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摘要:发展轨道交通是缓解交通堵塞、低碳环保的重要措施,地铁工程是我国交通建设的重要组成部分,地铁的优点在于减少了地面出行压力,节约了出行时间,缩短了地区之间的距离,拓宽了城市发展空间,促进了城市建设和经济发展,因此是城市轨道建设的重要工程之一,其中地铁机电设备的维护维修以“预防为主,防治结合”来保障地铁的安全运行,对于机电系统的安全建设十分重要,其中包括自动门、车辆空调、给排水系统、电源控制系统、通风设备等等,及时维护维修有利于将问题早早扼杀在摇篮里,有利于维持设备的使用寿命,实现运行效率最大化。随着地铁的高速发展,维护维修等对地铁机电设备的运行十分必要,其与经济发展之间有着密切的联系,文章通过对地铁机电设备的维护维修等问题进行探讨,同时提出相应的安全保障措施,并分析其经济性。关键词:地铁机电设备;维修;经济性
1地铁机电设备的问题及措施
1.1空调的运行分析对于通风空调,主要是各类风机的轴承和电机的维护维修,其中采用耐高温的轴承可以免维修,其使用寿命超过1.5年,其他配件的使用寿命可以达到20年以上。由于环境和质量等原因,一般来说,电机和轴承的故障较多。电机无法维修,只能采用更换的方式,对于其他配件,基于故障率较低的原因,只需要进行定期检查保养即可。由于空调供水系统在炎热夏季需24小时运行,长时间地使用情况下,其中冷水机组的过滤器的使用寿命在3~5年。由于长时间运行,机械密封的故障较多,更换周期为1.37年。在长时间运行过程中,中央空调的循环水系统的管道容易出现污垢结块、菌藻粘连于管道、金属腐蚀等问题,不利于管道的疏通和防化学等,大大降低了工作效率,对系统的正常运行造成影响。因此,对水处理需要进行专业的污垢清除、去除菌藻类植物、抑制水中的腐蚀等操作,从而保证系统的有效运行。
1.2给排水系统的运行分析给排水系统的潜水泵长期处于水中,很容易发生锈蚀、磨损等问题,导致设备老化,降低了绝缘电阻的阻值,出现漏水的现象,不仅会影响设备和地铁的正常安全运行,同时容易发生漏电等安全隐患。室内消火栓消防水带的长时间闲置或运行会造成消防水带老化的现象,定期对设备部件进行检查修护是不可忽视的,否则发生意外将造成不堪设想的后果,对于室内消火栓等消防设备和部件,确保其使用可靠性十分重要,应该定期进行检查维修,及时更换消防水带。同样的,如果管道波纹补偿器长时间的使用,其使用寿命将会逐渐减少,如果该设备发生破裂,容易导致管道漏水漏电,影响地铁的客运服务。因此,波纹补偿器也需要定期检查和维修。对于波纹补偿器来说,仅采用故障维修的方法是不足以保障其安全性的,应每5年进行一次补偿器检查,根据工程师的专项排查情况,波纹补偿器如局部变形或零件出现问题,需进行及时维修或更换。
1.3供电系统的运行分析低压供电系统的设备稳定运行是地铁良好运营的前提,如配电箱柜和电缆等,电缆的良好运行有利于重要负荷的稳定运行,环控设备和动力照明系统是电缆运行的重要负荷等。故障维修虽然可以保证设备的正常运行,但在安全供电方面需求大于供给,不能满足需要,应定期对主要电缆进行电阻绝缘测试,其中包括环控电控柜母线、EPS、动力配电箱母线电缆等,如果出现问题可以得到及时检查更换。由于轨行区、电缆井、电缆桥架、管线等设备长期所处环境较为潮湿,金属部件会产生锈蚀,因此,光缆等易锈蚀设备应每年进行检修,根据其腐蚀程度进行防腐、整体更换或送外维修。1.4电梯的运行分析电梯和扶梯的长期使用,可能会出现磨损的现象,常常会忽略部件的质保期,使用5年左右就应该维修,否则容易发生故障造成危险。为确保可靠性,电梯的部件需要进行周期性检查,对损坏备件及时进行更换。长期使用电扶梯的梯级链、主驱动链、扶手带驱动链等,链条会松散和变形,延展变形超过3%时需及时更换,磨损的卸载导轨会使梯级轮承受的压力增大,会影响扶梯的使用,严重时梯级轮将不能使用。电梯钢丝绳的质保期不超过5年,当钢丝绳达到使用寿命时,需要及时进行更换。
