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關鍵詞:廈漳跨海大橋 施工階段 風險分析及管理
一、概況
廈漳跨海大橋是一座特大型公路跨海大橋,跨海總距離約為8km。大橋工程路線全長9.333 km,其中橋梁長度8.555 km,北汊橋梁長6.69 km,南汊橋梁長1.865 km。
二、風險分析方法
本文施工階段風險分析過程主要考慮的風險源主要包括自然條件(天氣、水文、地質等)、施工技術等,不考慮政策變化、匯率調整等影響。關注的目標包括施工質量、進度、安全。
風險分析采用了定性評估與定量評估結合的方法。首先識別各種可能的風險源,然后針對工程特點和施工單位情況開展風險分析。通過風險分析,對可能產生的風險損失和風險概率分級進行細化。通過分析確定各種風險事態的基本對策(可忽略、可接受、合理控制或不可接受) [1,2]。
然后,不可接受的風險事態將被標識為重大危險源,并進行更加深入的分析和更加詳細的對策分析,要求將風險等級降低到至少為合理控制的水平。
三、風險識別
與一般的大橋相比,本項工程主要特點:⑴自然條件惡劣。⑵海域寬闊,需要進行大規模的海上作業。⑶鋼棧橋和鋼平臺等大型臨時設施成為主要保障體系,將海上作業轉化為陸上作業。⑷施工作業使用大量的鉆孔設備、移動模架、塔吊和履帶吊等大型設備。
3.1海中鉆孔樁工程風險辨識
經過多次組織施工方案評審的基礎上,整理出有關風險因素:
⑴自然因素主要有臺風襲擾,施工水域流速急,波浪高、潮差大等。
⑵組織因素主要有鉆孔平臺搭設和拆除困難,鋼護筒定位沉放困難,抗臺風組織等。
⑶其它因素還有鉆孔平臺防撞等。
針對上述的風險因素,組織專家多次研究,歸納出的主要風險有:
⑴鋼護筒的定位沉放精度控制失誤。
⑵機械設備和人員受損。
⑶鋼棧橋、鋼平臺及樁群毀壞。
3.2海中承臺、墩身施工風險辨識
根據海中承臺、墩身的施工組織設計和與此相似的施工經驗,可確認有關風險因素:
⑴鉆孔平臺拆除
⑵鋼套箱和鋼板樁圍堰安裝。必須在低潮位完成鋼套箱安裝,時間短,精度要求高,同時要求套箱封底止水效果必須確保能夠提供干環境施工。
⑶現澆承臺和墩身。施工周期長,混凝土數量大,質量難以保證,且易受極端氣候的襲擊。
針對上述的風險因素,組織專家多次研究,歸納出的主要風險有:
⑴鋼套箱和鋼板樁圍堰被水流力和波浪力破壞。
⑵大體積現澆混凝土的質量通病。
3.3移動模架箱梁施工風險辨識
南汊北引橋和北汊南引橋采用移動模架現澆上部箱梁施工范圍長2685m,可確認有關風險因素:
⑴移動模架設計制造。
⑵移動模架現場拼裝、主梁和牛腿過孔、拆卸等。
⑶大體積高性能混凝土的澆注。
針對上述的風險因素,組織專家多次研究,歸納出的主要風險有:
⑴移動模架主梁和牛腿過孔時出現危險。
⑵主要設備故障、全橋工期拖延。
3.4索塔及主梁施工風險辨識
北汊主橋橋型為主跨780m的雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋,鉆石型塔高約227m,斜拉索錨固結構均采用鋼錨箱。南汊主橋橋型為主跨300m的雙塔雙索面組合梁斜拉橋,H型索塔高度137m,斜拉索錨固結構均采用鋼錨梁。可確認有關風險因素:
⑴自然因素有臺風襲擾、雷暴天氣。
⑵索塔高空作業安全。
⑶索塔高空泵送混凝土。
⑷鋼錨箱及鋼錨梁安裝。
⑸斜拉索及鋼主梁安裝。
針對上述的風險因素,組織專家多次研究,歸納出的主要風險有:
⑴塔吊和電梯等特種設備安全。
⑵索塔液壓爬模安全。
⑶鋼錨箱及鋼錨梁安裝失敗。
⑷斜拉索及鋼主梁安裝出現問題。
四、主要風險的控制和管理
4.1臺風風險分析和對策
臺風影響不確定性高、定量分析難度較大。研究中首先分析前期風洞試驗數據,基本排除了施工期間由于風作用引起結構性嚴重破壞的可能。同時考慮了東海大橋施工中應對臺風“麥莎”的成功經驗。最終確定大橋施工期間防臺對策主要是制定和落實防臺風預案。
防臺風預案內容應包括防臺組織機構、船舶防臺措施、機械及大臨設施防臺措施、人員防臺措施、應急處置、風后檢查等。同時建議增加臺風風險的保險對策。
⑴對施工海域氣象、水文和地質資料進行詳細分析。
⑵施工前要制定詳細的實施性施工組織設計。
⑶嚴格審核論證鋼棧橋和鋼平臺的設計和施工方案,同時制定并嚴格執行棧橋運行管理規定和嚴格控制鋼平臺荷載分布。
4.3海中承臺、墩身施工風險分析和對策#p#分頁標題#e#
⑴組織專業人員對歷年潮位過程進行詳細研究,借助專業單位進行橋位區海浪預報、流速測量、潮水高度計算,據此制定作業計劃。
⑵細化鋼套箱安裝方案并提出詳細的計算書,對方案和計算實行三級審查制,即由承包人提出方案和計算書,其技術負責人第一級審查,監理第二級審查,業主召開審查會,邀請專家參加,確保方案的可行性。
⑶對施工過程中的每一個環節加強控制,在施工前技術人員要做好安全及技術交底工作,明確質量標準、技術要求及施工中的注意事項。
4.4索塔及主梁施工風險分析和對策
⑴經過專家和有關部門論證,開展索塔鋼錨箱(鋼錨梁)、斜拉索和鋼主梁安裝工藝研究,細化安裝方案,對方案實行三級審查制。
⑵ 液壓爬模的安全工作風速為19.4 m/s,采取相應措施后的極限安全風速為45 m/s。計算表明,氣象風速為5級時,上塔柱區段就接近安全工作風速;而其極限安全風速接近橋址30年一遇風速水平。
明確模板風險管理對策以管理措施為主,并考慮保險措施轉移風險。針對各種風速等級,制定了不同的模板安全保證預案。并建議保險措施中增加模板賠償附加條款,同時也對日常施工管理提出建議,以便出險理賠。
⑶塔吊及電梯等大型特種設備必須按有關規定報特種設備管理部門進行檢查驗收,核發使用許可證。
明確大型特種設備在投入使用前必須認真對設備進行安全評價和危險因素分析,制定有關危險源控制重點、控制程序和嚴格的安全管理制度,通過技術措施、組織措施對重大危險源進行使用過程的嚴格控制管理。
4.5移動模架箱梁施工風險分析和對策
⑴跟蹤移動模架系統的設計、制造和調試過程,強化設備的維護,保證設備的完好率。
⑵移動模架的使用過程管理要求同塔吊及電梯等大型特種設備。
⑶落實工藝方案,嚴格保證梁體質量。
4.6其他風險分析和對策
⑴建立和完善海上棧橋和水上交通指揮系統,統一協調和管理海上船舶,保證施工運輸暢通。
⑵采取積極措施應對風險,首先抓好安全生產并接受行政主管部門的監督。其次是落實各類風險預防措施,尤其對安全風險較大的海上作業,嚴防群死群傷事件的出現。
五、風險管理手冊
為便于現場管理,總結編制了風險管理手冊,供參建單位現場管理使用。風險管理手冊中明確識別的各種風險事態的概率、損失等級、風險特征分析、己有工程事故的經驗、建議對策和管理制度匯編等。
六、結束語
本文綜合應用了工程管理和風險評估等方法,為廈漳跨海大橋大橋施工過程建立了全面的施工風險管理體系。有些風險防范措施已成功應用于實際施工中,操作性較強,可供其他在建大型橋梁借鑒。
參考文獻
關鍵詞:地鐵隧道結構;地鐵車站;風險避免;
前言
就目前而言,地鐵已經成為城市交通的主要發展方向,地鐵隧道工程在城市建設項目中占有極大的比重。地鐵區間隧道的設計方案主要有三種:明挖矩形斷面隧道、圓形盾構斷面隧道和暗挖馬蹄形斷面隧道。在實際地鐵隧道工程實施中需要根據線路埋深、施工地點的地質條件與周邊環境等因素來選擇不同的設計方案以應用。
一、結構模型設計方案的選擇
(一)明挖矩形結構
明挖矩形結構的地鐵區間隧道設計又稱明挖法,是指現將隧道部位的巖體或土體全部挖除,然后修建洞身、洞門,在進行回填的施工方法。明挖法是城市地下隧道式工程發展初期優先采用的一種施工方法,其施工工藝經過多年發展已趨向成熟。明挖法具有施工簡單經濟的特點,其施工風險小。使用明挖法利于施工者控制施工過程,減小施工風險;可以將工程分進行段,工程作業同時進行;對地質條件沒有特殊要求,適用范圍廣;容易對隧道進行防水處理。明挖法在擁有以上幾項優點的同時,由于其施工特點,在工程期間對周圍環境有較大的破壞,需要較大的地面環境支持施工。在城市內進行地鐵隧道工程建設時,會較大影響城市居民生活作息和城市交通秩序,工程地點埋設的地下管線都需要拆遷。
在施工地點的地面環境允許的情況下,對于埋深較淺、跨度較大的工程區間應該優先采用明挖法以減少施工風險,減低工程造價。
