录模块的实现流程图。

3.2.2新建项目模块

主要功能及实现:实现项目的添加功能,并将项目信息添加到数据库中。输入项目基本信息中的各项,点击选择按钮将datagridview中显示的数据库中的员工姓名添加到相应的textBox中,点击确认按钮将设置了员工信息的项目信息界面添加到主界面的panel中,并将项目信息添加到数据库中,点击重置按钮,清空所有信息。点击退出按钮,则关闭新建项目界面。该界面中获取主窗体上的panel缓存在窗体的tag属性里,获取project_info界面上的groupBox,将groupBox中的组件赋值,将groupBox添加到panel中。新建项目界面如下图4所示。

3.2.3任务操作模块

主要功能及实现:实现对员工进行任务分配的功能,窗体加载时从数据库中将数据绑定到datagridview中,该过程用到binding()函数,从datagridview中选择员工,点击添加按钮,添加到listview中,输入工作名称及备注,点击分配按钮,提示分配成功,并在flowLayoutPanel1组件中动态生成一个button组件,记录工作的信息,点击这个button,将信息显示到label中。动态生成button组件时用到组件的委托事件。任务操作界面如下图5所示。

3.2.4项目信息模块

主要功能及实现:显示参与项目的人员,点击显示员工的按钮,弹出简介界面,点击编辑项目,弹出编辑界面,点击删除项目则将项目从数据库中删除。项目信息界面如下图6所示。

3.3 数据库设计

本系统使用的数据库软件为Sql Server2005。该数据库中一共包含5张表,即项目信息表ProjectInfo、项目状态表ProjectOprLog、员工信息表StuffInfo、员工状态表StuffOprStatusLog、用户信息表userInfo。以项目信息表ProjectInfo、项目状态表ProjectOprLog为例具体说明其字段的设计。

(1)项目信息表ProjectInfo:用来保存项目基本信息等。其部分字段设计如下表1所示。

(2)项目状态表ProjectOprLog:用来保存项目交互操作信息。其部分字段设计如下表2所示。

4 结束语

项目管理信息系统从实践的角度出发,进行了需求分析,总体设计,详细设计,编码,测试,比较完整的实现了员工信息的查询、添加、删除功能,项目的新建、编辑功能,负责人与员工、员工与员工之间交互操作等功能,具有一定的实用价值,但其还有不足的地方,需要进一步的完善。

参考文献:

[1] 王德相.基于软件工程方法的信息工程监理的研究与应用[D].福建:厦门大学,2014.

[2] 曾显峰,梁俊杰,何花燕.基于B/S的高校毕业论文管理系统设计与实现[J].电脑与知识,2015,4(11):1-3.

[3] 胡怡之.基于C/S模式的工程信息管理系统的设计实现[J].铁道工程学报,2012(9):93-97.

[4] 冉林.基于C/S模式的学生信息管理系统的设计与实现[D].成都:电子科技大学,2007.