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关键词:物理 自编 题目
物理教学离不开习题训练,习题训练的质效高低,常决定于习题的质量,对学生是否有针对性,并不取决于习题的量。为了提高物理教学的效率,训练学生的题目最好是老师亲自编写。但在实际的教学中很多老师不原意编写题目,其中一个重要原因就是担心自编的题目缺乏质量,因为很多老师并不知道组成一个题目的基本要素。那么,初中物理题目的常见要素是什么呢?
一、构成物理题目的基本要素
一般来说,无论物理题目怎么变化,但构成题目的基本要素是固定的,它主要由基本知识与技能、学习过程与方法、情感态度以及题景组成。比如有这样的一道题目:火箭发射天宫一号时,高温火焰向下喷射到发射台的地面,很多物体遇到这样的高温将会怎样?为了保护发射台底,就建了一个大水池,这是利用水的什么特点来吸收热量的?火箭发射时,我们会看到庞大的白色气团,它是怎样形成的?这个题目中的火箭发射是题景,主要考查的知识点是物态变化,考查的能力是概念再现与识别,火箭与天宫一号是让学生感到祖国科技的发达,从而增强学生的爱国情感。
所谓新颖的题目,主要是组成题目的几个要素遍的独特新颖,甚至是前所未有。一般说来,知识点受新课程标准或大纲的限制,创新的空间有限。那么,题目的创新主要从题景、考查方法或情感点上入手。
二、编写新颖题目的方法
1.从学习过程、方法入手。当前,新课程提倡多种学习方式,目的在于培养学生的自主学习能力。社会调查、实验探究、合作学习等等,已经走进了学生的学习生活,这为我们老师编写新颖题目提供了很大的空间。从学习方法入手,再寻找适合的知识点和相应的题景,即可创作出新的物理题目。比如,研究性学习是一种方式,是实践性课题,一般要经过设计实验方案,进行实验、处理数据、得到结论,甚至还有评价结论的环境。比较容易想到的思路就是针对这些环节进行编题,来考查学生的实验能力以及科学素养。再确定好考查的关键过程方法要点后,就要围绕这个要点,摘取相应的知识点和设计合适的题景。在选取知识点时,要考虑取电学的实验,力学的实验还是热学的实验?哪种实验能更好的将过程方法融合?所取的知识点要适合大多数学生的学习水平,不能太难,否则会使多数学生失分,违背了编写题目的初衷。设计的情景,要考虑初中学生认知上的特点,尽量贴近他们的生活实际,激发他们的学习兴趣以及思考的兴趣。例如,自行车是我们一种常用的代步的交通工具,从自行车的结构和使用来看,它要用到许多自然科学的知识,请你举三个与物理有关的知识或原理。再如:楼道里,夜间只是偶尔有人经过,电灯总是亮着会浪费电能。科研人员利用光敏材料制成“光控开关”天黑时自动闭合;天亮时自动断开。利用声敏材料制成“声控开关”,当有人走动发出声音时,自动闭合;无人走动时,自动断开。若将这两个开关配合使用,就可以使楼道灯变得“智能化”,这种“智能”电路是怎样的电路?
