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关键词:人工挖孔 护壁 钢筋笼 混凝土
一、概述
人工挖孔灌注桩是一种通过人工开挖而形成井筒的灌注桩成孔工艺,适用于旱地或少水且较密实的土质或岩石地层,因其占用工作面小、成本较低、工艺简单、易于控制质量且施工时不易产生污染等优点而广泛应用于桥梁桩基等工程的施工中。
南水北调穿朔黄铁路暗渠工程位于河北省新乐市,为南水北调中线京石段S14标段内的重要施工项目。朔黄铁路暗渠为穿越既有朔黄铁路而设,暗渠中线与铁路交叉角度为38°36′。朔黄暗渠从框架桥内穿过,使穿越铁路和输水为两个独立结构。朔黄铁路框架桥为顶进施工工艺,为了保持朔黄铁路的稳定性,在铁路两侧共设置20根防护桩,13根支撑桩,13根抗推桩,共计46根灌注桩。其中防护桩长16m,支撑桩、抗推桩为14m,灌注桩直径均为1.25m。在灌注桩的施工中全部采用了人工挖孔灌注桩的施工工艺,取得了理想的效果,现结合本工程对人工挖孔灌注桩施工工艺进行详细介绍,希望能对其他类似工程的施工提供借鉴。
二、挖孔及护壁
人工挖孔灌注桩需要进行人工开挖、扩壁、土方外运和护壁,是与其他灌注桩类型最大的区别之处。
(一)挖孔
挖孔前应按施工图纸准确放线,确定桩位中心位置,并向桩心位置四周引出四个控制点,以控制桩心。开挖应自上而下分层进行,每一层土方开挖区的形状呈上小下大圆台体形状,厚度为100cm,上底和下底的口径分别大于设计桩径20cm和40cm。自上而下分步进行开挖,开挖区的侧壁要求做到光滑平整,底面要水平,挖出的土方要及时运送到地面并外运,不得堆放在孔边。
在挖孔过程中施工人员必须熟悉所挖孔的地质情况,井上和井下之间应保持良好的联络信号。要勤检查,注意土层的变化,当遇到流沙、大量地下水等影响挖土安全时,要立即采取有效防护措施后,才能继续施工。
人工挖孔比较容易组织,一般以三到四名工人为一组,井下工人使用短把铁锹、羊镐等工具开挖,井上工人使用辘轳将井下工人装到料斗中的土方绞上来,并用手推车推到指定的位置。就单个井筒而言,人工挖孔的速度不如钻孔,但人工挖孔可以几个甚至十几个工作面同时开展施工作业,从而大大加快了施工进度。
(二)护壁
为防止塌孔,每一层土方开挖后应进行护壁。
1.护壁钢筋笼。护壁钢筋笼的形状为一个圆台体的侧表面,由φ12mm@250环形钢筋及6道φ12母线钢筋焊接而成。
第一层开挖位于地表,可将其开口适当加大,以使护壁钢筋笼在场地上制作好后直接放入其中,对于第二层及以下各层而言由于护壁钢筋笼底部直径大于顶部钢筋直径,所以护壁钢筋笼不能直接放入,只能在井下制作完成。
2.护壁模板。浇铸护壁的模板相应也呈圆台体形状,其上口的直径等于设计桩径,下口的直径大于设计桩径20cm,高100cm,由3块呈曲面扇形的薄钢板制作而成,背后焊接三角铁作为骨架起支撑作用,相邻两块模板拼缝要预留2cm间隙。拼接时用螺栓将相邻模板从拼缝处固定,并用木条填塞预留缝隙,以方便拆卸。拆模的方法是:卸掉拼缝处固定的螺栓,向内侧敲打填塞的木条,使各块模板松动、分离后逐一取下。
3.浇铸护壁混凝土。护壁混凝土按C20设计,在混凝土内应掺一定数量速凝剂,以尽快达到强度要求。浇铸护壁时,为了防止模板产生偏移,应对称下料,用敲击模板或木棒插实的方法振捣,由于护壁混凝土在地面以下,湿度、温度对护壁混凝土强度的形成和增长非常有利,一般1天强度就能达到10Mpa左右,半天就可以拆模。如拆模后发现护壁有蜂窝、漏水现象,要及时加以堵塞和导流,保证护壁混凝土强度及安全。
三、钢筋笼的制作与安装
钢筋笼骨架在加工场地分段制作,分段长度视起吊设备的高度和钢筋主筋规格而定,一般为8m左右,灌注桩钢筋笼均分为两段。为使钢筋笼骨架有足够的刚度,每隔2.5m应在主筋外侧设置一道Φ18加强箍筋,以保证在运输和吊放过程中不产生变形。将钢筋笼运至现场后,用吊车起吊,第一段放入孔内后用钢管或型钢临时搁支在护壁上,再起吊第二节钢筋笼,对正位置焊接,焊接应采用搭接焊法,要注意搭接应满足规范的要求,焊接后逐段放入孔内至设计标高。安放前需再检查孔内的情况,以确定孔内无塌方和沉渣,安放要对准孔位,扶稳、缓慢、顺直,避免碰撞孔壁,严禁墩笼、扭笼。放入后应反复校正设计标高并用工艺筋固定,防止钢筋笼下沉或上浮。
四、灌注混凝土
当钢筋笼在井筒中就位以后,便可灌注混凝土,混凝土坍落度宜控制在7~9cm,拌和时间不得少于90秒。在井口的上方搭起支架,将溜槽和串筒接上,串筒宜距混凝土面2m以内为宜,随着混凝土表面不断上升逐步减少串筒数量。严禁在井口向井下抛铲或倾倒混凝土料,以免产生离析现象,影响混凝土整体强度。每次灌注高度不得大于60cm,由井下工人用插入式振动器捣振,插入形式为垂直式,插点间距约40~50cm,应做到“快插满拔”,以保证混凝土的密实度。孔内的混凝土必须一次连续灌注完成,不留施工缝。挖孔灌注桩的混凝土质量容易保证,在制作承台时,无需打掉桩头,只需将其顶面凿毛即可。
通过对本工程完成的挖孔灌注桩进行试块强度试验和桩身动检证明,46根灌注桩均满足设计要求,取得了预期的效果。
五、注意事项
第一,挖孔达到设计深度后,应及时进行孔底处理,必须做到无松渣、淤泥等扰动软土层,使孔底情况满足设计要求;
穿朱雀或者烛龙真烛龙套装。因为是战法装。攻击力大。
黄忠是蜀汉五虎大将之一,原为韩玄手下将,年近六旬有万夫不当之勇,弓箭射术天下无双。黄忠与前来取长沙的关羽连战三日,不分胜负。黄忠感动于关羽的义气,不忍用弓箭相伤,太守韩玄以忠战关羽不利要处斩忠,为魏延所救,投降于刘备。黄忠随刘备入西川,所到即克,战功赫赫。后又率军取汉中,定军山亲斩夏侯渊,为取汉中的第一功臣。刘备伐吴为关羽报仇,黄忠不顾年迈,请令担任先锋,为吴将马忠偷袭射中,回营后不治而亡。
(来源:文章屋网 )
我5岁的儿子常拉肚子,上午好一点,下午拉得多些。我觉得作为中药的黄连素副作用小,所以让他服了几次,却没有效果。邻居告诉我,不要随便给孩子吃黄连素。请问,邻居说的有道理吗?