(二)圓形盾構結構
盾構法屬于暗挖法的一種,它是全機械化的施工方法。盾構是一種施工機具,同時也是一種強力的臨時支撐結構,盾構機在地下掘進時,盾構外殼能夠對周圍的巖土起到支撐作用,前方的土體被切削裝置破開后通過土運機械排出,再將預制的混凝土管片拼裝,從而形成隧道結構。盾構法施工因為采用復合防水封墊和預制的管片進行隧道的建設,隧道防水性能好且工程質量易于控制。同時,這種施工方法對城市交通與居民生活等地面活動的影響小,施工速度快并且不受施工深度的限制。從另一方面看,盾構法由于需要在地下掘進,從經濟角度而言,購置新型盾構機械的費用高昂,對連續施工長度至少為300米的施工區較為適用。盾構法在有相對均質的地質條件的軟土地基段施工是順利的,但是地層中若是有堅硬的巖層或球狀風化體時,盾構機的刀盤磨損較嚴重,會造成掘進進度慢甚至施工停頓的狀況。
二、地鐵隧道施工風險分析與控制
與其他工程相比,地鐵隧道工程是技術要求復雜、投資大、工程建設周期長的大型土木工程。由于隧道工程施工技術復雜,施工地點地質環境具有不確定性,工程在施工期內的所具有的風險種類紛雜。為了保證施工安全,減少工程成本,提升施工效率,在地鐵隧道工程進程中要嚴格做到風險控制。
(一)風險分析
風險的分析即是將已經識別的風險因素,如安全性,隧道掘進和自然環境等,進行量化處理。目前多數學者采用的風險評估方法即用兩個數據相乘得到的量作為風險大小評價的標準。但是,這種評價標準會使兩者產生不符合實際風險水平的稀釋作用或者放大作用,在風險評估上存在巨大的盲區,不能切合實際地反映出風險水平。因此,適合地鐵隧道工程的一套風險評估系統的建立已經十分必要。
(二)風險識別
通過事先對地鐵隧道工程進行風險識別找出施工過程中可能出現的風險就能有效地做到對風險的規避。由于當前對于地鐵隧道工程風險分析的資料較為缺乏,需要對風險進行種類劃分,如礦山法隧道施工風險、盾構隧道施工風險等,采取專家調查的方式提高風險識別的準確度,有效地避免風險的發生。
三、案例分析
(一)案例工程
某市地鐵1號線A站是連接室內地鐵線路與機場線路的換乘站,是一種雙層島式的地下車站,采用雙層多跨鋼筋混凝土結構。該車站設立四個出入口:其一是與機場線的換乘通道,采用暗挖法進行施工;一個安全通道和兩個風道,采用明挖法施工。
結合目前國內的技術水平和經濟實力,根據對A站地質環境的分析研究,綜合1號線地鐵隧道工程的整體布局,其施工方案如下:
使用盾構法和明挖法相結合的施工方法,先使用盾構法利用盾構先行過站,建立車站雛形,而后拆除車站內部大部分的盾構管片,使用明挖法修建車站。這種新型的盾構過站法命名為盾構擴挖法,即使用盾構法完成地鐵隧道的行車隧道,再拆除一部分管片,使用明挖法在已建成的行車隧道上擴建地鐵車站。
施工設計情況:首先,在站廳及附屬結構用房基坑使用蓋挖逆作法施工,基坑埋深約為21.6米,標準段寬13.7米;其次,開挖拱形斷面跨線風道,其長度約為25.7米,寬度約為9.5米,高度約為16.2米;再次,在車站出口及聯絡風道外口處使用外徑十米的大盾構進行進洞與出洞施工;第四,破除擴挖部分的臨時封堵墻,形成擴挖工作面,從而進行擴挖施工,擴挖形成后其斷面如圖1所示;最后,擴挖施工完成后分段拆除管片,設置橫向臨時支撐并且施做二次襯砌。
工程地質條件:填土層厚度較厚,局部地區達到了四米,土層穩定性差,對基坑支護有不利影響,邊墻土體圍巖的穩定性較差,容易塌落;粉土及粉細砂地層的滲透性差,注漿效果難以保證,而且該地層受到多次的施工擾動,容易出現土體坍塌的現象;砂土層中有較高含量的石英和長石,使用盾構法施工時容易造成刀具磨損,同時為盾構的掘進造成難度。
(二)案例分析
地鐵車站的建設應該綜合各方面因素考慮設計方案,選用合理的結構設計和施工方法。為了確保地鐵車站工程的合理性和安全性,車站規模、地質條件、地面環境、車站運行要求及技術經濟指標等多個方面都要在考慮范圍之內。使用盾構擴挖法完成地鐵車站結構的建設,需要注意以下幾點:車站內行車隧道在原有的盾構的基礎上進行建設,不采用專門的車站盾構;使用柔性連接在主體結構和原有的盾構管片的連接處上;提高主體結構與原有盾構管片的連接處的防水性能;加強盾構管片縱向連接緊密性,防止相鄰管片在拆除管片以進行車站建設時發生相對位移。
在目前國內經濟水平下,盾構擴建法的提出為今后的隧道施工提供理論參考,其實踐的成功有效的解決了盾構技術發展不足與施工要求的矛盾,奠定了今后科研工作的良好基礎
結束語
建筑領域的發展潛力隨著我國社會主義現代化城市的發展進程的加快而不斷開發出來,建筑業的發展空間也不斷增加。我們要辯證地看待當前地鐵隧道工程建設的蓬勃發展,在肯定地鐵隧道設計結構與施工方法專業化、多樣化的同時,也要注意在結構設計上的問題。
參考文獻
[1]賀躍光,熊莎,吳盛才.基于監測數據的某地鐵基坑工程安全風險模糊評價[J].工程勘察,2013(9)
關鍵詞:地道橋;行車安全;施工風險;控制措施
中圖分類號: U448.13 文獻標識碼: A 文章編號:
在既有鐵路下預制框架頂進修建地道橋,能達到增建立交橋的目的,且工程造價較低,受到城市市政道路建設部門的普遍歡迎。頂進框架施工對鐵路運輸干擾時間短,不中斷行車,能較好地保持路基完好和穩定,減少線路恢復工序,已被鐵路部門普遍接受。雖然地道橋頂進施工工藝已比較成熟,但如果事前不對其施工風險進行全面分析并防范,極易發生影響鐵路運輸安全的問題,甚至發生鐵路交通事故。到目前為止,針對鐵路地道橋下穿鐵路干線施工的相關風險分析與防范鮮見于文獻。本文以施工風險較大的兩類鐵路地道橋為例,對鐵路地道橋施工過程中的風險進行了全面分析,并提出了相應的控制措施。
1、鐵路地道橋工程特點
1.1鐵路地道橋的概念
鐵路地道橋一般是指城市道路穿過鐵路的下方,在鐵路之下修建的工程結構。其結構形式可分為框架橋、剛架橋和簡支結構。其施工方法分為現澆法施工和預制后頂進法兩種,其中以預制后頂進法框架橋為城市鐵路地道橋的主要類型,這也是施工風險最大的一類鐵路地道橋。
1.2鐵路地道橋的工程特點
鐵路地道橋隨所下穿的鐵路不同,其施工難度和風險差異很大。鐵路營業線分為繁忙干線、干線和其他線路,以下穿繁忙干線、干線的風險較大。根據機車動力牽引性質分為電氣化鐵路和非電氣化鐵路,以下穿電氣化鐵路風險較大。根據地道橋下穿鐵路股道數,分為單股、雙股和多股鐵路,以下穿雙股和多股鐵路施工風險較大。下面主要對淺覆土穿越復線電氣化鐵路地道橋和深淺覆土穿越多股電氣化鐵路地道橋這兩類工程的施工風險進行分析。其中淺覆土是指覆土厚度小于3米的地道橋,深淺覆土下穿多股鐵路地道橋是指框架頂進下穿鐵路覆土厚度小于3米和覆土厚度大于3米的鐵路,其下穿的鐵路股道數在3股及以上。
2、鐵路地道橋施工流程及主要風險
2.1鐵路地道橋施工流程
預制后頂進法鐵路地道橋的施工流程為:預制框架架空支撐樁、護樁施工架空鐵路線路頂進框架拆除架空恢復線路修筑附屬工程。
2.2鐵路地道橋施工風險
鐵路地道橋施工與鐵路行車安全相關的主要分部分項工程有:①預制框架②架空支撐樁、護樁施工③線路架空④框架頂進⑤架空拆除⑥線路恢復等。由于施工影響鐵路行車和導致鐵路交通事故的主要情形有:①施工導致鐵路行車設備損壞影響列車運行或造成事故②施工導致線路尺寸超限造成列車脫軌③列車運行中與施工機具、路料或人員相碰撞④施工材料侵入接觸網安全距離造成人員傷亡或供電設備損壞⑤支撐樁質量影響線路穩定等。
3、鐵路地道橋施工風險及控制
3.1淺覆土下穿復線電氣化鐵路地道橋施工風險及控制
地道橋下穿鐵路復線區間線路,由于只下穿兩股鐵路,框架頂進長度在20米之內,一般采取整體頂進法。
3.1.1預制框架路堤邊坡風險及控制
路堤削坡預制框架可減少框架頂進長度,但影響路基邊坡穩定。如土質較好,頂進框架不發生沉陷,由于頂進距離不長,可不削坡在坡腳外預制框架。如土質較差,造成框架沉陷、栽頭,可以在辦理營業線施工許可證后削坡預制框架,減少基底換填工作量和頂進距離,從而減少施工對鐵路行車干擾時間,但要根據邊坡土質和水文條件采取抹面、噴漿或噴射混凝土等護坡措施。
3.1.2架空支撐樁、護樁施工風險及控制見下表1
3.1.3線路架空、框架頂進、架空拆除及線路恢復施工風險及控制見下表2
3.2深淺覆土下穿多股電氣化鐵路地道橋施工風險及控制