初中物理的很多实验是由老师选好器材给学生做的,虽然教材在初三阶段提出了让学生自主选器材的要求,但大多数教师嫌麻烦,并没用很好的落实,很少有学生受到选器材的训练。考虑到这样的情况,我们老师在编写题目的时候,很编写一些“器材选择”性的题目,具体的方法是:给过量的实验器材,让学生选择实验器材来设计实验。这样的题目适合于学生比较熟悉的实验,最好是在“老实验”的基础上进行改造。比如,在“探究平面镜成像的特点”实验中,实验室提供了如图所示的一些实验器材供选择,完成该实验的主要器材是哪些?为了研究平面镜成的像是实像还是虚像,还要选择实验器材是什么等。
2.从题景变化上入手。题目的情景千差万别,来源也十分广泛,新理论,新技术,热点新闻,时事政治,都可以作为题景。当你看电视、听新闻的时候,可以留意一下某些物理知识,是否可以将它们融合起来。比如,我国又进行珠峰科学考察了,要为珠峰重新测量高度,这里就涉及到很多物理知识――大气压与沸点、激光测距、紫外线的防护;又如,在舟曲特大山洪泥石流灾害救援中,为了便于挖掘机疏浚河道,从上海紧急调运了400块路基箱,路基箱外观上是一个个表面刻有花纹的大型钢板组成的箱体,它们被铁链拴在一起铺在松软的淤泥上,这样大型挖掘机就可以沿着路基箱顺利地开到指定地点上而不至于被陷在淤泥里。请用物理语言说明其中蕴含的物理知识。稍加改动就可以编写出新颖的题目;当你遇到一个新的器具时,可以看看它的说明书,了解一下工作原理、使用注意点,说不定据此能编出一道新的物理题目来。在某种意义上讲,我们的身边充满着各种各样的新题景,关键在于我们能不能做个有心人。
三、自编题目的意义
自编题目的重要意义在于教学的针对性,避免盲目的到资料上“抓题”。如果在物理教学中,老师盲目的到资料上抓题,就可能走上应试教学的老路――题海战术。针对学生自编习题可以使教学更加有的放矢,学生和教师都很轻松,也提高了学生的学习积极性,从而提高教学的质效。
总之,新课改以来,初中物理试题的题型发生了很大的变化,出现了很多赋予时代感的题目,但命题的总趋向是注重理论联系实际,注重实验能力的考察,注重学习过程与方法,因为实验是物理教学的灵魂,而学习过程与方法的掌握是培养学生科学素养的重要举措。因此,在自编物理新题目的时候,我们要针对学生的具体情况,多编写一些注重实验、注重物理知识获取过程与方法的习题,这样能激发学生的学习兴趣,促进学生更加积极的自主学习,进而提高学生的创新能力与解决实际问题的能力。
参考文献:
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出生年月:1978年5月30
籍贯:江苏,徐州
性别:男
职称:一级教师
【关键词】市政施工 排水
一、 准备工作
1. 管道铺设前的准备
熟悉图纸,依据图纸,掌握管线长度、管线走向、管材直径、井位数量以及与工作面开挖有关的地形、地貌、地物等,了解工程的基本情况。
2. 道路的拆除与恢复
城区管道施工时,将有一定数量的既有路面被破开。为保证施工安全和路基质量,在道路开挖时,应根据施工图纸设计要求,计算出开口宽度,并用白漆标注}乜开挖线,用切割机将路面切断;表层的破碎沥青面层及路基渣层,由挖掘机开挖,路基稳定砂层合理堆放以备回用,余土由自卸车运至弃土场。管道施 完成后,沟槽回填质量将直接影响道路的质量和使用功能。采用电动轻夯机分层务实,以外采用蛙式打夯机分层夯填,回填时每层虚铺土层控制在250mm以内。
3. 地上、地下公用设施的保护
管道沟槽开挖时,应根据地质土层情况及时采取支撑,以免造成滑坡、塌方。开挖边坡及支撑形式要交项目监理审查,得到认可后方能施 。在建筑物、构筑物基础及电线杆、灯杆附近开挖时应向有关主管部门报送防止其下沉或变形的措施、加固工程计算书及图纸,并交项目监理审批。某些地段因施 作业需要排水时,不得使地丽产生过大的沉降,影响现场周 的建筑物、构筑物和其他公用设施的正常使用和安全。在建筑物、构筑物基础及电线杆、灯杆附近开挖,应采用钢板桩加固。在高乐线下开挖时,挖掘机不得存电线正下方工作,必要时采用人工开挖。在公路边上开挖沟槽,在靠近公路一侧设立安全和警告标志。