读者 刘菲菲
刘菲菲读者:
不少人误以为黄连素是中药,实际上黄连素的学名叫做盐酸小檗碱,是从黄连、黄柏等植物中提炼出来的一种生物碱,属于化学药,即人们常说的西药,在临床中作为非处方药用于治疗腹泻。
黄连素对多种细菌,如痢疾杆菌、大肠杆菌有抑制作用,还可收敛、减少肠液分泌,常用来治疗细菌性胃肠炎、痢疾等造成的腹泻。目前尚未发现黄连素有抗病毒作用,而儿童的腹泻多由轮状病毒引起,因此你儿子服用黄连素治疗是无效的。
腹泻的诱因很多,如过敏性荨麻疹胃肠型,如果不采取解除过敏的综合治疗法,仅用黄连素是控制不了的,若长期使用,易发生不良反应,如药疹、过敏反应、血细胞减少等,还会导致B族维生素吸收障碍,从而引起周围神经炎。此外,遗传6—磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏的儿童应禁用黄连素,因为黄连素可引起溶血性贫血以致黄疸。
一旦儿童发生腹泻,建议及时前往医院就诊,医生会对症下药,切忌给孩子私自服用黄连素。
医生 米国安
宝宝为何会发生甲状腺舌管囊肿与瘘管?
宝宝出生后,我发现他脖子上有一个针眼大小的小红点,医生挤了一下,发现有白色的脓一样的分泌物流出来,初步诊断为甲状腺舌管囊肿与瘘管。请问,初生儿为何会得此病?
读者 范知铃
范知铃读者:
胎儿发育至第4周,在原始咽底壁正中线相当于第2、3对鳃弓的平面上,上皮细胞增生,形成一条伸向尾侧的盲管,即甲状腺原基,称为甲状舌管。甲状舌管沿颈部正中线下降,直至未来气管的前方,末端向两侧膨大,形成甲状腺的左右两个侧叶。在正常情况下,到胚胎第6周,甲状舌管开始萎缩退化。甲状舌管的上段退化消失后,其起始段的开口仍残留一浅凹,称盲孔。如果由于某种原因第10周后甲状舌管没有消失或退化不全,残留管状结构部分因上皮分泌物积聚,可在颈前正中舌根至甲状腺之间形成囊肿,即甲状腺舌管囊肿,若继发感染并形成瘘,则为甲状腺舌管瘘。瘘管有3种形态:完全性瘘管,由盲孔直达颈部皮外;内盲管,开口于盲孔;外盲管,开口于颈部皮肤。
甲状腺舌管囊肿为圆形肿块,光滑,一般不疼痛或轻微疼痛,可随吞咽或伸舌头而上下活动。肿块一般直径2~3厘米,多数是单发结节,少见多发结节。囊肿内压不高时,质地较为柔软,如果液体较多,质地就会比较坚韧。由于囊内分泌物潴留或并发感染,囊肿可能破溃形成瘘管,瘘管可向上延伸,紧贴舌骨前后或穿过舌骨直达盲孔,由瘘口排出浑浊黏液,经过一段时间后,瘘管可能暂时愈合而结痂,不久又因分泌物潴留而破溃,如此时发时愈。
一般情况下,局部无感染的患儿一岁后手术为宜;局部有感染时先行抗炎治疗,必要时引流脓液,待感染控制2~3个月后再实施根治手术。
医生 石问
亚硝酸盐呈阳性是不是菌尿症?
我产检验尿显示亚硝酸盐(NIT)呈阳性。我平时没有什么不舒服,上网查了一下,这好像是尿道细菌的指标。请问要不要紧,需不需要马上治疗?
读者 钟莉珺
钟莉珺读者:
尿常规中NIT呈阳性一般代表尿道受大肠杆菌感染。
通常情况下,尿液是无菌的。但尿道口周围及尿道下段存在细菌,尿液可沾上一部分细菌;若送检时间太长,也可能出现NIT阳性。
所以,它并不是诊断尿道细菌感染的准确指标,还需结合临床症状及其他检查项目,如尿白细胞、细菌培养等综合判断。
临床中,4%~10%的孕妇会发生尿有细菌却没有症状的情况,这是妊娠期菌尿症。妊娠期菌尿症虽无明显症状,却可引起流产,增加胎儿死亡的危险。
你如不放心,可在下次产检时再次做尿常规检测,注意取中段尿,若同时检出大量白细胞,或尿细菌培养检查菌落计数超过每毫升12万个,方能诊断为菌尿症。
要预防菌尿,孕妇应勤洗澡,常换内衣,养成每天至少喝8杯水的习惯,不要憋尿,小便时尽量把膀胱排空;大便后从前向后擦,早晚用清水洗外阴,选用质地柔软、透气的纯棉面料内裤;不要使用可能刺激尿道和阴道的女性清洁用品或强碱性肥皂。
医生 马途
曼月乐环能缓解子宫腺肌病吗?
我患子宫腺肌病一年了。每次来月经,不仅经期长、量多,而且痛经非常严重,不得不吃止痛药。月经干净几天后又会出现类似痛经症状,持续三四天,很痛苦。有病友推荐我使用曼月乐环,请问是否有效?
读者 赵丽姝
赵丽姝读者:
简单地说,子宫腺肌病就是子宫内膜长进了子宫肌壁层,主要以痛经为症状。随着病情发展,疼痛可从经前1周左右开始,延长至经后1~2周。患者每来一次月经病情都会加重些,所以越早治疗越好。
目前最有效的治疗方法是怀孕。如果已生育或是目前没有生育计划,可以在子宫内放置曼月乐环。曼月乐环又叫曼月乐节育器,最早的研发目的是避孕。近年来,临床医师不断尝试将它用于疾病治疗,例如子宫腺肌病,可使子宫缩小,减轻痛经,减少月经量,改善贫血症状。但并不是所有子宫腺肌病患者都适合使用,某些患者须用GnRH—a类的药物或手术治疗。具体用什么方法,应在就诊后根据具体情况及主治医师的意见综合考虑。
医生 张彩华
糖尿病一定遗传吗?
我爸爸患有严重的糖尿病,已过世。我今年45岁,身体开始发胖,尽管血糖正常,但我还是忧心忡忡,因为我听说糖尿病遗传。请问,糖尿病遗传的概率有多大?有什么预防措施吗?
