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【关键词】地铁施工过程;安全因素;控制措施
0 引言
随着国内经济的飞速增长以及城镇化的加快,城市居民数量增加迅速,国家加大了城市基础建设的投资力度,城市轨道交通工程铁如雨后春笋一般拔地而起。工程安全日益成为人们关注的问题,虽然国家和政府各职能部门出台了相应的法律,行业标准来规范建筑市场,但是由于受社会和经济环境等因素的影响,工程安全事故仍然成为当今社会突出的难题,给人民的生命财产造成了巨大的损失。狠抓工程安全势在必行,尤其是工程安全管控措施。
1 施工过程安全控制的重要性
地铁建设工程是一个极其复杂的过程,影响安全的因素很多,如设计、材料、机械、地形、地质、水文、气象、施工工艺、操作方法、技术措施、管理制度等,均直接影响着工程项目的施工安全;而且地铁建设工程车站、区间涉及面广大,一般在城市人员密集地点施工,不像工业生产有固定的流水线、规范化生产工艺及检测技术、成套的生产设备和稳定的生产条件。因此地铁建设中,容易产生安全问题,且后果比较严重。如施工工艺落后、管理落后、人员施工技术水平低等等都会造成安全事故。
2 对影响工程安全的重要因素控制的方法
(1)建立组织机构,确定人员职责,并责任到人。
(2)制定安全方针与目标。
(3)建立健全的安全管理制度,做到有法可依,有法必依;实行领导带班制度。
(4)积极建立风险辨识、评价及控制措施平台。
(5)建立监管制度,加大检查力度。
3 地铁施工过程安全因素控制措施
3.1 优选参建人员,并定期培训
地铁建设工程安全与否,与所有参加工程项目施工的息息相关,他们是形成工程质量安全的主要因素。因此要控制施工安全,就要优选参建人员并培训,提高他们的素质。首先应提高他们自身的安全意识,按照全面安全管理的观点,参建人员应当坚决贯彻、执行“安全第一,预防为主”的安全生产方针和“谁主管,谁负责,管生产必须管安全”的安全生产管理原则;其次是人的技术素质。管理干部、技术人员应有较强的安全规划、目标管理、施工组织和技术指导、安全检查的能力;生产人员应有精湛的技术技能、一丝不苟的工作作风,严格执行安全操作标准和操作规程的法制观念;服务人员则应做好技术和生活服务,以出色的工作质量,间接地保证工程质量安全。
3.2 严格控制材料,打好工程建设物质基础
施工原材料的应用须按照合同要求的物质采购程序中的条款执行,如果原材料不合格,在精湛的施工工艺也无法保证工程质量。因此说把好原材料的采购质量关对整个工程质量起着决定性的作用,也是质量安全控制的关键。实行原材料进场验收制度,确保材料符合国家相关安全质量标准
3.3 对设备进行安全备案,并保养、维修及更新
施工单位进场时,建设单位实行设备进场验收制度,确保设备进行安全备案并进行年检,保证其使用安全。
对设备进行认真细致保养维修、正确操作、合理使用、精心维护,可防止设备零部件非正常磨损与损坏,能在施工过程中减少安全隐患的发生。
一台设备经过多次修理,可以在更长的时间里使用,这样长期使用设备不进行更新,没有技术进步,将影响生产的发展。机械设备的更新,使装备水平越先进,现代化程度越高,安全性能越好。
3.4 施工大环境
积极分析施工项目的地缘政治,人员密集或稀少、周边建筑物情况、气候条件、水文地质情况;是否有周边居民上防,阻止施工;针对恶劣天气、上访等因素,制定安全预案,并专人负责。
3.5 施工工艺和施工方法的过程控制
在地铁施工采用明挖时,严格遵循先探后挖,及时支撑等原则,但是在实际生产过程中一些施工单位不能严格按照方针施工,或者对某些施工环节重视程度不够,从而出现开挖效果差、支撑架设不及时、、涌水涌砂等;盾构掘进时,掘进速度过快,盾构姿态不好,地面建筑物变形严重等;等等,均留下安全隐患。因此保证高质量的施工技术力量及足够的设备投入,是确保工程安全质量的重要前提。
3.6 施工监控量测