二、 排水管道施工技术措施
1. 管沟开挖时,除可用于回填的合格土方外,弃方要立即清运回填用的土方必须置于基坑安全线以外。以防止边坡受压塌方。
2. 要准备足够的排水设备,以防止雨水或地下水浸泡沟槽。
3. 基坑挖至接近设计标高时,应保留20~30cm一层不挖,待基础施工前,用人工突击挖除,并迅速检验。
4. 如基底土质较差,不能达到强度要求时,要采用换填石粉或碎石夯实处理后方能浇筑砼基础。
5. 管基要装模浇筑,用平板振动器振捣密实,且强度达到70%后才能安装管节。
6. 外购管节须有出厂合格证,且要经回弹法测定强度及检查外观合格后方可进场使用。
7. 排水管道接口施工时,应严格按设计要求和技术规范施工。
8. 管沟回填前要按规范要求对管节进行闭水试验,验收合格后方可进行回填,且回填料按设计要求采用中砂,而排水渠及箱涵两侧回填料用石屑。
三、 管道施工过程
1. 管材安装
为保证闭水试验的成功,管材进入工地时要仔细检查有无裂缝和孔眼漏洞,若有上述问题,应及时调换管材或子以修补。下管前,既要仔细检查管基中心线、边线及井基等尺寸和高程是否符合图纸要求,又要检查井位置、井距、各种部位混凝上基础的强度等级、接口防渗砂浆的调配是否符合国家标准的规定。安装两管结口处时,应及时处理因挤压造成的管内接口部的凸出接缝,否则会造成流水断而减少的现象,影响流速和排水的通畅,造成杂物的堆积和管道堵塞。每根管的安装都必须用拉草包法将砂浆拉平。对600 mm 以上的管材,可采用工人钻入管内的办法将接口挤出的砂浆抹平,将不严实的接缝部位填满砂浆,使其饱满不漏水,清除管内杂物,特别注意管道内决不允许有漏水积水和倒流水的现象发生。
2. 砌检查井
挖沟槽时,可使检查井中心桩,依井基圆圈尺寸挖好井基,待管材放稳后,调节直管线管口,预留井筒位置即可介入砌检查井的工序中。砌井时,既要使砂浆饱满、流槽通顺,也要使井壁尺寸符合要求。管材与井筒砌筑完毕后,应立即埋入闭水试验的弯管接头。为了闭水试验时弯管接水管的牢固,应及旱做好弯管接头为宜。管底高程、井底高程和井盖高程必须完全符合图纸设计的要求,避免通水查验时出现积水、漏水甚至倒流水现象。
3. 闭水试验
闭水试验的管段,应仔细检查每根管材是否有沙眼裂缝若管材出现沙眼裂缝现象。若出现裂缝,可用细砂浆修补;若有渗水部位,可调水泥浆刷补填实。此外,管口接口处必须严密。对闭水管段应不急回填,也不需要进行管材下部与条基的连接。待闭水试验合格后,再进行傍管混凝上的回填。对闭水不合格的管段,则应采取补救措施或尽快返工。
4. 管沟回填及路面恢复
管道安装完毕,经水压试验合格后,对当年不修路管道的回填密度一般要达到85% 以上,按设计要求该处回填过筛,不得填入大于100mm 的石块或砖块等杂物。排水管的回填,应从管道两侧平衡进行,沟内不得有积水,不得使用腐植上,垃圾上和淤泥等。迅速、仔细地复原所有施工地面,由专职实验人员采用核子密度仪测录其密实度,以保证压实率达到95% 以上原道路结构情况,使之恢复施工前的状态,达到监理认可的程度,为此要求在施工时必须认真地对照设计要求,进行道路恢复。
四、 工作质量的控制
1. 在项目质量控制中,人、机、料、法、环这五大要素,人是决定的因素。管理、施工及操作人员自身素质的高低对工程质量起决定性的作用。对工作质量必须进行严格管理。岗位教育和技术交底是保证工作质量的前提,因此要通过岗位教育和技术交底树立全员的质量意识,这样才能在质量上形成你追我赶的自觉行动,才能形成人人关心质量,个个重视质量的风气,以达到保证工程质量的目的。
2. 工程所用原材料的质量控制。工程所用原材料是工程质量形成的基本要素。保证原材料按质、按量供应和使用是项目质量控制的重要内容。对原材料的质量控制应采用“三把关,四检验”的制度,即材料供应人员把关,技术质量检验人员把关,操作使用人员把关;检规格,检验品种,检验质量,检验数量。
3. 施工机械设备的质量控制。施工机械设备对工程质量不产生直接影响,但不能忽视它的间接影响。所以选用可靠的、符合技术要求的设备,对保证和提高工程质量有举足轻重的作用。