2解决措施
2.1对配件的分级管理随着地铁运营时间的加深,系统设备的维护维修次数逐渐增加,机电设备的老化问题逐渐严重。因此,对于系统设备的零件要逐一细化,了解并分类,将备用零件放置在固定的位置以便不时之需,由此来保证机电设备的运行安全,保障更全面的运营服务,明确细化维护维修成本。机电设备安全检查维修后,对维修部件做出详细的数据统计,有利于了解设备的维修后状态,通过数据的统计积累丰富的设备维修经验,并运用于实践。因此,机电设备的维修对于维修工程师的能力也有所要求,通过不断积累经验,分级管理系统部件,使库存保持一个平衡的状态,减少库存缺失、超储、乱领备件等现象,明确管理人员责任范围。
2.2建立切实可行的维护维修标准对于不同的路段,要根据实际问题做出相应的分析,进行分类并制订相应的维护维修标准,对此做出有效的管理,对路段维护内容的制定规定要全面具体,保证每个问题都有详细的解决办法,有利于维修工作进行和改进,使各系统的维护维修工作出现故障时有章可循。因此,在进行维护维修之前应预估可发生的故障问题,提前做好准备,结合建立的维修标准进行维修,根据线路的实际情况做出故障分析,有利于分析问题更加全面,及时消除故障。因此,维护维修数据统计的类别建立有利于今后的查找和检查,通过实践不断进行总结经验,通过查看维修记录,工程师之间可以对故障排除的方法进行交流经验,能够有效提高工程师对故障判断能力和维修技术水平。
2.3维护人员的管理维护人员是城市地铁机电系统维护维修管理的重要人员,如果城市地铁机电设备出现故障没有得到及时修复,会造成严重的经济损失,如果设备故障严重,可能会造成严重后果,其后果不堪设想。因此,维护队伍具有不畏艰苦、爱岗敬业、转移技术过硬的素养是十分重要的。招收维护人员时应针对技术方面提出相关要求,纳入技术精良的工程师,同时也要注重对其自身素质的培养。专业性强的技术人员有利于间接提高地铁机电设备的利用率。
3维护维修的经济性
(1)维护维修过程中,对方案设计进行不断优化,有利于机电设备的维护维修费用与调试费的记账表一目了然,避免漏算和重复计算机电设备的维护维修费用,使维护维修的经济费用更加准确清晰,减少错误报账的发生率,降低维护维修费用,提高概预算编制质量,控制资金投入。(2)维护维修进行过程中,有效沟通是必不可少的,工程师通过对存在的故障进行交流解决问题,根据故障实际情况灵活给出解决方案。(3)强化机电设备养护技术。随着地铁机电设备使用寿命的增加,机电设备的故障率也会增加。这主要是因为机电设备存在严重的磨损、老化等问题。要严格做好机电设备的日常维护工作,这样才能在保证机电设备正常运行的同时延长机电设备的使用寿命。首先要提高管理人员的设备维修技术,充分发挥各种现代技术手段在设备维修中的作用,促进机电设备维修水平的提高。同时完善机电设备的维修制度,安排专人对专用设备进行维修,定期或不定期检查设备维修的实际情况,确保设备维修的整体质量。此外,需要加强对地铁机电设备维修技术的研究,制定符合自身实际需要的维修技术,及时处理机电设备运行中存在的安全隐患,促进地铁机电设备高效运行。如果机电设备一直处于异常运行状态,则需要安排专业维修人员对其进行大修,采取有针对性的解决方案,有效降低地铁机电设备带来的影响。(4)维护维修结束阶段,对已做出修整的系统进行竣工验收、验工。按照规定的程序,先做出费用估计,之后验工,防止虚假收费。由上述分析结论可知,优化维护维修方案可降低经济费用,提升机电设备的维修效率和工程师的工作效率,降低维护维修费用以及安装的成本,能够有效降低整体机电设备的安全保障费用,实现地铁的经济效益提升。维修力量(用Mp代表):维修力量充足时取1;完全不具备维修力量时取0,而介于这两种极限状况之间取(0,1),即维修力量的取值范围为[0,1],其中维修力量越趋近于1,说明维修力量越充足,越趋近于零,维修力量越不充足,如果维修力量不足,则不能在预计的时间范围内完成故障的维护修理工作,会延长修理时间,出现工作拖沓的现象,此现象不利于维修的经济性。维修窗口(用Mw代表,即维修设备处于地铁运营的空闲时间):地铁运营工作处于休闲状态时,达到最大维修窗口时取1,地铁繁忙运营时,即不存在维修窗口时取0,那么维修窗口的取值范围也是[0,1],如果在设备停止工作时安排维护修理工作,使其不影响正常生产,有利于减少维修期间地铁的经济损失,加强维修的经济性。资金备件(用Mm代表):资金充裕、总成备件充足时取1;无资金或无总成备件时取0,资金备件的值越高,经济性越高。