深淺覆土穿越多股鐵路由于頂進距離長,框架分多節預制,頂進方法采用中繼間法、頂拉法、對拉法等。
3.2.1預制框架路堤邊坡施風險及控制
3.2.1.1同3.1.1.1
3.2.1.2對于高度超過9米及以上的路堤,應根據路堤土質及水文條件考慮在八字墻內側路基邊坡增設路基防護樁。
3.2.2深淺覆土下穿多股電氣化鐵路地道橋架空支撐樁、護樁施工風險及控制同表1
3.2.3線路架空、框架頂進、架空拆除及線路恢復拆除施工風險及控制見下表3
4結語
鐵路地道橋下穿鐵路的情形不同,施工風險各異。要根據鐵路地道橋施工現場的實際,制訂切實可行的施工方案,對影響鐵路行車的分部分項施工作業的風險進行分析,制訂有效的控制措施,這樣就可能減少施工對鐵路行車的干擾時間,從而減少影響鐵路行車安全問題的發生,有效地避免鐵路交通事故。
參考文獻:
Abstract: The ecological function of wetland is enormous, and wetland plays an important role in soil and water conservation, water purification, regulating ecological environment. However, the oil and gas pipeline will cross through the wetlands inevitably, which has a certain impact on wetland environment. It has become a research that focuses on how we can reduce the environment impact to minimum and realize the harmonious development of man and nature. In this article, we has taken the Nya River Wetland in Africa for example, and taken the environmental assessment before construction, environmental control during pipeline crossing, and continuous evaluation tracking after construction.
關鍵詞: 濕地;管道穿越;Nya河;環境保護
Key words: wetland;pipeline crossing;Nya river;environment protection
中圖分類號:TE973 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)23-0125-03
0 引言
濕地是指天然或人工的、永久性或暫時性的沼澤地、泥炭地,蓄有靜止或流動的淡水或咸水水體,包括低潮時水深淺于6m的海水區,是地球上三類最重要的生態系統之一[1]。濕地被譽為“地球之腎”、“人類搖籃”,盡管其只占地球表面面積的6%,卻為地球上20%的生物提供了生境,是天然的“生物基因庫”。在穩定水源供給,改變洪澇和干旱狀況,凈化水質,保護水土和調節地下水水位等方面,濕地發揮著重要作用。
近年來,隨著石油工業的快速發展,一大批輸油氣管線相續投入建設,不可避免的要穿越濕地,對濕地的生態環境產生了一定的影響。在管道穿越濕地工程中,如何有效的保護濕地環境,將管道穿越對濕地環境的影響程度降到最低,實現人與自然的和諧發展,成為眾多學者研究的對象。關于管道穿越濕地的環境保護,國內外學者進行了一定的研究。郭俊[2]通過對西北油氣產業發展的前景和當地濕地的特點與現狀進行了分析,提出油氣管網穿越濕地時應采取的環境保護措施。付寬[3]以國內青海地區草原濕地為研究對象,提出了油氣管道穿越草原濕地的保護措施。
綜合上述觀點,學者對油氣管道穿越高原、草原、湖泊、河流以及水網地帶的濕地環境保護進行了深入的研究,本文根據以上學者的觀點,分析了管道穿越對濕地的影響,提出了管道穿越Nya河濕地的環境保護措施。
1 管道穿越對濕地的影響
管道穿越對濕地水質的影響主要包括施工設備漏油、施工場區地表徑流水;對濕地水土流失的影響主要是管道穿越破壞了植被和天然土體的穩定性,可能導致濕地抗災減災能力降低,洪澇災害風險提高,并且水土流失向濕地輸入了大量泥沙和氮、磷等物質,造成泥沙淤積和水體污染。管道穿越造成的大氣污染對濕地植物的影響主要來自施工期揚塵和施工設備尾氣等。管道在穿越濕地時,會擾亂據濕地動物的棲息和繁殖場所,使其不能取食,幼體不能發育,切斷水源造成水生動物種類減少。此外,噪聲對鳥類和其他動物的生活習性產生影響。
2 Nya河濕地簡介
Nya河濕地位于非洲乍得人民共和國Doba市境內,Nya河自西向東穿過整個濕地。濕地穿越場地地勢較平坦,兩側為熱帶稀樹草原。Nya河濕地是當地的重要水源,在灌溉兩岸農田,為當地居民和其他動植物提供水源上發揮著重要作用,生態環境非常脆弱,極易受到外界影響。
Nya河濕地氣候為熱帶草原氣候,全年氣候劃分為雨季(6月~10月)和旱季(11月~來年5月)。Nya河濕地在雨季時,平均水深為1m;在旱季時,濕地北部為草原,南部為10-40cm的沼澤地。根據當地文獻記載和有關調查,濕地區域內動植物種類繁多,各種動植物200種。從以上情況可以看出,Nya河濕地在保持當地生態環境,調節氣候,保持水土,提供水源方面發揮著重要作用,所以在管道穿越Nya河時必須采取環境保護措施。
3 管道工程穿越Nya河濕地保護措施
3.1 施工前的保護措施
3.1.1 進行環境影響評價 為實現濕地自然資源的保護,在管道穿越濕地時推行環境影響評價(environmental impact assessment,EIA)制度尤為重要。環境影響評價是對項目、區域規劃、開發建設活動實施后可能造成的環境問題科學分析、預測和評估,指出預防或減輕不良環境影響的對策和措施,是在決策和開發建設活動中實施可持續發展戰略的一種有效手段和方法。管道穿越活動對濕地除了自然環境的污染外,還會對的濕地的生態環境產生很大影響,所以管道在穿越濕地時重點考慮非污染環境評價,也就是說,從分析濕地生態系統結構變化入手,預測其環境功能的變化,并尋求保障生態功能的有效措施。
為此,管道在穿越Nya河濕地前,業主、EPC和PMC委托中石油華東設計院對管道穿越Nya河進行了環境影響評價,并通過了當地政府的審批,評價的結果為Ⅴ級,影響程度較低。
3.1.2 進行環境風險分析,制定應急預案 運用PMP中的風險管理方法,通過頭腦風暴法對管道穿越Nya河的環境影響進行風險分析,包括水質風險、土質風險、生態風險、社會經濟風險等,并根據風險影響制定應急預案。根據公式R=■a■b■,(i=1,2,3,4)得出工程的環境風險評價。
3.2 施工中的保護措施
3.2.1 水源的保護
①Nya河流為當地的重要水源,管道穿越時為旱季,Nya處于枯水季節,為了保證河流不斷流,同時保證管道穿越正常進行,采取開挖導流渠圍堰施工法。導流渠入口與穿越段河岸的內夾角選擇180°,導流渠長468m,見示意圖1。
②濕地內存有約10-40cm的積水,施工前在作業帶兩側開挖集水溝,將作業帶內水排出,通過排水導流溝將作業帶隔離,并且有利于排凈作業帶內明水保持作業帶范圍內干燥,干燥的作業帶有利于降低施工作業對濕地環境的破壞。
③每天施工前對所有施工設備進行檢查,杜絕設備在施工現場漏油的現象。如不可避免設備在現場進行維修、加油,作業面鋪好吸油棉,水面上布置好攔油繩。主河道水泵在抽水時需要在運轉的情況下加注柴油,容易導致柴油飛濺污染水體。為此,施工人員參照2012年LOGONE河穿越時防止柴油飛濺的方式,能夠嚴格控制柴油污染水體,又能夠保證水泵能夠連續作業。所有防腐類的化學品,全部進行回收送到項目駐地,統一進行無害化處理。
3.2.2 水土保護措施
①主河道水土保護。穿越區Nya主河道水深1.5-2.2m,河道下淤泥豐富,用挖掘機將陳年淤泥從河道倒運到河岸上,并將淤泥分層在河岸上進行晾曬,并利用挖掘機對板結成塊的淤泥進行碾壓粉碎平整。待管道焊接、下溝后,分層進行回填。