4. 施工工序的质量控制。质量控制最基本的内容是工序质量的控制,工序质量控制的目的就是要发现偏差和分析影响工序质量的制约因素,并消除制约因素,使工序质量控制在一定范围内,以确保每道工序的质量。工序质量具有不稳定性和不确定性的特点,不稳定性是因人工操作所致,而不确定性是指市政工程施工不象工业产品的工序那样可以事先确定。控制好工序质量,就要做到对每道工序,每个工作全面实施监督操作、检验把关、预防和检测检验相结合的管理控制方法。
一、前言
在传统的设计理念中,“以车为本”长期以来一直是道路交通设计的出发点。路线线形是公路的骨架,路线设计的好坏直接影响着整个公路路基、桥涵、交叉、沿线设施等构造物的规模和投资。因此,在进行公路路线设计时,如何根据地形等条件合理地选用各种线形要素,并巧妙地组合,是公路路线设计需要研究解决的问题,从而设计出既经济又安全舒适的公路。
二、路线设计中易存在的问题分析
一)缓和曲线长度不满足综合要求
路线平面线形是由直线和曲线组成的,缓和曲线是直线与弯道圆曲线之间的过渡曲线,部分公路在路线放样测量中缓和曲线长度只满足规范要求的最小长度的要求,没有综合考虑路线线型及超高、加宽渐变率的要求。
缓和曲线长度首先要满足规范要求,又要满足超高、加宽渐变率要求,同时还要满足路线线型的要求等四个方面,有些公路平面设计由于缓和曲线长度偏短,如果要满足超高渐变段的要求,在具体内业设计时超高渐变段往往伸入到直线或圆曲线内,路线线形既不美观又对将来的行车不安全。
二)路线超高渐变段位置的优化
在以往设计中,路线超高渐变段的位置往往设置在缓和曲线内的某一固定的位置,整条路线基本上没有变化。这样的设计往往会给桥梁的设计和施工带来很多麻烦。如路线超高渐变段的位置放置在桥梁中间,从负坡到正坡的过程中,使得桥面横坡势必反复扭曲变化。在这样的情况下就要优化路线超高渐变段的位置。在保证行车安全的情况下可将路线超高渐变段的位置移至桥头,在桥头引道部分完成路线由负坡到正坡的渐变过程。桥梁横坡变的单一,便于设计和施工。
三)平纵横结合优化调整线位
在初步设计阶段已经对路线的多个方案进行的论证和比选,从中选出了造价比较经济、技术指标比较合理、对环境影响较小的路线推荐方案,但这也是相对而言的,相对较好的方案。在施工图设计阶段还要对初步设计推荐的方案进一步优化调整,平纵横调整相结合,平面消除前面提到的长直线问题,相临弯道平曲线半径不宜悬殊,平曲线半径比一般在1:1.5 以内为佳,使平面线形均匀、连续,减少由于线形局部好坏造成车辆行驶速度的不均衡性。
四)路线方案选择加强地质选线
路线方案的选择,除按地形地物选择路线外,还应注重按地质条件选择路线,即地质选线,在有些设计中由于没有深入进行地质调查,不能很好地避开滑坡、泥石流、膨胀土、软基、采空区等不良地质地段,路线方案单一,没做深入研究,漏掉很多有价值的方案,有些工程存在质量隐患,甚至造成推荐方案的不可行性,工程无法实施。如工程滑坡造成村庄的迁移。
五)运行速度检测路线设计
1、设计速度是公路设计时确定几何线形的基本要素。它是在气象条件良好、车辆只受公路本身条件影响时,能够安全、顺适地驾驶车辆的速度,是一种标准状态下的速度,与运行速度没有密切的关系。
2、从公路使用者的安全角度考虑在进行公路路线设计时,不能简单地以设计车速来控制线形指标,要从车辆的连续行驶、动态的观点考虑车辆进入曲线的随时变化的运行速度,即运行速度来检测,以运行速度检查曲线的视距、超高、纵坡竖曲线半径等指标是否合理搭配,使路线连续、均衡,提高高速公路的安全性。
六)变坡点的位置不合适
没有结合构造物位置选择竖曲线的位置,这种情况高速公路设计比较突出,路基的最高点没有控制在构造物上,造成路堤抬高,增加填方数量,凸型竖曲线应尽量设置在通道、公路铁路分离式立交等构筑物的顶端,凹型竖曲线应尽量设置在天桥的位置或通道、分离式立交等构造物的之间,使路线纵断结合构造物上下起伏,减少工程的挖填方数量,降低工程造价。
七)路线超高横坡度及渐变段位置不合适