4优化地铁机电安装方案
首先,制定实施方案和切实可行的实施时间表。在制定实施方案时,要注意促进各环节的有效衔接,协调工作,协调各小组形成一个完善的联合体,并按照实施方案配置人力、财力、工程材料和机械实施设备。为了对实施进度进行管理,必须结合实施技术、实施人员、时间、空间、实施环境、物质资源等因素制定实施计划,从而加强对实施过程的控制。第二,要制定完善的施工组织方案。在具体的准备过程中,需要制定具体的实施方案,解决管道穿越问题,合理安排管道结构,考虑到次级项目——电子地铁安装项目——的实施条件,遵循避免薄弱环节、节约成本的方针,充分优化施工方法,加强工作安排,按计划施工,监控施工进度,并为各次作业选择不同的施工技术。5结语随着我国城市交通建设的快速发展,地铁是我国当今大型城市交通发展的重点,由于地铁的建设逐渐应用于各一二线城市,逐步扩大地铁建设范围有利于缓解城市交通的压力,降低交通堵塞的风险,提高城市GDP,使城市得到良好的发展,因此,地铁在城市交通建设发展中有着举足轻重的作用。地铁建设的同时,相关的机电设备设施安装需求量也逐渐增大,机电设备运行的可靠性与地铁的正常运行息息相关。而地铁运营中机电设备出现故障是不可避免的。由于地铁维修建设项目的工程范围较大,成本相对较高,基于机电设备的维护维修在地铁建设中的重要性,地铁机电设备维修的经济性分析与研究也成为当今热点问题。对相关故障问题系统化、模式化,通过交流分析得出最佳解决方案,有利于降低地铁建设的成本,实现地铁建设的经济效益。因此,不断加强对地铁机电设备的维护和保养是减少损失的有效方法,提高设备的深度维修质量和标准能够延长设备使用寿命,降低设备故障率,保障人民群众的生命财产安全。所以控制机电设备的维护维修成本有利于提高地铁建设的经济性,能够有效推动我国地铁工程建设事业,促使地铁建设更快地发展。
作者:李显林 单位:中国水利水电第七工程局有限公司
地铁机电工程论文2
点,逐步厘清招投标风险,并借鉴过往经验,立足地铁工程特点,采取有效举措,制定行之有效的投标风险应对策略,确保地铁工程项目高质量开展,为后续项目管理等活动的有序推进奠定坚实的基础。
一、地铁工程项目特点概述
2021年,国内34座城市进行了地铁项目规划施工,新增线路长度达480km。系统分析地铁工程项目的施工特点,有助于项目业主单位与施工企业精准认知招投,廓清招投标的整体要求,对不同阶段招投标风险分析以及处理奠定坚实的基础。
(一)地铁工程项目特点与其他公共交通方式相比,地铁工程项目建设规模较大,涉及专业较多,使得整个项目投资规模较高。具体来看,常规性地铁车站项目造价在5亿到6亿人民币,长度为10km的地铁项目,车站数量往往可以达到15~20个,项目每千米平均造价可达7亿人民币。整个地铁项目投资规模大,收益速度慢,使得部分地区在项目规划与建设过程中,往往采取审慎的态度,合理调整经费投入,在保证施工质量与施工效率的前提下,降低项目成本,减少地方财政压力。为保证地铁的社会价值与经济价值得以充分发挥,应严格论证施工技术方案,以技术为牵引,增强地铁项目的运输能力。