工程河岸保護采用水泥土進行堤岸保護,設計規定的河岸保護的工程量為128立方米。水泥土具體施工方法為水泥和土均與攪拌和鋪撒,其中42.5#普通硅酸鹽水泥占總量的30%,純土占總量的70%,粒徑大于2厘米的土的比例不應超過20%,并分層回填夯實。
邊坡位置的基礎處理,管溝底部邊坡點向河道前延伸2米位置,進行基槽開挖,開挖完成后利用水泥土對基槽進行分層夯實回填。基槽回填應從管溝基礎開始進行水泥土分層回填,并利用打夯機進行夯實,分層施工,并回填至設計規定的河道標高。
堤坡保護,施工范圍是從邊坡點到堤坡原始地表。首先利用素土進行回填,回填應從管溝底部開始,然后進行分層夯實。回填到距離地表0.4米的位置,利用水泥土進行回填,回填至地表位置,堤坡恢復的邊坡比為1:1。
河槽及河堤恢復完畢后進行圍堰拆除,圍堰拆除采用挖掘機和裝載機作業。圍堰拆除要徹底、干凈,使拆除圍堰后的河床平坦,無雜物。先拆除下游圍堰,并將圍堰用土方推到河岸邊緣,最后拆除上游圍堰,上游圍堰宜用挖掘機采用后退方法進行拆除。將圍堰土回填河岸,并恢復原有地表高度及河床原貌。
導流渠開挖時已將表土進行剝離,剝離完成后,進行開挖,開挖土應與表土回填分開放置。回填及恢復時,按照施工反順序,將開挖土分層回填,最后將開挖的表層土分散至導流施工區域并恢復原地貌。
②濕地水土保護。北岸匯水區域,地質條件好,承載力較好,施工時已經將作業帶范圍內的地面植被和表土進行剝離。開挖作業時,已將開挖區域的開挖土與表土分開放置,回填時按照開挖施工作業反順序將開挖土分層回填,回填到地面高度后,根據設計要求,在管溝范圍上方修筑300mm高的管堤。最后將開挖的表層植被土分散至施工作業區域。
南岸作業帶里程189.322km~190.382km區間1.06km有10cm-40cm的水,該區間為濕地。開挖時使用挖掘機進行表土剝離作業,挖掘機表土剝離作業完成后再進行后續開挖作業,后續開挖土與表層土分開放置。進行回填作業時,按照管溝開挖作業施工反順序,將開挖土依次分層回填,回填至地面標高時,將回填土平整,最后將均勻表土分散到施工作業區域。最后利用挖掘機將設備移動區域的表面進行松動和平整。
3.2.3 大氣污染的防止 在進行管道穿越濕地時,施工便道和鄉村土路經常灑水修護,保持路面濕潤平整,車輛駛過不揚塵。在材料運輸過程中加遮蓋物,允許時可適當將材料加濕。穿越中水泥運輸使用遮蓋物,加強密封保護,確保不揚塵。在攪拌水泥土時,盡量選擇在無風時段進行,避免粉塵隨風擴散至周圍濕地,對于未使用完的水泥及時覆蓋。施工設備產生的尾氣是大氣污染因素,故在機械選用上應盡量使用那些高效率低能耗低排量的設備。
3.2.4 動植物的保護 對于濕地兩側的樹木嚴禁砍伐,對于作業帶內的樹木在不影響施工的情況下,盡量保留。在管道焊接時,濕地中間預留20m的斷點,便于其他野生動物通過。在傍晚時,盡量停止作業,防止噪音影響鳥類棲息。在進行Nya河主河道施工時,用鐵篩將河流中魚類隔離,開挖導流渠,保持河水的流動性,魚類通過導流渠能夠順利到下游產卵、發育。
3.3 施工后保護措施
3.3.1 建立環境保護檔案 管道穿越Nya河濕地完畢后,項目部建立Nya河濕地環境保護檔案,詳細記錄了管道穿越過程中的技術方案、施工方法和環境保護措施。同時記錄了穿越過程中對濕地生態系統的生態特征、生態過程等進行跟蹤監測,實時觀測濕地恢復的狀態和過程變化,并根據監測結果,對照濕地恢復目標和系統健康標準,對濕地恢復效果進行評價。
3.3.2 環境保護后評價 濕地恢復實施后要每隔一定時間進行恢復效果后評價,以確定其是否達到了預期目標,檢驗管道穿越的濕地是否已經恢復到或接近于退化前的自然狀態。《環境影響報告書》是檢測項目執行過程中是否對環境造成影響的標準參考書,當穿越工程項目完成時,要對該項目是否對環境造成影響,以及造成什么樣的影響進行評價,對實際產生的結果進行全方位的評析,主要涉及對項目決策中涵蓋環境指標的,諸如對決策、規定、規范、參數的可靠性和實際產生的效果進行分析,得出科學的結論。
4 結束語
濕地作為世界上重要的生態系統之一,極易受到外界影響。Nya河濕地穿越工程在施工前環境影響評價和風險評價,在施工中采取剝離表層、逐步回填方式,施工后進在行環境影響后評價的方式,使整個濕地的擾動最小,環境影響程度最低,同時保證了施工的順利完成,營造了人與自然的和諧氛圍。
參考文獻:
[1]Erwin KL.Wetlands and global climate change:the role of wetland restoration in a changing world. Wetlands Ecology and Management, 2009,17(1):71-84.
1變電站改造前期的問題分析及對策
在變電站改造過程前,要做好改造人員的技術培訓,掌握過硬的本領,同時改造人員的思想狀態也很重要。這些準備做得妥當與否,直接決定著整個改造工作的進程和質量。
①工作人員安全意識薄弱問題。有的工作人員認為改造工程比較輕松,就是循環作業,從而在思想上麻痹大意,事實上,在改造過程中不小心謹慎,極容易出現紕漏。要讓工作人員意識到改造操作比較頻繁,工期長,人員勞動量大,同時,重復同一類型的操作極容易導致人員思想麻痹,造成工作人員安全意識淡薄。
針對這種情況要做好宣傳發動,從思想上高度重視。要進教育工作人員千萬不能思想麻痹,安全意識要放在首位。工作之前,我們要讓工作人員明確整個工作的目的、意義、任務和總體目標,充分認識到此項工作的重要性、復雜性和危險性動員全體人員牢固樹立“安全第一”的思想,從自身出發,依照工作實際,認真分析工作過程中容易導致人員思想麻痹、松懈的不安全因素。真正做到防患于未然。
②改造現場危險分析不足問題。對于改造現場,通常都是作業面多、人員散亂、車輛多、舊設備拆除、新設備安裝、二次回路交叉接線等,存在很多危險性,對這些情況,如果分析不夠到位,很容易有危險出現,從而影響整個改造過程,同時又可能帶來不必要的損失。改造現場危險要素主要有:機構箱門、端子箱、萬用鑰匙使用、電纜進出口經常打開,易進水及小動物;管理不善;接地線螺絲松動;現場施工電源使用不規范等情況。另外改造現場工作面復雜,工作人員任務不同,措施變化頻繁,工作人員對改造站現場的措施、工作進展及運行情況不能熟練掌握,對現場危險因素不能及時控制等都存在危險性。
針對以上現象,要全面分析現場改造過程中存在的風險因素,并有針對性的制定完善的確保安全措施,并提前做好改造過程中的現場危險分析和應急預案。結合改造現場工作性質和系統方式變化參照變電站典型危險分析檔案,全面了解,提前預測,并制定好相應的安全措施來防范。以全力保障改造工程的順利進行,并將工作前所有的技術組織措施以及相應的控制措施,認真寫入《變電站改造工程風險措施專題卡》和《倒閘操作風險分析與控制措施卡》中。
③改造物資、安全用具等準備不充足、不完善問題。關于安全用具的準備如果不充分、不完善的隱患也很多,例如:絕緣手套不合格則容易觸電,給改造工作人員人身危害造成影響;物資和用具準備不充分,則影響工作進度,無法保證停、送電的及時性、有效性;物資和用具不合格,則容易導致操作過程中隱患重重,如驗電器不合格,在驗電時不能正確判斷設備是否無壓,而無法保證掛地線時的安全等。這些都是因為準備不充分和不完善造成的隱患問題。
針對這種情況,我們就要提前做好改造物資和安全用具的準備工作,要精細到位,工具設施類準備充分完善,做好所有物資和用具的全面檢查。如安全工器具要合格、充分;備品備件充足;接地線完好等。并要求派專人負責檢查、完善,填寫記錄并簽名。做到個人負責制,哪個過程出問題,就有負責人員承擔責任。
④新設備投運與培訓不同步,工作人員未能及時熟練掌握新設備運行管理問題。隨著科技的發展,變電站的新設備也在不斷更新和更換,工作人員對新上設備的工作原理、操作要領的掌握以及異常情況的處理方面有些欠缺,不能在較短的時間內熟練掌握新設備的運行與維護。這都與工作人員沒有進行崗前培訓十分不開的,其問題的嚴重性不言而喻。
為了避免上述現象發生,就要加強工作人員的崗前培訓,提高工作人員的業務素質和技能水平。隨著新設備投人運行,對工作人員在業務技能方面提出了更高的要求,因此我們更要加強實踐培訓,使工作人員在時間較短的情況下,盡快掌握新設備的原理、運行維護和管理,保障新投入設備安全、可靠運行。