公路过城镇段,车辆行使速度的降低和适当的交通管制,适当减小路线超高横向坡度是合理的,但不应只按路拱横坡设计,应该根据汽车行驶速度,设置不超过4%的超高,既不影响市容美观,又保证了行车安全,如只按路拱横坡设计,设计相同的双向横坡,由于不能提供足够的超高横坡,往往造成弯道外侧车辆拐弯困难,诱发交通事故。还有有些超高渐变段设置在桥上,容易造成桥面积水,由于高度在变化对于四点支撑的板梁结构易造成支座的悬空,存在虚设的情况。
八)路线连续纵坡超限
1、路线在纵坡设计中,只进行了局部坡长限制和缓和坡路段的设置,但对某一路段连续同向的平均纵坡没有控制,使得该路段的平均纵坡连续超限,在运营中,车辆下坡时由于连续制动刹车,刹车片磨擦过热失灵,造成严重的事故后果。
2、对于纵坡较大的路段,即使平均纵坡满足规范的要求,从以人为本的理念出发和现象的实际出发,结合地形在适当的位置设置必要的紧急避险车道,使事故损失降低到最小的程度。
十)路线比选方案标准不一,无法判定方案的好坏
在路线方案比选中,有的设计推荐方案与比选方案的起点、终点均不同,还有的甚至路基宽度也不同,这样比选就失去了意义,规模和标准不同,推荐的理由无法充分表达,谁好谁坏说服力不足。路线方案的比选必须是相同的标准、相同的起点和终点。
[关键词]铁路机械;养护;管理
一、我国铁路养护管理中存在的问题
1.工作人员专业素质与工作积极性有待提高
长期以来,铁路工务部门工作人员形成了许多计划经济体制下的不良习惯,比如吃“大锅饭”,喜欢占单位的便宜,工作中职责不清,缺乏责任心和认同感,工作效率不高,进一步学习的积极性也不高,导致其专业素质迟迟得不到提升,在引进机械作业后,机械与人力都无法发挥效能。另一方面,由于铁路基本处于露天状态,而且我国铁路养护的机械化程度并不是很高,工作人员往往要在恶劣的自然条件下开展工作,工作条件迟迟得不到改善,也使员工无法对工作投入更大的热情。同时,相关的人力资源制度的落后,也使员工无法得到有效的激励,员工的工作积极性有待提高。
2.专业工作队之间的信息沟通与协作意识不足
铁路养护工作需要电务、线桥、供电等多个工作队的参与,我国铁路养护部门长期以来多为各专业工作队组成,工作队独立进行工作。随着铁路货运量的加大和运行速度的不断提升,留给养护部门的工作时间也不断被压缩,对多工作队协同作业,进行综合养修的要求越来越高。但是,在目前的人员配置与知识技能水平条件下,专业工作队之间的信息沟通能力远远达不到要求,相关人员的协作意识也没有形成,这已成为养护工作进度的严重阻碍。
3.没有形成以减少养护工作量为目标的全局意识
一些发达国家在设计建设铁路线路时就力求最大程度的减少线路投入运营后的维修养护的费用,并减少施工对运输生产的干扰。而我国铁路的设计思想由于一直沿袭建国时的节约初期投资的观念,并注重工期,加上设计、施工、管理各单元之间缺乏统一的协调和监控,相互之间缺乏必要的沟通和协作,所以使得一些新线刚投入运营就开始需要维修,不仅导致后期成本的不必要增加,而且直接影响了线路的产出。
在具体的养护工作实施过程中,由于缺乏对经验资料的总结、分析与利用,在工作进行时无法进行预防控制,不仅没有减少之后的工作量,而且增加了再次维修的隐患。从而最大程度地减少线路大修后由于技术参数的变化对行车产生的影响,我国的铁路养护部门往往由于施工时间与现场监控水平的限制,施工后设备的技术指标己经与原有指标大相径庭,这必然对后续的养护工作造成影响,甚至对铁路行车造成影响。
二、完善铁路机械养护方法的几点对策
1.养修分开,机械作业为主
一些发达国家的铁路养护工作多采用养修分开的机制,平日的线路养护工作多由人工工作队完成,而线路的维修尤其是大修,则交给专业的机械化工作队进行,通过高度机械化的养修方式,尽可能减少人力成本,同时充分发挥机械作业的优势,以机械的检测结果为依据对人员的工作成果进行评价。
2.工作外包,严格监控、严格验收
国外的铁路养护工作尤其是大规模的维修多交与专业的维修公司完成,这些公司拥有先进的养修设备,可以集中资源完成所承包的工作,其工作效率较高,工作效果也比较好。在具体的工作中工务部门着重于监控与管理工作,通过制定严格的维修标准和工作制度,约束外包公司的行为,从而使最终的养修目标得到最大的实现。