读者 陈卫
古城济南因居济水之南而得名,但上游受黄河渍淤,水势渐渐缓慢,至唐代,东平湖以下改成大清河,1855年黄河夺大清河入海,才开始称济南黄河。据济南市河务局工作人员介绍:“黄河穿城而过的省会城市中,只有兰州市和济南市。”
黄河,历史上频繁改道,自从1855年改道后,便成了阻碍济南发展的一道天堑。在黄河上架起桥梁之前的千百年间,人们要从济南渡过古济水或黄河,唯一的办法就是选择合适的位置,通过船来摆渡。
1930年代,一个日本摄影家拍摄了一幅济南黄河渡口的照片,在照片背后的解说词里,他这样描写道:“眺望黄河两岸,尽是广漠与平芜。黄褐色的泥沙被裹挟在水中,昼夜不停地流动着,也算是一种在别处无法见到的自然奇观。从中国上古神话时代的黄帝起,河上就没有架过桥这样的东西,都是使用团平船样的渡船连人带马一起摆渡的。”
历史上,济南城北最早和最著名的渡口就是泺口。而堰头渡口则是北去各州县的必由之路。元明以来,人们又在城西开辟了捷径,黄冈成为北跨大河的重要驿站。
自济南城北跨大河去京师,齐河是必经之地。然而,无论是泺口渡口还是堰头渡口,都需要绕行。于是元明以来,人们又在城西开辟了捷径,选择今日北店子或丁口村等地越河北上。
出城西北去,经行黄冈岭(今无影山附近),然后过匡山,西至吴家堡,最后在北店子渡过黄河。这是一条真正意义上的官道,官府在沿线设立匡山堡、吴家堡等驿站性质的堡递,置堡司一名,兵若干,负责维持秩序,接待行人。因为往来行人较多,日后都形成了较大的村落,如吴家堡、中店堡、七里堡等,都是以官道附近的店铺而得名。
除此以外,还可以从黄冈岭北去,经药山丁家庄,在丁口一带北渡黄河,称丁庄渡口,丁庄因此也成为一座地跨黄河两岸的古老村落。
北跨之困:从“大明湖时代”到“黄河时代”
与长江两岸的城市跨江而建相反,黄河游离在济南城市建设之外。北跨,一直是济南城市发展的软肋。
去年12月,济南市委全面深化改革领导小组召开第八次会议,听取了《“北跨”发展战略与规划建设研究》。其间,省委常委、市委书记王文涛为济南市民带来了一个新词:“携河发展。”
在济南新材料产业园区管委会主任赵新生看来,从跨河发展到携河发展,虽一字之差,却拉开了城市发展新框架,为黄河周边的发展带来契机。解决黄河大桥收费问题,则为携河发展打响了第一炮。
从今年3月16日起,黄河大桥将对鲁A牌照小型汽车免费通行,同时建邦黄河大桥和济阳黄河大桥都被列入免费行列。曾被称为“黄河一桥”的济南黄河大桥,1982年7月建成通车,政府投资4000万元建设,总长2023.44米,大桥从1985年4月开始征收车辆通行费。如今,小型车免过桥费不仅为市民出行带来方便,更重要的是能够带动黄河北岸以休闲、观光、采摘为主的现代农业的发展。
家住济阳县、在历下区工作的王冰告诉记者,他以前都在单位附近租房住,周末才能回家,现在打算买辆车每天开着上下班,“过桥免费了,开车一小时就能到家,比堵在市区的同事可能还快些。”
此外,记者调查发现,有很多黄河南岸的市民带家人去黄河北采摘庄园内过周末。“以后肯定会经常去,让孩子多了解一些农业知识。”市民张海东说。而对于创业者李圣军来说,跨河免费则是商机。“我准备到大桥镇焦集村投资,打造两条农家乐饭庄特色街巷,同时还要建设采摘、休闲农场,供市民游玩。”
据济南市规划局相关负责人介绍,黄河在济南市范围内约183公里,其中中心城区范围内约66公里。济南市城市总体规划已经明确提出要建立黄河沿岸湿地保护区,打造黄河河岸公园,连接济南老城和黄河,沿堤坝建立自行车和步道系统及滨水休闲地带。变跨河发展为“携河发展”,推进济南由“大明湖时代”向“黄河时代”迈进。
穿黄隧道:时速60至80公里,四分钟就能过黄河
济泺路黄河隧道工程一直以来备受市民关注。近几年围绕这一隧道,从多次“即将开建”到一度传言“被取消”,众说纷纭。
建设黄河隧道的想法在2005年提出来,4年后,济南市组建了山东黄河隧道建设管理公司。2010年,黄河隧道工程可行性研究报告完成。根据报告,黄河隧道不存在技术上的难题,最需要考虑的还是安全和可行性。
在此后一年左右时间里,有关穿黄隧道“不安全”、“还需论证”的言论纷至沓来。再后来,“穿黄”改“架桥”甚至取消的说法,几乎宣判了黄河隧道计划的“搁浅”。
据了解,项目停滞的主要原因,还来自建设主体的多次变更。直到2015年5月,济南鹊山片区控制性详细规划出炉,济泺路穿黄隧道工程赫然在列。根据最新规划,穿黄隧道建设将与济南轨道交通规划同步进行,采用“隧道+地铁”模式修建,可以说这是原先规划的“升级版”。
由于加入了“地铁元素”,原规划也要重新调整。2015年11月11日,穿黄隧道(道路+地铁)项目预可行性研究报告中标公示,中铁二院工程集团有限责任公司中标,将编制穿黄隧道可行性研究报告。
关键词:桥台;软弱下卧层;溶洞
工程概况:铜陵市沿新大道是铜陵市主城区东部的一条南北向城市主干道,具有承载过境交通的功能。在沿新大道20+00~25+00的东侧有新建的铜陵市新火车站,站前有三条规划道路与沿新大道相交。考虑到火车站站前道路车辆和行人较多,与过境车辆发生冲突,影响交通通行,因此沿新大道下穿站前的三条规划道路,过境车辆从下穿道路通过。此段沿新大道道路总宽55米,其中下穿道路净宽为16米,为双向四车道。
为了节省工程造价,下穿站前的三条规划道路没有采用箱涵结构,而是采用桥梁型式,采用桥梁型式也便于下穿道路埋设雨水管道。为降低桥梁结构层高度,减小下穿道路的坡度和长度,桥梁采用简支空心板桥。桥下净高不小于4.5米。现以三座桥中的二号桥为例,说明其桥台的设计。二号桥桥面标高在18.8左右,桥下路面标高在11.8左右。桥梁设计荷载为城―A级。
工程地质:二号桥桥位处场地地层自上而下依次为:
⑴ 填土:褐黄及灰色,密实,湿~饱和,由混凝土、粘性土及碎石组成,局部底部含腐烂物及有机质。层厚2.30~2.70米,层底标高15.96~16.37米。
⑵ 可塑粉质粘土:灰、褐黄及灰黄色,可塑,湿,含氧化铁斑点和灰色高岭土质细条纹,无摇震反应,刀切面稍光滑、稍有光泽,干强度中等,韧性中等。层厚1.10~2.10米,层底标高14.26~14.86米。
⑶ 硬塑粉质粘土:褐黄、灰黄及黄灰色,硬塑,稍湿,含铁锰结核和灰色高岭土质细条纹,无摇震反应,刀切面稍光滑、稍有光泽,干强度中等,韧性中等。层厚6.30~7.20米,层底标高7.61~7.93米。承载力基本容许值[fa0]=240 kPa,重度r=19.9KN/m3。
⑷ 残积硬塑粘土:系灰岩风化残积层,棕红及红棕色,硬塑,稍湿,含灰白色高岭土条痕或斑纹及黑色铁锰物质,夹少量泥页岩风化物及灰岩碎块,无摇震反应,刀切面光滑,干强度高,韧性高。层厚0.70~0.80米,层底标高6.90~7.10米。承载力基本容许值[fa0]=220 kPa,重度r=18.0KN/m3。