(二)地铁工程招投标内容为持续发挥市场在资源调配中的关键作用,在国家相关部门的主导下,形成了相对完善的招投标工作机制,从而推动了经济模式的有效转换,提升了技术要素与施工要素的匹配程度。经过多年实践探索,我国形成了完备的工程项目招投标模式,依托招投标可以发挥市场定价能力,实现双向互选。例如,招投标模式下突出了竞争要素的主导作用,施工单位为获取地铁项目建设权,组织人员全面梳理地铁工程招标文件要求,并结合自身特点,制定投标方案,细化技术与价格投入要素,便于业主单位进行横向对比,以实现地铁项目施工方案最优化选择,确保施工方案满足投资要求,保证投资收益。同时,招投标可以降低项目的整体交易成本,在招标、投标、开标、评标、定标等标准化流程下,地铁项目施工权的确定更为科学,切实提升了整个项目施工权限确定的公平性与公正性,形成群体决策评估体系,实现源头化管理,对地铁工程项目的成本控制、工程管理大有裨益。
二、地铁工程招投标风险分析
地铁工程招投标风险涉及多个环节,对不同环节潜在风险的论证,实现了招投标风险处置的针对性,消除了过往招投标风险处置工作中存在的盲目性等问题,对招投标风险处置制定与执行提供了方向性引导。
(一)地铁工程招投标风险构成结合过往经验,地铁工程招投标风险涉及前期策划、资格预审、项目开标、评标定标等不同环节,通过对不同阶段招投标风险的准确评估与全面掌握,可提升招投标工作的有效性。具体来看,地铁工程项目招投标前期策划阶段,应提升招投标的科学性及针对性。业主单位应结合地铁工程的实际情况,分析项目工程性质、工程特点等要素,形成特定的施工需求,确保质量要求、成本要求、技术要求符合预期,为后续施工活动稳步推进奠定坚实的基础。地铁工程招投标工作开展前,应完善前置流程,实现投标资格预审,在投标工作开展前,业主单位应组织人员对参加竞标的施工企业的相关资质开展全面分析,做好资质审查工作。部分地铁工程项目业主单位,在招标环节,没有严格按照工作要求,开展资格预审工作,对参与投标施工企业也没有进行资格分析,无形中增加了投标企业的信誉风险,无法保证投标施工企业顺利完成施工任务。从最终的情况来看,前置环节缺失,增加了潜在的风险隐患,对于后续招投标工作有序开展产生了负面影响。近年来,政府部门出台相关政策法规,形成发布招标公告、组织投标单位现场勘察、投标单位质疑、招投标文件补遗、提交投标函、开标环节等流程规范,在101很大程度上规避了过程风险,减少了开标漏洞,确保了开标的科学性与有效性。但是,整个招投标环节仍然存在较高的道德风险与程序操作风险。例如,地铁项目的招标方,在招标公告的制定与发布环节,没有严格按照系列操作要求进行程序优化,使得信息发布不全面,招标数据披露不科学。这种程序性风险,不仅使得地铁工程项目招投标方案无法达成预期目标,还影响了整个项目的质量管理与周期管理水平,对项目施工的有序开展产生了消极影响。针对施工单位提供的各类投标文件,业主单位需要组织人员进行评标,实现投标方案最优化。例如,现阶段,业主单位主要采取综合评标法,形成完备的评标与定标体系。从实际情况来看,这种评标定标方式较为科学,例如,业主单位结合项目实际,设定评标分值项,确定相应比例。在评标过程中,综合投标施工企业的管理能力、技术水平、信誉等级等要素,完成定标工作。这种评标与定标工作,存在较大随机性,地铁项目业主单位缺乏量化分析能力,没有对评标、定标分值、比例等开展合理设置,使得评标与定标体系不健全,影响了后续招投标工作的成效。
(二)地铁工程招投标风险处置现状针对地铁工程项目潜在的问题,项目业主单位及竞标施工企业,应从自身角度出发,采取合理的举措加以处置、应对,旨在弥补现阶段地铁工程项目招投标的程序漏洞,强化自身风险的处置能力。但是从实际情况来看,部分业主单位与施工企业存在认知缺陷,没有从整体角度出发,明确地铁工程项目招投标不同环节潜在的风险。这种认知缺失,无疑使得相关参与主体难以立足于地铁工程项目招投标要求。制定切实可行的招投标工作方案,可确保相关招投标工作的有序开展。但是,业主单位在项目招标信息披露方面存在欠缺,没能利用相关手段,发布地铁工程项目的地质数据、质量、投入规模项目周期等要求。没有标准化处理特殊施工参数,信息披露不全面、不完整,使得施工企业在投标方案制定及项目综合评估过程中,没有形成有针对性的投标方案,没有制定相应的施工参数,细化技术要求,使得企业在评标、定标过程中,丧失了竞争优势,降低了中标机率。