3.充分利用信息化手段进行分析与控制
在高度机械化的基础上,对相关的检测检修数据进行全面细致的收集和整理,利用电子计算机与互联网建立数据库,形成不断更新的数据流,通过对数据的科学分析,找出工作中易出现在问题,及时予以解决,所积累的成功经验也可迅速形成制度,应用于相关的其它工作中。
4.设计建设时以减少养护工作为原则
设计时便以正常使用的时间内最大限度地减少基础设施的维修工作量为原则,通过对影响线路的各项因素的全面分析与合理预测,尽量减少在运行时可能出现的各种问题。在具体的建设施工过程中,严格遵循设计方案,采用先进的材料和施工工艺,保证线路的质量,使其在设计年限内正常运行,尽量避免产生问题增加养修的工作量。
5.全方位立体养护
所谓“全方位立体养护”,是一种新的设备养护维修理念和模式,把路基、轨道、桥梁、隧道、电力、牵引供电、通信信号、房屋建筑和给排水设施的作业内容统一起来,实行统一领导。同时,充分沟通协调各专业、各部门间的工作,通过有效的控制与调节,使各种养护机械正常发挥其作用,使各专业的各种问题在保证铁路正常运行的同时得到及时的发现和有效的解决。
铁路是一个高效运转系统。铁路养护部门最主要的任务是保障运输任务的安全完成并取得良好的经济效益和社会效应。铁路的一切设备、组织机构都是为这一目的服务。维护和维修是高速铁路保证安全的最基本要素之一,自然不会例外。铁路的固定设施主要由路基、轨道、桥梁、隧道、电力、牵引供电、通信信号、房屋建筑和给排水设施等组成。随着铁路运行速度与运行效率的提高,路基、轨道、桥梁、隧道、电力、牵引供电、通信信号和机车车辆关系更加密切,其相互影响程度非常高。
三、结语
目前大型养护机械的使用较为普遍,这些机械设备性能出色,能够同时完成多项专业的工作任务。但与此同时,对人工工作任务的要求并没有减轻,出于压缩天窗时间的考虑,要求各专业的工作人员能够在短时间内通力合作,充分利用机械设备共同完成工作任务,由于各专业间的工作性质有较大的差距,各专业工作队间的协调与互助也已成为养修队伍必须面对的一项挑战。
参考文献:
[1]冯晓芳.中国高速铁路的发展与展望[J].科技资讯,2009,(01).
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关键词:基坑支护;拉森钢板桩;施工技术
Pick to: this paper constructing zhanghe 283 # pier near historical copper railway bridge foundation pit bracing as an example, detailed larsen steel sheet pile in silt mass geological supporting design and construction technology.
Key words: foundation pit supporting; Larsen steel sheet pile; The construction technology
中图分类号:TV551.4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1 工程概况
漳河特大桥283#墩承台设计为两层基础,第一层基础尺寸为14.3m(宽)×10.4m(长)×3m(高),第二层基础尺寸为8.8m(宽)×5.6m(长)×1m(高)。承台底设计为12根φ1.5m钻孔灌注桩。桥梁与芜铜铁路交角21.33°,相交处在芜铜铁路八里湾与峨桥区间,交点处芜铜铁路轨顶标高9.22m。承台边缘与芜铜铁路中心线最近距离为5.41m。承台位于乡村道路处,承台设计底标高为0.929m,原地面标高为6.5m,开挖设计深度为5.57m。承台边缘已侵入芜铜铁路路基路肩1.07m,铁路路肩标高为8.533m。
芜铜铁路为七十年代建成的有碴单线铁路,采用内燃机牵引,每日通行客货运列车50多列。施工区域内芜铜铁路路堤采用改良土填筑,填筑高度2m左右,路肩部分采用30cm厚浆砌片石防护。