⑸ 残积可-软塑粘土:系灰岩风化残积层,棕红及红棕色,可-软塑,湿-饱和。该层在场地范围内普遍分布,层厚1.90~2.40米,层底标高4.50~5.20米。承载力基本容许值[fa0]=110 kPa,液性指数IL=0.74。
⑹ 微风化灰岩:黑色及青灰色,细粒结构,块状构造,岩体较完整,结构致密坚硬,节理裂隙发育,裂隙面上有溶蚀及铁质浸染现象,方解石细脉较发育,岩芯呈柱状,长度一般5~40厘米,岩芯采取率达78%,野外钻进速度较均匀,钻进过程中返水正常,为硬岩,岩体基本质量等级Ⅳ级。该层岩溶发育程度强烈,发现8只溶洞,钻孔见洞率为58%。溶洞标高在0.00左右,溶洞高度大小在1m~2m。
地质断面图如下图所示(单位:米)。
桥台设计:下面从桥台型式的选择入手简述桥台的设计过程。
对于下穿桥桥台,桩基础是常用的一种桥台型式,它既是成桥的桥台,也是施工过程中的支护挡土结构。采用桩基础桥台,不仅可以避免大开挖,减少开挖土方量,同时它还能保证基坑周边的建筑物及地下管线的安全和正常使用,因此在建筑物密集的城市,下穿立交桥梁的桥台基本上都采用排桩基础或是咬合桩基础。具体到本工程,下穿道路路面标高在11.8左右,而微风化灰岩顶面标高在5.00左右,如采用桩基础,无论作为支护还是作为桥台,都应嵌入到微风化灰岩岩层中一定深度,且桩端底下5m范围内应无岩洞分布⑴,但该岩层中溶洞发育程度强烈,埋深也不符合要求,因此本桥不宜采用桩基础,宜采用浅基础。
桥位处地势开阔,无建筑物及地下管线干扰,具备浅基础施工的放坡开挖条件,选择浅基础无施工障碍。作为浅基础,由于桥台高度高,地基下又有软弱下卧层,首选考虑的应是钢筋混凝土扶壁式桥台。为减小对软弱下卧层的影响,减少开挖量,基础埋深尽量减小,考虑到下穿道路结构层厚0.78米,基础底板厚1米,基础埋深定为1.78米。由于台后土压力的作用,桥台地基最大应力在前趾处,为均衡地基压应力,应增大桥台前趾的长度,但下穿道路靠桥台处有一雨水管道,埋深2米左右,经与排水专业协调,桥台前趾只能外伸1.3米。扶壁式桥台构造示意图如上图所示(单位:标高以米计,尺寸以厘米计)。
桥台收到如下力的作用:自重、土的竖向力和侧压力、上部结构的作用力以及桥头搭板的作用力。其荷载不利组合为:结构自重+土重+土侧压力+汽车荷载(包括冲击力)+汽车制动力+汽车荷载引起的土侧压力。经过试算,桥台基底宽度在4~6米时,基底最大应力约为280 kPa~270 kPa,再增加桥台底板宽度,对减小基底应力不明显,同时也不经济。根据地质报告,硬塑粉质粘土承载力基本容许值[fa0]=240 kPa,虽然桥台基底在天然地面以下8米多,但距下穿道路顶面仅1.78米,由于下穿道路宽16米,桥台后背的土体不能对桥台前趾处土体的隆起破坏起到限制作用,基础埋深只能从下穿道路路面算起⑵,因此,基底应力不予深度修正。显然桥台基底压应力超过该层地基容许压应力,此种桥台不能满足要求。
举起你的右手
我们学校附近是一个经济开发区,因此不时有一些随父母至此的城里孩子来这儿插班,黄涛是其中的一个。
第一次见面,黄涛由当工程师的父亲带着。穿一件极宽大的上衣,双手紧紧地插在大衣口袋里。他妈妈年前病故了。工程师苦笑着介绍说。哦,一个不幸的孩子。我满怀同情地看着这个孩子,伸出手想把他拉在身边,他被电击似的倒退一步,偎着爸爸。城里孩子一般都很大方,那时他却如此羞涩,我觉得他有点特别。
我安排他坐在班长李薇的右边。李薇大方泼辣,也许能会改变他的沉默与羞涩。可是,第二节课一进教室,李薇就愤愤地向我报告:王老师,黄涛占了我的位子!黄涛的眼盯着课桌,一句话不说,也丝毫没有换座的表示。你先坐右边吧。我对李薇说。李薇不满地看着我,也许是不明白一向是非分明的老师怎么会这么没有原则。其实,当时为什么要这么做,我也不知道。做练习的时候,我和同学才恍然大悟:黄涛是用左手写字。在大家的注视下,黄涛的头深深地埋了下来。
一次课间,李薇气喘吁吁地跑来报告:王教师,黄涛和同学打起来了。我飞奔到教室,黄涛正满面泪痕地和几个男生厮打,见我进来才停手。我不想上学了!他边哭边说。为什么?我不想让人拽着我的袖子研究我有没有右手!他吼着,跑出了教室。
下午他没来上课,我提着他的书包找到他家。他爸爸告诉我,黄涛是在一次事故中丢掉右手四指的,我鼻子一酸,他在哪儿?黄涛打开门,慢慢挪了出来,直直地看着我。我拿出书包,说我来布置一下今天的作业。
一连两天,我让那几个打架的男生去黄涛家道歉。第三天,黄涛来了,后来他慢慢和同学亲近起来。有一天,居然敢用左手和同学们掰手腕了。胜利之后,他笑得很开心毕竟他还是个孩子啊。在课堂上,也敢举手回答问题了。有时候我不叫他,他的手举得高高的,一脸焦急。可是我知道,让他举起左手,只是给他精神上的保护和抚慰。如果能使他举起那只右手,才意味着一次灵魂的飞跃。
那天讲评单元检测试卷,黄涛一直在举手,我却没有叫他。最后一题是最难的,只见黄涛又举起了手,我看着他,不吱声。王老师,我会!他急得喊出来。黄涛!和别的同学一起举你的右手。黄涛怔住了,全班一片( )。黄涛,举起你的右手。我在鼓励,其他的同学在期待着。黄涛的泪水慢慢蓄满了眼眶。王老师,他没有右手。李薇怯生生地提醒说。举起你右手。我固执地坚持,终于,黄涛慢慢举起他那只袖管套着的手臂。大家听着,黄涛什么也不缺,他也有右手。黄涛你记住:不要隐藏你的右手,你才可能站起来!后来黄涛在入团宣誓时,和别人一样举起了右手。再后来他不穿那种长袖的衣服了。夏日里,他和别人一样穿起了体恤。
9.选择恰当的词语,将序号填在括号里。(2分)
黄涛怔住了,全班一片( )
A、宁静 B、寂静 C、平静 D、安静
10.从第2至4段中,找出为交代黄涛右手残疾作铺垫的描写语句。(4分)
(1)
(2)
11.从全文来看,黄涛对自己右手残疾这个现实所采取的态度,开始是 ;被同学发现后又企图逃避;最后在老师的帮助下,则是 。(每空不超过四个字。)(4分)
12.(1)那次讲评单元检测试卷,黄涛一直举手,为什么我一直没有叫他?(3分)
答:
(2)对黄涛来说,为什么只有举起右手才可能站起来?(3分)
答:
13.在理解全文的基础上,请补写一个直接点明主旨的句子。(3分)
答:从此,黄涛
参考答案:
9.A
10.(1) 穿一件极宽大的上衣,双手紧紧地插在大衣口袋里。
(2) 做练习的时候,我和同学才恍然大悟:黄涛是用左手写字。
11.隐藏右手 举起右手
12.(1)我想黄涛举起右手
关键词 安全壳;预应力;张拉施工
中图分类号TL3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2010)18-0080-02