以往的理论研究和施工实践均表明,在地下工程施工过程中,地层应力状态的改变将直接导致结构产生位移和变形,同时也会对地表及周边环境造成一定的影响。当这种位移和影响超出一定范围,必然对结构产生破坏,并影响到上方地表和临近建筑的安全使用,监测数据和成果是现场施工管理和技术人员判断工程是否安全的重要依据。因此,在施工过程中,依据监测数据结果来验证施工方案的正确性,调整施工参数,必要时采取辅助工程措施。
3.7 防水施工是安全的关键
地铁工程防水施工关系到整个工程成败,是安全控制的重中之重,要控制好防水施工质量,防止涌水涌砂。首先要提高防水施作人员专业施工水平,只有技术过硬的人员才能干出优质的防水工程;其次是要加强防水施工的过程控制,严格遵循三级隐检,施工及监理单位层层把关,才能使防水施工质量得到有效的保证,达到地铁防水设计要求。
3.8 施工现场远程监控系统应用
在施工现场安装远程监控系统,对施工现场全面、系统的记录。此系统通过远程视频图像、监控量测数据、现场巡视信息对施工现场风险源的安全状态进行综合分析、评估,对现场的风险进行安全管理。
4 结束语
施工企业只有坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,不断强化安全体系基础建设,强化安全意识,坚决树立“安全第一”的思想,坚持科学管理,规范施工,才能为企业树立良好的形象,才能在竞争日益激烈的市场中立于不败。
【参考文献】
[1]段绍纬,金淮,杨秀仁.地铁土建工程的安全风险管理[J].建筑科学.
关键词:地铁盾构施工调配优化思路
一、工程概况
福州市轨道交通1号线工程线路全长29.2公里,全部为地下线,共设车站24座。09标段工程包括三个车站和三段区间(黄山站~排下站区间、排下站、排下站~城门站区间、城门站、城门站~三角埕站区间、三角埕站),标段全长2.5km,工程原计划工期为973天,2010年12月31日工程开工,2013年8月30日全部工程竣工验收结束,32个月。其中,盾构区间要求在2013年2月贯通。采用2台盾构机施工。
【黄山站~排下站】区间隧道总长1857.762m,【排下站~城门站】区间隧道总长1316.992m,【城门站~三角埕站】区间隧道总长1736.636m;区间线路自三角埕站出发,沿着福峡路北行,到达黄山站。沿线两侧主要是居民小区及商业用地,沿道路两侧大部分为3~5层居民楼。盾构隧道所穿越的土层主要为③1淤泥、④粉质粘土、⑤1淤泥质粉质土、⑬a残积粉质粘土、⑭c全风化凝灰熔岩、⑭b全风化凝灰岩、⑮c散体状强风化凝灰熔岩、⑯c碎块状强风化凝灰熔岩等土层。
区间隧道覆土厚度约为12~15m。采用盾构法施工,单圆断面型式,错缝拼装、预制钢筋混凝土管片衬砌。盾构穿越土层,上部主要分布粘土,下部分布软岩、较硬岩、硬岩,盾构掘进面变化大,且部分区域盾构掘进面上软下硬,盾构掘进困难,地面沉降大。
二、盾构施工方案分析
根据现场环境条件、地质资料及施工工期安排等方面综合考虑,按照盾构机施工顺序及流向,以下列举四种方案:
1、按原设计顺序及流向进行施工。
即按原招标要求,投入两台盾构,由城门站北端头始发,向北掘进至排下站南端头井后,解体站外转场至北端头井,继续向北推进至黄山站;到(1)工期分析:
按原计划2台盾构设备分别于2011年9月和10月进场,单台盾构掘进2430延米,日掘进量6.5m,站外转场按2个月/台次计算,完成时间为2013年2月。工期可保证。
(盾构施工进度指标可见下表1)
(2)质量、安全分析:
采用复合式盾构机推进,可满足软土、粉质粘土、强、中风化岩层甚至弱风化岩石的掘进,对沿线穿越建构筑物及地面道路、地下管线的沉降、变形,可采取达黄山站后解体吊出,转场至城门站南端头井,向南掘进施工城门~三角埕区间。(见下图2)