此外,业主单位还存在招投标技巧不强、方法手段单一的问题。作为获得项目施工权、构建合作关系的重要手段,业主单位应与施工单位通过双向选择,确定项目合作关系,实现业主单位与施工企业的双赢。就掌握的情况来看,部分招投标主体缺乏风险意识,忽视了招投标技巧的重要性,沿用传统的招投标方式方法的情况长期存在,无疑影响了地铁招投标的工作质效。施工企业在整个招投标过程中,应当突出自身优势,借助技术要素、管理要素,制定完备的竞标体系,以持续增加自身的中标机率,获得项目施工权,避免盲目压低价格,影响自身收益。少数施工企业在投标策略制定环节,过度强调价格优势,压低项目整体成本报价,旨在通过这种竞标方式,获得地铁工程项目施工权。但是,这种竞标策略的可操作性较低。随着材料成本、人工成本不断增加,过度压低价格,虽然可以增大中标机率,但也降低了施工企业对项目成本的管控能力。一旦出现施工成本大幅度上涨的情况,施工企业的整体收益水平将会大大下降,压缩盈利规模,造成资金风险。为应对这种局面,施工企业在投标环节,需要持续丰富竞标手段,完善竞标策略,在突出竞标价格优势的同时,对技术要素、管理要素也应做出调整。通过制定多元化地铁工程项目竞标策略,地铁工程施工企业可以形成最优化投标方案。
在增加中标机率的同时,将项目整体收益控制在合理范围内,可实现施工企业健康、平稳发展,在激烈竞争中获得主动权。投标方案编制不够科学。投标方案的科学编制,能够最大程度地增强施工企业的投标管理水平,推动资源的有效配置,确保投标方案与施工企业的发展水平相适应。现阶段,部分施工企业在投标编制工作中存在不规范、不合理的情况,编制方法存在问题,使得整个投标方案失真,影响了投标管理的最终成效。具体来看,由于施工企业部门较多,在投标编制环节,主要采取逐级汇总和上下结合的编制方式,这种投标编制方式缺乏自我识别能力,投标编制人员往往难以从总体上把握投标规模、分配方式,从而引发资金浪费。例如,投标编制人员在投标方案编制过程中,没有进入相关部门开展实地考察,并根据部门工作内容及考察结果制定投标方案,导致投标方案较为滞后。同时,投标编制过程中,存在方法单一的情况,工作开展缺乏创新性,没有将信息技术、计算机技术与投标编制工作结合起来,使得整个投标编制工作进展缓慢,精准度不高,无法满足资源配置要求。投标管理在施工企业中的实现,可以大幅提升投标编制成效,丰富编制路径,创新编制方法。投标管理强调投标编制个性化,实际投标评估过程中,相关人员可利用计算机技术等现代化手段,全面分析过往相关部门的投标支出、资金节约等相关数据,结合近期部门的工作任务,实现投标管理的有效性与合理性。
三、新形势下地铁工程项目招投标风险应对策略
新形势下,针对地铁工程项目招投标的潜在风险,应坚持问题导向、结果导向的工作原则,着眼于地铁工程项目特点,综合分析招投标不同环节的风险隐患,在科学性原则与实用性原则的框架下,采取有效举措,做好招投标风险的处置工作。
(一)快速转换工作思路地铁项目企业在推动招投标管理过程中,为确保招投标管理成效,切实发挥管理优势,在整个招投标管理工作推进环节,需要率先做好思路调整,划定整体框架,明确招投标管理的整体定位,并以此为契机,推动招投标管理在地铁项目企业中的科学实践。在这一思路的指导下,地铁项目企业需要着眼于统筹兼顾招投标管理的相关要求,将其融入招投标管理体系中,稳步推动招投标管理的规范化、标准化以及个性化,确保招投标管理贴合地铁项目企业的运行要求,实现资金使用最优化。具体来看,地铁项目企业可以充分借鉴过往的有益经验,梳理现阶段招投标管理工作中的潜在不足,坚持问题导向,全面掌握地铁项目企业招投标管理工作的漏洞,明确招投标管理盲区,为招投标管理结构优化及方法升级提供方向性引导。例如,地铁项目企业决策者可以组织人员认真评估自身在招投标管理体系建设、管理方法应用等方面暴露出的问题,掌握人员搭配等层面存在的盲区,以此为契机,设定提升地铁项目企业招投标管理的主要方向,推动招投标管理的工作顺利开展,为基建活动的顺利进行提供资金支持,强化资金配置能力。