1 工程概况
秦山核电二期扩建核电站是在原二期的基础上扩建的,共2个反应堆,分别为3#、4#反应堆,由基础底板、筒身和穹顶3部分组成。
安全壳预应力张拉系统为法国FREYSSINET公司K系列后张群锚体系。预应力筋分为竖向、水平和穹顶束3种。竖向束下端锚固于预应力廊道顶板,上端锚固于环梁的顶面,钢束类型为36T16,共144 束,沿筒体一周均匀布置;水平束两端交错锚固于两个扶壁柱的两侧,钢束类型为19T16,共199束,为全圆周的曲线束,沿高度方向分内(R=19 030mm)、外(R=19 230mm)两层交错布置;穹顶束两端均锚固于环梁的外侧,钢束类型为19T16,共174束,由三组互成120°的三层钢束组成。
2 预应力施工机具和材料
2.1 张拉设备
本工程采用的千斤顶为法国进口的张拉千斤顶。6台前置式K500F型液压双向穿心式千斤顶,最大张拉力为4905kN,最大行程为250mm,主要用于张拉水平束和穹顶束;4台K1000千斤顶,最大张拉力为8 945kN,最大行程为250mm,主要用于张拉竖向束;1台C30千斤顶,最大张拉力为310kN,最大行程为180mm,主要用于单根钢绞线张拉后的松锚和钢绞线滑丝时的补张拉。
2.2 穿束机
FREYSSINET公司2V型双速电动穿束机,共3台,有0.6m/s和2.40m/s两档穿束速度,用于将单根钢绞线穿入孔道内。
2.3 锚固系统材料
本工程的预应力锚固系统采用的是法国原装进口的FREYSSINET公司K系列后张群锚体系,该体系是专门为反应堆安全壳而设计,由锚头及夹片、承压板、喇叭口、灌浆连接器、灌浆帽等组成。
2.4 钢绞线
钢绞线采用英国标准BS5896:1980超级7股 15.7mm的1770级低松弛钢绞线,且将标准中的3.5%的延伸率保证值提到到4%。预应力钢绞线为国内产品,能与Freyssinet公司K系列锚具匹配。本工程采用了天津第一预应力钢丝有限公司作为钢绞线的供应商。
3 预应力摩擦实验
为有效控制钢束张拉施工质量,使安全壳得到预期的预应力效果,在预应力正式张拉前,必须选择具有代表性的钢束,采用与实际张拉相同的钢绞线、锚固系统、张拉设备及张拉方法进行张拉试验以测定孔道摩擦系数,据此确定最后张拉力。
4 预应力张拉施工
4.1 穿束
在孔道编号和孔道探查合格后,钢绞线采用双速穿束机向导管内进行单根推送。竖向束由上向下穿送,水平、穹顶束则由一端穿向另一端。穿束时,钢绞线从放线盘架中引出,经导向滑轮由穿束机送出,再经导向管进入孔道,待钢绞线从孔道另一端伸出时,用对讲机通知控制人员,以低速进退钢绞线,调整好钢绞线在穿出端的的外露长度,同时用砂轮切割机在穿入端的适当位置切断钢绞线,保证张拉用的外露长度,并将钢束的外露部分裹上二层塑料薄膜进行保护。
4.2 张拉
张拉工作在混凝土强度达到设计要求后方可分阶段进行,竖向束分6个阶段,水平束分10个阶段,穹顶束分3个阶段,张拉顺序由设计给定。
根据设计技术条件0401JT060B《安全壳预应力系统后张拉和灌浆》的要求张拉力不得超过抗拉极限强度保证值的80%。
4.2.1 张拉工艺
穿束过程中安装锚头、夹片安装张拉设备张拉至初始应力(50bar)安装测量标记并测量初始值分5级加荷(100bar、200bar、300bar、400bar、最终张拉力)并测量各级荷载下的伸长值加荷至最终值并持荷3分钟测量最终伸长值顶锚、回油测量内缩量拆除张拉设备验收切割多余钢绞线头。
4.2.2 张拉控制力
整个安全壳的最终预应力全部由外部所施加的张拉力获得,张拉控制力的准确性直接影响混凝土预压应力能否准确形成。张拉力是预应力张拉施工中最直接、最关键的控制指标之一,在张拉过程中必须严格控制。钢束实际张拉力通过千斤顶油压泵的油压表中的油压值P来控制。
4.2.3 实际伸长值的计算
在施工过程中,实际伸长值的计算应按照下式计算:
ΔL实=∆L1+∆L2-A-B-C
∆L1――从初始应力到张拉控制应力之间的实测伸长值(mm);∆L2――初始应力以下的推算伸长值(mm)(本工程初始应力取油压值为100bar时的应力);A――锚具楔紧引起的钢束内缩值(mm);B――千斤顶体内钢束的张拉伸长值(经计算K1 000千斤顶为5.7mm,K500F为2.3mm);C――混凝土构件的弹性压缩值(本工程可略去不计)。
4.2.4 伸长值校核与判断
钢束张拉除采用控制张拉力外,还应校核实际张拉伸长值和内缩值,根据EJ/T998-96《压水堆核电厂预应力混凝土安全壳建造规范》和设计规定实测伸长值应在理论计算伸长值的95%~108%之间,钢绞线内缩量控制在5~8mm范围内。否则应查明原因,松锚重新张拉直至合格。
5 施工中注意事项
5.1 穿束过程中注意事项
1)钢束穿束之前,应对钢绞线的表面状态再进行一次外观检查,表面状态应符合A、B级,表面状态低于C级时被认为是致命的缺点,应坚决拒用;
2)同一孔道中钢绞线应采用同一盘的钢绞线,在不得已的情况下,最多采用力学相近的两盘钢绞线,且两盘钢绞线其弹性模量之差不能超过5Gpa;
3)钢绞线在穿束完毕后,切割钢绞线时应采用切割机或砂轮锯,不得采用电弧切割。
5.2 张拉过程中的注意事项
1)张拉顺序要遵守对称原则。本工程张拉顺序由设计给定;
2)千斤顶与油泵及压力表应定期配套校验,且在施工过程中,张拉设备出现反常现象或千斤顶检修后都应重新校验;
3)在安装千斤顶前应检查锚具、夹片等是否有磨损现象,如果有磨损现象,应做报废处理;
4)在张拉前应检查钢束、夹片清理是否彻底,夹片与钢束之间或夹片与锚环之间是否有油、锈或杂物等,以免在张拉时发生滑丝现象;
5)工具锚的夹片,应注意保持清洁和良好的状态。第一次使用前,应在夹片的背面涂上脂,以后每使用5~10次,向锚板的锥孔中重新涂上一层剂,以防夹片在退楔时卡住。3#、4#机组均出现过竖向钢束张拉完毕后退楔时卡住夹片的现象,有的最终采用切割的方式才将将工具锚取下。
6 结论
在秦山核电二期扩建的3#、4#反应堆安全壳预应力施工过程中虽然出现了一些问题,但是及时采取了措施,均未造成最终的质量缺陷,约99%钢束在设计张拉应力下的伸长值满足设计要求,其余伸长值偏小,但偏差范围不大,经设计论证认为可以接受。2009年底3#反应堆安全壳已经初步通过了安全壳整体性实验,认为3#反应堆安全壳完全满足核级要求,认为可以使用。
参考文献
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关键词:线状工程;洪水;危险度评价;输气管道;洪水风险因子;Logistic回归模型;洪水风险图
中图分类号:TV877;TE832 文献标志码:A 文章编号:1672-1683(2016)04-0185-07