调整土仓压力、螺旋机出土量、同步注浆、二次注浆等方式有效控制。质量、安全可保证。但其施工需六次安拆、四次站外转场运输,深基坑吊装、运输频繁,在机械设备深井吊装作业上需要严格按照安全规范执行,避免设备吊拆发生安全事故。
(3)场地布置:
2台盾构管片、出渣、注浆场地均布置在城门站,不需要额外增加,仅在站外转场时临时占用地面场地,施工不影响其他车站附属施工。
(4)成本分析:
盾构施工需十二次吊装、六次安拆、四次站外转场,按站外转场120万/台次(含盾构机安拆及运输)计算,需发生费用480万元,且转场工期长、二次始发速度慢,成本高、工效低。
2、调整施工顺序,黄山站和三角埕站采用站内调头。
调整现有盾构施工顺序及流向,1号盾构由城门站北端头井左线下井始发,向北推进至排下站南端头后,站外转场至北端头井继续向北掘进到达黄山站南端头井,站内调头至右线,向南二次始发,完成黄山~排下区间右线隧道,在排下站北端头井解体吊出。2号盾构由城门站南端头井左线下井始发,向南推进至三角埕站北端头后,站内调头至右线,向北推进完成城门~三角埕区间右线隧道,在城门站南端头井解体,站外转场至城门站北端头井,继续向北推进到达排下站南端头井后,解体吊出。(见下图3)
(1)工期分析:
按现有施工顺序,2台盾构设备同样于2011年9月和10月进场,10月和11月开始始发掘进,1号盾构掘进2730单延米,2号盾构掘进2130单延米,日掘进量6.5m,站外转场按2个月/台次,站内调头二次始发按1个月/台次计算,1号盾构完成时间为2013年2月,2号盾构完成时间为2012年12月。工期可满足要求。
(2)质量、安全分析:
同样采用复合式盾构机推进,可满足软土、粉质粘土、强、中风化岩层甚至弱风化岩石的掘进要求。同时,减少了两次站外转场和盾构设备的安拆,仅需要采用盾构站内调头解决,一方面提高了盾构施工转接工序作业效率,另外也降低了设备多次深井吊装的安全风险。
(3)场地布置:
2台盾构管片、出渣、注浆场地同样仍布置在城门站,不需要额外增加,但需黄山站和三角埕站站内端头井提供盾构机调头和二次始发作业所需空间,同时车站端头井根据盾构机调头要求,需要将端头井部位底板上翻梁修改为下翻梁型式。
(4)成本分析:
按此方案实施盾构施工,仅需二次站外转场,二次站内调头即可满足盾构机施工需要。按站外转场120万/台次、站内调头40万/台次计算,发生费用为320万元,且站内调头时间短、速度快,盾构机不需再次组装,二次始发方便,相对成本较低。
3、调整变更,将排下站、城门站负二层净空抬高1.65m,采用盾构过站方式进行施工。
区间盾构改从三角埕站北端头始发,一直向北推进至黄山站,调整排下站和城门站车站结构高度,将结构加深或抬高1.65m,将原设计负二层净空6.1m改为7.75m,盾构采用站内过站型式通过两个车站。(见下图5)
(1)工期分析:
2台盾构设备同样于2011年9月和10月进场,10月和11月开始始发掘进,单台盾构掘进2430延米,日掘进量6.5m,站内过站按1个月/台次计算,盾构完成时间为2013年1月。工期可满足原施工要求,并可提前1个月完成。
(2)质量、安全分析:
采用站内过站方式,将站外转场全部取消,提高了盾构施工转接工序作业效率,降低了设备多次深井吊装的安全风险;但是车站结构从围护桩深度、基坑开挖、结构层高等各方面都需要进行大范围的调整,方案变更较大,需对车站覆土埋深、结构板受力、抗浮力等进行检算,技术设计工作量较大。另外,将结构加深1.65m,将增加基坑开挖支护的施工安全风险,将结构抬高1.65m,又需要考虑车站埋深覆土小于1.5m时的结构质量隐患,质量、安全风险较大。
(3)场地布置:
2台盾构管片、出渣、注浆场地均布置在三角埕站,其他车站不需要提供盾构施工用地。
(4)成本分析:
按此方案实施,仅需四次站内过站即可满足盾构机施工需要。按盾构过站估算25万/台次计算,发生费用仅为100万元左右,且过站时间短,盾构机不需再次组装,盾构发生成本最低。