2改造過程中問題控制
在改造中工作人員萬不可麻痹大意,為了保證吧問題消滅在萌芽狀態,就要確保做到以下幾點:①工器具的使用管理制度要明確。使用前要進行全面檢查,確保萬無一失。②萬用鑰匙使用要有嚴格的審批制度。按手續啟用萬用鑰匙,加強監護,用后及時封存;操作過程如出現問題在未查明原因前,未經許可,不得隨意解除運行。③現場看板管理制度要嚴格。當日看板上明示的問題要有專人負責。④風險處要有專人監護。各風險點都有人監護,如有問題,馬上制止。⑤改造現場安全措施要到位。室內、外高壓設備要完善,主控室內的安全措施要齊全,檢修區與運行區責任明確,警示牌醒目,安全通道暢通,便于檢修人員的工作質量。⑥制定齊全的監督檢查制度。在進行大的改造時,管理人員提前到站,開好準備會、開展安全風險分析,審核“兩票”,站隊長提前組織好現場各項工作及措施,監督檢查到位等。及時發現問題,做到“抓大不放小”。⑦違章處罰要加大。下大力度查違章,具體查作業性違章、查管理性、指揮性和裝置性違章。重點查:新設備驗收、傳動試驗是否有人監護、萬用鑰匙的使用是否符合規定、交接班制度是否準時、運行人員是否明確操作任務、檢修后的設備狀態是否恢復到原始狀態”等。
3改造后期的驗收問題
驗收的重要之處就看檢修工作完成質量。為了保證送電過程順利,同時不會影響到人身安全,這就要我們在驗收是工作細致考慮周全,試驗合格。這就我們要求務必做好以下幾項工作。
首先,設備驗收質量要嚴格。設備驗收要做到明確分工、責任到人,要根據工作內容及性質,明確驗收項目和驗收重點,發現問題及時提出,馬上處理。
其次,設備送電前的檢查要細致。要精確的檢查開關、刀閘的狀態,送電范圍內(站內控制)的接地線全部拆除,并存放歸位,接地刀閘全部拉開并經閉鎖;檢查各壓板、插件、開關投切位置正確;檢查模擬屏元件位置應與實際設備位置相符;檢查檢修記錄等是否合格、保護定值是否交代,并與調度核對正確,作好記錄。
[關鍵詞]淺埋 大跨隧道 既有公路 施工技術
[中圖分類號]X734 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-1-223-2
在既有的建筑物及地質條件限制下,在地下空間開發的要求下,新建隧道近距離的穿越既有的建筑物或隧道現象頻繁出現。基于環境及邊坡保護要求,隧道選址遵循可持續發展原則的大前提下,盡量遵循“早進洞,晚出洞”原則,“零”開挖也在部分隧道得到實現。大跨度淺埋的形式下穿既有公路成為大勢所趨,在施工過程中,隧道的結構、周圍巖壁的穩定性、既有道路通暢程度、地表下沉程度及交通流動荷載對圍巖的穩定性影響等都影響到開挖方法、支護措施的選擇和實施。關于大跨度的隧道,在具體的實施中證明,施工的穩定性以及地表沉降的控制是難度較大的施工部分。
1工程簡述
1.1地質條件
某隧道在改DK186+295~隧道出口為5‰的上坡,在改DK186+385191下穿施工中的高速公路(公路里程K2+273106),該高速公路與鐵路隧道的平面夾角為146°56′30″,下穿處高速公路路面設計高程914.80,鐵路路肩設計高程900.54,高差14.26m,運營時隧道凈埋深4.73m,目前隧道實際開挖埋深僅為1.79m。因該段高速公路為半填半挖路基,隧道與之小角度相交,分別在填方和挖方邊坡出現了明顯的偏壓現象,也加長了下穿段長度,經準確測量下穿段里程為DK186+315~DK186+440。
1.2施工存在的風險
隧道下穿施工中的高速公路線段地質條件較差,均為V級加強圍巖,圍巖為新黃土,軟弱淺埋,自承能力極差,隧道部分段落要從施工中的高速公路路基填方中穿過,同時受在高速公路上施工機械、通行車輛的影響,洞身開挖后圍巖的穩定性更差,且高速公路運營后,多為載重煤炭運輸車輛,為此施工中必須嚴格控制地表沉降,必須采取較為穩妥的施工方法,確保隧道的施工安全、高速公路正常施工及行車安全。
2具體施工技術與方法
根據上文對淺埋大跨隧道下穿既有公路施工中面臨的風險分析,在施工的過程中必須要注意以下幾個施工要點:
2.1加強超前支護措施,確保圍巖的自穩能力
超前支護措施是保證在軟弱圍巖施工條件下隧道施工安全的關鍵,對提高圍巖的自穩能力有著不可替代的作用。現今常用的超前支護措施有很多,比如掌子面臨時支護拱超前注漿導管、小導管注漿、超前管棚等。
隧道下穿高速公路段拱部設置Φ159大管棚,管棚長度18m(分節長度9m),環向間距3根/m,搭接長度3m。由于隧道覆蓋層較薄,在管棚施工時嚴格控制鉆孔外插角,一般控制在1°~3°。以防止穿頂。
為保證施工安全,在大管棚的兩個鋼管之間加設Φ42超前小導管加強支護,并進行注漿加固地層。小導管采用Φ42鋼管(t-3.5mm) ,環向間距3根/m,外插角度5°~8°,2倍鋼架間距設置超前小導管。
在超前支護施工過程中要盡量少擾動土體,避免高速公路路基的坍塌,確保施工安全。
2.2充分利用分部開挖,發揮圍巖的自承能力
(1)為確保施工安全,上導坑的開挖循環進尺控制為1榀鋼架間距015m ,下部的開挖依據上導開挖拱架間距控制。仰拱一次開挖長度依據監控量測結果、地質情況綜合確定,一般不宜大于3m。
(2)中間支護系統的拆除
中間支護系統的拆除時間應考慮其對后續工序的影響,通過圍巖監控量測進行確定。當圍巖變形達到設計允許的范圍之內,并在嚴格考證拆除的安全性之后,方可拆除。同時要注意后續作業的及時跟進。
如圍巖穩定條件滿足設計要求,臨時支撐可在仰拱混凝土澆筑前一次性拆除,一次拆除長度依據仰拱澆筑長度確定(一般為2~3m)。
中隔壁混凝土拆除時,要防止對初期支護系統形成大的振動和擾動。可采用風鎬由上至下逐榀拆除鋼支撐之間的噴射混凝土,以及臨時支護與初期支護連接部位附著在鋼架上的噴射混凝土,臨時鋼構件采用氣焊燒斷。
2.3初期支護
初期支護采用I22a工字鋼鋼架支撐+鋼筋網+ 噴射混凝土+系統錨桿組成的復合式初期支護。其中邊墻采用L=4m的Φ22mm的砂漿錨桿,拱架間距50cm,Φ8鋼筋網間距20cm*20cm,C25初支混凝土厚度為30cm,該段支護參數明顯高于其它隧道同等級圍巖參數,目的在于加強初期支護體系的支撐強度確保施工安全。
拱部鋼架必須用縱向托梁32槽鋼進行支墊以增加鋼架底腳的承力面積,并設置Φ42鎖腳錨管(L=4.0m)將鋼架兩底腳牢固鎖定,以防止鋼架下沉或兩底腳回收。必要時,下導開挖后仰拱施工前加設臨時仰拱,避免初期支護收斂變形。
2.4合理組織施工工序,降低相鄰隧道的相互影響
對于相鄰隧道的平行施工而言,必須要合理組織施工工序,將兩者的工序錯開,這是減少對圍巖的交叉擾動的主要策略。具體的工序該如何組織,需要根據隧道施工的具體情況而定。
2.5重視落實排水措施,確保圍巖不會受到水害
落實排水措施主要是針對地表降水以及隧道底部的積水而言,及時的采取引水、排水措施,將這兩種影響圍巖穩定性的水體排出,這是提高圍巖穩定性最主要的方法之一。
2.6加強對地表沉降的控制,確保既有公路的正常運行
在淺埋大跨隧道下穿既有公路的施工中,必須要注意的一點就是在施工的過程中不能影響既有公路的正常運行。而影響既有公路正常運行的主要因素是地表沉降,針對此類情況,在隧道施工的過程中,相關施工單位必須要做好處理措施,確保下穿隧道結構的穩定,不會引起既有公路出現地表沉降的現象。
3結束語
在公路建設過程中,對隧道的利用越來越廣泛,隧道不僅可以降低行車的風險,同時還可以縮短車程,對保證交通的暢通有著非凡的作用。在下穿隧道施工的過程中必須要采取先進的施工技術,對施工中遇到的風險因素進行控制,以確保施工的安全和質量。隧道在工期緊、任務重的情況下采用上述方案淺埋穿越施工中的高速公路是比較成功的。該方法的成功應用,為類似隧道工程施工提供了寶貴的經驗。
參考文獻
關鍵詞:混凝土;橋梁;施工
Abstract: In this paper, the author discusses the quality control in the construction process, and puts forward the corresponding processing means and control points.