2地质及水文条件
桥址位于河流一级阶地(Ⅰb),阶地地形较平坦开阔,经勘察查明283#墩承台地质情况见表1。
表1各层地质参数明细表
地下水为第四系孔隙水、基岩裂隙水。地下水水位受季节及气候条件的影响较大,主要为大气降水及地表水的补给。水位随季节影响而变化,勘察期间测得地下水稳定水位埋深0~6.60m。
3施工方案选定
临近营业线施工必须先确保营业线运营安全为前提,有效地组织施工生产。针对现场实际情况初步提出了三种基坑支护方案,分别是:钢梁架空营业线后拉森钢板桩支护方案,钻孔灌注桩与高压旋喷桩相结合支护方案,拉森钢板桩支护方案。
钢梁架空营业线后拉森钢板桩支护方案是先进行钢梁基础后架设钢梁把基坑支护安全与运营安全分离成两个单位体,在先确保营业线运营安全后才进行基坑开挖,减少了基坑开挖施工对营业线运营安全影响。但采用此方案投入大、工期长,钢梁施工对营业线安全防护要求高,而且承台边缘已侵入营业线路肩,可操作空间少。
钻孔灌注桩与高压旋喷桩相结合支护方案是先在基坑四周设计钻孔灌注桩防护后再加高压旋喷桩进行钻孔灌注桩间防渗施工。此方案对运营影响较少,能有效对基坑进行安全防护。但由于基坑四周进行桩基防护,需要桩基数量多,投入巨大、工期最长,在有限的操作空间里进行防护桩基施工,对营业线运营影响较大,实际可操性差。
拉森钢板桩支护相对前两种方案具有施工速度快、水密性好、占地空间小、投入小、操作可塑性强等优点,但拉森钢板桩支护对强度较高的地层无法正常插打防护。为防止营业线路堤地基采用片石挤淤或其他结构进行地基处理影响钢板桩施工,先对现场进行了地质钻探勘查,勘查表明营业线地基强度适合钢板桩施工。
综合安全性、工期性、经济效益等指标分析,283#承台基坑采用拉森钢板桩支护。
4钢板桩支护设计方案
283#墩基坑拉森Ⅵ钢板桩支护采用三道支撑,第一道支撑位于标高7m处,围檩采用2I32a工字钢,支撑采用φ610×10钢管支撑;第二道支撑位于标高5.5m,支撑采用φ610×10钢管支撑。第三道支撑位于标高4.5m,支撑采用φ610×10钢管支撑。
采用I30b工字钢先加固路基,具体布置如下:在营业线路肩边缘,平行营业线方向插打I30b工字钢。I30b工字钢插打范围:以承台边缘距营业线最近点为中心,新建铁路左侧4.5m,新建铁路右侧7.5m。I30b工字钢长9m,间距30cm。工字钢顶标高为8.8m,底标高-0.2m。
先采用I30b工字钢加固路基,工字钢对土体起到加筋的作用,使软弱土体的强度得到了一定的提高。计算截面选用基坑最不利一侧(靠近营业线路基侧),既有铁路道砟层和列车荷载采用均布超载形式,道砟层超载值为15.6 kN/m,作用宽度5.8m,列车超载值为61 kN/m,作用宽度3.3m。
采用理正深基坑软件进行计算,计算结果如下:
①整体稳定安全系数 Ks = 1.927
②抗倾覆安全系数:Ks = 1.352 >= 1.20, 满足规范要求。
③抗隆起验算 Ks = 2.796 >= 1.1, 满足规范要求。
④抗管涌验算K = 3.938 >= 1.5, 满足规范要求。
拉森钢板桩支护结构型式见下图1、图2。
图1拉森钢板桩支护平面图
图2拉森钢板桩支护立面图
5基础施工工艺
基坑支护施工工艺流程:临时围栏防护设置沉降观测点拉森钢板桩加固桩基施工承台施工及基坑回填拉森钢板桩拔除
5.1临时围栏防护
为防止人员和施工机械进入既有铁路范围内,在营业线路肩处搭设临时围栏防护网进行防护。基座采用60cm*60cmC15砼基础,预留立柱孔。立柱采用铝镁合金,间距3m。围栏防护网高1.8m,每侧围栏长30m,防护网采用Q235低碳冷拔钢丝,网孔50mm*200mm长方孔。
5.2设置沉降观测点
①观测桩的设置:在营业线路基边坡顶(路肩底)埋设观测桩,埋入深度0.5m,间距5m,形成固定观测点,用于观测施工过程中营业线路基水平位移和轨面标高变化情况。在施工段范围内沿线路两侧布置,每侧布置3个观测桩。
②观测频次:施工期间观测频次每24小时2次,施工地段或有异常时观测频次提高到1小时1次;布桩后观测频次1天不小于2次,观测时间不少于3天,如未有沉降变化后,每三天采集一次数据,直到钻孔桩施工完成。在基坑成型的初期、雨后、抽排水量较大的基坑应加大观测的频次,密切监控路基变形。