Abstract:Underground pipelines inevitably go across rivers.For different crossed rivers,large differences may exist in their catchment areas,topography,rainfall,underlying conditions and so on,and then their flood threat will vary among corresponding infrastructure segments.Therefore,a simple but effective assessment method for flood threat is urgently needed.In this paper,the section of the Shaanxi-Beijing Gas Pipeline in Linxian County,Shanxi Province was chosen for case study.Firstly,flood factors were quantified for each crossed river,including the area,rainfall,elevation difference,planar shape,land use,vegetation index of each river catchment,and the longitudinal slope and cross-sectional elevation difference of each cross-over region.Secondly,three key factors were selected after the cross-correlations among the factors and the relationships between each factor and the number of historical flood damage events were examined.Thirdly,the multivariate linear regression and logistic regression methods were used to establish a flood threat assessment model.Finally,the flood threat zoning map of the Shaanxi-Beijing Gas Pipeline in Linxian County was obtained.The result would provide a basis for the formulation and implementation of protection measures in pipeline safety management,and the method in this paper could be a reference for similar flood threat assessments of linear infrastructures.
Key words: linear infrastructure;flood;threat assessment;gas pipeline;flood risk factor;Logistic regression;flood
管道运输是陆上石油、天然气运输的主要方式,具有运输量大、占地少、能耗低等优势[1]。但是,作为一种线状工程形式的基础设施,油气管道具有距离长和跨度大的特点,沿线气象和地质灾害风险具有较大差异性,难以有效确定重点防控区域,任一管段发生事故则影响全线,损失巨大。以黄土高原地区的油气管道为例,线路区土壤可蚀性高,水土流失严重,夏季短时强降雨可引起剧烈的地形变化,使地下埋设的管线发生暴露、位移等危害管道安全运行的洪水风险事件[2]。交叉河流洪水诱发的油气管道失效风险一直以来都是油气管道运行安全管理的薄弱环节,水工保护工程措施受到高度重视[3-4]。但是,水工保护工程成本高,设防标准不明确,难以在长输管线全线施行。
水利部于2014年颁布了《洪水影响评价报告编制导则》[5],其中包括洪水对建设项目的影响分析。但是,该导则适用于洪泛区、蓄滞洪区内的建设项目,其中规定的防洪标准确定、淹没影响评价、冲刷淤积影响评价等内容均为适用于大中型河流和一般地表建设项目的方法,不适用于穿越大量小流域、地下埋设的油气管道。因此,急需简单有效的线状工程穿越河流的洪水危险度评价方法,用于确定高风险管段,进行有效的重点防控。
本文根据洪水灾害风险分析的基本原理[6-11],借鉴已有研究考虑到的风险因子[12-13]、采用的遥感和地理信息系统技术[14-17],开展洪水危险度评价研究。以陕京三线输气管道山西临县段为例,首先定量分析每个管道穿河点的洪水风险因子,其次结合穿河管段的实际水毁记录,采用多元线性回归模型和Logistic回归模型优选主要风险因子,确定每个风险因子的权重,最终建立了洪水危险度评估模型,并绘制了洪水危险度分区图。
1 评价对象
陕京三线兼具压力高、输气量大、埋深浅的特点,又由于陕京三线山西临县段曾经发生水害,与管道相交的流域地形和水文规律较单一,因此将陕京三线临县段作为研究管段,其走向及穿越河流的情况见图1。该管段从黄河东岸八堡乡黄河隧道穿出点起,至阳坡水库寨上村止,全长约70 km,主要穿河段共96个。该研究区域位于东经110°30′-111°15′和北纬37°35′-38°15′之间,海拔高程在589 m至1925 m之间。研究区内主要河流为湫水河,属大陆性暖温带季风半干旱气候,多年平均降水量为518 mm,年内分布不均,多集中于7月-9月,占全年降水量的2/3。地表物质以黄土性土为主,土质疏松,容易发生水土流失。
在本文的洪水危险度评价中,输气管道被简化为线状对象。又由于管道穿越每个沟道、河道时,承受洪水灾害的主要位置是沟道内部和两岸边坡,危险度的评价对象可简化为离散的点对象。为表示方便,以各沟道、河道间的分水岭为界,将输气管线切分为包括各穿河点的管段,以管段作为风险程度的表示对象。
2 风险因子
本研究对管道洪水危险度的评价不涉及易损性,主要考虑洪水的相对危险度,即洪水的绝对威力和管段的抵御能力间的相互关系。影响洪水绝对威力的主要因子包括每个穿河点汇水区的天气因素和下垫面因素,包括降雨、面积、高差、形状、土地利用、植被状况等,这些汇水区面对象上的因子处理后映射到对应的管段。影响管段抵御能力的主要因子是局部地形因素,主要包括穿河点处沟道的纵向坡度和两岸与沟底的高差。以上主要风险因子定量评价的数据来源见表1。