Key words: concrete; bridge; construction
中圖分類號:TU997 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
橋梁施工控制是橋梁建設的安全保證。為了保證安全可靠的建好每座橋梁,施工控制將變得非常重要。因為每種體系的橋梁所采用的施工方法均按照預定的程序進行。施工中的每一階段,結構內力和變形是可以預計的,同時可通過檢測手段得到各施工階段結構的實際內力和變形,從而完全可以跟蹤掌握施工進度和發展情況。同時施工控制也是橋梁營運中安全性和耐久性的綜合監測系統。
一、預應力混凝土施工工序
預應力混凝土施工流程:錨具及鋼絞線檢驗合格預應力梁底模安裝非預應力鋼筋安裝按設計坐標及高程焊接波紋管定位支架安裝波紋管及排氣管安裝錨墊板及螺旋筋預應力工程隱蔽驗收澆筑混凝土并養護鋼絞線下料編束預應力鋼絞線穿束拆除模板張拉設備及儀表配套校驗安裝錨板及夾片安裝千斤頂預應力筋張拉錨固張拉質量檢驗預應力孔道壓漿切除多余長度鋼絞線封堵錨具孔轉入下道工序施工。
其中預應力孔道壓漿宜在預應力束張拉完畢后盡早進行,一般預應力混凝土構件,在張拉完畢,停10小時左右,觀察預應力鋼材和錨具穩定后,即可進行。
二、施工前的準備工作
2.1 機械設備動員
根據施工進度,機械設備分期分批進場,并根據實際情況隨時增加,首批施工前期使用的機械設備,應在開工前半個月內進駐現場首批設備需配備測量儀器 起重吊機貨船臨時棧橋搭設設備攪拌站發電機等,進場后迅速投入工作其余施工設備均按計劃提前半個月進場,各種型鋼板材物資機械設備(如鉆機、鋼筋加工設備、張拉設備、吊梁機砼拌合樓發電機砼輸送泵挖掘機塔吊)等,應計劃要求滿足不同階段的施工需要。
2.2 人員、機械設備及材料進場的方法
施工方根據業主的要求和施工進度,人員、物資材料及機械設備將分期分批進入現場,并依據實際情況隨時隨地調整加強。第一批施工先遣人員和部分先期使用的物資材料及機械設備,采用陸路和水路運至施工現場,施工船舶通過水路直達施工現場待命后期施工人員 物資材料及機械設備根據工程需要陸續進場,后續人員可乘坐公共交通工具分批到達,物資材料及機械設備將視不同情況通過陸路或水路運送到位成立項目部物資機材室,由機械工程師負責現場物資的使用計劃與采購及設備的進場。管理、使用、保養、維修工作項目經理部在合同簽訂后天內編制機械設備和物資進場計劃報業主和監理工程師審批。在收到監理工程師簽發的開工令前,保證投標書所列機械設備按監理工程師指令進場,以保證工程順利開工。若監理工程師發出了變更指令,應按照監理工程師的變更指令執行對進場械設備與物資進行檢查驗收,凡驗收不合格的機械設備與物資,不得投入使用。另及時調遣合格機械設備和物資進場,以滿足工程需要進場的機械設備做到類型齊全 配套完整,規格型號匹配,進場時間及數量與施工進度相適應使用過程施工技術中使用其他機械狀況應能滿足工程要求。
2.3 風險的分解
施工階段的風險分析是個非常復雜的系統工程。為了更加精確的風險分析,在風險分析之前,對橋梁施工階段的風險必須加以分解。按風險的相互關系將其分解成若干個子系統,而且分解的深度是使人們較為容易的識別出在施工階段的風險,使風險有較高的準確性、完整性和系統性。橋梁施工階段風險分解有很多種分法,有按風險因素劃分,有按施工階段劃分,有按施工工序劃分,還有的按施工部位劃分等。實際操作中,可根據具體情況而定。風險因素是指所建橋梁所處的環境(包括自然環境和社會環境),是所有外在因素的總和,環境的各因素之間存在一定的邏輯關系,復雜且有序。盡管可以對風險系統進行有效的分解,但是由于系統內在風險因素的復雜性,各個風險因素交織在一起,如果一個風險的估計可能會影響到另一個風險的估計,這兩種風險就相關的。各種風險的相關性是普遍存在的。當進行風險評估時,必須考慮到各變量之間的相關性,其類型有不相關、部分相關、完全相關。
三、施工質量控制內容及影響因素
預應力混凝土橋梁的施工控制包括結構變形控制、結構應力控制和結構穩定性控制。線形控制就是嚴格控制每一節段的豎向撓度及其橫向位移,保證成橋后的線形趨于設計線形;內力控制則是控制主梁在施工過程中以及成橋后的應力,尤其是合龍時的控制,使其不致過大而偏于不安全,并符合設計要求;橋梁的穩定性不僅包括橋梁的穩定計算,還包括施工各階段結構構件的局部和整體穩定。
(一)預應力材料的質量控制
嚴把材料質量關,采用信譽好質量好的廠家產品。產品要有出廠合格證,質量檢測報告,對到場材料進行檢驗,其強度、剛度、嚴密性及螺旋壓接縫咬合牢度等各項指標均達到質量標準方可使用。加強對波紋管的保護減少對其損傷。減少電焊作業。在普通鋼筋骨架成型后再鋪設波紋管,用振搗棒振搗混凝土時,要避開波紋管,波紋管接頭。用大一號規格的波紋管作套管,套管長20-30cm.管道接頭在套管內要對口、居中。兩端的環向縫隙用膠帶封閉嚴密。
(二)預應力張拉前的準備工作
對力筋施加預應力之前,應對構件進行檢驗,外觀尺寸應符合質量標準要求。張拉時,構件混凝土強度應符合設計要求;設計無要求時,不應低于設計強度等級值的75%。當塊體拼裝構件的豎縫采用砂漿接縫時,砂漿強度不低于15Mpa。對預留孔道應用通孔器或壓氣、壓水等方法進行檢查。端部預埋鐵板與錨具和墊板接觸的焊渣、毛刺、混凝土殘渣等應清除干凈。應采用先穿束的方法時用壓氣、壓水較好。鋼筋穿束前,螺絲端桿的絲扣部分應用水泥袋紙等包纏2-3層,并用細鐵絲扎牢;鋼絲束、鋼絞線束、鋼筋束等穿束前,將一端找齊平,順序編號。對于較長束,應套上穿束器,由引線及牽引設備從另一端拉出。對于夾片式錨具,上好的夾片應齊平,在張拉前并用鋼管搗實。預應力筋的張拉順序應符合設計要求。
(三)施工控制影響因素
橋梁施工控制的主要目的是使施工實際狀態最大限度地與理想設計狀態(線性和受力)相吻合。要實現上述目的,就必須全面了解可能使施工狀態偏離理論設計狀態的因素,以便施工實際有的放矢的有效控制。
(1)結構參數。結構參數是控制中結構施工模擬分析的基本資料,其準確性直接影響分析結果的準確性。結構參數主要包括:結構構件截面尺寸、結構材料彈性模量、材料容重、材料熱膨脹系數、施工荷載和預應力或索力。 (2)施工工藝。施工控制是為施工服務的,反過來,施工的好壞又直接影響控制目標的實現。除要求施工工藝必須符合控制要求外,在施工控制中必須計入施工條件非理想化而帶來的結構制作、安裝等方面的誤差,使施工狀態保持在控制之中。 (3)施工監測。檢測是橋梁施工監控的最重要手段之一。檢測包括應力檢測、變形監測。因測量儀器、儀器安裝,測量方法數據采集、環境情況等存在誤差、所以,結構監測總是存在誤差。
四、非受力和受力裂縫分析及控制
非受力:根據筆者工程經驗,溫度裂縫一般出現在配筋薄弱之處。對于混凝土橋梁來說,溫度裂縫通常發生在以下部位:①在箱梁的腹板處。原因是由于橋面板與底板溫度一般都相差較大,導致箱梁腹板的溫度應力相對較大,腹板部位極易出現溫度應力;另外,工程經驗表明,厚腹板出現的裂縫較薄腹板多,這主要歸結于厚腹板對底板的溫度變形提供較大阻力,即厚腹板提供的剛度太大,阻礙了箱梁其他部位的變形,從而產生更多的裂縫。②連續梁在靠近中間支座的下緣處多出現裂縫,而且板梁比箱梁出現的裂縫更多。③在澆注混凝土時,混凝土內外較大的溫差極容易導致混凝土開裂。④橋梁施工縫處由于新舊混凝土之間不能承受拉應力,因此在錨固區的施工縫處經常會出現粗裂縫。