但是,在成本分析中,需要考虑到因改为盾构过站,引起的排下站和城门站两个车站的结构变更造价费用影响,如采用车站结构加深1.65m方案,初步估算需增加造价280万元/站,总造价需560万元以上;如采用车站结构抬高1.65m方案,也需增加总造价260万元左右,且不考虑车站抗浮增加费用。
4、综合前三个方案,由排下站进行始发、城门站改为盾构过站、黄山站和三角埕站站内调头。
综合前三个方案,将盾构始发场地改为排下站,城门站进行结构变更以满足盾构过站需要,黄山站和三角埕站端头提供站内调头;1号盾构由排下站北端头始发,施工黄山~排下区间隧道;2号盾构由排下站南端头始发,施工排下~城门~三角埕两个区间隧道,盾构机在城门站过站,三角埕站北端头井调头。(见下图7)
图7方案4盾构施工流向顺序示意图
(1)工期分析:
2台盾构设备同样于2011年9月和10月进场,10月和11月开始始发掘进,1号盾构掘进1860延米,2号盾构掘进3000延米,按日掘进量6.5m,盾构过站及站内调头均按1个月/台次计算,2号盾构需18个月方可完成,盾构完成时间为2013年3月。工期不能满足原施工要求,需滞后1个月。
(2)质量、安全分析:
采用了站内调头和过站相结合的方式,将站外转场全部取消,提高了盾构施工转接工序作业效率,降低了设备多次深井吊装的安全风险;但是车站结构变更的风险仍存在。
(3)场地布置:
2台盾构管片、出渣、注浆场地均布置在排下站,另外黄山站和三角埕站还需提供站内调头条件,占用车站内部分场地。
(4)成本分析:
按此方案实施,需二次盾构过站、二次站内调头施工。按盾构过站估算25万/台次、站内调头40万/台次计算,发生费用为130万元左右,盾构发生成本较低。
但是,在成本分析中,仍需要考虑到因改为盾构过站,引起的城门站车站主体的结构变更造价费用影响,估算可能将增加工程总造价130~280万元之间(费用根据结构抬高或加深估算而浮动较大)。
三、各方案综合比选
通过以上四个方案的列举,从工期安排、施工技术可行性、质量安全的风险控制、经济投资和成本投入比较等多方面的讨论,通过下表2综合对比方案优劣。
四、结论
【关键词】复杂地铁;工程施工;安全控制
目前我国城市轨道交通建设规模在不断扩大,其中地铁建设也在不断规划中。地铁工程的施工必须穿越城市中的大部分敏感城建设施,在复杂环境中存在着很多不确定性和很高的风险。所以,在城市地铁建设中对安全的控制至关重要,需要不断完善复杂地铁工程施工安全控制体系,以下主要对这些方面进行阐述。
一、复杂地铁工程施工安全控制流程
地铁工程的施工安全必须严格按照其施工安全控制流程执行,在工程施工之前:确定合理恰当的地铁施工专项方案,该方案的制定要充分分析施工安全风险,同样也要对地铁结构的安全性进行评估,并制定地铁结构变形控制的标准;在工程施工过程中:对于正在进行的施工项目要实时监督,设置全面的远程自动化监测体系,保证施工中地铁结构的动态变化及其安全状态,并能根据监控所得的动态信息及时调整施工方案的不足,对于可能出现的异常情况能提前做好预案准备,有效的控制地铁隧道施工全过程中的风险[1];在工程施工完成后:对于地铁工程项目的总体结构效果进行安全性方面的评估分析,之后由评估结果确定当前地铁项目是否成功,是否需要进行一定的修复或者恢复工作。
二、复杂地铁工程施工安全控制技术
(一)施工方案
在确定地铁工程施工方案的时候,首先运用模拟数值计算,对比分析常用的地铁大断面隧道施工方法,可以得出柱洞法在所有的施工办法中能绝对沉降控制的结论,看到其显示出的明显优势。这种施工办法的工作步骤是先中洞后侧洞,进行中洞施工的时候,首先确定四个相互之间独立的导洞,并保持中洞的永久衬砌结构,其次在保证中洞衬砌的支撑之下对侧洞进行确定,最后完成隧道衬砌。
(二)施工辅助措施
1、施工降水