不同风险因子的物理意义和量纲不同,为均衡考虑各因子对管道洪水风险的贡献,每个因子均按其值在各穿河点出现的频率分为5个级别,即落入前20%的划入一级,落入20%至40%的划入二级,以此类推。本研究共涉及96个穿河点,平均约19个划入一个等级。部分因子存在较多的重复值,重复值计入同一等级,所以最后的分级结果并不完全满足频率相等的条件,如年均暴雨天数等。各因子的分级区间及各区间内管段计数结果见表2。
针对每个风险因子,统计每个分级内所属的穿河点实际遭遇水毁事件次数的比例,绘制各因子不同分级下水毁事件的频率分布见图2。图2直观显示了各因子与水毁事件的相关关系,以图2(a)为例,年均降雨量越大,分级越高,发生1次和2次水毁的比例也越高。
下一节将分析各因子的风险特征及各因子间的相关性,筛选出因子间相关关系不强的一组因子用于建立洪水危险度评价模型。危险度评价的回归拟合模型采用多元线性回归模型和Logistic回归模型。Logistic回归模型属于概率型非线性回归,它是研究二分类和多分类结果与影响因素相关关系的一种多变量分析方法[19]。模型建立过程中采用逐步回归的方法剔除影响权重低的因子,选取较少的有效因子作为最终的模型输入,建立风险因子与风险事件次数间的拟合关系。
3 风险因子分析
3.1 降雨因子
降雨是形成洪水灾害的前提和动力条件,没有降水,尤其是暴雨,也就谈不上洪水灾害。对于研究区域,按年均降雨量由低至高分为5个等级,图2(a)显示了年均降雨量因子等级与水毁次数间的关系,年均降雨量越大,洪水危险度越高。
对于强降雨,根据黄土高原地区降雨历时短、强度大、土壤可蚀性高的特点,场次降水量达到30 mm以上就有发生洪水的可能,因此选择日降雨量30 mm以上的年均暴雨日数作为量化强降雨的参数。图2(b)显示了年均暴雨日数与水毁次数的关系,暴雨日数越多,发生1次和2次水毁的比例越低。这说明对于各管段所处的不同区域而言,降雨量30 mm以上的暴雨威力是不一样的,不能一概而论,暴雨频数越低的地区,其每次暴雨的威力反而越强。
3.2 汇水区几何特征
管道交叉沟道、河道的汇水区面积决定了其汇集洪水范围的大小,在相同降雨条件下直接决定洪水的总量。采用Hydro30河网数据,统计各管段交叉河流的汇水区面积,将汇水面积由小至大分为5个等级。针对本研究区域,图2(c)显示,汇水面积较小时,管段发生水毁灾害的概率较大。这是由于汇水面积不仅决定了汇集洪水的多少,也影响穿河断面河床演变的剧烈程度。在黄土高原地区,汇水面积越小,沟道、河道的河床演变越剧烈,管段遭受的洪水风险也就越高。
管道交叉沟道、河道汇水区内的高差决定了其中洪水演进的速度。采用Hydro30河网数据,统计各管段交叉河流干流源头至交叉点的高差,将高差由小至大分为5个等级。针对本研究区域,图2(d)显示汇水区内高差越小,管段发生水毁灾害的概率越大,这个规律与汇水区面积相近,受穿河断面河床演变的剧烈程度影响。
管道交叉沟道、河道的汇水区形状决定了其中洪水汇集叠加的剧烈程度。采用Hydro30河网数据,统计各管段汇水区长宽比,按汇水区干流长度一半的平方除以汇水区面积计算。将汇水区长宽比由小至大分为5个等级,长宽比越小,汇水区的形状越接近扇型,不同来源的洪水则更同步地到达管道交叉点,管道发生水毁灾害的概率也就越大,图2(e)基本反映了这个特征。
3.3 汇水区下垫面条件
管道交叉沟道、河道汇水区内的土地利用情况影响降雨产流规律,不合理土地利用导致水土流失加剧,从而影响交叉点洪水。不同的土地利用类型对水分的截留作用不同,林地在减少径流方面的作用十分突出。在暴雨条件下,减流强度:林地>草地>农地。一般来说,对径流截留作用越大的土地利用类型,发生洪水的可能性越小。采用近期MODIS MCD12Q1数据获得研究区的土地利用情况,考虑这个区域主要的土地利用类型为林地、草地和耕地,因此统计各管段交叉河流汇水流域内的耕地占总汇水区面积的比例作为土地利用类型的指标,按照耕地面积比例由小至大分为5个等级。针对本研究区域,土地利用等级越大,管道发生水毁的概率越小,见图2(f)。这是由于耕地区一般存在大面积的平地,且会修建水土保持工程,因此反而不易发生高强度洪水,而没有耕地的地区,大多是坡度比较陡的地区,更容易诱发水毁灾害。
采用近期MODIS MOD13A1数据获得研究区的归一化植被指数(NDVI)反映植被覆盖情况。NDVI值的范围为0到1,越接近1,植被状况越好,在减少径流方面的作用越突出。对于研究区域,按NDVI值由低至高分为5个等级,级别越大,植被覆盖越好,则水毁风险越低,见图2(g)。
3.4 穿河段局部地形条件
穿河段的局部地形条件与管道洪水灾害的危险度密切相关,本研究采用管道交叉河段的纵向比降和横向高差反映局部地形条件,数据来源为Hydro30河网数据。图2(h)显示,交叉河段纵向比降与管段水毁频率的关系表现为抛物线状,纵向比降在一定范围内具有最大的水毁风险概率,而在较小及较大的纵向比降下,水毁发生概率则较低。这主要是因为河段纵向比降大的流域,其汇水面积较小,可汇集的洪水有限,难以造成较大的破坏力;而河段纵向比降小的流域,虽然其汇水面积较大,但河道更为宽浅,容易排泄上游的洪水,因此造成水毁的概率也较小。
结合DEM数据计算管道穿越交叉河道中心点与两侧山坡最高点的高程差,定义为河段横向高差参数。将研究区域穿河段横向高差由小至大分为5个等级,横向高差越大,河道侧岸冲刷、崩塌的可能性应越高,发生水毁的概率越大,见图2(i)。
3.5 因子相关性分析
对表2中的9个风险因子绘制相关散点图矩阵,见图3。每个相关图中均有96个数据点,取置信水平p
4 评价结果
使用96个穿河点数据检验各风险因子与水毁次数的相关性,剔除不具备统计显著性(|R|
在多元线性回归方法中,汇水区年降雨量、土地利用、植被覆盖3个因子的系数分别为0.316、-0.159、-0.068。可以看出,权重最大的为年降雨量,达到58.2%,其次是汇水区土地利用(29.3%)、植被覆盖(12.5%)。在Logistic回归方法中,汇水区年降雨量、土地利用、植被覆盖3个因子的系数分别为1.29、-0.589、-0.173。权重最大的仍然为年降雨量,达到62.9%,其次是汇水区土地利用(28.7%)、植被覆盖(8.4%)。两种方法中不同因子的权重顺序一致,最大影响因子是年降雨量,均超过50%的权重;其次是汇水区土地利用,均超过25%的权重;然后是植被覆盖,在10%左右。