(二)优化招投标管理流程地铁项目企业招投标管理过程中,为确保管理成效,应持续拓展招投标管理范围,切实增强管理工作的全面性。在较长的一段时间内,地铁项目企业招投标管理范围狭窄,往往局限于经营性资金管理等层面,这种情况如果没有得到妥善处理,势必影响招投标管理成效,造成管理流程缺失。如图1为招投标流程。基于这种认知,地铁项目企业可以拓展招投标管理范畴,将电力资源生产、基础设施建设、项目投资等环节纳入资金招投标管理体系中,确保地铁项目企业的各个部门、各项任务可以获得充足的资金支持,实现招投标资金集约化管理。
(三)丰富招投标编制路径地铁项目企业基建阶段在推进招投标管理环节,管理人员应认真做好招投标方案编制等工作,并以此为切入点,为后续招投标执行奠定坚实的基础。管理人员可以从多个角度入手,强化招投标编制的精准性与有效性,实现资金分配的最优化。具体来看,招投标编制人员需要加强信息共享,定期与相关部门及有关工作人员联动,交流招投标的相关信息,以确保招投标方案满足地铁项目企业发展要求,使招投标方案覆盖生产经营、技术研发、项目管理等各个领域,实现资金分配最优化,确保招投标编制契合地铁项目企业的发展要求。四、结束语地铁工程招投标风险处置,对整个工程项目管理体系的搭建、良好秩序的形成有着极为深远影响,是确保项目施工平稳、有序推进的基础与前提。本文从多个角度出发,综合评估地铁工程项目特点,注重招投标策划、开标等不同环节存在的风险,力求在科学性原则与实用性原则的框架下,搭建完备的招投标风险处置机制,完善招投标流程,健全工作体系,逐步形成地铁工程项目全生命周期管控模式。
作者:李林镅 单位:中国铁建电气化局集团北京城市轨道工程公司
地铁机电工程论文3
1引言
在应用盾构法施工时,需根据现场工程条件做合理的技术优化,把控好盾构法应用全流程中的各项细节,加强安全管控和质量管控,以便施工的顺利进行。为此,必须加强对盾构法的分析,明确技术要点,做到有效施工。
2工程概况
某地铁区间隧道起讫里程DK25+572.583~DK26+235.076,全长662.493m,采用盾构
法施工,适配土压平衡盾构机。根据施工安全、质量、效率等方面的要求,规划盾构机运行路线,从南端头左线始发,推进至北端头后开始调头,进入右线;而后,到达南端头后转至北端头。3进出洞地层的加固处理竖井挡土墙拆除后,端头土体的作用荷载和应力较之前期产生变化,考虑到安全和稳定性要求,需要对出洞及进洞地层的土体做加固处理,以期达到如下效果:避免临时墙拆除过程中产生过强的振动作用;避免开挖面压力不合理而诱发坍塌现象;维持地表的稳定性,避免该处发生沉降。
3.1加固方法的选择地层加固的可选方法很多,包含高压旋喷注浆法、砂浆回填法、化学注浆法等。具体至本工程,区间进出洞均有连续墙,拆除此部分耗费的时间较长,为维持地层的稳定性并确保该部分与挡土墙稳定黏结,较为适宜的是高压旋喷注浆法或深层搅拌法。为确保区间各进出洞端头均得到有效的加固处理,以深层搅拌法为主,在此前提下,辅以旋喷加固的作业方法,保证深层搅拌桩与连续墙间隙的严密性。通过多项措施的应用,使加固土体的强度超过2MPa[1]。
3.2深层搅拌桩施工细节深层搅拌桩施工时,需注重以下几点:1)准确测量放样与施工,要求搅拌轴垂直度偏差不超过1.0%,桩位对中误差不超过2cm。2)按照0.45~0.55的水灰比拌制水泥浆,单次拌和时间至少达到3min,确保浆液有足够的均匀性。3)钻进至隧道底以下3m的位置,钻进到位后开启灰浆泵,在喷浆的过程中同时搅拌、提升。4)为使水泥浆与现场土体均匀混合,按照自下而上的顺序依次搅拌。4盾构区间南端头始发
4.1始发台的安装钢结构始发台,结构稳定可靠,可承受盾构机的重力和推进的摩擦力。在始发台两侧按1.5m的间距依次布设工字钢,作为横向支撑装置,确保始发台始终维持稳定。于始发基座轨道涂抹黄油,采取此项措施的目的在于提升盾构推进的顺畅程度,以免因摩擦阻力过大而无法正常推进。