为了保证暗挖工程的安全质量和控制沉降,必须有效的控制地下水。在实际的施工中存在地理位置和地面条件的限制,施工降水方案一般要结合地面和洞内两种环境的特点,在地层中所残留的水特别是潜水残留水,可以利用的措施有:结合实际的地质情况,如果隧道拱部上层滞水或管线渗漏水,可进行一定的注浆来堵水同时对地层进行加固;如果潜水所在范围在车站断面,可以直接进行截水沟与集水坑明排;如果是潜水在既有线隧道拱部,可结合堵排两种方式,打水平钢管使洞内水排到洞外,若存在部分残余水,只需在掌子面进行注浆止水即可;如果上述方式都不能满足施工降水的作用,在洞内增加轻型井点,使用真空降水的方式[2]。
2、超前大管幕
利用管幕超前支护能有效的防止塌方,同样也能控制一定程度地沉降,其在下穿地表和地下建筑物的时候有超前预支护的作用。这种措施已经在北京崇文门地铁的建筑中运用,其管幕设置在既有环线隧道和新建地铁车站隧道拱顶二者之间,沿车站隧道单层断面拱部布设一环。钢管之间双扣为槽钢,单扣为工字钢,环向相邻钢管中心线之间有一定的间距。超前大管幕的施工一般利用水平液压钻孔顶管机,施工工艺为先顶进后出土,钻头与钢管前段有一定的距离,利用这种工艺对于地层沉降有很好的控制,并且在实际的施工中能减少震动,基本没有噪音的产生。
3、水平跟踪补偿注浆
在管幕施工过程中和实际的开挖中会产生地层一定程度地损失,我们必须对地层进行加固并有效的控制既有线结构的变形,所以水平跟踪补偿注浆就是最有效的工艺。补偿注浆管利用的是袖阀管,在施工中的连接方式是分段的,为了保证其同大管幕的施工是一致的把其固定在大管幕钢管上。袖阀管能单项进行止浆,所以如果任意段有注浆的需要都可以进行,能保证不对注浆管产生堵塞的现象,如果有需要,可以进行很多次的注浆。主要的跟踪注浆材料有普通水泥、粉煤灰、膨润土。
4、全断面预注浆
在中洞管幕施工中有对天梁的开挖,也有对地梁的导洞,这些步骤中都有产生渗水或坍塌的现象,所以在中洞管幕施工程序结束之后,很有必要对掌子面进行一次全断面的注浆。进行全断面的注浆不仅可以对管幕施工过程中产生的地层损失进行补偿,把降水盲区的残余水置换,而且可以对地层有加固的作用,增加土体的密实度。总体上来看,土体的变形和沉降可能会降低,地层对管幕的支撑作用也会增强。
具体注浆是分段的,坚持多孔少注,注浆过程一次完成,操作过程中要对压力严格控制,防止结构隆起或变形缝部位产生破坏冒浆[3]。对粉细砂、粉砂质粘土或粘土地层进行注浆的时候,材料一定要选择用MC超细水泥液浆。对中粗砂或卵砾石地层进行注浆的时候,可以使用普通水泥液浆,但是在普通水泥液浆中要加入XPM无收缩添加剂。
5、背后回填注浆
因为施工工艺和施工材料存在一定的特殊性,所以在初支结构和管幕以及土体之间、初支和二次衬砌之间是有一定的孔隙的。如果不及时回填该孔隙,很容易造成控制地层的扰动变形或者既有线结构的沉降。而背后回填注浆就是对这些空隙进行回填,其浆管的设置沿每榀格栅钢架周边径,每个小断面封闭成环后立即进行初支背后回填注浆,回填注浆每3m一循环,保证施工的过程中掌子面是封闭的,用预留的回填注浆管在初支背后压入水泥砂浆。在拱部、侧墙和底拱都要进行回填注浆,浆液一般是普通水泥浆或水泥砂浆。
6、自动监测系统
自动监测系统的完善对整个施工过程是很好的监督,传统的监测技术无法对高密度的行车区间进行监督,所以需要利用高精度远程自动化监测系统。这种监测系统能实现对地铁结构变形的监控,监测隧道结构沉降、轨道结构沉降采用的是静力水准系统;监测两轨水平间距采用的是变位计;监测两轨高差采用的是梁式倾斜仪;监测变形缝胀缩采用的是测缝计。
结束语:
综上所述,要保证复杂地铁工程施工安全控制技术,首先要详细的调查及评估地铁结构,制定出合理有效的结构变形控制标准;其次对施工全过程的安全风险进行科学的计算分析,确定出最优化的施工方案;最后要保证整个施工过程中的实时监控,对于结构的变化及时发现并采取一定的措施,从而确保了整个地铁施工的安全进展。
参考文献:
[1]周诚.地铁工程建设安全控制系统设计与应用研究[D].华中科技大学,2007.