③观测控制标准:路基水平变化量大于2mm/d或累计水平变化大于10mm时必须停止施工,与监理和设备管理单位(工务段)共同分析原因,制定补强措施。
④成立专业的沉降观测小组,配合工务段实施观测。采用水准仪观测,按国家《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》二等水准测量的技术要求施测。单路线往返观测,每次观测均形成闭合检验条件。
⑤做好每个点的观测记录,反映出观测序次、观测时间、相隔时间、观测标高(位移)、本次变化量、累计变化量、变化速率等基本要素,用以进行现场施工控制。观测发现超出控制标准值时,立即通知施工负责人进行现场处理。
5.3拉森Ⅵ钢板桩防护
插拔钢板桩施工至少提前三天通知工务段,在工务段现场监督进行。插拔钢板桩在天窗点内施工,设驻站联络员及防护员,驻站联络员与工地防护员至少3-5分钟联系一次,保持通讯畅通。列车通过前停止施工。
钢板桩(工字钢)采用屏风式打入法,震动拔桩机拔除。严格控制插打或拔除速度,每次拔桩不超过2根,拔除后钢板桩所留缝隙采用灌砂立即进行回填。如果发现轨面发生变化,立即停止插打或拔桩。283#墩基坑临近营业线一侧的整排钢板桩及其两端转角后1m内的钢板桩不允许拔除,加固地基用的工字钢不允许拔除。
施工顺序:定位放线挖沟槽安装导梁施打钢板桩拆除导梁清理锚杆处标高的土方桩基施工基坑开挖承台施工基坑回填拔除钢板桩桩眼灌砂处理。
桩基施工前先进行插打钢板桩(工字钢)防护。283#墩承台第一层基础施工完成后进行采用AB料分层夯实回填,拆除底层支撑及围囹后进行第二层基础施工。
6施工要点
(1)跨营业线施工方案必须经过铁路部门审批,并与铁路有关管理部门签订安全协议,在管理部门监督下进行施工。
(2)施工前与铁路设备管理单位取得联系,核查并确定铁路附属设施三改方案。在地下设施附近进行基础施工时,对隐蔽设施采用避让,设置明显防护标志并设专人现场监护后,方可进行作业。
(3)建立健全安全组织机构和安全保证体系,与参建单位及铁路管理单位建立安全联控联系机制,按营业线施工操作规程作好施工工点防护。
(4)建立健全营业线施工应急预案。成立营业线应急预案组织机构,责权明确,统一指挥。
(5)施工前必须对施工作业人员进行营业线施工安全教育培训,考核合格后上岗。列车到达施工地点前10min,必须停止影响列车运行的施工,而且人员、设备等应撤至距外侧钢轨2m以外,施工机械、物料堆码必须放置牢固。
(6)施工机械所在工地必须设置应急处理明示牌,清晰注明机械类别、危险源、安全责任人、应急处理措施、简明应急程序和应急电话等信息。机械设备采取“一机一人一牌”制防护,保障施工时营业线的安全。
(7)在施工范围设置限界栏杆,所有施工作业人员进行封闭式施工。
(8)钢板桩插拔施工在列车天窗点内完成。承台基坑施工在申请营业线列车慢行条件下进行,其中货车限速45Km/h,客车限速60Km/h。
(9)对于已破坏营业线路基边坡按设计要求进行加固处理。
(10)由于施工将对原有排水系统造成了一定破坏,施工前必须对影响区域排水系统进行调查,并做好施工中此区域的排水疏导工作。
7结束语
拉森钢板桩进行基坑支护施工,对周围环境影响较小。钢板桩施工简便,工序简单,质量容易控制,节能环保效果明显。当基坑发生较大变形时可通过增加内支撑方法控制,控制效果明显,经济合理。
本文结合具体的工程实例,分析拉森钢板桩在临近营业线基坑支护的合理应用,在承台侵入营业线路基部分无法满足支护稳定性要求时,增加一道工字钢加筋防护,使土体得到有效加强从而满足要求。本工程拉森钢板桩基坑支护为类似工程的施工提供了参考经验。
参考文献
[1] TB10303-2009,铁路桥涵工程施工安全技术规程
[2] 铁建设[2010]241号,高速铁路桥涵工程施工技术指南
[3] TB10752-2010,高速铁路桥涵工程施工质量验收标准
[4] 铁路营业线施工安全知识,中国铁道出版社,2010