4.2反力架的安装反力架用于提供盾构推进所需的反力,为维持稳定,采用钢结构。安装时,先清理底板上附着的杂物,再准确安装到位。安装后,检测反力架的姿态和稳定程度,需无误。反力架的高程偏差需在±5mm以内,左右、上下的偏差均要在±10mm以内。盾构姿态与设计轴线的水平趋势偏差、竖直趋势偏差分别控制在±3‰、2‰以内[2]。
4.3负环管片的安装负环钢管片起着连接负环管片与反力架的作用,同时此连接构件还可满足反力架姿态的微调要求。安装时,分片依次组装钢管片,将下半部钢环吊运下井,再根据该部分的位置吊装上半部钢环并予以调节,使两部分精准对接;此后,适配适量螺栓以便将管片稳定连接至反力架,负环管片与钢管片也用螺栓连接。
4.4辅助装置的安装1)防扭装置。刀盘切削土体时伴有较强的扭矩,由于此部分力的作用,盾构机壳体可能在始发台发生偏转。为避免该问题,以焊接的方法在盾构壳体处稳定设置防扭装置,具体如图1所示。随着工程建设进程的推进,待该装置临近洞门密封时,不具备利用的价值,可予以割除。2)负环管片支撑。在始发台基础上设置三角支撑、配套螺栓,以便与始发台稳定连接,用工字钢连接每侧的三角支撑,使其更加可靠地支撑负环管片。经过各主要构件的安装后,局部可能存在间隙,例如,工字钢及始发台与负环管片间,针对此问题,可在该处垫入合适规格的木楔。此外,向负环管片间增设槽钢,维持管片的稳定性,避免其出现位移。
4.5盾构机姿态复核盾构机刀盘到达始发里程时,及时检测盾构机的姿态并根据实测结果做相应的调整,直至各项实测指标与设计值的误差均在许可范围内为止。例如,设备平面位置误差<±10mm,中心轴线的坡度误差<2‰,高程误差<±5mm。
4.6洞门混凝土凿除施作厚度为600mm的地下连续墙,作为车站的围护结构。车站端头土体用搅拌桩做加固处理,及时加强对加固区土体的防护,避免由于暴露时间过长而出现失稳现象。为保证施工安全,刀盘进入预留洞门前应凿除少量的围护结构。具体而言,先凿除500mm厚度,割除外层的钢筋;随着工程施工进程的推进,待最后一层钢筋被割除后,方可将剩余的围护结构凿除干净。对于凿除后产生的杂物,需及时清理。第二次凿除前,先准备适量优质的喷浆料和喷浆机,以便及时喷浆封闭掌子面[3]。
4.7洞门密封装置的安装在盾构始发时,将洞门密封装置设置到位,避免浆液经由缝隙处流出。洞门密封采用帘布橡胶材料,要求其在硬度、整体性等方面均达到要求。提前加工帘布橡胶的螺栓孔,依次将帘布橡胶板、圆环板、扇形压板、防翻板安装到位,检查各装置的安装位置和稳定程度,均要无误。在外围刀盘和帘布橡胶板外侧涂抹润滑油,此举有利于盾构机刀盘的顺畅运行,防止刀盘刮破帘布橡胶板。盾尾通过后,随即安排壁后注浆,通过浆液的注入增强稳固性;对开挖面加压,盾构机掘进,逐步进入土压平衡模式。
4.8始发掘进的控制要点1)盾构机的姿态控制。受车站结构尺寸的限制,盾构机难以正常始发,由于控制不当而发生盾构姿态偏差问题。为此,通过如下措施的落实实现对盾构机姿态的有效控制:(1)盾构机主机与设备桥连接,于出碴井后面布置拖车;(2)在设备桥上配套临时皮带输送机,通过此装置的应用来满足临时出碴作业要求;(3)管片和碴土均经由出碴井起吊,吊装时严格控制吊装姿态,避免发生磕碰;(4)盾构机掘进53环后,将负环管片和反力架拆除;(5)经前述拆除作业后,进一步拆除设备桥临时支架和临时皮带输送机;(6)向设备桥连接第一节配套拖车,再按照顺序依次将剩余的几节拖车均连接至一体;(7)取出延长管线,黏结输送皮带,再次将管线连接成型,经此处理后盾构机的掘进姿态将得到有效的控制。2)掘进参数的控制。从本工程现场施工条件来看,始发段的地下水位高、地质条件差、覆土较薄,因此宜采取慢速掘进的方法,速度控制在10mm/min以内。若出碴口有喷涌的情况,将碴门开启150~200mm;不存在喷碴情况时可适当增加,以300~350mm为宜。