受力:根據筆者的工程經驗,要有效預防和控制荷載引起的裂縫,關鍵是讓橋梁構件合理受力,不破壞橋梁的正常受力模式。因此在橋梁施工過程中要:①不可在橋梁上任意堆放東西,要按照規定對構件操作。②不得隨便對橋梁結構的受力構件進行鑿槽、開洞、設置牛腿等。工程經驗表明,若在橋梁結構受力構件進行開洞等,將會在洞口附件產生應力集中。因此,要特別注意在大跨預應力連續梁跨內鋼束截斷處的處理。③橋梁在施工過程中,若出現斜裂縫就應加強觀察。如果裂縫發展緩慢并限制在受拉區,同時裂縫寬度在限值內,這是允許的。但只要裂縫接近受壓區,則應及時對其加固處理。 五、控制施工質量的要點
1.張拉前檢查混凝土抗壓強度,要求不低于C40級,張拉時嚴格按照設計要求和有關規范執行。張拉采用雙控,即應力控制和伸長量控制。
2.施工中如因千斤頂工具式夾片磨損造成夾持不緊,出現滑絲,處理方法為壓力機立即回油,更換工具式夾片,檢查錨具錐孔與夾片間是否有雜物,清除錨墊板喇叭口內混凝土重新張拉。如果仍有滑絲現象,則應對鋼絞線、錨具進行重新檢測,對千斤頂油壓表進行重新標定,確保今后萬無一失。
3.由于波紋管破損而漏漿,造成鋼絞線與混凝土握裹,引起摩擦力過大。處理方法:反復多次張拉并持荷一段時間,以克服摩擦力過大的影響,預制T梁時應注意及時清孔。
4.由于孔道摩阻而使伸長量偏小,處理方法:在開始張拉時把鋼絞線拉到5.0MPa,再回油至油壓表讀數為零,然后分級張拉,并按規范要求進行超張拉,這樣得出的張拉伸長值滿足設計要求。
5.張拉過程中隨時觀測梁的上拱度和梁體的側向變形,避免梁體變形過大而產生裂紋,并及時觀測各項數據,以便今后設計、施工時作參考,做到心中有數。
六、結束語
預應力張拉工藝是橋梁預應力構件施工的重要環節。特別是張拉應力及伸長量的控制,會直接影響預應力結構使用壽命,因此在預應力施工中,要充分做好張拉前的準備工作,在張拉過程中不要盲目追求數量,一定要按技術規范操作,以確保工程質量。
參考文獻
關鍵詞:盾構法;危房;地鐵隧道施工;線路
中圖分類號:U455 文獻標識碼:A
1 導語
隨著城市地鐵的建設,遇到的環境條件變化較多,需穿越障礙物種類繁雜,包括橋梁、房屋、河流、道路等等,而盾構法施工則是地鐵隧道工程施工的首選方法,盾構法由于掘進速度快、施工勞動強度低、施工時對周圍環境干擾小等優點,己經成為城市地鐵工程施工中一種重要的施工方法。在城市中建設地鐵,地鐵隧道穿越建筑物的是不可避免的,有時在需要下穿的建筑物中,可能會遇到一些危房,由于種種客觀因素的制約,很多時候這些危房無法拆除。由于危房本身就存在著巨大的安全隱患,采用盾構法下穿危房時,難免會因地層失水而造成地表沉降,若地表沉降過大或沉降不均勻,就有可能導致危房倒塌,給人們的生命財產帶來巨大的損失。因此,如何安全順利的下穿危房,已經成為地鐵隧道施工中需要解決的難題。
2 工程概況
2.1 線路以及危房情況
工程地點位于廣州市,是廣州市軌道交通六號線的某盾構區間,單線長度783米,從該區間盾構開始,經過80米將下穿某建筑物,該建筑物為條形基礎的3層磚木結構,位于隧道正上方。房屋鑒定結論為:此房屋承重結構已經不能滿足正常使用要求,并且房屋整體出現險情,構成整棟危房。危險等級為D級。
2.2 危房所在位置地質情況
危房所在位置地質情況自上至下依次為:雜填土、淤泥質土、中粗砂、粉細砂、全風化泥質粉砂巖、強風化泥質粉砂巖、中風化泥質粉砂巖、微風化泥質粉砂巖。
3 盾構的風險分析
根據危房所在位置地質情況資料和線路特征,結合建筑物現狀進行風險分析,綜合認定該區間進行盾構施工時,此危房保護的難度很大,主要原因如下:
3.1建筑物破舊,并且基礎形式過于簡單
建筑物調查報告顯示,此危房為騎樓,磚木結構,修建年代為1900年左右,已存在不同程度的損壞,墻體風化嚴重,承載力以及連接強度降低,對沉降非常敏感;基礎形式多為較簡單的條形基礎,埋深較淺,抗擾動能力和抗變形能力較弱。
3.2地層失水風險
洞身主要在泥巖中通過,圍巖自身穩定性好,盾構掘進的風險主要是地層失水。地層失水固結,可能造成地面建筑物基礎尤其是淺基礎的不均勻沉降,墻體開裂甚至房屋倒塌。
3.3地質鉆孔風險
隧道洞身穿越地層主要為微風化泥巖,隧道上方存在較厚的連續分布的粉細砂層、中粗砂層,且砂層普遍與巖層相接,中間隔水層較薄。若地質鉆探后沒有進行封孔或封孔不嚴,盾構掘進時,地質鉆孔實際上成了砂層和隧道之間的水土通道,加上砂層和巖層之間沒有可塑粘性土隔斷層的塌封,砂和地下水很容易沿著鉆孔滲漏到土倉及管片與圍巖的空隙,造成砂層固體顆粒損失及地層失水,地面沉陷,隧道上方密集且破舊的危房下沉開裂,甚至倒塌。
4 土壓平衡盾構機下穿危房技術
4.1 盾構機通過前的技術措施
(1)測量人員需要提前對危房進行細致的調查,掌握建筑物的現狀,對已經開裂、破損及其它重要部位做好標記和記錄,同時提前布設沉降監測點及傾斜測點,完成初始值的測量。
(2)盾構通過前,必須保證盾構機及運輸設備一切正常,做好設備的保養和維護。
(3)在通過危房15m前,開倉進行刀具檢查,若發現刀具損壞,及時更換刀具。除特殊情況外,建筑物下禁止開倉。
(4)盾構機通過前,必須對危房進行臨時支撐。
4.2 盾構機下穿時的技術措施
盾構下穿危房過程中,原則上應保證盾構機快速連續地通過危房,同時保證管片背后注漿。根據這個原則,盾構機通過期間應采取以下措施:
(1)采取欠壓掘進模式。該危房附近地質鉆孔位于左線隧道正上方,且距該危房相當近,因此危房段采用欠壓掘進模式,并結合掘進監測情況,氣壓輔助方式。
(2)時刻留意掘進參數變化。操作人員對掘進參數尤其土倉壓力一定要敏感,若出現土倉底部壓力突然增大,而扭矩變化不大的情況時,應立即關閉倉門及螺旋機閘門,不出土,快速掘進,并多加氣(發泡劑),把土倉壓力提高到150~200kPa。
(3)渣土分析及出土控制:每環都要清洗渣土樣,分析渣土變化。
(4)避免由于刀盤“結泥餅”而導致的盾構機無法推進,盾構在危房下長時間停滯。由于泥質粉砂巖,在遇水軟化后具有一定的粘性,在掘進時容易“結泥餅”,因此,掘進過程中應堅持使用發泡劑,一旦發現有“結泥餅”的征兆,立刻進行處理,限制泥餅發展。
(5)保證管片背后注漿量和注漿效果。注漿是保證隧道質量和避免地面沉降的關鍵。采取以下措施保證管片背后注漿質量。
①注漿量:同步注漿量不少于6m3/環。
②注漿壓力:一般0.2~0.3MPa,最大不超過0.3~0.4MPa,下部孔的壓力比上部孔略大(0.5MPa左右)。
③掘進過程中,采取雙液二次注漿與管片背后補充注漿相結合的方法保證管片背后注漿量,下穿該危房時,每環補注雙液漿。
④盾構下穿危房段時,通過洞內徑向注漿孔注入聚氨酯,以減少盾尾注漿前竄的機率和數量并減少竄水的機率。
4.3盾構機通過后的技術措施
(1)盾構機通過時,可能對建筑物產生一定影響,盾構機通過后仍需對建筑物按上述的頻率進行監測。
(2)隧道內對該位置的管片背后進行二次補充注漿,保證管片背后充滿,以控制后續的地層沉降。
(3)若建筑物有出現裂紋或產生損壞的,必須對危房進行再次房屋鑒定,并及時進行修補加固及恢復。
結語
城市正在飛速發展,地下軌道建設正在為城市的發展服務,地鐵線路選線不可能避開地面所有建筑物,甚至有時地鐵隧道難免要從危房下穿越。施工人員通過科學、合理的技術措施保證盾構機順利通過危房區域,能較大程度的減少了業主資金投入,因此,該成功經驗可作為類似地層中下穿建筑物施工措施予以同行借鑒。
參考文獻
關鍵詞:地鐵車站;風險管理;控制措施
中圖分類號:U231+.3 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
地鐵車站的施工周期長、施工環境復雜、技術難度大、不可預見風險因素多等特點,加強地鐵車站施工安全風險管理有利于國家地鐵工程建設和社會的穩定發展。