施工阶段的造价管理
1优化施工方案
制定完善的轨道交通施工新技术规范及验收标准,以便于施工中对新技术进行严格把关。施工单位在优化施工方案时,要对施工工法进行全方位比选。例如,在车站的施工方案中应从技术性和经济性的角度出发,对地下连续墙、钻孔灌注桩、SMW工法等方法的进行比选,以实际工程的具体地质条件为依据,选择既能满足工程施工要求,又能节省工程费用的施工方案。
2确定成本控制目标
地铁工程施工具备工序多、专业强的特点,且其在各阶段的资金投入也比一般工程高,所以在合同签订后,造价管理人员要根据类似工程的实际成本消耗情况,结合本工程的施工要求以及市场信息变化,制定成本控制目标,确定工程项目盈亏金额的上限和下限,落实责任成本目标。施工企业应当根据工程建设要求,明确成本管理控制的重点项目,依据人工、机械设备、材料等因素,对责任成本目标进行层层分解,在充分掌握市场价格信息的基础上,编制分项工程责任成本,充分发挥责任成本对施工各阶段造价管理的指导作用。
3加强材料采购费用管理
首先,合理选择材料供应方式。地铁工程应当从工程实际需求出发,在充分考查采购市场情况的基础上选择材料供应方式。如,可采取以甲控乙供与甲供材料相结合为主、以零星材料自购方式为辅的供应方式;其次,落实材料供应责任,施工单位要与材料供应商做好沟通、协调工作,确保材料供应充足,能够满足施工进度需要。强化材料质量检查,严格监督管理现场设计与施工变更材料现象,以减少因材料变更或不合格材料的使用导致工程质量问题,进而造成经济损失;再次,做好入库材料验收、盘点、保管工作,杜绝施工现场出现材料使用浪费现象,以强化对材料费的控制;最后,对施工材料实施统一计划与供应、统一管理与结算、统一调度与使用,提高材料管理水平,力求做到材料零库存,降低材料管理成本和采购单价,减少材料消耗。
4强化设计变更审核
在地铁工程施工阶段,受多种因素的影响,设计阶段未考虑周全的地方往往会直接暴露出来,从而出现设计变更事项,引起工程造价的极大变动。在实际工程中,引发设计变更的原因诸多,如工程设计粗糙、市场材料规格不符合设计标准等。为了强化设计变更管理,应当从以下几个方面着手:首先,除设计会影响到工程项目功能的正常发挥外,禁止出现扩大工程建设规模、增加建设内容、提高设计标准的设计变更;其次,处理好必须发生的设计变更事项,尤其对于关系到费用增减问题的设计变更,必须使其通过总监理工程师、业主方、设计方三方的共同认可和签字后才能有效。制定明确的规章制度,限制施工方变更洽商、现场签证、材料代用、额外用工等行为。
5提高现场施工管理水平
地铁工程项目管理部门应当对现场施工实施动态管理,优化配置施工现场的各项资源,确保施工质量、施工进度和施工安全。首先,施工现场应当建立变更分级审核制度,强化变更工程量审核,严格控制新增费用的工程变更;其次,编制工程投资控制方案,分解概算中的各项费用,建立责任制度,制定计量支付管理办法,完善施工单位内部控制,确保支付审批程序的严格执行;再次,强化合同管理,根据施工情况执行动态分析。合同签订双方必须严格履行合同条款,完善合同文件的档案管理,对合同的执行情况进行及时的分析,并针对分析结果制定有效的应对措施;最后,重视施工安全管理。通过建立网络化、信息化的安全监测系统,实现对工程建设的安全监管,如利用远程实时监控,使建设方、施工方、监理方可以共享施工建设信息,消除安全隐患,避免因安全监管不当而造成工程事故,导致投资成本的增加。