若现场土质较硬,不利于刀盘的正常掘进,为此采取如下应对方法:(1)正反转启动刀盘;(3)在原泡沫剂使用量的基础上适当增加;(2)经由膨润土通道注水,通过水的应用推动碴土流动。盾构机由加固区进入软弱地层时可能由于地质条件的差异而导致盾构低头,为此需调整好盾构上下推进油缸的压力差,维持盾构姿态的合理性。3)背衬注浆控制。在始发前15环施工过程中,可用早强型浆液进行背衬注浆。始发前3环施工时,每环掘进时间达到7~8h,但与之相矛盾的是,施工采用的早强型浆液初凝时间不大于4h,因此,浆液可能会在储浆罐内发生凝结,为有效避免此问题,在尚未达到正常出碴状态时单次拌和量以1m3为宜。
5盾构区间北端头到达的施工要点
5.1准备工作及洞门混凝土凿除为保证盾构机顺利到达,先将各项准备工作落实到位,包含机械设备的配套、现场场地的平整、钢负环及反力架的安装等。在车站北端头井内先铺黄砂、再铺30mm厚的钢板,通过此类措施的落实,可在一定程度上减小盾构平移的摩擦阻力,更加顺畅地实现盾构平移作业。除了做好准备工作外,还需凿除左线和右线的洞门混凝土。
5.2掘进控制措施1)掘进需穿越加固区时,刀盘和螺旋输送机的扭矩均较大,不利于刀盘的正常运转,为此加强对各项关键参数的控制,例如,推进速度15mm/min以内,刀盘转速0.75~0.8r/min。2)刀盘破土时,原本的土压平衡模式不复存在,取而代之的是非土压平衡模式,此时现场作业条件更为特殊,必须由专员加强对洞口的观察,视实际情况采取针对性的控制措施。破土时,推进速度放慢至8~12mm/min,此外,适度降低刀盘转速和推进油缸压力。3)盾构机接收指的是刀盘破土至到达接收架的阶段,由推进系统负责推进作业,此阶段速度稳定在60~80mm/min。
6盾构机调头及始发作业要点
1)拆除设备桥与主机的连接管线,解除两者的连接关系;将设备桥临时支架配套到位,焊接主机与接收台;准备顶升油缸支座,焊接至盾壳处;拆除固定支撑;顶升主机,安装滚珠,适度降低接收台的高度;安装手拉葫芦拉点,主机做多次平移和旋转操作,顺利进入右线,在此前提下适当向前移动主机,准确到位。2)站台内铺轨,设备桥接收、进站;做旋转和平移操作后,使设备进入右线,经精细化调整后精准对接主机;液压延长管线连接;将皮带、黏结皮带安装到位,完成设备桥配套装置的安装作业;连接电气延长管线。3)调试盾构机,检验其运行稳定性、精度等,全面评估盾构机的运行状态;将反力架、钢负环安装到位;左线端头井接轨,确认无误后进入始发掘进环节,此阶段的装置分布关系为“主机在右线、后配套在左线”,并配套适量的延长管线,起到连接两者的作用。4)随着盾构机掘进进程的持续推进,待其始发掘进达到53环后,需要安排延长管线、端头轨线、反力架、始发台几处的拆除作业;再将后配套接收架安装到位,解列后配套拖车;调整各拖车的工作姿态,其中1号拖车做平移转向操作,剩余的几台拖车有序调头就位。经前述操作后,依次连接拖车、后配套与设备桥、电气及液压管线、黏结皮带,各部分均连接完成并且皮带固化后,试运行盾构机,检验其运行状态,若无异常则进入正式掘进环节。7结语综上所述,盾构法因具有安全可靠、效率高等特点而在地铁隧道工程中取得广泛的应用,经过本文有关工程实例的分析,阐述了地铁隧道盾构施工技术应用要点,同时充分关注盾构始发与到达掘进控制两大环节,考虑到其特殊性,提出相应的掘进控制措施。在盾构施工技术的妥善应用下,各项工作能够有效开展,取得突出的应用效果,由此说明该工程采用的盾构施工技术具有可行性,可供类似工程参考。
【参考文献】[1]王贯洲.地铁盾构机穿越复杂地质施工技术[J].工程建设与设计,2021(9):312-313.
[2]徐鹏.土压平衡式盾构穿越全断面砂层渣土改良技术研究[J].工程建设与设计,2020(3):211-213.
[3]杜鹏.盾构隧道交叉换边施工关键技术研究[J].工程建设与设计,2021(10):41-43.
作者:任光跃 单位:中铁建重庆投资集团有限公司