一、安全風險管理的步驟
風險雖然不能完全量化分析,但是還是有一定的規律可以被認識、分析的,通過適當的方法去避免、降低風險。對地鐵車站工程的安全風險管理一般可以分為以下幾個步驟:
1、風險識別
首先要對風險工程進行定義,潛在發生事故的工程自身(如基坑工程、淺埋暗挖(區間)工程及其附屬設施等工程)及在其影響范圍內的周邊環境(如周邊建(構)筑物、道路、管線等)的復雜工程集合體,它反應一個工程由于工程施工和地質、環境相互影響、相互作用的復雜風險關系。然后考慮引起風險的因素有哪些?會引起什么樣的后果及程度。風險識別是安全風險管理最重要的環節,只要這階段盡可能全面的去分析、發現風險才有可能進行管理。
2、風險估計
主要是對風險的量化工程,通過對風險發生的概率和風險發生后的損失程度。
3、風險控制
地鐵車站工程的風險進行識別、評估后,選擇合理的控制措施,盡可能的降低風險發生的概率及損失程度。風險管理一般有以下措施:風險規避、風險轉移、風險自留以及風險利用。
二、地鐵車站施工安全風險管理的重點
地鐵車站一般都位于城市的繁華地帶,人流量大、周圍建筑物密集,還有可能面臨很多老舊建筑物,結構不穩定,進行地下工程施工時,微小的擾動都有可能引起地層塌陷、建筑物破壞等危險。
1、地鐵暗挖風險
1.1自然因素
(1)不良地質
在不良地質進行淺埋暗挖地鐵車站工程施工,不僅難度大而且風險也高,施工過程中容易引起坍塌、冒頂、涌水、誘水等事故。事實說明:導致淺埋暗挖地鐵車站工程安全事故的出現,起決定因素的是地質因素。但是在施工前做好合理的方案、在施工時技術和管理也科學規范,那么淺埋暗挖地鐵車站工程施工在不良地質是可以安全進行的。
(2)地下水
地下水影響隧道圍巖,使得圍巖松動進而直接影響淺埋暗挖地鐵車站工程施工。具體而言,地下水首先是會使圍巖軟化,軟化后的圍巖會使地層會膨脹起來,其會對隧道產生較大的膨脹壓力;軟化后的圍巖還使周圍的巖體不穩定。承壓水直接影響圍巖的穩定性。
(3)氣候
氣候對于地鐵車站工程施工安全事故的發生而言是一個重要的誘因,這已有大量事實說明。連續性的暴雨陣雨等惡劣天氣都會導致土層松動,引起坍方。
(4)地形變形和圍巖失穩
在淺埋暗挖地鐵車站工程施工時,容易造成地層的擾動,這就會造成地層巖石顆粒的變化,導致地層發生變化甚至破壞。
(5)發生不均勻沉降現象
在淺埋暗挖地鐵車站工程施工時,地層巖石受力發生較大變化,容易導致不均勻沉降現象出現,嚴重時導致地面坍塌或隆起。
1.2人為施工因素
(1)地質勘探工作不到位,達不到細和準
為保證淺埋暗挖地鐵車站工程施工的安全,在施工之前必須對施工工程所在及周邊的工程和水文地質進行準確無誤的勘探。隨著我國近年來基本建設的快速發展,導致地質勘探工作工作數量大大增加,以致為了完成任務,有些勘探會減縮勘探工期或者刪簡勘探內容。由此得出的勘探結果必然達不到細和準的標準,最終還會影響淺埋暗挖地鐵車站工程施工的安全。
(2)缺乏長期規劃和科學合理的設計、偷工減料、工期緊
①缺乏科學合理的設計,主要體現在施工方法和選線兩個方面。處于江南地質較差的成都,其地鐵地下車站的施工方法選擇開放式明挖是不合理的,而且通過對線路周圍外部環境的查看,也可以這些條件都不利于開放施工。②施工建筑偷工減料。
2、施工機具的風險
①機械老化,安全防護裝置不全;
②電源線老化,絕緣性差;
③帶病作業,缺少保養;
④施工人員隨意使用,無證上崗;
⑤未做到三級配電,兩級保護;
⑥機械無接地,使用倒順開關。
3、臨邊洞口的風險
①基坑、料臺、平臺、樓梯、電梯、樓層周1邊,未設置防護欄桿或不合格的;
②防護材料不合格及不牢固;
③無防護設施情況下不使用安全帶;
④防護設施搭拆過程中無專人監護,上下同時操作;
⑤隨意拆除、搬動防護設施;
⑥未設置安全警示標志。
4、基坑支護的風險
①深度超過2M的基坑施工無臨邊防護措施,臨邊及其它防護不符合要求;
②施工機械進場未經驗收的;
③未按規定程序挖土或超挖;
④未按規定進行基坑支護變形監測,未按規定對毗鄰建筑物和重要管線和道路進行沉降觀測。
5、起重吊裝的風險
①起重機無超高和力矩限制器,吊鉤無保險裝置;
②起重鋼絲繩磨損、斷絲超標;
③被吊物體重量不明就吊裝,有超載作業情況;
④司機無證上崗,非本機型司機操作,指揮無證上崗;
⑤起重機未取得準用證,起重機安裝后未經驗收。
三、地鐵車站安全風險管理措施
1、埋暗挖地鐵車站工程施工安全風險管理
在淺埋暗挖地鐵車站工程施工開始前,相應的地下勘探工作要認真仔細地進行,了解和掌握地下管線的位置、長度等相關資料。在設計施工時,應該把地下管線考慮在內,并在設計圖紙上明確標出和指明這些地下管線,減免在施工中對地下管線的破壞。施工時,應做好施工機械對地下管線破壞的防放工作。尤其在開挖時,更應小心仔細進行,切不可大意,以防對地下管線有不利影響。需定時定人對地下管線進行觀測,查勘地下管線是否有沉降現象的發生。一旦沉降范圍達到警示值時,應及時作好澆注工作,以防地下管線過度下沉而產生事故。還有一點需要注意的是:在設計施工時,不僅要考慮到地下管線,而且也應制定出可能發生與地下管線有關事故的應急預案,這樣一旦在施工現場發生這類事故,也可以作到有條不紊,忙而不亂,使得損失和破壞達到最小。在施工時,如發生意外事故,那么所有的施工都應一并停止,而且應及時上報相關部門,得到上級和相關部門的回復和指示后方繼續施工
2、施工機具的安全風險管理
施工機具在使用前須經過驗收,合格方可使用;機具設備性能良好,安全裝置齊全,嚴禁帶病運轉;施工前對機具設備進行絕緣測試;定人、定機、定時保養;嚴格按“一機、一閘、一漏、一箱”;開機人員持證上崗,他人不得隨意操作;機械接地良好,使用點動開關。
3、臨邊洞口的安全風險管理
對施工現場出現基坑、料臺、平臺、樓梯、電梯、樓層周邊,要及時設置防護欄桿(二道),高度1米20;防護材料必須合格且牢固可靠,地角必須焊牢,無晃動;無防護設施情況下必須使用安全帶;防護設施搭拆過程中派專人監護,嚴禁上下同時操作;不得隨意拆除、搬動防護設施;邊長25~50厘米洞口應采用堅實木版封蓋,封蓋牢固、嚴密;邊長50~150厘米洞口,四周設置防護欄桿,用密目網圍擋并設20厘米踢腳板;防護部位必須設置安全警示標志;必須嚴格按專項技術措施規定進行搭設。
4、基坑支護的安全風險管理
應對安全設施逐一加以檢查,發現有松動、變形、損壞或脫落等現象,應立即修理完善;總坡度不得小于1:3,臨時邊坡應在每道支撐下設置平臺寬度4~5m,支撐端頭如產生變形,應加設抱箍固定、加強;除坑內設置井點降水外,每個平臺上應開掘排水溝,排除地表積水;嚴禁在坡頂堆土,圍護兩側堆截應遠離基坑邊線10M;加工制作安全、牢固的人員上下基坑專用樓梯,并設置防護欄;施工機械進出場都有記錄及驗收;專人指揮挖土,嚴禁人員進入挖機作業半徑內。
5、起重吊裝的安全風險管理
加強日常維修、保養工作,對損壞安全保護裝置及時修復;起重設備無證不得使用,安裝后必須經驗收后方可使用;使用鋼絲繩、索具做好自檢工作,缺損鋼絲繩不得使用;嚴格按規范要求使用合理索具、繩徑倍數;作業人員持證上崗;吊裝作業必須有平坦堅實的地基,地基應夯實后用跑板墊于履帶下方;起重物體必須根據物件重量體積、形狀、種類采用適當的起重方法,必須有專人負責指揮;每次作業前必須經試吊檢驗;吊裝作業區域設置警戒標志,有專人監護。
結束語
綜上所述,運用風險管理的基本理論與地鐵施工實踐相結合的方法,詳細地介紹了地鐵盾構法施工的風險辨識、風險評估以及風險控制內容,并分析了地鐵車站施工中常見的風險源,以及相對的控制措施。
參考文獻