综合两种方法,把管道洪水危险度归一到[0,1]区间,得到逐管段的洪水危险度评价结果见图5。图中白色管段为不受小流域洪水影响的管段,蓝色、紫色的高危险管段间隔分布,显示出3个核心风险因子的综合作用。
总的来说,降雨在管道洪水危险度中起到了60%左右的主要贡献,汇水区土地利用和植被覆盖两个因子贡献了剩下的40%。从危险度的分析结果看,汇水区降雨量越大、汇水区的耕地面积比例越小、植被覆盖越差的管段则越容易发生洪水灾害,应高度关注。结果显示出耕地比例越大管道越安全,这主要是因为梯田、畦埂等耕作措施能够阻拦洪水,降低洪水的级别。
5 结论
本文提出穿越河流的线状工程洪水危险度评价方法可以实现对管道洪水危险度空间分布的评估,在特定区域建模率定的准确度超过了75%。该方法能够通过各种基础实测数据发现潜在的高风险管段,在相同的气候和地理条件下,模型参数有望保持有效,可用于规划和新建工程的洪水危险度空间分布的相对评价。相比经验方法,本文方法的空间分辨率和准确性更高,是可用于穿越河流的线状工程风险评估的一种新方法。本文方法的局限性在于,它仍然是评价不同管段洪水危险度相对高低的静态型方法,从洪水风险的动态管理看,准确的短期降雨预报和降雨―洪水模型,是管道洪水风险规避决策的核心技术,仍然有待研究。
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关键词: GPS;控制网;精度分析;高铁
中图分类号:U212.24 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)0120218-01
0 引言
新建合肥至福州铁路安徽段站前Ⅷ标位于黄山市歙县、徽州区、休宁县、屯溪区境内。线路北起歙县桂林镇线路里程为DK288+440,向南跨富资河设富资河特大桥、跨丰乐河设西溪南特大桥,设黄山北车站,线路折向东南,设合铜黄高速特大桥、万安横江特大桥、上黄特大桥,跨在建黄祁景高速设黄祁景高速特大桥,穿枫口隧道,设月潭特大桥、下岩溪特大桥,穿小尖山隧道、茶口亭隧道、五城隧道至标段终点DK343+180,标段全长54.734km。标头位置与中铁十一局承建的合福铁路站前Ⅶ标衔接,标尾与中铁十一局承建的新建合肥至福州铁路MGZQ-1标衔接。根据中铁隧道集团有限公司合肥至福州铁路站前Ⅷ标施工进度及高速铁路工程测量要求,为本次复测任务来源。
1 CPI控制网平差及精度分析原则
本次复测CPI控制网的平差采用严密平差方法:首先对所需的基线解进行选择,形成的基线向量文件;在随后的平差过程中,固定CPI494点的WGS-84坐标,进行CPI的GPS基线向量网的空间三维无约束平差,从而得到无约束平差后的各CPI点的WGS-84三维空间直角坐标,检查GPS基线向量网本身的内符合精度,获取各点的WGS-84高斯平面直角坐标及相应的精度信息[1][2]。选择边长相对中误差满足要求的CPI487、CPI494、CPI570点作为约束点,获取各点的三维约束平差成果坐标,然后转换到相应的中央子午线和投影面大地高坐标系统中的二位坐标与设计单位提交的平面成果坐标、相邻点间坐标差之差进行比对,进行稳定性分析。CPI的GPS控制网采用武汉大学的COSAGPS5.21后处理软件进行平差处理[3]。三维约束平差计算后的CPI基线网精度:基线向量边长相对中误差最大的CPI566-CPI567达到了1/13841,最小的是CPI490-CPI487达到了1/1000000;点位平面坐标中误差为1.43。
2 CPI控制网复测成果及稳定性分析
评定平面控制点稳定性的重要指标有点位坐标变化量和相邻点间坐标差之差的相对精度,其中同精度复测坐标较差限差要求为20mm,相邻点间坐标差之差的相对精度要求为1/130000[4]。
2.1 CPI平面控制点绝对坐标分析稳定性
在确认CPI控制网本次复测精度满足要求的前提下,进行CPI复测坐标和原测坐标的比较。.2 CPI相邻点坐标差分析稳定性
相邻点间坐标差之差的相对精度按下式计算:相邻点间的复测与原测坐标差之差的相对精度共计有12条相邻边,其中8条边满足规定的1/130,000的限差要求,有4条边大于1/130,000的限差要求,其中CPI487~CPI488(距离只有643.172m) 和CPI564~CPI565 (距离只有463.884m )与前两次复测一致,点位较差不超限,且边长中误差分别为0.07cm和0.08cm均满足规范小于5mm要求,都是因为设计院布设边长较短不能满足规范要求,因此复测与原测相对精度超限属于观测误差。在做稳定性分析之前,先对相邻点坐标差之差相对精度超限的进行二次复测[6]。二次复测与一次复测坐标比较表如表3。
由表3可以看出第一次复测结果和二次复测结果较差均在规范限差之内,说明复测有很高的可靠性,CPI控制网复测结果可用于CPI稳定性分析。
3 CPI平面控制点稳定性分析结论及建议
根据《高速铁路工程测量规范》中的规定,要求GPS二等(CPI)最弱边相对中误差≤1/180000,本次实测最弱边长为CPI566~CPI567为1/18万,由坐标比较表可知,最大点位较差X分量为13.2mm(CPI567),最大点位较差Y分量为-12.9mm(CPI567)。由相邻点间坐标差之差的相对精度统计表可知:CPI566~CPI567为最弱边,边长341.045m,不能满足高铁规范中CPI点间距≥800m的要求,经过二次复测后可以得出复测具有高的一致性,因此,本次部分边长相对精度与设计院成果相比虽相对精度超限但坐标差较差限差均小于±20mm,复测与原测坐标之差相对精度超限属观测误差,因此可以认为原测成果可靠,原测与复测坐标之差超限属于观测误差。可认为CPI点未发生显著性位移变化,建议仍采用原设计坐标。经现场勘察CPI567位于公路边,有扰动的可能,在以后的工作中应当加强观测。
参考文献:
[1]李征航、黄劲松,GPS测量与数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2005.
[2]孔祥元、郭际明、刘宗泉,大地测量学基础[M].武汉:武汉大学出版社,2006.
[3]魏二虎、黄劲松,GPS测量操作与数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2007.
[4]李明硕,高速铁路无砟轨道CPⅢ控制网建立与精度控制[J].铁路标准设计,2010,(1):84-86.
[5]程昂、刘成龙、徐小左,CPⅢ平面网必要点位精度的研究[J].铁道工程学报,2009,(1):44-48.
[6]武汉大学,石武客运专线湖北段TJ1标工程平面施工控制网工程平面施工控制网复测技术报告[R].武汉:武汉大学,2008.