关键词:φ2.2m供水管;上软下硬;紧邻
中图分类号:TK284文献标识码: A 文章编号:
1概述
某市地铁换乘车站1号风亭段距离该市φ2.2m供水管距离仅为2m左右,管线下存在全新统冲洪积中砂且紧邻微风化混合片麻岩,原设计采用600mm厚连续墙如图1所示,1号风亭组局部位于全新统冲洪积中砂层中,砂层厚度最厚达4.2m,砂层下紧邻的微风化混合片麻岩岩石强度最高值为130MPa,地质断面如图2所示。
图1原来招标设计1号风亭组围护结构平面示意图
图21号风亭组地质断面示意图
2原设计施工方案的不利风险因素
1、设备选型方面
该地铁车站1号风亭处施工场地狭小,如果采用原设计槽宽600mm的地下连续墙,因为地下连续墙钢筋笼子问题,需要配套选取50T以上的履带吊、槽臂机等机械设备,不利于该地铁车站1号风亭处施工场地的布置规划,设备安全隐患高。
2、施工工法选择方面
该车站1号风亭结构底板处主要位于微风化混合片麻岩中,部分槽段穿越全新统冲洪积中砂,因为微风化混合片麻岩强度较高,施工过程中普遍需要采用冲击钻机,槽宽600mm的地下连续墙成槽周期较长,不利于地下连续墙槽段稳定。
3、对周边砂层扰动情况
原设计采用幅宽6000mm,槽宽600mm的连续墙,因为幅宽、槽宽较大,下部基岩较硬,成槽过程中反复冲击扰动,对砂层扰动较大,将会出现塌槽的危险,势必对2.2m供水管土体造成扰动,存在2.2m供水管因周边土体扰动应力集中而发生变形。
3优化变更设计施工方案及其优点
针对该地铁车站1号风亭在设备选型、施工工法选择、对周边土体扰动过大等风险因素,建议采用优化变更设计施工方案如图3、4所示,优化后的工程造价对比情况详见表1、2所示。
表1 方案变更前的工程造价表
表2 方案变更后的工程造价表
图3 优化变更设计1号风亭组围护结构平面示意图
图4 优化变更设计1号风亭组围护结构细部放大图
1、造价对比方面
建议后的优化变更设计施工方案与原来招标设计施工方案在工程造价方面对比,造价大大降低,节约了建设单位的资金投入,经济效益明显。
2、设备选型方面
建议后的优化变更设计施工方案采用φ800mm钻孔灌注桩+φ600mm双管旋喷桩替代槽宽600mm的地下连续墙,需配套的施工设备如:35T汽车吊、冲击钻机,相对于600mm的地下连续墙配套施工使用的50T以上的履带吊、槽臂机等机械设备体积小,便于该地铁车站1号风亭处施工场地的布置规划,设备安全隐患大大降低。
3、施工工法选择方面
采用φ800mm钻孔灌注桩替代槽宽600mm的地下连续墙,成孔周期比成槽周期大大缩短,φ800mm钻孔灌注桩单孔的水下砼灌注方量也只有600mm的地下连续墙下砼灌注方量的1/5左右,大大降低了泥浆护臂坍塌的可能性。
4、对周边砂层扰动情况
采用φ800mm钻孔灌注桩替代槽宽600mm的地下连续墙,成孔面积小,钻孔过程中土体拱效应显著,泥浆护臂效果更加理想,在下穿砂层过程中扰动最小,对φ2.2m供水管土体造成扰动大大将底,是施工φ2.2m供水管周边该地铁车站1号风亭围护结构较理想的施工方案。
5、技术保障方面
采用φ800mm钻孔灌注桩+φ600mm双管旋喷桩的形式,并且在φ600mm双管旋喷桩桩心位置增加了袖阀管,一旦φ2.2m供水管沉降过大,可以通过袖阀管补偿注浆的方式,围护φ2.2m供水管周边土体稳定,防止应土体扰动而应力集中发生变形。